내연기관은 잘못없다 연료만 수소로 바꾸면 된다

이전 포스팅에서 수소연료전지에 대해 설명한 바 있습니다. 수소연료전지는 이미 고전적인 방식이므로 그 기술은 우주개발 사업에서 실제 사용되고 있는만큼 어려운 기술이 아닙니다. 다만 연료가 되는 수소의 추출이 문제가 됩니다. 수소 추출은 높은 비용과 독소가 발생하기 때문에 현재 활용되는 화석연료나 전기차 배터리에 비해 경제성이 떨어집니다. 그러나 그렇다고 수소 개발이 포기되어서는 안됩니다. 이유를 설명해 보겠습니다.

 

 

수소연료전지 자체는 신기술이 아니다 수소가 문제다

 

전기차 시장의 문제점은 배터리가 없다는 것(자원의 한계)

현재 친환경 에너지로 가장 각광받는 분야가 2차 전지입니다. 2차 전지도 오래 전부터 실생활에서 소형 배터리를 사용했던만큼 우리에게 친숙하고 기술도 많이 개선되었습니다. 그런데 갑자기 에너지 자원으로 주목받다보니 자원의 개발이 더딥니다.

 

리튬이 2차 전지의 베이스가 되는 희토류인데, 리튬은 지구 표면에서 채취되는 광물 중 단 6%에 지나지 않을 정도로 희귀합니다. 그리고 그 생산지가 주로 남미에 편중되어 있으므로 만약 남미가 리튬에 대해 통제를 시작한다면 여러모로 골치가 아플 것입니다. 실제로 칠레, 아르헨티나, 볼리비아 등은 정부가 국유화를 추진해 그 수익의 50%를 가져가겠다고 선언합니다.

 

현재 지구상에는 15억대의 차량이 달리고 있습니다. 최근 통계에 따르면 한 해 전기차가 양산되는 수는 1천만대가 조금 안되는 수치입니다. 2035년부터 유럽은 내연기관을 몰아낸다고 선포까지 했으니 만약 이런 기조가 유지된다면 도대체 얼마나 많은 배터리가 필요하게 될까요?

 

문제는 배터리가 없다는 것입니다. 일론 머스크도 전기차를 얼마든지 생산해낼 수 있지만 배터리가 없어서 생산량을 늘리지 못한다고 하소연했습니다. 더군다나 세계 1위 판매량을 기록하는 도요타도 뒤늦게 전기차 시장에 뛰어들겠다고 선언했지만 현재 도요타와 전기차용 배터리를 공급하는 협력사는 전무합니다. 일본의 파나소닉조차 미국에 납품하기 바쁩니다.

 

 

현대가 수소차 개발을 주저하는 이유는 내연기관때문

현대와 기아는 이미 전기차 시장에 발을 들여놓고 있습니다. 그러나 그 이전에 수소차에 대해서 개발, 연구를 진행하지 않은 것은 아닙니다. 그러나 현대는 현재 국내의 수소연료전지 등을 개발하는 기업의 제안에도 요지부동의 자세를 취하고 있습니다. 현대의 코멘트에 따르면 수소차에 대한 패러다임이 아직 정해지지 않았다는 것입니다. 그리고 그 속내를 살펴보면 바로 내연기관때문입니다.

 

내연기관은 무엇일까요? 반드시 화석연료로만 움직이는 시스템일까요? 아닙니다. 폭발력을 이용한 압력만 만들어낼 수 있다면 연료는 무엇이든 상관없습니다. 현대는 현재 자신들이 공들여 만든 내연기관에 수소를 연료로 달릴 수 있게 만든다면 아무것도 바꿀 필요가 없다고 판단한 것입니다. 그렇다면 현대가 만들고 있는 전기차도 위험성이나 자원의 한계에 대해 고민할 필요가 없습니다. 전기차 시장에서 철수할 수도 있습니다.

 

연료만 수소로 대체되면 지금의 시스템을 바꿀 필요가 없다

만약 현대의 바람대로 기름대신 수소로 연료가 대체된다면 그 수소를 액화시켜 전국의 주유소에 보급하면 그 인프라를 그대로 사용할 수 있습니다. 전기차때문에 새롭게 충전소를 만들지 않아도 되는 것입니다. 전기차의 약점은 바로 충전시간인데 아직 기술력이 따라가지 못하므로 충전시간은 길 수밖에 없습니다.

 

그렇다면 수소의 추출방식이 문제입니다. 어떻게 하면 수소를 비용이 적게 하여 추출할 수 있을까요? 그 방법도 역시 친환경 에너지에 있습니다. 바로 태양력과 풍력, 수력입니다. 수소에 관심이 가장 많은 나라는 바로 중동아시아입니다.

 

그들은 석유가 곧 퇴출될 것을 염려하여 차세대 에너지를 자신의 손아귀에 쥐고 싶어합니다. 그들 국가는 바다를 인접하고 있고 뜨거운 사막을 보유하고 있습니다. 1년 내내 비가 오지 않는 태양을 온전히 확보할 수 있는 나라가 바로 중동입니다. 태양발전을 이용해 전기를 확보하고, 그 전기를 이용해 수소추출에 활용하면 경제성이 확보된다고 보는 것입니다.

 

그리고 독일의 경우에는 풍력을 이용하고 있습니다. 남미의 고원지대는 바람이 거세게 불기로 유명합니다. 그 지역에 풍력타워를 설치해서 전기를 만들어내고 역시 동일하게 그 전기를 이용해 수소추출에 활용합니다. 태양력보다 풍력이 직접적인 회전압력을 만들어내기 용이하므로 비용이 더 절감될 수 있습니다. 독일에 의하면 액화수소 L당 2달러까지 경제성을 확보할 수 있다고 합니다.

 

결론

필자는 각국이 이익을 떠나 친환경 에너지에 관심을 쏟는다는 점을 높게 사야한다고 생각합니다. 에너지 활용에 대한 고민이 결국 지구를 위해 노력하는 결과가 되기 때문입니다. 우리는 지구를 잘 사용하다가 고스란히 후손들에게 물려줘야 합니다. 일론 머스크처럼 지구를 탈출해서 화성으로 이주할 생각만 할 것이 아니라 가능하면 깨끗한 지구를 유지할 고민이 필요합니다. 그 첫걸음이 2차 전지가 되었고, 곧 수소가 될 것이라고 필자는 확신합니다.