지금 세계는 지구온난화로 자연 생태계의 변화, 이상기후로 인한 자연재해를 겪으며 지구의 환경을 제자리로 되돌려 놓기 위해 다양한 노력을 하고 있다. 우리나라도 ‘2050 Net-Zero’, 탄소중립 추진전략을 발표하고 대통령 소속의 ‘2050탄소중립 위원회’를 발족했다. 전 지구적인 노력 덕분일까? 계묘년 새해, 지구가 인간의 노력을 인지하는 신호로 보낸다는 소식이 들려온다. 파괴된 오존층이 극지방을 제외하고 전 세계적으로 2040년까지 대부분 회복될 것이라는 희망적인 이야기가 언론을 통해 전해진 것이다.

‘왜, 탄소중립인가?’라는 질문의 답은 과거의 우리에게 있다

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• 그동안 인류는 산업화 시대를 거치며 경제성과 편리성에 따라 자연을 활용해왔다. 그리고 이제 우리는 그 결과로 지구온난화로 인한 거대한 후폭풍을 맞이하고 있다. 석탄에서 석유로 그리고 천연가스로 에너지 기술의 변화와 진화 과정을 거치는 동안 ‘온실가스’를 모르는 척해 온 것이 사실이다. 특히 우리나라는 근대화를 본격적으로 시작한 1960년대부터 화석에너지 사용이 급증해 한때 지구온난화를 가속화하는 주요국 중 하나로 꼽혔다. 이로써 지난 100년간 우리나라의 평균기온은 주변 국가들보다 1.8℃ 높아졌다. 반면에 이 무렵 지구의 평균온도는 0.8℃ 상승했다(일본은 –2% 감소). 그리고 오늘 우리는 지난날 우리가 상승시킨 지구 온도를 낮추기 위해 구체적인 목표를 세우고 있다. 그중 하나가 UN 산하 기구인 IPCC에서 2050년을 목표로 한 지구의 평균온도 15℃ 달성이다.

새로운 에너지원의 개발과 가능성

원소주기율 번호가 1번인 수소는 지구상 화학 물질 중 가장 가볍고 많이 존재하는 것으로 알려져 있다. 그런데 수소는 독립적인 분자로 존재하고 않고, 혼합물질로 존재해 다루기가 상당히 까다롭다. 순수 수소에너지를 확보하기 위한 여러 생산 및 연관 기술이 연구되고 일부 결과도 나오고 있지만 여전히 수소에너지가 가야 할 길이 멀다는 말이 나오는 것도 그런 이유에서다. 전주기 과정에 화석 에너지를 전혀 사용하지 않고 온실가스 발생 없는 자연에너지를 활용한 재생에너지로 물을 전기분해하여 수소를 에너지 화 할 수 있는 그린에너지 생산기술 상용화! 이를 위한 노력이 세계 각국에서 진행되고 있지만 보편화되기까지는 아직 시간이 많이 필요하다. 지금까지의 수소는 특정 산업 공정과 우주발사체 에너지 등 특수 용도로 주로 활용됐지만 기후위기에 대응하기 시작하고는 생활에 사용하는 기존 에너지원의 대체 에너지로 급격히 부각 되었다.
실현 가능성을 보이고 있는 것은 발전소 연료용으로 수소와 암모니아를 혼합하는 방법과 액화 암모니아를 수소가스로 재분리하는 기술로 선박 연료나 상용 화물차 연료로 활용하는 방안이 관심을 끌고 있다. 암모니아는 인류의 성장과정과 아주 밀접한 관계있으며 100년이 넘게 우리 주변에서 응용기술이 축적되어 있는 화학물질로 보통 영하 33℃에서 상압 또는 상온 0.85MPa에서 쉽게 액화되며, 높은 저장용량과 장기 보관에 대한 안전성이 확보된다. 부피 136.1ℓ/액화수소, 질량 17.8T%로 액체수소 대비 1.7배 정도의 높은 수소 저장 용량으로 부식과 독성에 대한 안전기준이 확보된다면 기존의 LPG 저장 및 운송 노하우 및 인프라를 활용 가능한 장점을 갖고 있다.
상대적으로 현재 수소경제 시장에서 핵심적인 역할을 하고 있는 천연가스 개질에 의한 수소 생산 방법은 탄소 저감장치가 상용화되어 확실한 기능을 발휘한다면, 가장 경제적인 수소 생산 방법이 될 것이라고 국제에너지기구(IEA)는 밝히고 있다.

당장의 온실가스 감축, 구체적인 실행 방안은?

우리나라는 국제메탄서약에 따라 2030년까지 약 40만 톤의 온실가스를 줄이기로 약속하고, 정부와 기업, 지자체가 장기적인 사업을 추진하고 있다. 이 가운데에는 한국가스공사가 가시적인 성과를 낼 것으로 기대되는 사업도 있다. 천연가스 사용 발전소와 수소 생산을 위한 추출(개질) 공정에서 발생하는 온실가스를 CCS 기술로 저장하는 것이다. 또 세계 최초로 단일 국가 내 천연가스 공급 네트워크를 완성한 가스공사의 도시가스 배관망 인프라를 수소와 혼합하는 프로젝트도 있다. ‘천연가스를 기반으로 하는 수소인프라 프로젝트’가 성공적으로 자리매김하면 연간 약 760만 톤의 온실가스가 줄어드는 효과를 기대할 수 있다. 온실가스 발생을 최소화시키고, 경제성과 안전성이 담보되는 블루수소 생산·기술 공급처를 보유한다는 것은 국제 사회와의 약속에 한발 가까워지는 일이다.