본문 바로가기
환경

수소는 청정에너지인가 [그레이 수소, 블루 수소, 그린 수소]

by 한국 카우보이연구소 2020. 12. 29.

 

"수소의 이점은 다양하다"

기후변화가 심해짐에 따라, 인류는 석유 사회에서 탈출을 시도하고 있습니다. 그러기 위해서, 태양광 발전소, 풍력 발전소를 늘리는 등 다양하고 많은 재생 에너지 생산 설비를 건설하고 있습니다. 또한 자연스럽게, 전기차와 수소차 등 친환경차들이 많아지고 있죠.

 

하지만, 태양광이나 풍력 등은 한정된 시간에서 전기 생산이 가능합니다. 해는 하루 종일 떠있지 않으며, 바람은 계속 불지 않습니다. 이런 재생에너지 같은 경우에는 에너지 저장 시설의 구축을 필요로 하며, 이는 곧 비용과 효율성 감소로 이어집니다. 

왼쪽: 풍력, 오른쪽: 태양력

그런 의미에서, 수소는 굉장히 좋은 에너지 저장원이 될 수 있습니다. 전기로 물을 분해하여 나오는 수소 가스는 나중에 석유처럼 에너지원으로 사용이 가능합니다. 그래서, 햇빛이 쨍쨍 뜬 날에 생산된 전기를 사용하고 남으면, 수소 가스를 만들어내서 나중에 사용할 수 있는 것이죠.

 

이뿐만 아니라, 수소는 이동수단의 연료로써 많은 관심을 받고 있습니다. 전기차에 필수로 들어가는 리튬이온 배터리의 물리적 한계 때문에 생기는 문제는 느린 충전시간, 적은 에너지 밀도 등이 있습니다. 반면, 수소차는 이런 문제들이 없습니다. 휘발유처럼 금방 채우는 것이 가능하며, 에너지 밀도도 가솔린의 2.8배로 꽤나 적은 양으로 먼 거리를 갈 수 있습니다.

 

그렇지만, 수소에는 아직 해결해야 할 문제점이 많습니다. 그중 하나는 낮은 상업성입니다. 그에 대해서 적어보기 전에, 수소의 종류부터 알고 갑시다.

수소의 종류

수소는 보통 세가지로 나뉩니다.

그레이 수소

그레이 수소는 천연 가스와 같은 화석 연료를 사용하여 생산되는 수소입니다. 천연가스의 주성분인 메탄이 고온, 고압에 의해 수소와 이산화탄소로 나뉘는데, 생산된 이산화탄소를 대기 중으로 배출시킵니다.

 

1kg 당 약 1.5달러의 가격대를 유지 중에 있습니다.

블루 수소

블루 수소는, 그레이수소와 같은 방식으로 수소를 생산하지만, CCS 등과 같은 탄소 포집 기술을 활용해 생산된 이산화탄소를 대기 중에 거의 배출시키지 않게 생산한 수소를 블루 수소라고 합니다.

 

그레이 수소보다는 꺠끗하지만, 가격은 더 비쌉니다. 1kg 당 싸면 1.5달러, 비싸면 3.5달러까지 가격대가 형성되어있습니다. (Ex. 유럽은 2.1달러)

그린 수소

제일 이상적인 수소입니다. 그린 수소는 태양열이나 풍력과 같은 재생 가능 에너지원을 사용하여 물을 분해하여 생성되는 수소입니다. 그래서, 굉장히 깨끗한 수소라고 할 수 있습니다. 

 

가격은 굉장히 비쌉니다. 현재 약 1kg 당 6달러 정도 되겠습니다.

99%의 수소

여전히 99%의 수소는 화석연료를 사용해서 생산하고 있습니다: 95%가 그레이 수소, 4% 블루 수소, 1% 그린 수소.

문제는 가격.

아무래도 제일 큰 문제는 가격입니다. 워낙 그레이 수소가 싸다 보니까 블루 수소나 그린 수소가 사용되지 않고 있습니다. 현재는 그렇다쳐도, 미래는 어떨까요?

 

우선, 블루수소 가격을 살펴봅시다. 2030년까지 EU, 유럽연합 같은 경우는 $1.8 달러까지 가격이 내려갈 것이라고 예측되며, 미국 같은 경우는 $1.2로 상당히 싸질 것이라고 합니다. 

 

하지만, 녹색수소, 그린 수소는 2030년까지 유럽에서 $2.5달러를 예측하고 있습니다.

 

이쯤에서 알 수 있는 것이, 블루 수소의 생산은 확대될 수 있지만, 아직 100% 친환경적인 녹색 수소 같은 경우는 2030년보다 더 먼 미래를 바라봐야 할 것이라고 추측됩니다. 그래서, 미국 거대 은행 BankofAmerica 같은 경우는 2050년이 돼서야 그린 수소가 큰 부분을 차지해서 전체 에너지의 22%를 차지할 것이라고 예측합니다.


현재 태양광 발전이 점점 더 많은 곳에서 설치되는 이유가 무엇일까요? 가격이 굉장히 싸기 때문입니다. 태양광 모듈 가격은 2010년 이후로부터 약 연 10% 이상 하락했습니다. 그래서, 국제 에너지 협회에 따르면, 태양광의 전력 생산 비용은 화력, 원자력을 제치고 이미 제일 싼 전기 생산 방식입니다. 

 

결론은, 현재의 수소는 청정에너지가 아니라는 점입니다. 하지만 그렇다고 해도 높은 에너지 밀도를 가진 수소는 미래에 활용가치가 높으며, 현재 많은 기업들이 투자하고 있습니다. 그래서, 결국 미래에는 그린 수소의 가격이 많이 내려가고, 수소가 에너지 시장의 상당 부분을 차지할 것이라고 판단됩니다.

 

읽어주셔서 감사합니다. 카우보이연구소였습니다.

※ 공감과 댓글은 사랑입니다.

[환경] - 두산중공업과 Air Liquide사와 협력: 국내 첫 수소액화플랜트 [에어리퀴드]

참고: Recharge, CNBC

 

댓글8