탄소중립 2050, 그 중심에 선
한국가스기술공사

스토리

한국 수소 및 신에너지학회 회장  •  백영순(수원대학교 환경에너지공학과 교수)

한국가스기술공사는 우리나라의 수소경제 활성화를 위해 탄소중립과 친환경 에너지생태계 조성을 목표로 ‘그린에너지 기술경영’을
선도해 나아가고 있다. 24개소의 수소충전소와 4개소의 수소생산기지 구축사업, 수소통합모니터링센터와 UAE 현지 차고지형 수소버스 충전소까지,
2050 탄소중립이라는 비전을 향해 나아가는 한국가스기술공사의 활약을 살펴본다.

기후 문제가 날로 심각해지고 있다

최근 이탈리아 남동부 시라쿠사의 낮 기온이 8월 11일 48.8도까지 치솟았다. 유럽 대륙에서 역대 최고기온의 기록적 폭염은 산불 확산으로 이어져, 터키는 사상 최악의 산불로 심각한 피해를 입었을 뿐더러 폭우에 따른 홍수로 인해 큰 타격을 입었다. 교량이 붕괴되고 전력 공급이 중단되었으며
10만㏊ 이상의 숲이 파괴되었다. 이에 따라 최소 8명이 숨지고 수천 명의 이재민이 발생했다.

IEA(International Energy Agency)는 2050년경에 온실가스 배출량이 55Gt에 달해, 지구 평균기온이 약 6℃ 정도 상승할 것으로 예측했다.
UN 산하 IPCC(Inter-governmental Panel on Climate Change) 역시 21세기 말의 기온이 20세기 말에 비해 최대 4.8℃ 오르고 해수면은 63cm 상승할 것으로 예측했다.

날로 심각해지는 기후 온난화를 대비하기 위해, 2015년 12월에 열린 파리 21차 UN 기후변화협약 당사국총회(COP21)에서 195개 국가들은 산업화 이전 수준 대비 지구 평균온도가 1.5℃ 이상 상승하지 않도록 협의했다. 나아가 2050년까지 탄소배출량과 상쇄량을 동일한 수준으로 맞춰 탄소배출량이 0이 되도록 하는 ‘탄소중립’을 선언하기 시작했다.

수소, 새로운 해결책

이런 흐름에 따라 우리나라도 2050 탄소중립을 위한 5대 기본방향을 정했다. 재생에너지와 연계된 그린 수소의 활용 확대, 에너지 효율 향상을 위한 수소 연료전지 도입, 철강산업 등에서 수소를 활용해 탈탄소화를 실현하고 폐플라스틱과 같은 순환 자원으로부터 수소를 생산하는 등
수소에너지가 탄소중립의 중심에 있을 때 가능한 방안들이다.

수소(H₂)는 우주에서 발견할 수 있는 가장 가볍고 가장 보편적 원소다. 수소는 물, 화석연료, 살아 있는 모든 생명체 등 지구 어디에나 존재하며 무한하다고 표현해도 무방할 정도다. 수소연료에는 탄소(C) 원자가 들어 있지 않기 때문에 이산화탄소도 배출하지 않는다. 또한 우주에 존재하는 가장 단순한 원소로서 하나의 양성자와 하나의 전자로 이루어져 있으며, 편리하고 환경친화적이고 비교적 안전한 에너지이다.

수소를 에너지로 사용하기 위해 필요한 것들

이 수소를 에너지원으로 활용하기 위해서는 더 많은 인프라 구축이 필요하다. 우리나라는 수소전기차, 연료전지발전 등과 같이 수소 활용 부문에서 경쟁력을 확보했다. 수소차의 경우 전 세계적으로 37,400대가 보급되었으며, 한국(12,439대, 2021년 3월 31일 기준),
미국(10,068대), 중국(7,227대), 일본(5,185대), 독일(738대) 순으로 한국이 보급대수의 33%로 세계 1위를 차지하고 있다.

그러나 수소 생산, 저장 · 운송 분야에서 충전소와 같은 인프라는 부족하다. 수소충전소 보급을 2020년에는 310기, 2040년에는 1,200기 이상으로 확충하여 보급에 박차를 가하고 있지만 미국과 일본에 비해 그 수가 부족하다. 또 현재 운송되고 있는 고압수소 형태는 구축비용은 저렴하지만 낮은 에너지밀도와 용기가 비싼 단점을 지니고 있다.

그렇기에 향후 수소 수요량의 증가와 해외에서의 도입을 고려할 때 다양한 저장 형태 및 운송 방법이 적용될 것으로 판단된다. 그중에서도 암모니아를 이용한 수소 운반이 경제적이다. 수소의 액화는 극저온(-253℃이하)상태에서 이루어지나, 암모니아는 -33℃에서 액상으로 변화된다. 또한 기체 상태의 수소 대비 암모니아의 부피 에너지 밀도가 1,476배(액체수소는 865배) 크기 때문에 대용량 저장과 수소의 장거리 운송에 적합하다.

국제에너지기구(IEA)의 ‘수소의 미래’ 보고서와 ‘2050 탄소제로 로드맵’ 보고서에서도 액상 암모니아는 액화수소보다 저렴한 최적의 수소 저장 및 장거리 운송 기술로 언급되고 있으며, 2050년에는 선박 연료 수요의 45%를 차지할 것으로 예상한다. 수소가 에너지원으로 활성화되기 위해서는 수소 안전과 안정한 공급, 활용 영역과 인프라 확보의 불균형을 해소하여 모든 산업과 시장이 수소 생산 – 저장 · 운송 – 활용의 밸류체인으로 이루어 나아가야 한다. 그래야만 비로소 우리나라의 새로운 에너지의 패러다임으로 접어들 수 있을 것이다.

수소에너지 산업의 첨병, 한국가스기술공사

우리나라의 수소경제 활성화를 위해 가스기술공사는 (E)탄소중립 · 친환경 에너지생태계 조성 (S)사람중심의 사회적 가치경영 실현, (G)국민이 공감하는 투명 · 공정경영 실현을 ESG 전략방향으로 설정함으로써 그린에너지 기술경영을 선도해 나아가고 있다. 수소산업의 생산, 공급, 운영, 정비, 제품 안전성 지원 등 국내 수소산업 전주기에 대한 사업을 추진하고 있는 한국가스기술공사는 전국 지자체 24개소의 수소충전소와 4개소의 수소생산기지 구축사업을 진행하며 국내 부족한 수소 생산 및 충전 인프라 구축사업을 선도하고 있다.

더불어 수소통합모니터링센터를 통해 수소 관련 시설의 운영상태에 대한 집중 모니터링 및 관리 진행하고, 현재 운영 중인 수소충전소의 안전 관리 제고를 통하여 수소 전주기 분야에서의 효율성을 높이고 있다. 또한 ‘해외 수소기반 대중교통 인프라 기술개발’로 해외(UAE) 현지에 재생에너지 연계 전력으로 수전해 수소생산이 가능한 차고지형 수소버스 충전소를 구축하는 실증사업을 총 4년 9개월(2021년 4월 ~ 2025년 12월) 실시하여 상업화 기술을 업그레이드하고 있다.

한국가스기술공사 수소에너지 기술이 우리나라의 수소경제 활성화에 기여하고 매우 빠르게 다가오고 있는 기후재앙을 방지에 일조하고, 우리 후손에게 쾌적한 날씨, 눈부신 파란 하늘과 숲, 숨쉬기 좋은 맑은 공기를 물려줄 수 있는 2050 탄소중립의 비전을 실현하며, 하나의 큰 축으로 자리 잡고 뜻 깊게 실행해 나아가는 한국가스기술공사의 미래를 기대해본다.