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김태경 교수

[투데이에너지]

최근 수소가스는 탄소중립 실현을 위한 가장 중요한 대안으로 부상하고 있다. 흔히 수소라 부르지만, 생산 방식에 따라 다양한 이름을 가진 수소가 존재한다.

그레이 수소는 천연가스 개질이나 석탄 가스화 등을 통해 생산하면서 CO₂ 배출이 많고, 블루 수소는 동일한 생산 방식이지만 배출된 CO₂를 포집 및 저장(CCS)하여 저감한 방식이다. 그린 수소는 재생에너지(태양광, 풍력 등)를 이용해 물을 전기분해하여 CO₂ 배출이 거의 없는 친환경 수소이며, 핑크 수소는 원자력 전력을 이용한 전기분해 수소, 청록 수소는 메탄열분해(pyrolysis)나 기타 탄소 고형물로의 전환 과정을 거쳐 비교적 낮은 탄소 배출을 목표로 한 방식으로 생산되고 있으며, 부생 수소는 석유화학, 제철산업, 정유공정 등 기존 공정에서 부산물로 나오는 수소를 의미하며, 이트 수소는 지하에서 자연적으로 발생하는 수소로 아직 상업화 단계는 아니다.

국내 수소 공급은 현재까지 그레이 또는 부생 수소에 크게 의존하고 있다. 산업통상자원부의 ’수소경제 이행 기본계획’에 따르면, 2022년 국내 수소 공급량 약 0.22 MVt 중 대부분이 그레이 및 부생 수소이며 그린 수소 비중은 미미하다. 이에 정부는 2030년까지 수소 수요를 390만 톤으로 대폭 확대하고, 이 중 상당 부분을 그린 수소로 충당할 계획이다. 더 나아가 2050년에는 수소 수요를 약 27.9MVt까지 늘리고, 전체 수요를 그린 수소로 충족하겠다는 야심 찬 목표를 제시했다. 이러한 목표 달성을 위해 지자체들도 적극적으로 움직이고 있다. 평택, 남양주, 당진, 보령, 광양, 포항 등 6개 지자체가 '수소도시 조성사업' 대상지로 선정되었고, 기존 시범도시인 울산, 전주·완주, 안산도 수소생산·저장·이송 및 활용 시스템을 구축하며 수소 경제를 선도하고 있다. 광주광역시에서도 ‘광주광역시 수소분과 기획위원회’를 구성해 2045년 탄소중립 실현을 위한 정책을 선제적으로 마련하고 있다. 서울, 부산, 대구 등 광역지자체들도 '지역별 탄소중립·녹색성장 기본계획'을 통해 수소 모빌리티, 발전, 건물 난방 등 다양한 분야에서 수소 활용 전략을 수립하고 있다.

수소는 탄소 배출량이 많은 산업인 제철, 중장거리 운송, 건물 난방 분야에서 화석 연료를 대체하는 친환경 에너지로서의 가치가 매우 크다. 나아가 수소는 재생에너지의 고질적인 문제인 변동성을 해결하는 핵심적인 에너지 저장 수단이 될 수 있다. 최근 급증하는 재생에너지 발전량으로 인해 전력 생산이 수요를 초과하는 '블랙아웃' 우려가 커지고 있다. 이럴 때 잉여 전력을 활용해 수소를 생산하고, 필요시 수소 연료전지를 통해 다시 전기로 전환하여 공급하는 시스템은 전력망의 안정성을 크게 높일 수 있다. 이는 탄소중립과 안정적인 에너지 공급이라는 두 마리 토끼를 잡는 중요한 해법이 될 것이다.

다가오는 수소 시대를 이끌어갈 인재를 양성하는 교육기관의 역할도 중요하다. 한국폴리텍대학 광주캠퍼스 에너지재료과는 2024년 신설되어 연료전지, 배터리 등 에너지 기술에 인공지능기술을 융합한 저탄소 및 수소에너지 전문 인력을 배출하고 있다. 영산대학교 수소시스템공학과, 국립창원대학교 환경에너지전공, 극동대학교 수소안전학과 등 여러 대학에서도 수소의 생산, 저장, 운송, 활용 전반을 아우르는 교육과정을 운영하고 있다. 또한, 여러 대학이 참여하는 수소공유대학 프로그램은 수소에너지에 대한 지식과 기술을 폭넓게 접할 기회를 제공한다. 수소 산업은 탄소중립이라는 거대한 목표를 향해 나아가는 현재와 미래의 핵심 동력이다. 에너지 분야의 미래를 고민하는 학생이라면, 이러한 교육기관의 문을 적극적으로 두드려보는 것이 수소 시대의 주역으로 성장하는 첫걸음이 될 것이다.

출처 : 투데이에너지(https://www.todayenergy.kr/)