[박정호 에너지기술연구원 책임연구원]

지구 온난화 문제로 인해 전 세계가 심각한 기후 위기를 피부로 느끼고 있는 상황이다. 예년에는 경험하지 못했던 기상 이변이 발생하고 있고 이로 인한 피해도 극심하다.

이러한 상황에서 세계는 기존 화석 연료 활용을 줄이고 재생에너지 확대를 위해 노력하고 있다. 그러나 풍력이나 태양광으로 대표되는 재생에너지는 변동성이라는 단점을 지니고 있다. 특정 시간 또는 예측할 수 없을 정도 불규칙한 에너지 생산은 안정적인 에너지 공급을 요구하는 현대 사회에서는 상당한 문제점으로 지적된다.

이러한 점을 보완하고 완충하기 위한 방법으로는 에너지 저장 수단이 필요하다. 에너지 저장시스템(ESS)과 같은 배터리, 열저장, 그린 수소 등이 대표적이다. 그중에서 수소는 연소 시 물이 발생하는 등 성분 자체가 친환경적이므로 수소차나 연료전지 등에 그 활용 가능성이 매우 크다.

우리나라는 수소 사회 실현을 위한 노력을 발 빠르게 진행하고 있다. 기술개발 측면에서 살펴보면 원천 및 상용화기술 개발이 동시에 진행되고 있다. 재생에너지를 활용해 수소를 생산하는 그린수소뿐만 아니라 천연가스로부터 수소 추출 및 CCS(Carbon capture and storage) 기술을 접목하는 블루수소 등 다양한 옵션을 고려하고 있다. 대표적인 예가 바로 동해에서 진행하고 있는 재생에너지 연계 그린수소 실증 프로젝트, 경기도 평택의 수소 경제 중심기지 사업 등이다.

이렇게 다양한 노력을 하고 있는 상황이지만 좀 더 성공적으로 수소 경제 사회 실현에 다가가기 위해서 고려해야 할 몇 가지를 제언하고자 한다.

우선 기술 개발을 통한 핵심 기술 및 부품과 설비 국산화가 필요할 것이다. 현재 다양한 수소 생산 실증이 이뤄지고 있지만 관련된 핵심 설비나 부품은 여전히 해외에서 도입하는 경우가 많다. 이는 우리나라가 핵심 기술 확보에도 노력해야 함과 동시에 국산화를 통한 소재, 부품, 장비 등의 자립을 위해 관련 산업 육성도 필요하다는 것을 의미한다.

그다음으로 중요한 것은 성공적인 상용화를 위한 스케일업 기술 적용이다. 작은 규모에서는 생산성이나 경제성이 있더라도 이를 대량 생산 수준으로 키우는 경우 제대로 된 성능이 나오지 않는 경우가 많다. 이에 대한 대표적인 해결 방법을 예를 들면 핵심 기술 상용화 설계 패키지 도출이나 기술 경제성 분석이 있다.

핵심 기술 상용화 설계 패키지는 어느 정도 원천기술이 개발되면 이를 토대로 실제 상용급 대형 플랜트를 설계해보는 것인데, 이를 수행하면 실제로 건설을 해보지 않더라도 공정시뮬레이션이나 전산유체역학(CFD)과 같은 시뮬레이션 기술로 검증이 가능하다. 기술 경제성 분석은 실제 이 기술이 향후 상용화가 되었을 때 달성할 수 있는 생산 단가나 이익 등의 경제성을 평가해볼 수 있는 방법이다.

기술 개발 초기 단계에서 기술 경제성 분석을 수행하는 경우 기술 자체 경제성을 파악해볼 수 있을 뿐만 아니라 해당 단계에서 무엇을 개선하면 더욱 경제성을 높일 수 있는지도 파악할 수 있어 개발 방향을 수정할 수도 있다.

수소 경제 사회는 하루아침에 이뤄질 수 없다. 많은 기술 개발과 다양한 기술 융합 그리고 성공적인 상용화를 통해 이뤄질 수 있으며, 동시에 정부에서도 끊임없는 관심과 지원이 필요하다. 학계나 연구계의 핵심 기술개발 뿐만 아니라 이를 실현할 수 있도록 각종 설비와 시스템을 생산하는 산업 육성 그리고 전체적인 정책 방향을 결정하는 정부의 지속적인 관심과 노력이 필요할 것이다.

기사원문링크 : https://www.etnews.com/20221202000128