우주에서 가장 가볍고 풍부한 가스인 수소는 점점 연료로써의 가치를 인정받고 있다. 수소는 상대적으로 적은 양의 지구온난화 물질을 방출하기 때문에 수소 연료 사용 지지자들은 이것이 기후 변화를 억제하기 위한 중요한 연료라고 생각한다. 그러나 다른 사람들은 수소를 연료로 사용하는 것은 그 반대의 경우가 될 수 있다고 경고한다. 특히 어떤 사람들은 현재 생산되는 것의 모든 수소가 화석 연료, 특히 천연가스에서 나온다고 언급하면서 주의를 촉구한다. 그리고 한 연구에 따르면, 이렇게 배출된 물질이 환경에 이익을 주고 깨끗하다는 인식 때문에 그 사용이 더 많아지게 되면 수소는 천연 가스나 석유보다 오히려 더 기후에 안 좋은 영향을 미칠 수 있다고 본다. 수소 연료가 무엇인지에 대한 설명은 다음과 같다.
1. 수소 연료는 어떻게 사용되는가?
수소는 천연가스나 기름과 비슷하게 연소된다. 그것은 전기를 만드는 반응으로 수소와 산소가 혼합되는 연료전지에서도 사용될 수 있다. 그리고 가정 난방에서부터 비행기 동력 공급에 이르기까지 수소에 대한 사용과 용도가 많아졌다. 미국에서만 수소 연료 전지 발전기가 113개 정도 사용되고 있고 다른 시설들에서도 전기를 생산하기 위해 수소를 태운다. 자동차 회사들 또한 연료 전지를 자동차와 소수의 모델 차량에 넣고 있다. 예를 들어 2022년 베이징 동계 올림픽에서는 수백 대의 수소연료 전지 버스가 사용될 예정이다. 그리고 작년에 스웨덴에서는 재생 가능한 에너지로 생산된 수소를 사용하여 세계 최초로 화석 연료 없이 강철을 생산했다고 발표했고, 실제로 볼보는 이 강철을 건설 장비로 투입해서 사용하고 있다.
2. 수소를 생산하는 방법은 무엇인가?
국제 에너지 기구(IEA)에 따르면 수소 생산은 화석연료, 특히 천연가스에 거의 전적으로 의존한다고 한다. 가장 인기 있는 생산 방법은 증기 메탄 개질로 알려져 있는데, 천연가스의 주요 성분인 메탄은 고압 증기와 반응하여 수소, 일산화탄소, 이산화탄소를 생성한다. 물을 수소와 산소로 나누기 위해 전기를 사용하는 방법이 있는데 이것이 이상적인 재생 가능한 자원으로부터 전기를 사용하는 것이다.
3. 수소 연료는 비용적인 면에서 과연 효율적인가?
다른 에너지원에 비해 수소의 가격은 지역에 따라 상당한 차이가 있다. 일부 지역에서 다른 연료와 비슷하기도 하지만 여러 지역에서는 여전히 다른 것들보다 훨씬 더 비싸다. 보통 수소 가격이 디젤의 약 두 배라고 한다.
4. 수소는 얼마나 기후변화에 친화적일까?
수소 연료 전지에서 유일하게 배출되는 것은 수증기이다. 전문가에 따르면 수소가 연소될 때 배출되는 온실가스 양은 상대적으로 적지만 스모그의 전조인 질소산화물 등 다른 대기오염물질이 여전히 배출된다고 한다. 생산 측면에서 보면 녹색 수소는 일반적으로 화석 연료에서 생산되는 수소보다 지구 온난화 배출량이 거의 없다.
많은 국가들은 청색 수소를 깨끗한 연료라 간주하고 있지만 그 생산량은 매우 제한적이며 탄소 포집 기술이 얼마나 효과적인지가 불분명하다. 전체 생산과정을 고려할 때, 청색 수소의 온실가스 배출이 열을 위해 천연 가스나 석탄을 태우는 것보다 20% 이상 크고, 열을 위해 디젤을 태우는 것보다 60% 정도 크다는 연구결과도 있다.
5. 결론
많은 나라와 단체에서 청색 수소가 여러 면에서 경제적이고 청정한 연료로 여겨 많은 생산 투자를 지지하고 화석 연료의 대체물로 여기고 있다. 하지만 청색 수소는 석탄보다 더 나쁜 배출량을 가지고 있고, 아마 지금보다 더 강력한 기후 파괴력을 가지고 있을지 모른다. 그렇기 때문에 배출되는 탄소 포집기술에 대한 발전없이 수소의 광범위한 사용은 잠재적으로 기후변화에 더 위협적일 수 있다. 모든 수소가 깨끗하지 않다는 현실에 주목하고 녹색 수소를 생산하기 위한 기술적 발전과 노력이 더욱 필요할 것이다.
* 녹색수소: 태양광발전이나 풍력발전과 같은 신재생에너지에 의해 전기를 이용해서 만들어진 수소
* 청색수소: 천연가스와 이산화탄소 포집설비를 이용해 생산한 수소로, 이산화탄소를 포집, 저장하여 탄소 배출을 줄인 것
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