[시평] 수소경제시대와 연료전지산업
[시평] 수소경제시대와 연료전지산업
  • 투데이에너지
  • 승인 2015.08.31
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▲ 김준범 한국전기화학회 연료전지분과 회장, 한국수소산업협회 이사
[투데이에너지] 날씨가 계절을 찾아가는 것인지 온난화되어 가는 것인지 올 여름은 무척 더웠다. 아무래도 화석연료에 따른 지구온난화가 주범일 것이라는 생각이다. 화석연료 사용의 부작용을 경감시킬 수 있는 차세대 에너지원으로 각광받고 있는 것 중의 하나가 수소에너지다. 수소는 연료전지를 사용해 전기를 생산할 때의 효율이 내연기관에 비해 2배 이상 높다. 또 오염물질 배출을 획기적으로 줄일 수 있는 친환경에너지다.

우리나라는 시간당 200만 세제곱미터가 넘는 수소가 생산돼 대부분 석유화학산업에서 소비되고 있지만 공정의 특성상 10% 내외의 설비용량은 여유를 두고 있다. 수소 공급량의 반 정도는 주로 납사개질공정과 가성소다를 만드는 전기분해공정의 부산물로 나오는 부생수소이며 반 정도는 탄화수소와 물을 반응시켜 만드는 제조수소다.

제조수소는 대부분 스팀개질공정을 사용하는데 수소의 반은 탄화수소에서 나오지만 반은 물에서 나온다. 또한 공정에서 발생하는 고순도의 이산화탄소는 회수해 용접용, 수질정화용, 탄산과 드라이아이스 제조의 원료로 공급되면서 수소의 2/3 정도 가격에 거래된다. 수소 제조공정에서 나오는 이산화탄소를 회수해 다른 공정의 원료로 사용하기 때문에 스팀개질공정에서 화석연료인 탄화수소를 원료로 사용하더라도 공해물질 배출이 없다. 따라서 신재생에너지 범주에 넣는 것이 타당할 것이다.

수소는 탈황공정과 값싼 중질유를 고부가가치의 경질유로 변환시키는 석유화학공정의 원료로 주로 사용된다. 새로운 공정이 가동돼 부생수소가 발생하면 신규 수요가 발생하지 않는 한 그에 해당하는 제조수소 공정의 가동을 멈추게 된다.

대부분의 부생수소는 1차적으로 사용되고 모자라는 부분을 제조수소로 메우기 때문에 두 가지 수소의 가격은 비슷하게 형성돼 있다. 물론 수요처와 공급처의 거리와 사용량 등 여러 조건에 따라 수소 가격은 다소 차이가 있다. 파이프라인을 통한 방식이 튜브트레일러를 이용하는 방식에 비해 일반적으로 1/2 정도 저렴하게 유통되고 있고 또한 석유화학 공정의 가동률과 계절적, 경제상황 등에 따라 가격 영향을 받고 있다.

우리나라에서 유통되고 있는 수소의 극히 일부인 시간당 1만 세제곱미터만 사용해도 연료전지자동차 4만대를 1년 내내 운행할 수 있다. 기존의 수소생산 설비만으로도 향후 10∼20년간으로 예상되는 수소경제시대 초기에 필요한 수소를 충분히 공급할 수 있는 것이다.

이와 같이 대량으로 생산되고 소비되는 수소를 친환경에너지로 사용하는 방법은 연료전지자동차와 연료전지발전으로 대표될 수 있다.

자동차 분야에서는 현대자동차가 세계 선두권의 기술력을 보유하고 양산체제를 갖춰 상용화 출시를 서두르고 있다. 고온발전용연료전지는 세계 최대 규모인 포스코에너지가 독보적인 위상을 차지하고 있고 저온 중소형분야에서는 두산퓨얼셀, 현대제철과 에스퓨얼셀 등에서 기술력을 축적하고 있다.

연료전지분야에서 우리나라가 세계 선두권에 있을 만큼 우수한 기술력을 보유하고 있는만큼 이를 지속적으로 성장시켜 신성장동력화 할 수 있는 전략과 기획이 시급하다.

최근 충남도와 울산, 광주, 창원 등 지방자치단체에서 연료전지에 대한 기획과 투자가 진행되고 있어 산업화의 전망이 밝다. 다만 지속적이고 대규모의 산업을 육성하기 위해서는 경쟁에 더불어 협력이 수반돼야 시너지효과를 거둘 것이다.

이러한 변화는 연료전지 업계의 많은 분들이 각고의 노력을 경주한 덕분이다. 앞으로도 연료전지 산업화를 위한 협력과 상생을 기대해 본다.

 


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