Q 수소자동차는 달리는 수소폭탄이다?

수소라는 단어를 들으면 가장 먼저 수소폭탄이 떠오르면서 나타난 대표적인 오해다.
수소가 폭발성 가스임에는 틀림없지만 천연가스, 석유 등 모든 종류의 연료도 폭발의 위험을 지녔다. 전문가들은 여타 탄화수소계 연료들보다 오히려 수소가 안전성 확보가 용이하다고 말한다. 우주에서 가장 가벼운 기체인 탓에 누출 후 축적되지 않고 곧바로 확산된다는 이유에서다.
특히 수소(연료전지)자동차용 수소저장용기는 일반 LPG용기와 달리 합금실린더에 실처럼 생긴 고강도 유리섬유나 탄소섬유를 감아서 만든다. 때문에 절대로 터지지 않는다. 단지 찢어질 뿐이다. 지난 2000년대초 미국에서 실시된 실험에 따르면 수소용기가 찢어지면서 화재가 일어나도 휘발유자동차보다 안전하다는 평가도 있었다. 당시 실험에서 일반 휘발유자동차는 유류 누출 후 화재를 일으키자 차체가 전소됐다. 반면 수소자동차는 수소 누출부위에서 순간적으로 불길이 치솟았지만 2분 내에 화염이 사라져 차체나 운전자에 대한 피해가 상대적으로 미미했다.

Q 수소생산에 투입되는 에너지가 수소에서 얻는 에너지보다 많다?

A라는 에너지를 B라는 에너지로 변환할 때는 항상 B에서 얻을 수 있는 에너지보다 많은 에너지가 투입돼야 한다. 이처럼 에너지 변환과정에서 나타나는 효율 손실은 물리학적으로 불가피하다.
수소도 예외가 아니다. 가장 대표적 수소 생산공정인 천연가스 증기개질 공정은 약 15~28%, 물 전기분해 공정은 약 15~30%의 효율이 에너지 변환과정에서 사라지는 것으로 알려져 있다.
하지만 이 문제의 핵심은 손실되는 에너지의 양이 아니다. 최종 결과물(수소)의 가치가 이 손실을 감내할 만큼 중요한지를 생각해야 한다. 만일 여기에 이의가 있다면 현재 상당한 에너지 손실을 감수하며 원유에서 휘발유를 만들고, 화석연료로 전력을 생산하는 사실을 먼저 부정해야 한다. 이 점에서 수소의 에너지 손실량은 수소가 인류에게 가져다줄 효용성과 경제적 가치 등을 감안할 때 충분히 정당화될 수 있는 수준에 불과하다.

Q 수소 생산이 화석연료의 고갈을 부추긴다?

현재 전 세계에서 생산 중인 수소의 90% 이상은 천연가스를 수증기로 개질하거나 나프타(중질 가솔린)를 분해하여 제조된다. 이는 앞으로도 당분간 계속될 수밖에 없다. 이 두 공정이 현존하는 가장 저렴한 수소 생산법이기 때문이다.
이처럼 화석연료 고갈에 대비하는 미래에너지(수소)를 화석연료로 만드는 것을 놓고 정말 어리석은 행태라 여길 수 있다. 이 상태라면 수소에너지는 결국 화석연료의 다른 이름일 뿐이며 화석연료의 고갈 속도를 한층 가속화시킬 뿐이기 때문이다.
하지만 이는 과도기적 현상임을 주목해야 한다. 미래의 수소는 태양열, 풍력 등 자연에너지로부터 전기를 생산하고 이 전기로 물을 전기분해하여 제조될 예정이다. 수소가 무한에너지라 불리는 것도 이러한 무한자원들을 원천으로 하고 있어서다.
단지 이 방식을 사용치 않는 것은 현 기술로는 수소 제조단가가 너무 높아져 전체 수소에너지 연구를 약화시킬 수 있기 때문이다. 지금의 다소 기형적인 수소생산시스템은 수소에너지의 기술발전과 상용화를 앞당겨 진정한 수소경제를 조속히 구현하기 위한 차선책으로 이해하면 된다.

Q 수소의 가격이 휘발유보다 비싸다?

천연가스 증기개질 방식의 실험용 수소충전소를 운용하고 있는 한국에너지기술연구원 고효율 수소에너지사업단에 따르면 시간당 수소 생산능력이 300㎥ 규모인 수소충전소의 수소공급단가는 1kg당 5,000원 정도다.
수소자동차에 장착되는 충전압력 350bar, 용량 70ℓ의 수소저장용기에 약 1.7~2kg의 수소가 충전되는 것을 감안하면 1회 충전비용은 8,500원~1만원 수준이다. 주행거리 확장을 위해 상용 수소자동차에 장착될 700bar 수소저장용기도 2만원 이내에서 충전할 수 있다는 얘기다.
휘발유의 경우 연료탱크 용량 55ℓ인 소형차 1대의 주유에 지금도 8만원(ℓ당 1,500원 기준)이 든다. 연료로서의 수소 가격은 이미 휘발유에 비해 4분의 1에 불과한 것. 수소가 휘발유보다 비싸다는 주장은 수소 생산 기술력이 미비했던 과거의 일이다. 게다가 휘발유 가격은 앞으로도 고공 행진할 가능성이 크지만 수소는 기술발전과 설비상용화를 통해 단가하락 여지가 충분하다. 물론 수소가 휘발유를 대체하게 되면 적지 않은 세금이 붙겠지만 최소한 지금의 휘발유 가격보다 비싸지 않을 것이라는 점만은 분명하다.

Q 수소 이외의 다른 대체에너지는 연구할 필요가 없다?

종종 수소에너지를 너무 신봉한 나머지 이 같은 오해를 할 수 있다. 하지만 수소경제시대란 수소가 가장 비중 높은 핵심에너지원으로 자리매김한 시대라는 의미이지 모든 에너지를 완전히 대체한다는 것이 아니다. 현 시대를 화석연료시대라 부르지만 석유나 천연가스 외에도 원자력, 수력, 풍력, 태양광 등 다각적인 에너지가 쓰이고 있는 것과 마찬가지다.
같은 이유로 수소에너지 전문가들도 국가의 에너지안보 측면에서 수소와 함께 바이오디젤, 메탄 하이드레이트, 바이오매스, 태양전지 등 다양한 대체에너지·신재생에너지를 연구해야함을 강조하는데 주저하지 않는다. 특히 제4세대 초고온원자로(VHTR)나 자연에너지를 활용한 수소 생산 공정처럼 수소와 신재생에너지는 서로의 약점을 보완하고 장점을 강화하는 시너지 효과를 창출할 수도 있다.