[신재생에너지] ⑪ 수소 에너지의 단점과 한계

궁극적인 미래 에너지로 평가 받는 수소 에너지, 하지만 아직까지 실용적으로 상용화하기는 어려운 상황입니다. 그 이유는 무엇일까요? 수소 에너지가 가지는 단점과 한계를 극복하지 못해서입니다. 10화에서 수소에너지의 장점에 관해 살펴봤다면, 이번에는 단점과 한계에 관해서 살펴보도록 하겠습니다.

 

가장 먼저 해결해야 할 문제는 ‘저장’ 문제입니다. 일상에서 사용하기에 수소는 용량이 너무 큽니다. 대부분의 가스 연료처럼 액체로 저장하면 좋지만, 수소는 압력이나 온도를 끌어 올려 액화하려면 많은 비용이 듭니다. 프로판 가스와 비교해보면 부피가 무려 22배입니다.

 

그래서 수소 저장에 관한 연구도 한창입니다. 금속이나 탄소 등에 흡착시키는 기술 등이 떠오르고 있습니다. 금속은 티타늄-철합금, 란타넘-니켈합금, 마그네슘-니켈합금 등 다양한 시도가 연구가 지금도 계속되는 중입니다.

수소자동차의 핵심 기술로 알려진 수소 연료전지 쪽을 살펴보면, ‘촉매’가 쟁점입니다. 촉매로 이용하는 금속이 대부분 값이 비싸기 때문인데요. 촉매를 영구적으로 사용할 수 없어 교체까지 해야 하니 에너지 생산 가격은 더욱 오를 수밖에 없습니다. 비백금계 촉매 개발이 필요합니다.

 

원론적인 한계와 단점도 존재합니다. 수소가 대부분 다양한 원소와 화학적으로 결합된 상태라는 점입니다. 10화에서도 설명했듯, 물(H2O)을 분해하거나 탄화수소(CnHm)에서 분리해야만 하는데요. 그러한 수소를 연료로 사용하면 수소가 다시 화합물로 돌아갑니다. 

 

물을 예로 들어 볼까요? 전기로 수소와 산소를 분리하고, 수소로 에너지를 얻기 위해 다시 결합시킵니다. 수소와 산소가 물로, 물이 다시 수소와 산소로 형태를 바꾸는 순환 형태인데요. 열역학 원리에 따르면, 순환과정이 작동을 하기 위해서는 반드시 외부에서 에너지가 유입되어야 합니다. 수소 에너지를 순환으로 활용하기 위해서는 제2의 다른 에너지가 꼭 필요하다는 것입니다. 물을 분해한 수소를 사용할수록 물을 분해하기 위해 지속해서 비용과 노력을 들여야만 합니다. 대안을 꼭 개발해야 할 것입니다.

현재 가장 현실적인 방법은 천연가스(CH4)와 같은 탄화수소를 이용하는 것입니다. 천연가스에서 효율적으로 수소를 생산하는 기술이 벌써 상용화가 가능한 수준이라고 하는데요. 하지만 천연가스는 화석 연료이기 때문에 문제가 됩니다. 경제적으로만 놓고 보면, 천연 가스 자체가 연료인데 이를 또 가공해서 다른 연료로 바꿀 필요가 없는 것입니다.

하지만 수소는 10화에서 언급했듯, 많은 장점과 가능성을 지닌 에너지원입니다. 현재 맞닥뜨린 단점과 한계를 어떻게든 극복하는 것이 중요합니다. 12화에서는 또 다른 ‘전혀 새로운 에너지’의 장단점에 관해서 알아보겠습니다.

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