언제나 우리 주위에 존재하지만, 아직은 다소 낯설게 느껴지는 에너지, 수소.
SK E&S 공식 유튜브에서는 ‘에너지드링크’ 시리즈를 통해 수소 등의 다양한 에너지에 대해 설명하고 있습니다. 에너지 드링크처럼 간편하고 재빨리 에너지에 대한 지식을 충전할 수 있다는 의미를 담고 있죠. 미디어룸에서도 에너지드링크에서 소개된 수소 에너지 지식을 총 3회에 걸쳐 소개합니다.
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가장 많고, 단순하며, 가벼운 원소, 수소
수소는 137억 년 전 우주 탄생 후 가장 먼저 등장한 원소입니다. 오늘날 우주에서 가장 많이 존재하는 원소이기도 합니다. 우주 전체 질량 중 약 75%를 차지하고 있으며, 자연계에 존재하는 92개의 원소 중 가장 많은 수를 차지하고 있습니다. 인간의 몸도 70%가 물로 이뤄져 있고 탄수화물, 지방, 단백질 등도 수소를 포함하고 있습니다.
수소는 단순하고 가볍습니다. 수소는 양성자 1개와 전자 1개로 구성돼 우주에서 가장 단순한 구조를 가지고 있습니다. 원자번호 1번을 차지하고 있는 이유이죠. 또 우주에서 가장 가벼운 원소로 무게가 공기의 1/14 밖에 되지 않습니다.
수소의 가장 큰 특징은 이름에서 알 수 있습니다. 수소의 이름은 水(물 수), 素(본디 소) 즉, ‘물의 근원’이라는 의미로 산소와 만나면 물을 만드는 특성을 드러냅니다.
18세기 영국의 과학자 캐번디시가 수소의 특성을 발견했고, 이후 프랑스 화학자 라부아지에가 물을 전기 분해하여 수소와 산소로 나눌 수 있다는 것을 알게 됐습니다. 수소로 전기를 얻는 방법은 영국의 법률가 윌리엄 그로브가 발견했습니다. 그로브는 물을 전기 분해하는 것을 반대로, 수소와 산소를 만나게 하면 전기를 얻을 수 있다는 것을 알게 됐습니다. 이것은 ‘수소연료전지’의 시작이 되었습니다.
수소를 에너지로 사용할 수 있다는 사실이 발견됐지만 활용까지 바로 이어지지는 않았습니다. 수소는 자연 상태에서 독립적으로 존재하지 않고 대부분 여러 가지 원소와 결합한 화합물 형태로 존재합니다. 수소를 에너지원으로 쓰기 위해서는 다른 화합물과 분리하는 별도 과정이 필요한데 과거에는 기술력, 비용 등의 한계 때문에 수소는 에너지로서의 가치를 크게 인정받지 못했었습니다.
생산 원료부터 방법까지 다 알 수 있다! 수소의 이름
자원고갈, 기후 위기 등 화석연료로 인한 문제점이 대두되며 수소가 미래 에너지로 주목받기 시작했습니다. 가장 풍부한 원소로 고갈 걱정이 없으며 전기 생산 과정에서 순수한 물만 배출하는 친환경 에너지이기 때문입니다.
수소는 생산 원료에 따라 다양한 이름으로 불립니다. 철을 만들거나 석유 정제 과정에서 발생하는 부산물을 활용하는 부생수소, 천연가스를 고온 및 고압으로 분해해서 만드는 개질수소, 재생에너지에서 생산된 전기로 물을 분해해 수소를 만드는 수전해 수소가 그것입니다.
현재 가장 많은 생산이 이뤄지는 그레이수소는 부생수소와 개질수소를 포함합니다. 부생수소는 석유화학·제철 공정에서 발생하는 부산물을 재활용해 생산 비용이 저렴한 편이지만, 생산량을 늘리는 데 한계가 있습니다. 천연가스를 이용한 개질수소는 대량생산이 가능하다는 장점이 있으나, 이산화탄소가 발생하게 됩니다.
그린수소는 생산 과정에서 탄소가 배출되지 않아 궁극의 청정수소라 불립니다. 재생에너지에서 생산된 전기로 물을 분해해 만들어지기 때문입니다. 다만 날씨와 시간대별로 생산량이 달라지는 재생에너지의 특성으로 아직 경제적·기술적인 한계가 존재합니다.
블루수소는 생산 과정에서 발생하는 이산화탄소를 CCS 기술을 통해 포집, 제거한 청정수소입니다. 생산 방식은 그레이수소와 같지만 다른 수소들의 한계점을 보완할 수 있는 가장 현실적인 방법으로 주목받고 있습니다.
우리나라가 직접 생산하는 에너지, 수소
2022년 기준 우리나라의 에너지 수입 의존도는 약 94%에 달합니다. 높은 에너지 수입 의존도는 우리나라의 에너지 안보와 경제 안전성에까지 영향을 미칠 수 있습니다. 국제 정세에 따라 더욱 안정적인 에너지 확보가 필요한 때입니다.
수소는 ‘자원 빈국’인 우리나라가 직접 생산할 수 있는 중요한 에너지원입니다. 우리나라는 2018년 수소에너지를 ‘혁신성장을 위한 3대 전략투자 분야’로 선정, 2020년에는 세계 최초로 수소경제법을 제정하고 수소경제위원회를 설립하는 등 수소경제 구축을 위해 적극 나서고 있습니다.
SK E&S는 우리나라가 수소 선도국이 되는 데 기여하는 동시에 수소경제 시대를 주도해 나가고자 합니다. SK E&S는 올해 말 ‘인천 액화수소 플랜트’를 완공하고, 추후 충남 보령 지역에 ‘블루수소 생산기지’를 구축해 청정수소의 생산·유통·소비에 이르는 수소 밸류체인을 완성할 예정입니다.
