수소 > 인생수첩 엿보기

휘발유 대신 수소를 사용해 공해 물질이 전혀 없는 것이 특징이다. 올해 초 미국의 부시 대통령이 미국의 미래 핵심 기술 개발 후보로 수소 에너지를 언급하면서 수소에 대한 관심이 고조되고 있다. 본래 수소 에너지는 원자력 발전이나 탄소 에너지 이외의 대체 에너지에 관심이 많던 환경론자들에 의해 강조되던 것인데, 이제는 개발론자와 환경론자 할 것 없이 모두 미래 에너지 후보로 수소 에너지에 주목하고 있다.
현재 우리나라의 주 에너지원은 전체 에너지의 40% 가량을 차지하는 원자력 발전이며, 여기에 화력 발전이 보조 역할을 하고 있다. 원자력 발전 분야에 종사하는 사람들은 우리나라의 원자력 비중을 70%까지 높여야 한다고 주장하고 있지만 원자력 발전은 핵폐기물 처리와 안전성의 문제를 안고 있다. 이에 반해서 화력 발전은 화석 에너지를 사용하기 때문에 대기 온실효과를 유발하는 등 환경에 부담을 주고 있다. 최근 과학자들이 수소 에너지에 대해서 많은 관심을 가지는 이유는 수소가 원자력이나 화석 연료에 비해 환경에 부담을 적게 주면서도 실용화의 가능성이 높기 때문이다.
수소는 원소 가운데 가장 가벼운 물질이다. 수소는 그 동안 사람들에게 로켓의 연료로 알려져 왔다. 이 수소를 공기 중에서 연소시키면 완전 무공해인 수증기, 즉 물이 생긴다. 물론 이 과정에서 공기 중의 질소가 산소와 반응하여 약간의 질소산화물이 생기지만, 이 대기 오염물질은 다양한 기술로 제거할 수 있다. 오늘날 수소는 천연가스를 증기 분해하여 얻으며, 화학비료, 합성수지, 플라스틱, 용매를 만드는 데 주로 사용하고 있다. 수소는 현재 철도, 트럭, 배관을 통해 수송되며, 액체나 기체의 형태로 저장된다.
수소는 또한 물을 전기 분해해서 얻을 수 있지만, 만약 여기에 소요되는 전기가 원자력이나 화석 연료로 만드는 것이라면 전체 시스템상에서 환경친화적인 의미는 반감된다. 만약 태양 에너지를 이용해서 직접 수소를 얻을 수 있다면 이것은 가장 이상적인 환경친화적 에너지 시스템이라고 할 수 있다. 또한 광촉매를 이용해서 고효율의 수소를 발생시키거나 생물학적인 방법을 이용해서 수소를 제조하는 새로운 기술도 각광을 받고 있다. 일단 제조한 수소는 액화시키거나 카본 나노 튜브나 특수 합금과 같은 신소재로 만든 수소를 저장할 수 있는 장치에 저장해두었다가 사용할 수 있다. 따라서 미래에는 현재의 주유소와 마찬가지로 곳곳에 설치된 수소 충전소를 통해 다 사용한 수소 저장 장치를 다시 충전시켜 사용하는 방식이 활용될 것이며, 종국적으로는 수소 파이프라인을 통해 충전소나 가정으로 전달될 것이다.
수소를 가장 효율적으로 사용하는 수단으로는 연료전지(fuel cell)가 있는데, 이것은 수소로부터 약 65％의 효율로 전기를 직접 생산할 수 있다. 따라서 수소 경제를 활성화하기 위해서는 상용성이 있는 가역성 연료 전지를 개발하는 것이 무엇보다도 시급하다. 가정이나 자동차에 수소 연료전지를 설치하고 이것으로 전기를 생산하여 전기자동차 혹은 가전제품을 가동시키는 데 활용할 수 있다. 수소가 광범위하게 쓰이는 데 가장 커다란 문제는 현재의 수소 생산 가격이 천연가스에 비해 3~5배 정도 비싸다는 것이다. 따라서 수소를 높은 효율로 제조하는 기술을 개발하는 것이 수소 에너지 보급 확대를 위해 필수적이다.
현재 우리가 자동차에서 사용하고 있는 석유는 수소에 비해 저렴하기 때문에 수소 자동차는 아직 가솔린 자동차에 비해 경제성이 떨어진다. 하지만 언제까지나 석유 자원을 수송기관의 주 에너지로 이용할 수는 없을 것이며 화석 연료의 고갈도 염려된다. 따라서 저렴한 수소 생산 방법, 효율적인 연료전지, 다양한 수소 공급 시스템이 갖추어지면 수소는 가장 가능성 있는 미래 에너지가 될 것이다.