왜 수소인가?

지난 200여년 동안 화석연료의 힘으로 이룩한 인류의 눈부신 발전과 풍요는 지구 환경 파괴라는 인류의 생존을 위협하는 청구서로 되돌아오고 있습니다. 지구 환경을 급속도로 피폐하게 만들고 있는 전 세계의 온실가스 배출량은 무려 연간 515억톤*. 그 중 약 75%가 에너지를 생산하는 과정에서 발생합니다.

생존의 기로에 선 인류를 위해 청정하고 지속가능한 에너지로의 전환은 더 이상 선택의 문제가 아니며 더 이상 미룰 수도 없습니다.

* 2019, 유엔환경계획 (UNEP)

이에 인류는 자연으로부터 얻을 수 있는 청정에너지인 태양광과 풍력으로 대표되는 재생에너지에 주목했습니다. 탄소 발생 없이 깨끗하고 무한한 에너지, 인류는 이를 적극 활용하는 방법과 기술을 연구 발전 시키고 있지만 극복할 수 없는 한계에도 직면하게 되었습니다.

재생에너지의 한계, ‘간헐성’

자연의 힘으로 발전하는 재생에너지는 해가 구름에 가리거나 바람이 불지 않는 등 변화무쌍한 기상환경에 따라 발전량에 큰 편차가 발생하게 되고 이러한 불확실성으로 인해 에너지의 수요와 공급 사이의 균형을 맞추기 어렵다는 한계도 가지고 있습니다. 바로 재생에너지가 가진 ‘간헐성’이라는 한계입니다.

재생에너지 발전의 산물인 전기에너지는 장기간 저장이 어려워 필요한 만큼 생산하고 소비되는 것이 가장 이상적인 에너지입니다. 필요보다 모자라거나 남아서 버려지는 재생에너지의 간헐적 발전 특성이 초래하는 한계, 즉 수요와 공급의 불균형을 해결할 방법은 잉여 전기에너지를 저장하는 획기적인 방법을 찾는 것 이었습니다.

수소는 물을 전기 분해하여 생산할 수 있으며, 이때 사용되는 전기는 재생에너지의 잉여전력을 활용함으로써 에너지 생산과정에서 배출가스 없이 청정한 에너지인 수소를 얻을 수 있습니다. 또한 이렇게 얻어진 수소를 산소와 결합시키면 다시 전기에너지를 얻을 수 있기도 합니다.

수소는 기체 또는 액체의 형태로 존재하는 물질이기 때문에, 이러한 잉여 재생에너지의 대규모/장기간 저장과 함께 장거리 운송에도 용이합니다. 특히 재생에너지는 간헐성 뿐만 아니라, 해변이나 사막과 같은 곳에서 발전하기 좋은 특성이 있어 이를 에너지 수요가 큰 내륙이나 도심지역으로 운반할 수 있어야 하는데 수소가 이 또한 해결할 수 있는 것입니다.

바로 에너지 그 자체이자 에너지 캐리어 역할까지 한 번에 해결 할 수 있는, 재생에너지와 완벽한 조화를 이루는 수소에너지라는 답을 찾게 된 것입니다.

활용 과정에서도 오염물질 배출이 없는 친환경 에너지

이렇게 저장된 수소를 다시 우리가 사용하기 용이한 형태인 전기에너지로 바꿔주는 핵심 장치가 바로 수소연료전지시스템입니다. 수소는 연료전지에서 공기 중의 산소와 만나 전기에너지를 생성하고 부산물로는 순수한 물을 배출합니다. 다른 화석연료들과는 달리, 어떠한 오염물질도 배출하지 않는 것입니다.

이와 같이 수소는 생산부터 활용까지 환경을 오염시키지 않는 진정한 친환경 에너지 솔루션입니다.

수소전기차의 심장, 수소연료전지시스템

우리 주변에서 수소연료전지시스템을 가장 친숙하게 만나볼 수 있는 곳이 바로 자동차 분야입니다. 수소연료전지시스템을 엔진으로서 탑재한 수소전기차는 배출가스가 없는 친환경차로서, 배터리전기차와 함께 내연기관을 대체할 전동화(electrification)의 한 주축입니다. 배터리전기차와 수소전기차는 그 구동 원리에 따라 서로 다른 영역에서 강점을 보입니다. 이 외에도 사용자의 목적과 사용환경에 따라 두 동력원은 상호 보완적인 역할을 해 나가며 공존할 것으로 전망하고 있습니다.

어디에나 활용 가능한 에너지

이미 우리 일상에 친숙한 수소전기차로 인해 수소연료전지시스템의 활용 분야가 자동차에 특화된 것처럼 느껴지기도 하지만 수소연료전지시스템의 활용 분야는 매우 다양합니다.

지속적이고 높은 출력을 낼 수 있는 수소연료전지시스템은 그 특성상 열차, 선박, 항공 등 자동차를 넘어 다양한 모빌리티에도 활용할 수 있습니다. 뿐만 아니라, 우리가 생활하는 주택이나 아파트, 공장, 빌딩 등에서도 발전 용도로 활용할 수 있습니다. 즉, 전기에너지를 사용하는 우리 삶의 모든 곳에서 수소연료전지 시스템을 활용할 수 있다는 의미입니다.

수소에 대한 오해

수소에 대한 막연한 불안감으로 수소폭탄을 떠올리는 경우가 많습니다. 일반적으로 일컫는 수소에너지는 수소폭탄에 사용되는 중수소/삼중수소와는 다릅니다. 수소의 동위원소인 중수소/삼중수소는 우주상에 극소량 존재하여 일반적인 방법으로 얻기 힘들며, 이들의 핵융합 반응을 위해서는 1억℃가 넘는 온도가 구현되어야 하는데 실제로 수소폭탄은 그 온도를 얻기위해 기폭제로 원자폭탄을 사용할 정도입니다. 사실상 일상생활에서는 이러한 온도를 구현할 수 없는 것입니다.

모든 에너지원은 위험성을 가지고 있으나, 이를 잘 통제하는 기술이 접목되어 관리되고 활용됩니다. 수소는 반도체, 제철, 화학, 정유, 비료 등 산업 전반에 걸쳐 100년 이상 사용된 에너지로 안전하게 관리하는 방법이 널리 알려져 있습니다. 또한, 연료별 상대적 위험도를 보면 수소는 우리가 기존에 활용하던 석유/가스 등의 에너지원보다도 상대적으로 안전한 에너지입니다. 수소가 위험한 에너지원이었다면 지속가능한 미래 에너지로서 주목을 받을 수 없었을 것입니다.

수소전기차, 모든 가혹조건을 테스트하다

현재 우리가 이용할 수 있는 수소전기차, 수소전기버스, 그리고 수소전기트럭에는 누적된 기술력을 바탕으로 개발된 다양한 안전장치들이 적용되어 있어 걱정하실 필요가 없습니다. 특히, 수소전기차에 탑재된 수소탱크의 경우에도 파열, 낙하, 화재 시험 등 다양한 테스트를 거쳐 개발되었습니다.

우리는 화석연료의 발견 이후 빛나는 발전과 풍요의 혜택을 온전히 누려온 반면 다음세대의 생존마저 위협하는 지구환경 파괴를 초래한 것이 사실입니다.

우리는 깨끗한 지구와 인류의 풍요로운 삶을 우리 후손에게 물려줘야 할 의무가 있습니다. 더 이상 미룰 수 없는 청정하고 지속가능한 에너지로의 전환. HTWO가 그 약속을 실천해 나가겠습니다.