[Mint]공기보다 14배 가벼운 수소 "안 터져요" - 조선일보

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입력 2020.08.10 01:00

'수알못'을 위한 수소차 5Q

지금 가장 ‘뜨거운’ 회사, 미국의 스타트업 ‘니콜라’의 수소 트럭은 수소(H₂)와 산소(O₂)가 만나 물(H₂O)이 되면서 부수적으로 발생하는 ‘전기’를 동력원으로 삼습니다. 이 전기는 수소 트럭 뿐 아니라 수소 드론, 수소 선박 등 다양한 곳에 활용할 수 있고, 이른바 ‘수소 생태계’를 구축할 수 있게 됩니다. 그런데 어찌하여 수소로 트럭을 움직입니까? 저만 모르나요? 수소에 대한 궁금증을 ‘5Q’로 정리해봤습니다.

◇1. 어떻게 수소가 에너지가 되나요.

“수소(H₂)가 산소(O₂)와 만나 물(H₂O)이 된다는 건 아마도 아실 겁니다. 이 과정에 전기가 만들어집니다. 이 전기를 배터리에 저장했다가 필요할 때 쓸 수가 있습니다. 이런 화학반응을 이끌어 내 전기를 만드는 장치를 ‘수소 연료 전지’라고 부른다. 발전(發電) 과정에 매연 없이 물만 나오기 때문에 아주 친환경적이지요. 지구상 수소는 대부분 물이나 천연가스 등 화합물로 존재합니다. 순수한 수소를 얻기 위해선 주로 세 가지 방법이 쓰입니다. ①석유화학 제조공정 중 부산물로 얻거나(부생수소) ②천연가스를 고온·고압에서 분해하거나(개질수소), ③물을 전기분해(수전해)합니다. 수전해가 가장 친환경적인 방식이지만 생산 단가가 비싸고, 부생수소는 저렴하지만 생산량이 제한돼 있다는 점이 단점입니다. 수소는 매년 전 세계에서 약 600조L가 생산되는데, 이 가운데 98%가 개질수소입니다.”

◇2. 폭발하진 않을까요.

“수소의 질량은 공기의 14분의 1 정도입니다. 누출되면 빠르게 날아가 버립니다. 설령 불이 붙더라도 다른 곳으로 번질 틈도 없이 순식간에 타고 사라져 버립니다. ‘수소폭탄’은 도대체 뭐냐고요? 이 폭탄은 중수소(2H)나 삼중수소(3H)라는 특수한 수소를 섭씨 1억도 고온과 고압에서 터뜨리는 겁니다. 일반 수소(H₂)로는 수소폭탄을 만들 수가 없습니다.”

◇3. 들어보니 별로 복잡하지도 않은 듯한데, 왜 갑자기 수소가 주목받고 있나요.

“2015년 파리기후협약 채택 이후 온실가스를 내뿜는 화석연료를 대체할 ‘친환경 에너지’를 찾자는 국제적 공감대가 생겼습니다. 기술이 발전해 수소 생산 단가가 1㎏당 3000~4000원 수준으로 낮아진 것도 최근의 변화입니다. 수소 연료는 여전히 단점도 있습니다. 기체이기 때문에 액체나 고체보다 부피가 커 운송·저장이 어렵습니다. 트럭 한 대에 실을 수 있는 기체 수소의 양은 압축하더라도 100~200㎏ 수준으로, 휘발유·경유(16~25t)에 비해 운송 효율이 떨어지지요. 이 때문에 기체 수소를 액화(液化)해 운송하고, 다시 기체 상태로 되돌려 쓰는 방식이 최근엔 주목받고 있습니다.”

◇4. 그런데 수소차가 전기차에 비해 엄청나게 비싸다던데요.

“아직 수소 충전 인프라가 충분히 갖춰지지 않았기 때문입니다. 국내 운영 중인 수소충전소는 34곳으로, 주유소(약 1만곳)나 LPG 충전소(1900여곳)에 비해 매우 적습니다. 소비자는 차를 구매하기 망설여지고, 제조사는 여러 수소차를 내놓기 부담스럽다 보니 생산량이 적어 ‘규모의 경제’가 이뤄지지 않고 있습니다. 수소차에 필요한 연료 전지 부품 값도 아직 비쌉니다. 넥쏘(현대차) 가격은 7000만원 수준(보조금 제외)인데, 이 중 40% 정도가 연료 전지 부품 값입니다.”

◇5. 수소 연료는 수소차 말고 또 활용할 곳이 있나요.

“이미 우주선·발전·열차 등 다양한 곳에 활용되고 있습니다. 미래엔 도심용 항공기에도 주로 쓰일 전망입니다. 제트엔진을 장착하고 항공유(油)를 쓰는 현재의 항공기는 소음이 너무 커서 도심에서 쓸 수 없습니다. 전기모터 항공기 중에선 운항 거리와 시간을 쉽게 늘릴 수 있는 수소연료전지 항공기가 각광받고 있습니다. 현재 기술로 배터리를 탑재한 드론(전기 드론)은 20~30분 정도 비행하는 게 한계지만, 같은 크기의 수소 연료 전지 드 론은 2시간 이상 비행이 가능합니다.”

※Mint는 조선일보의 대표 경제 섹션 WEEKLY BIZ를 업그레이드한 새로운 경제 섹션입니다. 글로벌 CEO와의 단독 인터뷰, 투자 큰손에게 들은 안목과 전망, 미래의 스티브 잡스가 될 스타트업들이 기존 질서를 파괴해가는 생생한 이야기가 담겼습니다. Mint를 보면 돈이 보입니다. 매주 월요일에 뵙겠습니다.