■ 수소 미래에 대한 확신 눈으로 보여야

이제는 연료전지 자동차가 기술적으로 가능하냐 아니냐 하는 문제가 아니다. 이미 연료전지차는 있고 상용화 출시가 진행되고 있다. 수소자동차의 보급 확대에 있어서 중요한 점은 투자자, 연료공급자, 자동차사, 소비자에게 수소의 미래에 대한 확신을 어떻게 만들어주느냐에 달렸다. 초기의 지속적인 공공정책으로 수소인프라를 구축하고 수소자동차구입에 대한 지원이 중요하다는 점은 전기자동차, 기존의 플러그인 하이브리드 자동차에서와 유사하다는 것이다.

일본 아베 총리는 정부의 성장 전략중 하나인 수소 연료 전지차의 보급을 위해 범정부적으로 대처해 수소 스테이션보급을 위한 규제 완화와 보조금 도입 등을 추진하고 있다. 영국정부는 2014년 10월 수소자동차 보급과 이를 도울 수소인프라와 관련한 지원책으로 1,100만 파운드를 지원하겠다는 안을 내놓았다. 2015년까지 15개의 기존 또는 신규 수소충전소를 지원하며, 소요비용 1,100만 파운드 중 정부는 750만, 산업체는 350만 파운드를 내놓는데, 이중 200만 파운드는 40대 가량의 연료전지차량 구입 지원에 쓰겠다는 것이다.

미국과 독일도 수소인프라 확대를 위해 로드맵을 만들어 지원하고 있다.

현재 수소시장 규모는 산업용 유통량만으로도 세계시장 438억달러(자체소비량 230억달러 포함), 국내는 적어도 약 6억달러 수준으로 꾸준한 수요증가를 보여왔다. 세계 수소 인프라 프로젝트 총람에 따르면 연료전지 자동차의 보급에 따른 수소수요를 감안하면, 수소 산업은 신성장 동력 산업으로 성장할 것이며, 향후 수소 인프라는 2050년 약 140조 달러 규모의 시장으로 팽창할 것으로 전망되고 있다.

■ 수소에너지 발전 연관 기술과 융합 필요

물론 수소의 장밋빛 미래는 기다린다고 해서 저절로 열리는 게 아니다. 수소에너지는 태양광, 풍력과 같은 재생에너지와 융합에도 중요한 매개체로 사용될 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 신재생에너지 발전의 간헐성을 보완하기 위해 에너지저장시스템으로 수소에너지를 이용할 수 있으며, 이 수소에너지로 수소인프라를 만들 수도 있고, 연료전지와 연계 전기를 생산해 부하량을 안정적으로 관리할 수도 있다. 재생에너지와 융합을 통해 에너지 한계비용 제로 사회를 구현하는데 중요한 핵심기술이 될 수 있다.

이를테면 재생에너지-수소를 연계한 독립적인 에너지공급시스템을 트레일러에 탑재해 재난 등 긴급시설이 필요한 곳으로 이동시켜 온수와 전기를 재난지역에 공급할 수도 있고, 평상시에는 사회에 전기를 공급하여 피크 부하를 낮추는데 활용할 수 있다.

치열한 경쟁이 예측되는 자동차산업분야에서는, 단기적으로는 수소자동차와 수소인프라의 가격 저감 노력이 우선시 돼야 하겠다. 탄소 섬유 재료는 연료전지 자동차의 구조 부품이나 고압 수소 탱크에 사용되며, 가격 저감의 중요한 열쇠를 쥐고 있는 소재다.

향후 연료전지자동차 도입이나 재생에너지확대로 수소 수요가 늘어난다면, 비용효과적인 대량 수소제조 방법과 수소저장법이 필요하다. 수소의 지하저장은 고갈된 유전 또는 가스전, 소금 동굴, 암반 동굴 등을 대상으로 할 수 있으며, 수소의 투과나 암석과의 반응도 고려해 검토할 필요가 있다.

궁극적인 수소제조방법으로는 재생가능자원을 이용한 수소제조 방법이 해당된다. 한 예로 태양광을 이용한 광전기화학적인 물 분해는 1970년대 이후 지금까지 꾸준히 연구돼온 분야로 가시광에도 감응하는 효율 높은 광촉매에 대한 연구 성과가 국내에서도 활발히 발표되고 있는 분야다.

최근의 화두는 창조와 융합이다. 환경 친화적이고 지속가능한 에너지로서의 잠재력과 함께 이미 시장도 있는 것이 수소이다. 수소제조나 저장 또는 이용분야에 있어서의 혁신적인 기술은 이러한 시장에 진입하거나 또는 시장을 확대해 나갈 수 있다. 이를테면 광전기화학적 수소제조 분야의 경우 효율과 내구성을 갖는 혁신적인 소재뿐만 아니라, 외부의 전원이 없이도 독립적으로 수소를 만들어내어 비용 저감이 가능한 시스템 구성에 대한 연구도 꾸준히 지속돼야 할 것이다.