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최근 에너지 업계의 화두는 단연 '수소'다. 지난 1월 중순의 어느 날, 국내 유명 포털 사이트 검색어 순위에 '수소' 관련 단어가 오르며 네티즌들의 관심이 뜨거워졌다. 정부가 수소경제 활성화 로드맵을 발표하면서 관련 중소기업들에 대한 검색이 늘다 보니 일어난 일이다. 지난 20여 년간 천연가스 산업의 희비를 지켜본 필자의 기억을 더듬어 봐도 '천연가스', 'LNG'가 포털 검색어에 오른 일은 선뜻 기억이 나지 않는다. 그만큼 요즈음 '수소'라는 키워드는 '핫'하다.

[글·사진 한국가스신문 유재준 부국장]

수소, 궁극의 친환경 에너지

수소는 지난 16세기에 처음 인위적으로 만들어졌고 18세기가 되어서 원소임이 밝혀졌다. 우주에서 75%의 질량을 차지할 만큼 풍부한자원으로, 반영구적 사용을 기대할 수 있다. 태웠을 때 발생하는 열량이 크며, 연소반응 후에 생기는 물질이 물뿐이라 오염 물질을 생성하지 않는다. 다만 수소에너지를 이용하려면 수소의 생산, 저장 및 운반, 응용방법이라는 세 가지 문제를 해결해야 한다. 수소에너지는 직접 연소 또는 연료전지를 이용해 전기에너지로 쉽게 전환할 수 있으며 천연가스, 나프타와 같은 기존의 화석연료는 물론 물과 유기물 등 신재생에너지에서도 얻을 수 있다. 다만 기체 중에서 가장 가볍고, 폭발 위험이 매우 크기 때문에 이를 저장하려면 고도의 기술이 필요하다. 이렇게 저장되고 운반된 수소는 일반 연료, 수소 자동차, 수소 비행기, 연료 전지 등 현재의 에너지 시스템에서 사용되는 거의 모든 분야에 이용할 수 있다. 수소에너지가 큰 관심을 받는 이유는 '궁극의 친환경에너지'이기 때문이다. 미래에도 연료전지를 이용해 가정과 산업 분야에서 오래도록 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

수소에너지의 무궁무진한 활용

수소에너지를 이용한 분야는 단지 자동차뿐만이 아니다. 지난 1월 한국철도기술연구원은 국토부 산하 국토교통과학기술진흥원의 철도기술연구사업으로 2022년 12월까지 수소철도차량을 개발하고 있다. 수소철도차량은 수소연료전지를 기반으로 한 하이브리드 철도차량으로 최고속도 시속 110㎞, 1회 충전으로 600㎞ 이상 주행이 가능하도록 개발 중이다. 철도연에 따르면 수소철도차량은 물 이외의 오염물질이 전혀 배출되지 않아 전기차보다 이산화탄소를 적게 배출하며 전차선, 변전소등의 급전설비가 필요하지 않아 전력인프라 건설 및 유지비용을 절감할 수 있다고 한다. 수소철도차량 기술개발을 통해 탄소 및 미세먼지, 에너지비용 저감뿐 아니라 수소에너지 관련 산업 활성화와 이를 통한 일자리 창출도 기대되는 부분이다. 또한 향후 전철화가 이뤄지지 않은 구간 또는 남북, 대륙철도 일부구간에서 디젤철도 차량을 대체할 미래 친환경 철도로 효과가 기대되고 있다. 수소선박에 대한 관심도 함께 높아지고 있다. 지난 2월 열린 수소선박 기술정책 토론회에서 국제해사기구의 환경규제 강화에 따라 LNG, LPG선박을 비롯해 수소 및 연료전지 선박 등이 대안으로 떠오르고 있으며 친환경선박의 설계, 운영비용, 충전인프라 등도 다양하게 검토될 것이라는 내용이 제시되었다. 다만 수소연료 추진선에 대한 선박 및 연료의 기술과 가격경쟁력이 갖춰져야 친환경 선박으로서 자리를 차지할 것으로 보인다. 수소연료선박 기술 및 개발 추진과정에서 LNG개질에 따른 이산화탄소 처리기술과 액화수소 저장을 위한 극저온 저장탱크 개발 등 설계 및 제작기술의 신뢰성 확보도 필요하다.

정부, 수소 인프라 구축 위해 과감한 정책 펼쳐

정부 역시 팔을 걷어붙이고 규제 샌드박스를 통해 신청된 '도심지역내 수소충전소 설치' 안건을 처리하는 등 수소 인프라 구축을 위해 힘을 주어 페달을 밟고 있다. 산업부는 지난 2월 제1차 규제특례심의위원회를 열고 국회에 수소 충전소 설치를 신청한 제1호 안건에 대해 규제특례를 부여하기로 의결했다. 이를 위해 국토부는 오는 6월까지 준주거, 상업지역에 수소 충전소 설치가 가능토록 시행령 개정을 마무리한다는 입장이다. 국회에 설치되는 수소충전소는 승용차 기준으로 하루 50대 이상 충전이 가능한 규모이며 관련 지자체의 인허가와 한국가스안전공사의 안전성 검사를 거쳐 올해 7월 말 완공될 계획이다. 여기서 잠깐! 지난 수십 년간 미세먼지 감소와 대기환경 개선을 위해 묵묵히 공헌해 온 천연가스 충전소도 규제 샌드박스를 통해 더욱 확대 보급되면 좋겠다는 생각을 해본다. 현재 국회 도서관 근처에는 전기자동차 충전소도 있다. 전기자동차 충전소와 수소자동차 충전소 그리고 그 옆에 천연가스 충전소도 들어선다면 규제 샌드박스를 통한 진정한 친환경 정책으로 자리매김할 것으로 기대된다.

국회에 건설될 수소충전소 조감도

가스공사, 수소산업 활성화 박차

1983년에 설립된 한국가스공사는 가스 산업 불모지인 한국에 천연가스 공급 인프라를 성공적으로 구축해 전국 4,854㎞에 달하는 주배관망과 약 400여 개에 달하는 공급관리소를 안정적으로 운영하고 있다. 특히 가스공사는 수소경제 시대에 대비한 기술력 확보를 위해 발빠르게 움직이고 있다. 지난해 12월 가스공사 사업 범위에 수소사업을 추가하는 한국가스공사법 개정안이 국회에서 의결돼 수소 인프라 구축사업 주체로서 공사 역할을 확립했고 수소사업 진출을 위한 정규조직도 신설했다. 수소를 생산하는 방법에는 여러 가지가 있지만 석유화학공정에서 발생하는 부생수소를 제외하면 천연가스를 고온, 고압의 수증기로 분해해 수소를 생산하는 방식이 가장 경제적이라는 평이다. 수소를 액화하거나 해외에서 수입·유통하는 방식도 현재 가스공사가 천연가스의 수입, 액화 및 유통방식과 비슷한 체계가 갖춰질 가능성이 높다는 분석이다. 또한 이미 작년 9월 수소경제 시대에 대비한 기술력 확보를 위해 호주 자원개발업체인 우드사이드사와 수소분야 협력강화를 위한 양해각서를 체결했고 한국가스공사, 현대자동차, SK가스 등이 참여한 수소충전소 설치운영 특수목적 법인인 '수소에너지 네트워크 주식회사' 설립에도 주도적인 역할을 했다. 가스공사는 향후 수소 관련 미래 핵심 선도사업과 연계한 지역경제 활성화를 위해 실증센터, 유통센터, 홍보, 교육 등의 기능을 수행할 수소 콤플렉스를 구축하는 방안에 대해서도 적극 검토 중이다. 세계에서 손꼽히는 환상 주배관망과 전국 주요 대도시에 공급인프라를 연결할 수 있는 촘촘한 공급관리소를 갖춘 가스공사는 다른 어떤 기업과 조직보다 빠르고 안정적으로 수소산업 진입을 위한 문재인 대통령이 전시장을 둘러보며, 수소 및 연료전지 기술력을 직접 확인했다. 마중물 역할을 수행할 것으로 기대한다.

한국가스공사 인천기지 내에 있는 HCNG 복합충전소