탄소 에너지 대체 가능성 대두


수소는 현재 암모니아 ·염산 ·메탄올 등의 합성이나 기름을 경화시키기 위한 수소 첨가, 액체연료의 제조, 산소수소불꽃으로 금속의 절단과 용접, 백금·석영(石英) 등의 세공 등에도 널리 사용된다. 또한 액체수소는 끓는점이 아주 낮기 때문에 냉각제로 사용되기도 한다.

지금까지의 사용 범위를 넘어 수소는 미래의 에너지원으로 이미 사용되기 시작했으며 앞으로 이의 활용도는 더 확대될 것으로 전망되고 있다.

관련 보고서에 따르면 오는 2030년까지 세계적으로 자동차용과 주택용, 휴대용 등을 포함해 모두 1500억 달러 규모의 연료전지 시장이 형성되고 수소 생산과 저장, 운송, 연료전지 교체 수요 등을 모두 포함한 시장 규모는 1조 달러를 휠씬 웃돌 것으로 보고되고 있다.

자동차社수소 엔진 속속 개발

미국은 오는 2015년까지 자동차용 연료전지의 상업화를 개시하고 2025년 수소경제를 실현한다는 목표를 세워놓고 있다. 이를 위해 캘리포니아 수소 하이웨이 계획을 통해 2010년 수소 가스 충전소를 200개 세운다. 수용용 에너지 기준 수소 에너지 비중을 2025년 7%, 2050년 100% 도달을 목표로 지난 2004년부터 매년 17억달러를 투자하고 있다.

일본은 2010년부터 자동차용와 가정용 연료전지를 개발해 보급한다는 계획을 세워놓고 있다. 2020년까지 연료전지차 500만대, 가정용 연료전지 570만대를 보급하고 2004년이후 매년 340억엔~350억엔을 수소 에너지 상용화 프로그램에 투입중이다.

그 가운데 수소연료 엔진 개발은 각국의 자동차 회사들이사활을 걸고 추진하고 있고, 국가차원에서도 적극 지원에 나서고 있다.

이들 자동차 회사 가운데서도 독일의 BMW 자동차는 가장 앞선 기술을 선보이고 있다. 올 4월 판매 예정인 대형 세단인 7시리즈를 기본으로 해 하이드로겐 7 살롱이란 이름이 붙은 이 차는 시속 100km까지 가속하는데 9.5초가 걸리고 최대 시속 230km를 낼 수 있다. 왠만한 휘발유차보다 뛰어난 성능이다. BMW는 앞으로 생산하는 모든 차 모델에서 수소차를 만들 계획이다.

현대ㆍ기아차도 산업자원부의 지원 속에 탄생한 국산 수소연료전지 버스를 지난해 11월 처음 공개하고 제품성과 환경성을 평가하기 위한 실증 운행에 들어갔다.

수소연료전지 차량은 다임러-크라이슬러, 도요타-히노에 이어 현대ㆍ기아차가 세계에서 세 번째로 개발했다.

이 버스는 40㎏의 수소를 한 번 충전하면 300㎞ 이상 주행할 수 있어 현재 운행되고 있는 디젤엔진 버스에 비해 에너지 이용효율이 2배 이상 높다. 이 버스의 현재 제작비는 30억원이지만, 2008년까지 15억원 선으로 낮출 방침이다.

제조 단가 높아 상용화 걸림돌



현재까지 개발된 기술은 아직 상용화에 충분히 도달하기에는 제조단가가 비싸고 완벽한 안전을 확보하기 어렵다는 점이다.

또 여러 종의 물질을 결합시키고 원자로의 열을 이용해서 여러 단계의 화학반응을 일으켜 최종적으로 물을 수소와 산소로 분리시키는 열화학사이클법이 연구되고 있지만 설비 투자가 많은 것이 흠이다.

특히 수소 저장장치는 견고하고 경량화해야 하는 문제가 있어 가장 어려운 문제이다. 이 저장장치를 개발한 회사는 독일 BMW, 도요타, 혼다, 현대차 등 열 손가락에 꼽을 정도다.



/박근주기자 springkj@ccilbo.co.kr

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