글로벌 회계·컨설팅 기업인 딜로이트그룹은 수소 시장이 2050년 2,674조로 성장할 것으로 전망했습니다. 수소가 우리 일상에 점점 더 가까워지고 있는 만큼 수소에 대해 더욱 꼼꼼히 살펴볼 필요가 있습니다.

SK E&S 공식 유튜브에서는 ‘에너지드링크’ 시리즈를 통해 수소 등 다양한 에너지에 대해 설명하고 있습니다. 미디어룸에서도 에너지드링크에서 소개된 수소 에너지 지식을 총 3회에 걸쳐 소개합니다. 수소의 특성과 생산에 이어 수소가 얼마나 안전한지 알아보겠습니다.

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‘무색·무취·무미·무독성’ 무해한 수소!

수소는 무색·무취·무미·무독성의 특성을 가진 기체입니다. 독성물질이 없어 누출되더라도 질식의 위험이 낮고, 무게가 공기의 1/14밖에 되지 않아 공기 중으로 빠르게 희석됩니다. 또한 수소는 발화점이 높습니다. 가솔린이 246°C, LPG가 465°C인데 비해 수소의 발화점은 585°C입니다. 이는 화재가 발생할 가능성이 낮다는 의미입니다.

수소는 수소폭탄으로 인해 안전하지 않다는 오해를 받기도 합니다. 하지만 수소 에너지와 수소폭탄은 원자구조부터 다릅니다. 수소 에너지는 양성자 하나로만 쓰이는 ‘경수소’인 반면, 수소폭탄에 쓰이는 수소는 중성자와 양성자 하나 이상으로 구성된 ‘중수소’ 또는 ‘삼중수소’입니다. 중수소나 삼중수소는 자연상태에서는 만들어질 수 없는 수소로 1억°C 이상의 가열을 통한 핵융합 반응으로 만들어집니다. 우리가 일상에서 만나는 수소와는 전혀 다른 종류의 수소이죠.

수소의 안전성은 이미 세계적으로도 인정받고 있습니다. 프랑스 파리, 일본 도쿄 등 세계 주요 도시에는 이미 수소 충전소가 자리 잡는 등 수소는 일상 곳곳에서 활용되고 있습니다. 또 수소가 다른 에너지보다 안전하다는 연구 결과도 있습니다. 미국화학공학회에서 분석한 주요 에너지 종합 위험도에서, 수소의 위험성을 1로 보았을 때 가솔린은 1.44, LPG는 1.22, 메탄은 1.03이라는 결과가 나왔습니다. 수소가 다른 에너지와 비교해서 위험성이 높지 않다는 것입니다.

수소 선도국인 우리나라에서는 수소를 더욱 안전하게 활용하기 위한 기반이 마련돼 있습니다. 2020년 2월 세계 최초로 ‘수소경제 육성 및 수소 안전관리에 관한 법률’을 제정해 수소를 안전하게 쓸 수 있는 제도적 장치를 구축했고, 또한 수소차에도 연료탱크, 수소누출 감지센서 등 수소를 안전하게 사용할 수 있는 기술이 사용되고 있습니다.

수소 시장 판도를 바꿀 게임 체인저 ‘액화수소’

수소를 액체화한 액화수소는 수소를 더욱 안전하게 사용하는 방법입니다. 액화수소는 안전성뿐만 아니라 수소의 효율성도 높여 수소경제 구축에 힘을 보태고 있습니다.

수소는 실온에서 기체 상태로 존재합니다. 기체 상태인 수소는 높은 압력으로 저장되는데, 많은 양을 저장하기 위해서는 더욱 높은 압력이 필요합니다. 높은 압력으로 수소를 저장할 경우 저장 용기가 두껍고 무거워져야 합니다.

액화수소는 기체수소의 한계를 극복해 수소의 저장 효율성을 대폭 향상시킵니다. 액화수소는 기체 상태의 수소를 영하 253도 이하의 초저온 상태로 냉각해 액체로 만든 것입니다. 수소를 액화수소로 만들면 기체수소에 비해 부피가 800분의 1로 줄어 수소의 수송과 보관이 용이해 경제적입니다. 따라서 액화수소를 활용하면 수소 충전소를 짓기 위해 필요한 면적도 줄고, 운송 효율도 10배 이상 높아집니다.  충전시간도 승용차 기준 1분 30초 정도밖에 소요되지 않습니다.

액화수소는 액화 과정에서 온도가 내려가며 분자 운동이 둔화되어 안전합니다. 높은 압력을 가하지 않고도 수소의 부피를 쉽게 줄일 수 있는 상태가 되는 것입니다. 일반적으로 액화수소의 저장압력은 2바(Bar^[1]) 정도이데, 이는 탄산음료의 저장압력과 비슷하거나 낮은 수준입니다.
^[1] 압력의 단위로 대기권의 기압이 1Bar에 해당

액화수소 활용을 위한 기술 특성과 인프라는 액화천연가스(LNG)와 유사합니다. 우리나라는 LNG 인프라가 풍부하고 운송 등 관련 기술을 세계 시장에서 인정받고 있습니다. LNG 인프라를 기반으로 액화수소 인프라를 구축하고 세계 시장에서도 우리나라가 주도권을 잡을 수 있을 것으로 기대됩니다.

SK E&S는 보유하고 있는 LNG 사업 역량과 인프라를 통해 경쟁력 있는 액화수소의 생산뿐만 아니라, 친환경 블루수소의 생산을 계획하고 있습니다. 아울러 전력, 도시가스 등 기존의 사업 역량과 네트워크를 기반으로 유통망과 수요처 발굴에도 힘쓰고 있습니다. 이처럼 SK E&S는 수소의 생산에서부터 유통, 수요까지 아우르는 수소 생태계 전체를 누구보다 잘 추진할 수 있는 역량을 갖추고 있습니다. 이처럼 수소의 생산에서부터 유통, 수요까지 아우르는 수소 생태계 구축을 위한 SK E&S의 노력에 많은 관심 부탁드립니다.