[2024 인천 미래에너지포럼] 조홍종 단국대 교수 “무탄소에너지 수소, 탄소중립 주요 수단”

▲조홍종 단국대학교 교수가 2일 인천광역시(인천테크노파크) 주최, 한국가스기술공사,·한국남동발전·한국석유공사·H2KOREA·인하대·에너지경제신문 주관으로 인천 '홀리데이인인천송도' 호텔에서 열린 '2024 인천미래에너지포럼'에 참석, '글로벌 에너지전환과 국내 정책방향'을 주제로 발표하고 있다. 사진= 송기우 기자

“미래에너지 정책의 핵심은 수소를 활용한 무탄소화 입니다. 수소는 무탄소이면서 24시간 발전원이자 연료로서 활용이 가능한 무탄소에너지원이 될 것 입니다."

조홍종 단국대학교 교수는 12일 인천 '홀리데이인인천송도' 호텔에서 열린 '2024 인천미래에너지포럼'에서 '글로벌 에너지 전환과 국내 정책방향을' 주제로 한 발표에서 이같이 강조했다.

그는 “탄소중립을 이행함에 있어서 수소가 미래 에너지원의 약 20%를 차지할 것이라는 국제에너지기구(IEA) 보고가 있었다"며 “탄소를 태울 수 없는 상황에서 새로운 열에너지를 공급할 원소로 수소가 각광받을 수 밖에 없는 상황"이라고 말했다. 조 교수는 “재생에너지가 주력 전원으로 증가될 것은 자명하지만 그 과정에서 변동성이 높고 간헐성의 특성으로 잉여전력이 발생하는 시간대가 생긴다"며 “이런 상황에서는 ESS(Energy Storage System)가 필수적인데 장주기 저장장치가 수소로 저장하는 방식이 될 것"이라고 전망했다.

건물, 가정, 산업에서 사용하는 열에너지는 탄소 이 외의 다른 에너지원을 찾아야 하는 상황에서 수소가 열에너지를 공급하고 수송연료로 사용가능한 풍부한 자원이 될 것이며 탄소중립을 달성하는데 큰 공헌을 할 것이라는 분석이다.

조 교수는 “수소는 용량에서 자유롭고 가장 긴 시간을 저장할 수 있는 새로운 에너지저장장치로 등장하게 된다"며 “전기가 우리 에너지 사용에서 차지하는 부분은 20% 정도이고 30%정도가 수송, 50%는 열에너지 사용"이라고 설명했다.

그는 또 “수소는 연료전지를 통한 발전과 대형 수소전소 터빈 개발을 통해 발전분야에서 탄소중립에 기여할 것"이라며 “산업분야에서도 수소환원제철이나 석유화학 산업의 이퓨얼(e-fuel) 등으로 진화해 탄소저감 산업화 할 것으로 보인다"고 내다봤다.

아울러 “수소는 운송수단에도 적용돼 수소차, 수소버스, 수소트럭 등을 넘어서서 장거리를 이동해야 하는 선박과 항공의 궁극적인 탄소중립 방안"이라며 “현재 –253℃에서 액화되는 특성을 해결하는 운송방법만 개발된다면 저장이송에 있어서 가장 풍부한 에너지원이 될 것"이라고 덧붙였다.

조 교수는 재생에너지를 통한 RE100을 보완하기 위해서도 수소에너지 활용이 필수라고 강조했다.

그는 “재생에너지의 공급지는 주로 태양이 강렬하게 내리쬐거나 바람이 거세게 부는 지역이거나 바다 한가운데일 가능성이 높다. 그렇다면 계통을 연결하는 비용이 향후에는 천문학적 비용으로 늘어나고 이에 대한 대책이 필요해질 것"이라며 “이러한 송배전망을 모두 연결하는 비용을 아끼고 절약하는 기술적 방안을 찾게 될 것이고 경제적이면서 안정적으로 전기 생산과 공급을 책임질 에너지원을 찾고 기술적으로 성숙시켜야 하는 과제가 산적해 있다. 수소에너지를 활성화해야 하는 이유"라고 주장했다.

그는 “탄소중립을 위한 기술적 요건만을 보면 향후 신규로 개발해야 할 기술이 절반을 차지하고 있다. 즉 기술적으로 탄소저감을 할 수 있는 현존하는기술은 사실 많지 않고, 앞으로 모든 저감에 신기술에 대한 불확실성이 존재한다"며 “재생에너지는 무탄소의 한 형태일 뿐이다. 수소를 포함해 마이크로 그리드와 분산형 에너지시스템을 구축하기 위한 SMR(Small Modular Reactor) 개발도 서둘러야 한다"고 강조했다.

조전력, 열, 수송 부문을 연계해 효율적 에너지 수급을 안정화하는 '섹터커플링(Sector Coupling)필요성도 강조했다.

조 교수는 “BESS(Battery ESS), 양수 등의 저장장치가 대용량 설치로 문제가 해결될 수 있으나 비용도 급격히 늘어날 것"이라며 “CCS(Carbon Capture Storage)도 화석연료와 커플링해 탄소저감에 사용이 가능하다. 다만, 지리적으로 제한이 없는 실시간 전력생산과 이를 통한 지리적 수급매칭과 수소나 열 생산까지도 가능한 방안 및 섹터커플링 등의 과학적 연구와 기술적 성숙을 통해서만 경제적이고 안정적인 탄소중립이 가능하다"고 설명했다.

전지성 기자 jjs@ekn.kr