최근 수소버스나 수소승용차, 수소드론 등 일상 곳곳에서 수소에너지를 활용하는 사례를 자주 접할 수 있습니다. 수소는 항상 우리 주위에 있는 친근한 존재지만 에너지라는 면에서 다소 낯설고 어렵게 느껴지기도 합니다. 우리의 일상을 함께하는 수소, 5개의 키워드를 통해 알아볼까요?
수소를 대표하는 키워드 ‘물’
수소는 水(물 수), 素(본디 소) 즉, ‘물의 근원’이라는 의미입니다. 영어 이름인 Hydrogen은 ‘물의 발생자’라는 뜻으로 ‘물’을 뜻하는 라틴어 hydro(하이드로)와 ‘생성하다’라는 뜻을 가진 Gennao(제나오)에서 유래된 명칭입니다.
수소는 1766년 영국의 화학자 헨리 캐번디시가 처음 발견했으며 그는 수소를 가연성 공기라고 불렀습니다. 이후 1783년 프랑스의 화학자 앙투안 라부아지에가 수소가 물을 구성하는 원소라는 점을 밝히며 수소라는 이름을 붙였습니다.
지구에서 수소는 대부분 물의 형태로 존재합니다. 물은 우주와 생명에 중요한 역할을 합니다. 우주와 인간 신체의 70%는 물로 채워져 있는 만큼, 수소는 생명의 핵심 요소라고 할 수 있습니다.
수소를 대표하는 키워드 ‘1’
수소는 숫자 ‘1’과 긴밀하게 연관되어 있습니다. 양성자 1개와 전자 1개로 구성된 수소는 우주에서 가장 단순한 구조를 가져 원자번호 1번이 됐습니다.
질량수도 ‘1’입니다. 수소는 우주에서 가장 가벼운 원소로 무게가 공기의 1/14밖에 되지 않습니다. 수소 기체는 수소 원자 2개가 결합한 분자로 공기보다 가벼워 공기에 뜨는 성질을 가집니다. 따라서 수소가 누출되었더라도 빠르게 공기 중으로 확산되기 때문에 안전합니다.
수소는 우주에서 첫 번째로 풍부하고 흔한 원소로 우주 물질의 75%를 차지합니다. 지구 표면의 70%를 덮고 있는 물에도 수소가 들어 있습니다.
수소를 대표하는 키워드 ‘무(無)’
수소를 대표하는 또 다른 말은 ‘무(無)’입니다. 수소는 무색, 무취, 무미의 기체입니다.
수소는 무한(無限)합니다. 지구에서 수소는 물·석유·천연가스·금속·흙 등의 다양한 화합물 형태로 존재합니다. 이렇게 수소가 포함된 화합물은 파괴되고 분해될 수 있지만 수소 원자의 생명은 계속되며 영원합니다.
수소를 대표하는 키워드 ‘고(高)’
수소는 에너지 효율이 높습니다. 수소는 수소연료전지에서 수소와 산소가 화학반응을 일으키도록 해 전기를 만들어 화학 에너지를 전기 에너지로 직접 전환하기 때문에 기존 화석연료를 사용할 때보다 효율이 10~20% 정도 높습니다. 반면에 화석연료는 연소를 통해 발생하는 열에너지를 운동에너지로 바꾸고, 운동에너지로 발전기를 가동하는 과정에서 에너지 손실이 발행합니다.
수소는 에너지 밀도도 높습니다. 수소의 질량당 에너지 밀도는 142kJ/g으로 다른 화석연료와 단순 비교를 해보자면 휘발유의 4배, 천연가스의 3배 수준입니다.
또한 수소는 액화를 통해 에너지 효율을 더 높일 수도 있습니다. 기체 수소를 고밀도로 응축해 액체 상태인 액화수소로 만들면 부피가 기체 수소보다 800배 줄어들고, 운송 효율도 7배 이상 높아지게 됩니다.
수소를 대표하는 키워드 ‘친환경’
수소는 연소하지 않으면서도 전기를 발생시키고, 부산물로 이산화탄소 배출 없이 극소량의 질소와 순수한 물만 배출합니다. 또한 교통, 발전, 산업 등 다양한 분야에서 화석연료를 대체할 수 있는 친환경 에너지입니다.
수소는 생산 방식과 이산화탄소 발생 여부에 따라 다양한 이름이 붙여집니다. 부생수소와 개질수소를 일컫는 ‘그레이수소’의 경우 대량생산이 가능하다는 장점이 있지만 생산 과정에서 많은 양의 이산화탄소가 발생합니다. 이 같은 그레이수소의 한계를 보완한 것이 ‘블루수소’입니다. 블루수소는 그레이수소와 생산 방식은 같지만 수소 생산 과정에서 발생하는 이산화탄소를 포집·활용·저장(CCUS) 기술을 활용해 제거한 청정 수소입니다.
그린수소’는 재생에너지에서 생산된 전기로 물을 분해해 만든 수소입니다. 생산 과정에서도 이산화탄소가 배출되지 않아 궁극의 청정 수소라 불립니다. 다만 재생에너지 부족 등의 문제로 국내에서 그린수소를 대량 생산하는 데는 한계가 있는 상황입니다.
SK E&S는 수소 밸류체인 완성을 통해 수소 경제 시대를 주도하며 우리나라의 탄소중립에도 기여하고자 합니다. 올해 연간 3만 톤 규모의 ‘인천 액화수소 플랜트’를 완공하여 이 곳에서 생산된 액화수소가 전국의 충전소를 통해 수소버스 등에 본격 공급할 예정입니다.
또한 2025년부터 호주 해상에 위치한 호주 바로사 가스전에서 이산화탄소를 제거한 연간 130만 톤의 저탄소 LNG를 국내로 도입하고 충남 보령 지역에 세계 최대인 연간 25만 톤 규모 ‘블루수소 생산기지’를 구축해 청정수소 전주기 생태계를 조성할 계획입니다. CCS기술을 활용해 블루수소를 대량 생산해 △연료전지와 수소터빈 등 발전산업 △이산화탄소(CO₂) 운송선 등 조선산업 △CCUS 산업 △수소 모빌리티 및 충전 산업 등 SK E&S는 다양한 분야에서 전방위적 기술 혁신을 이끌어 대한민국이 중심이 되는 수소시대를 만들어 가겠습니다.
