GREEN ENERGY
수소,
너를 알려줘!
수소는 우주에서 발견할 수 있는 원소 가운데 가장 가볍고 가장 보편적이다. 수소를 에너지로 이용할 경우 ‘영구 연료’라고 표현해도 무방하다. 수소는 결코 고갈되지 않는다. 수소에는 탄소(C) 원자가 들어 있지 않기 때문에 이산화탄소(CO2)도 방출되지 않는다. 수소는 물, 화석연료, 살아 있는 생명체 등 지구 어디에나 존재한다. 그러나 수소가 자유 상태에서 떠도는 것은 아니다. 수소는 천연자원에서 추출해야 한다.
[제러미 리프킨 저 <수소 혁명(The Hydrogen Economy)>]
가장 가볍고,
가장 작은 수소
원자번호 1, 원소기호 H인 수소(Hydrogen)는 가장 가볍고, 가장 작은 원소다. 100억 분의 1m, 즉 1㎜를 1,000만 번 나눈 크기다. 수소는 우주 질량의 75%를, 원자의 개수로는 90%를 차지하며, 태양은 수소 핵융합으로 빛과 에너지를 낸다. 수소 자체는 무색, 무미, 무취의 기체이지만 지구상에서는 산소와 결합해 생명의 근원인 물(H2O), 천연가스(주성분 : 메탄 CH4) 등의 화합물 형태로 존재하기 때문에 이러한 물질에서 추출해내야 한다.
인류의 달 착륙
가능하게 한 수소
1969년 7월 아폴로 11호가 달에 도착했다. 인류가 바라다만 보던 달에 최초로 발을 딛는 역사적 순간이었다. 아폴로 11호에는 최대 2,300W의 전기를 생산하는 수소연료전지 3대가 탑재됐다. 오늘날 수소자동차에도 탑재되는 수소연료전지는 수소와 산소를 반응시켜 전기를 생산한다. 우주비행사 닐 암스트롱과 버즈 올드린, 마이클 콜린스는 수소연료전지의 전기 생산 과정에서 발생한 물을 마시며 생활했다. 1988년, 러시아는 액화수소를 연료로 하는 최초의 무인 탐사선 부란(Buran) 발사에 성공했다. 러시아어로 눈보라를 뜻하는 부란은 액화수소와 액화산소가 반응해 연소하면서 발생한 고온·고압의 가스로부터 추진력을 얻었다.
청정에너지로
주목받는 수소
에너지원으로서의 수소는 1973년 1차 석유 위기를 겪으며 부각됐다. 이후 2017년 다보스 세계경제포럼에서 출범한 수소위원회가 ‘수소경제사회 구현을 위한 로드맵’을 발표하면서 다시 한 번 수소 에너지가 지구온난화 문제를 해결하는 대안으로 떠올랐다. 수소경제사회란 LNG와 마찬가지로 수소를 생산, 이송, 활용하는 시스템을 갖춰 일상생활에서 직접 수소를 이용하는, 수소 에너지 중심으로 전환한 사회를 말한다. 수소는 메탄을 주성분으로 하는 천연가스를 개질해 추출할 수 있고, 이 천연가스 개질 과정에서 이산화탄소를 포집·저장해 이용할 수 있다. 이와 함께 지구 밖에서 오는 태양광, 태양열과 같은 태양 에너지, 풍력 등을 사용해 전기를 생산하고, 그 전기로 수소와 산소로 이뤄진 물을 전기분해하면 수소를 얻을 수 있다. 재생에너지로 물을 전기분해해 수소를 얻는 과정에서는 이산화탄소가 발생하지 않는다. 그러나 이 방법은 물을 전기분해하기 위해 투입한 에너지가 얻은 수소 에너지보다 커 경제성이 너무 낮기 때문에 현재 수소 생산의 대부분(96%)은 천연가스 등을 개질하는 방식으로 이뤄진다.
