수소경제 시대가 성큼 다가왔습니다. 수소경제 도래와 함께 수소 활용 범위는 더욱 확대될 것으로 보입니다. 국제에너지기구는 수소 에너지 사용량이 2020년 9,000만 톤에서 2030년에는 2억 톤 이상이 될 것으로 전망했습니다.

SK E&S 공식 유튜브에서는 ‘에너지드링크’ 시리즈를 통해 수소 등 다양한 에너지에 대해 설명하고 있습니다. 미디어룸에서도 에너지드링크에 소개된 수소 에너지 지식을 총 3회에 걸쳐 전달했는데요. 그 마지막 편, 수소의 활용 방법과 분야에 대해 알아보겠습니다.

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수소로 전기를 직접 만드는 수소연료전지

수소 에너지는 수소연료전지를 통해 만들어집니다. 수소연료전지는 이름 때문에 전기 저장 장치(배터리)로 생각할 수 있지만, 발전기의 일종입니다. 수소를 연료로 직접 전기를 만들어내기 때문입니다.

수소연료전지는 전기 생산과정에서 온실가스가 배출되지 않아 친환경적 발전방식으로 주목받고 있습니다. 수소와 산소가 만나 전기가 만들어지는 과정에서는 순수한 물만 배출됩니다.

수소연료전지는 에너지 효율이 높습니다. 화력발전의 경우, 연료를 연소하고(열에너지) 터빈을 사용(운동에너지)하는 등 전기를 만들기 위해 에너지의 형태를 변환해야 합니다. 이 과정에서 에너지 손실이 발생하는 반면 수소연료전지는 수소를 전기로 직접 변환하기 때문에 에너지 손실이 적습니다. 여기에 수소는 열과 추위에 강해 어떠한 환경에서도 사용할 수 있어 활용도가 높습니다.

수소는 다양한 분야에서 활용도 높은 에너지원으로 주목받고 있습니다. 수송(모빌리티) 분야에서는 수소를 연료로 사용해 버스, 트럭, 드론 등 다양한 모빌리티를 친환경적이고 효율적으로 이용할 수 있습니다. 더불어 발전 분야에서는 연료전지를 통해 온실가스 배출 없이 24시간 내내 전기를 생산할 수 있습니다. 또한 수소 혼소·전소 터빈 설치를 통해 기존 LNG 발전소를 친환경적인 수소 발전소로 전환할 수 있습니다.

달리는 공기청정기 수소버스

수소는 특히 수송 분야에서 큰 역할을 하게 될 전망입니다. 2023년 9월 기준 이미 500여 대의 수소버스가 우리나라의 도로 위를 달리고 있습니다. 2025년까지 약 5,000대의 수소버스가 시내버스, 통근버스, 공항버스 등으로 운행될 전망입니다.

수소버스의 장점은 단연 친환경성입니다. 수소차는 배기가스를 전혀 배출하지 않고 수소연료전지에서 전기를 만들 때 발생하는 순수한 물만 부산물로 배출합니다.

달리는 ‘공기청정기’라는 별명을 가지고 있는 수소버스는 외부에서 흡입한 산소를 필터로 정화해 수소연료전지에서 사용합니다. 이후 정화된 공기를 다시 외부로 내보내기 때문에 달릴수록 공기를 정화하는 셈입니다. 수소버스 1대가 정화할 수 있는 공기량은 연간 418톤으로, 성인 76명이 1년간 마실 수 있는 공기의 양과 같습니다.

수소버스는 충전 시간이 짧고, 한 번의 충전으로 장거리 운행이 가능합니다. 수소버스는 20분 이내 완충이 가능하며, 1회 충전으로 최대 635km를 달릴 수 있습니다.(현대 유니버스 수소전기버스 기준) 아울러 엔진이 없어 소음과 진동이 거의 발생하지 않아 조용한 점도 수소버스의 장점으로 꼽힙니다.

수소버스를 시내버스로 운행하고 있는 버스회사의 이준석 다모아자동차 주식회사 대표는 “수소버스를 도입하길 잘했다”며 만족감을 드러냈습니다. 이 대표는 “수소를 한 번 충전하면 주행거리가 굉장히 길다”면서 “버스 한 대가 움직이는 공기청정기 역할을 한다고 하면 우리 시내버스가 다니는 곳들을 공기 정화하는 효과가 있을 것으로 생각한다”고 말했습니다.

지금까지 ‘에너지드링크’를 통해 수소의 특성과 생산부터 저장, 활용까지 알아보았습니다. 낯설게 느껴졌던 수소, 미래 에너지가 아닌 우리 일상에 스며들어 있는 에너지라는 것을 알 수 있었습니다.

수소경제는 ‘수소를 중요 에너지원으로 사용해 국가 경제, 사회 전반, 국민 생활 등에 근본적인 변화를 만들어내는 시스템’을 뜻합니다. 수소를 주요 에너지로 활용하기에 국내 에너지 자립도를 높이고 탄소배출을 획기적으로 줄이는 등의 이점이 있습니다.

우리나라는 수소경제 활성화를 위해 2021년 ‘수소선도국가 비전’을 선포했습니다. 2030년까지 수소 사용량을 390만 톤으로 확대하고 수소를 ‘우리나라가 주도하는 제1의 에너지’로 키우겠다는 목표입니다. 정부는 특히 수송과 발전 분야에서 대규모 수소 수요를 창출하고 이에 맞는 수소 공급망을 구축한다는 계획입니다.

SK E&S는 SK E&S는 수소의 생산부터 유통, 소비에 이르는 수소 밸류체인을 구축하고 수소경제 시대를 주도해 나가고 있습니다. 인천 지역에 세계 최대 액화수소플랜트를 완공을 앞두고 있으며, 수소의 생산뿐만 아니라 수소충전소 구축 등 유통 분야와 수소연료전지 발전소 및 수소차·수소드론 등 모빌리티 분야의 활용처 확대를 위해 노력하고 있습니다.