이제는 '수소에너지' 시대…日, 원전 대신 수소 선택

머니투데이

김남이 기자

일본 토요타시 모토마치 공장에 설치된 수소충전소를 이용해 수소전기지게차(FC포크리프트)가 충전 중이다. /사진=토요타

수소에너지는 원전을 대신할 에너지로 주목받고 있다. 2011년 후쿠시마 원전사고를 겪은 일본은 이미 수소를 차세대 에너지원을 정했다. 수소와 산소를 반응시켜 에너지를 얻는 방식은 일반 화력발전보다 효율이 2배 이상 좋다.

수소는 3무(무독·무색·무취) 가스로 물과 같은 화합물로 어디에나 존재한다는 장점이 있다. 또 △전기분해 △정유 및 제철 공장의 부생수소 △화석연료 및 바이오매스 개질 등 다양한 방식으로 생산이 가능하다. 이미 국내에서만 연간 약 160만톤의 부생수소가 발생한다.

수소의 풍부함은 에너지 안보와 직결된다. 한국의 에너지 자급률은 18.3%(2014년 기준)로 OECD국가 34개국 중 31위이다. 원전이 줄고, 석탄·LNG 위주로만 발전이 구성될 경우 화석연료 가격 변동에 취약할 수밖에 없다.

수소는 주로 산소와 화학반응 시키는 방식이 사용된다. 화학 반응에서 발생하는 전기와 열을 모두 이용할 수 있어서다. 전기와 열을 잘 활용하면 80~95%의 에너지 효율을 기대할 수 있다. 기존 화력발전의 효율성은 35%정도다.

에너지 발생과정에서 오염물질이 발생하지 않는 것도 큰 강점이다. 수소와 산소를 화학반응시키면 물만 남는다. 또 기체와 액체 등 다양한 형태로 대규모 저장과 운반이 가능하다.

일본에서는 태양광과 풍력 등 재생에너지로 전기를 만들고, 이를 이용해 수소를 생산하는 시설을 후쿠시마에 건설 중이다. 태양광·풍력으로 생산한 전기를 직접 사용하기 보다는 수소로 저장해 사용하는 것이 더 경제적이라는 판단이다.

수소에너지가 차세대 에너지원으로 주목 받고 있지만 문제는 수요와 공급이다. 국내는 아직 수소에너지를 사용할 수소전기차와 가정용 연료전지 보급이 더디다. 수요가 없으니 수소충전소와 같은 공급 인프라도 제대로 갖춰지지 않은 상태다.

정부는 우선 지난해까지 177대가 보급된 수소전기차를 2022년까지 1만5000대까지 늘릴 예정이다. 이와 함께 12곳인 수소충전소는 올해 10곳을 추가 설치하고, 2022년까지 310곳으로 확대할 계획을 세웠다.

수소공급가격은 1kg당 6000~8000원으로 유지할 예정이다. 최대 충전용량이 6.33kg인 수소전기차 ‘넥쏘’를 기준으로 1000원어치 수소를 충전해 약 13.7km(7000원/kg 기준)를 달릴 수 있는 수준이다. 일반 내연기관 차량보다 훨씬 경제적이다.

에너지업계 관계자는 "일본은 화력발전에 수소를 직접 사용하는 방식도 개발 중"이라며 "우리나라도 가정용 연료전지 등에 관심을 더 가질 필요가 있다"고 말했다.