그동안 재생에너지가 주목을 받아왔다. 태양광과 풍력 등 자연에 의존한 재생가능 에너지는 청정자원으로 인류의 미래를 지켜주는 에너지원으로 간주되었다. 하지만 본격적으로 보급이 이루어지자 생각하지 못한 부작용이 나타났다. 자연현상에 의존하다 보니 출력이 일정하지 않다는 점이었다. 이는 간헐성이라고 불리는데, 에너지 자체는 청정하지만 간헐성의 해결을 위해 발전기를 가동하거나 저장장치를 보완하는 등 추가 조치가 필요해졌다. 또 재생에너지원들은 자연현상이 좋은 장소에 위치하여야 하므로 발전된 전기를 소비지까지 연결해야 하는 문제는 여전히 남아 있었다.

전력시스템에서 가장 바람직한 것은 수요지 인근의 에너지원이다. 도시나 공단 등 수요지 인근에 발전원이 위치하면, 멀리서 전기를 수송하기 위한 송전선로나 이의 관리를 위한 복잡한 운영시스템이 필요없다. 새로운 선로 건설을 둘러싼 사회적 갈등도 없어진다. 근처에서 생산해 근처에서 소비하는 분산화의 완성이다.

손성용 가천대 교수·전기공학

이왕이면 안정적인 재생에너지원이 더 좋다. 하지만 간헐성 등 문제가 다시 따라온다. 이에 대한 대안으로 최근 떠오르는 기술이 연료전지이다. 연료전지는 수소를 화학적으로 반응시켜 전기를 생산하는 것으로 1883년 발명되었으며, 미국항공우주국(나사)의 우주 프로그램에 1960년대부터 활용돼 온 오래된 기술이다. 낮은 효율과 높은 비용이 문제였으나 최근 효율 향상과 비용 감소로 새로운 발전원으로 각광받고 있다.

수소로 발전하는 경우 나오는 배출물이 수소와 산소가 결합한 물이므로 청정발전이 가능하다. 문제는 연료이다. 연료인 수소를 구하기 위해서는 화석연료로 발전한 전기를 이용한 전기분해를 통하여 수소를 만들거나, 기존 화석연료에서 수소를 추출하여야 한다. 최근 청정수소 확보에 대한 관심이 높아지고 있다. 재생에너지원을 이용하여 만드는 ‘그린수소’, 원자력발전을 이용해 만드는 ‘핑크수소’, 화석연료로부터 수소를 추출할 때 발생한 이산화탄소를 다시 땅속에 매립하는 ‘블루수소’ 등 생산 방법에 따라 다양한 이름으로 불리지만 모두 청정수소를 의미한다. 이러한 청정수소를 이용하여 발전을 하면 재생에너지와 같은 청정에너지 발전이 된다.

이제 깨끗하고 안정적인 분산전원으로서 연료전지에 대하여 다시 고려해 볼 필요가 있다. 청정수소를 연료전지에 사용하면 안정적 출력으로, 청정한 전력을, 수요지 인근에서 만들 수 있게 된다. 우리가 원하는 모든 조건을 충족하는 것이다.

다만 시기가 문제이다. 연료전지 기술은 완전히 성숙되지 않았고, 아직도 가격은 비싸다. 수소도 이런저런 의견은 많지만 청정수소를 경제적으로 생산·공급하는 기술과 인프라 확보까지 갈 길이 멀다. 미래에 대한 대비와 산업 활성화를 고려한 접근이 필요하다. 수소경제는 국내뿐 아니라 세계적 추세이다. 시대에 맞는 산업을 육성하고 미래 경쟁력을 확보하려면 먼저 움직일 필요가 있다. 여러 지원 프로그램을 통해 경쟁력을 확보해야 하는 이유이다. 탄소중립 달성을 위해 재생에너지는 우리가 가야 할 길이다. 수소산업을 지향하며 분산에너지 시대를 추구하는 시점에서 안정적 분산전원의 역할이 가능한 연료전지에 대한 경쟁력을 확보하고 미래를 준비하는 것도 하나의 추가적 수단이 될 것이다.

손성용 가천대 교수·전기공학