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  • 기사등록 2015-07-07 15:31:11
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‘수소에너지’, 화석에너지 대체 시대 연다



▲ 김준범 울산대 교수.

■ 온난화 문제 경감위한 자동차 개발 대두

불과 200여 년 전에만 해도 말을 이용한 마차가 수송수단으로 사용됐다. 런던과 같은 대규모 도시는 말의 배설물에 의한 악취가 진동했고, 위생적으로도 많은 문제를 안고 있었다.

1883년에 마차 형태의 수레에 가솔린기관을 얹은 자동차가 개발됐을 당시의 슬로건은 냄새가 나지 않는 깨끗한 도시를 만들 수 있는 신개념의 운송수단이었다. 그러나 내연기관자동차의 보급이 폭발적으로 늘어나고, 배기가스에 의한 공해는 대도시 대기오염의 주된 원인이 되고 있다.

우리나라의 수도인 서울의 하늘은 대부분 뿌옇고 답답하지만, 가끔 비가 온 뒤에 공기가 상쾌하게 느껴질 때가 있다. 서울과 같은 메가시티의 대기 질을 획기적으로 개선시킬 수 있는 방법이 있다면 어떨까?

심지어 자동차의 머플러에서는 우리가 마실 수 있는 깨끗한 물만 배출되는 자동차가 다니는 세상은 어떨까?

화석연료의 과다한 사용에 따른 대기오염과 이에 수반되는 지구 온난화 문제를 경감시키기 위하여 새로운 자동차 개발의 필요성이 대두되고 있다.

■ 수소車 온난화 문제 해결책

공상과학에서 나오는 불가능한 이야기가 아니고, 전 세계 자동차 회사에서 수천 명의 인원을 투입하여 연구를 진행하고 있는 수소연료전지 자동차가 그 해결책이다.

연료전지자동차의 연비는 일반자동차보다 2∼3배 높고, 폭발 반응이 없기 때문에 소음도 거의 없다. 연료전지기술의 발전으로 상용화가 가능한 수준에 근접해 가고 있으며, 수명과 신뢰성 향상에 의한 단가 인하를 위한 내구성 연구가 집중적으로 이루어지고 있다.

현대자동차는 2013년 초에 세계 최초로 전용라인에서 연료전지자동차를 생산하기 시작했다.

일본의 토요타(Toyota)는 작년 말부터 연료전지자동차를 시판하기 시작하였다.

혼다(Honda)는 내년부터 연료전지자동차를 생산하여 일본과 유럽, 미국 등지로 판매를 시작할 예정이고, 다임러(Daimler)와 포드(Ford)는 연합하여 2017년까지 시스템 개발을 진행하고 있다.

각 회사별로 수만 대 규모의 연료전지자동차에 대한 생산과 그 이후의 양산계획이 수립되어 있으며, 시장이 성숙되기 전까지는 외국의 사례와 같이 정부차원의 세금감면과 각종 혜택을 포함한 보급 및 지원계획이 뒷받침되어야 할 것이다.



온난화 해결 방법 ‘수소에너지’ 각광

韓 화학산업 발전, 수소 시대 유리



■ 석유화학산업 발달 韓 수소 공급 유리

각국 정부에서는 연료전지자동차의 에너지원인 수소 공급을 위한 계획을 수립하고 있다. 현재 경제적으로 가장 유리한 수소 공급원은 석유화학 공정에서 나오는 부생수소와 탄화수소를 기반으로 하는 제조수소가 있다.

우리나라는 석유화학산업이 고도로 발달되어 있어 수소의 수급에도 유리한 위치에 있고 수소경제시대를 이끌어 갈 만한 충분한 양의 수소도 보유하고 있다.

수소를 제조하는 공정이라도 화석연료에 있는 수소보다 물에 함유되어 있는 수소의 양이 동등하거나 더 많이 변환되는 방법을 이용하기 때문에 지구온난화의 문제도 줄일 수 있다.

■ 수소 폭발위험 낮아

다만 일반인이 수소를 사용한 경험이 없기 때문에 수소에 대한 막연한 두려움이 있는 것이 사실이다.

수소가스는 폭발범위가 넓다는 단점이 있지만 공기보다 무게가 1/7로 가볍고 누출됐을 때 퍼져나가는 확산속도가 천연가스에 비해 4배나 빠르다. 즉 완벽하게 밀폐된 공간이 아니면 폭발하기 어렵다.

또한 폭발할 경우에도 공기 중의 산소와 결합해 생성된 수증기가 열을 흡수해 방사되는 열이 현저히 낮기 때문에 2차 화재의 위험이 적다.

■ 원유는 석유화학의 원료로 사용해야

원유는 수많은 화학물질을 함유하고 있는 소중한 자원임에도 불구하고 가격이 저렴하다는 이유 때문에 태워서 열에너지를 얻는 비효율적인 방법으로 사용되고 있다.

원유를 석유화학공업의 원료로 사용해 플라스틱, 섬유, 비료, 의약품 등의 물질을 생산할 경우 부가가치를 100배 이상으로 향상시킬 수 있다.

고갈되기 이전이라도 원유의 부존량이 줄어듦에 따라 태워서 없애는 비중은 줄어들고, 석유화학의 원료로 사용되는 비중은 늘어날 것으로 전망된다.

■ 화석에너지 수소에너기자 대체할 것

수소경제시대는 수소의 가격이 저렴하거나 이를 이용하는 기기의 성능이 우수하기 때문에 도래하기보다는 외적인 요인에 많은 영향을 받을 것으로 보인다.

지구온난화로 대변되는 환경문제가 심각해지지 않고, 석유의 가격이 적정한 수준으로 유지된다면 화석연료는 지속적으로 사용될 것이다.

그러나 그렇지 않을 경우 수소나 다른 에너지원으로 대체하고자 하는 동기가 부여될 것이다.

최근에 이슈가 되고 있는 셰일가스의 생산량이 늘어 메탄의 가격이 떨어지면 이에 비례하여 수소의 가격도 낮아질 수 있으므로 셰일가스의 대량생산은 수소경제시대를 앞당길 수도 있을 것이다.

사용할 수 있는 돌이 더 이상 없어서 석기시대가 끝난 것이 아니고, 보다 나은 기술인 청동기 기술의 출현이 시대의 패러다임을 바꾸었다. 화학적 돌인 化石연료가 고갈되기 이전에 보다 진보된 방법인 수소에너지와 연료전지의 기술이 발전됨에 따라 화석에너지를 대체할 수 있는 시기는 앞당겨질 수 있을 것으로 예상된다.

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