수소에너지가 우리에게 필요한 이유

인류가 석탄과 석유라는 악마의 검은 돌을 태우며 쌓아 올린 찬란한 문명은, 이제 지구 온난화라는 끔찍한 청구서가 되어 인류의 목을 조이고 있다. 우리는 허겁지겁 태양광 패널을 깔고 거대한 풍력 발전기를 세우며 전기차를 만들고 있다. 그런데 재생 에너지에는 치명적인 약점이 하나 있다. 햇빛이 쨍쨍한 낮이나 바람이 부는 날에는 전기가 남아돌아 버려야 할 지경이지만, 흐리고 바람 없는 겨울밤이 되면 전기가 뚝 끊겨 블랙아웃이 와버린다. 생산량의 기복이 너무 심한 것이다. 전기는 배터리(ESS)에 담아두면 되지 않느냐고? 배터리는 너무 무겁고 비싸며, 몇 달씩 전기를 보관하면 스스로 방전되어 쓸모가 없어진다. 바로 이때, 남아도는 전기를 무한정 저장하고 태평양 너머로 수출까지 할 수 있게 만들어주는 '마법의 에너지 그릇'이 등장한다. 화석 연료의 한계를 뛰어넘어 우주의 75%를 차지하는 가장 흔하고 가벼운 원소이자, 배기구로 시원한 물방울만 뚝뚝 떨어뜨리는 궁극의 청정에너지 '수소(Hydrogen)'가 왜 인류의 미래를 구원할 유일한 열쇠인지 파헤쳐 보자.

에너지의 영원한 통조림, 수소의 저장 능력

수소가 에너지 생태계에서 가지는 가장 압도적인 무기는 '장기 저장' 능력이다. 봄가을에 태양광 발전소가 전기를 미친 듯이 만들어내서 전기가 헐값에 남아돌 때, 송전망을 차단하는 대신 그 남는 전기를 물(H2O)에 흘려보낸다. 그러면 물이 분해되며 엄청난 양의 수소 가스(H2)가 뽀글뽀글 발생한다. 이 수소를 압축하거나 액체(혹은 암모니아)로 만들어서 거대한 탱크에 가둬두면 에너지는 사라지지 않는다. 수개월 뒤 꽁꽁 얼어붙은 한겨울밤에 전기가 뚝 끊겼을 때, 저장해 둔 수소를 꺼내어 연료전지에 넣고 산소와 결합시키면 다시 맹렬한 전기가 쏟아져 나온다. 배터리가 몇 시간에서 며칠밖에 전기를 담지 못하는 '작은 물통'이라면, 수소는 계절과 계절을 넘나들며 에너지를 영원히 보관할 수 있는 거대한 '에너지 통조림'이자 인공 호수인 셈이다.

달리는 공기청정기, 연료전지의 마법

수소를 태워서 자동차나 기차를 굴리는 방식은 불을 질러 폭발시키는 낡은 엔진 방식이 아니다. 수소차의 심장인 '연료전지(Fuel Cell)'는 수소와 공기 중의 산소가 화학적으로 찰칵 껴안을 때 발생하는 전자의 이동을 훔쳐내어 모터를 돌리는 우아하고 조용한 발전소다. 엔진의 소음이나 진동이 전혀 없고, 배기가스 대신 오직 '순수한 물'만이 배기구를 통해 뚝뚝 떨어진다. 심지어 수소 연료전지는 찌든 매연이 가득한 공기를 빨아들이면 백금 촉매가 망가지기 때문에, 수소차 앞에는 먼지를 99.9% 걸러내는 초고성능 공기 필터가 달려있다. 수소차가 도심을 1시간 달리면 성인 수십 명이 마실 수 있는 맑고 깨끗한 산소가 배기구를 통해 뿜어져 나온다. 달리면 달릴수록 도시의 공기가 정화되는 달리는 공기청정기가 바로 수소차다.

배터리가 포기한 무거운 짐을 들다, 수소 상용차

현재 도로에는 테슬라 같은 전기차가 넘쳐나지만, 전기차의 치명적 약점은 배터리 무게다. 승용차는 상관없지만, 짐을 20톤씩 싣고 대륙을 횡단해야 하는 거대한 트럭이나 굴착기, 비행기, 선박을 배터리로 움직이려면 배터리 무게만 수십 톤이 되어 짐을 하나도 실을 수가 없다. 게다가 거대한 트럭을 전기 충전기로 꽉 채우려면 수십 시간이 걸린다. 반면 수소는 1kg당 뿜어내는 에너지 밀도가 배터리보다 수십 배나 높아서 훨씬 가볍고, 주유소에서 기름 넣듯 5분이면 수소 탱크를 꽉 채울 수 있다. 글로벌 물류 기업들이 테슬라 트럭보다 현대차의 수소 트럭 개발에 열광하며 막대한 투자를 쏟아붓는 이유가 바로 여기에 있다. 덩치가 크고 무거운 짐을 멀리 옮겨야 하는 상용차와 중장비 시장의 미래는 무조건 수소가 지배할 수밖에 없다.

수출입이 가능한 에너지, 글로벌 실크로드

태양광과 풍력 자원이 펑펑 남아도는 호주나 칠레, 중동의 사막에서 생산된 엄청난 재생 에너지를 어떻게 한국이나 일본 같은 좁은 나라로 가져올 수 있을까? 전선을 뚫을 수는 없다. 정답은 수소다. 사막에서 만든 전기로 물을 분해해 완벽한 친환경 '그린(Green) 수소'를 만든 뒤, 이를 액화시키거나 암모니아(NH3)로 변환하여 거대한 유조선에 싣고 태평양을 건너오는 것이다. 석유를 사고팔던 과거의 중동 중심의 지정학적 지도가, 바람과 햇빛을 수소로 포장해 수출하는 완벽하게 새로운 '수소 실크로드'로 재편되는 거대한 지정학적 혁명이 시작된 것이다. ![아름다운 푸른 풍경을 가로지르며 깨끗한 수증기의 흔적만 남기는 매끄러운 수소 구동 고속 열차](https://image.pollinations.