현대엠엔소프트 공식 기업 블로그 :: 미래의 에너지, 수소경제가 온다!


최근 뉴스에서 심심찮게 들리는 단어 중 하나가 수소경제입니다. 사실 수소경제라는 개념이 등장한 것이 어제오늘의 일은 아닙니다. 수소에너지는 화석연료가 여러 문제를 야기한다는 점이 지적된 이후로 화석연료를 대체할 미래 에너지원의 하나로 점쳐져 왔으며, 미국의 미래학자 제레미 리프킨은 2002년 그의 저서 「수소 혁명」을 통해 수소경제의 개념을 제시한 바 있죠. 이후 2015년 세계에너지기구(IEA)가 미래 에너지로 수소를 지목함에 따라 수소에너지와 수소경제가 다시금 주목 받고 있습니다. 수소경제는 정말 실현될 수 있는 것일까요? 오늘 포스팅을 통해 함께 알아보겠습니다.

 

 

1. 수소경제가 뭐고 어떤 장점이 있을까?

출처 : http://bitly.kr/KdYGE


화석 연료를 대체할 수 있는 신재생 에너지에는 여러 형태가 있습니다. 대표적으로 태양 에너지, 풍력 에너지, 수력 에너지를 들 수 있죠. 그런데 유독 수소 에너지가 주목 받고 있는 이유는 무엇일까요? 이 질문에 간단히 답하자면, 다른 신재생 에너지의 단점을 수소 에너지가 보완할 수 있기 때문입니다.

 

가령 태양 에너지의 경우 공해가 없고 무한정 사용할 수 있지만 에너지 밀도가 낮아 일정량을 얻기 위해 아주 넓은 면적이 필요합니다. 풍력 및 수력 에너지의 경우 바람이나 수자원이 풍부한 곳에서만 전기를 생산할 수 있고요.

 

하지만 수소는 가솔린보다 에너지 밀도가 약 3배 높고, 비록 에너지로 활용하기 위한 기술의 난이도는 높으나 지역적 편증이 없는 보편적인 에너지원입니다. 물론 태양, 풍력, 수력 에너지와 마찬가지로 공해가 없고 무한정 사용할 수 있다는 점도 갖췄습니다.

 

수소 경제는 이와 같은 특징을 가진 수소를 중요한 에너지원으로 사용하고, 수소가 국가경제, 사회전반, 국민생활 등에 근본적 변화를 초래하여, 경제성장과 친환경 에너지의 원천이 되는 경제(대한민국 정부, 수소경제 활성화 로드맵참조)를 가리킵니다.

 

기존 에너지 패러다임인 석유·석탄·가스 등 탄소 자원 중심의 탄소 경제와 비교했을 때 수소 경제는 다음과 같은 장점을 가집니다.

 

①에너지 자립: 기존 에너지 자원이 대부분 수입에 의존한 반면 수소 에너지는 국내 생산이 가능해 수입 의존도를 낮추고 에너지 자립에 기여합니다.

 

친환경 에너지: 온실가스 감축 및 미세먼지 저감 등을 통해 깨끗하고 안전한 청정사회 진입을 촉진할 수 있습니다.

 

에너지 공급: 탄소 경제의 경우 에너지 수급의 형태가 대규모 투자가 필요한 중앙집중형이었다면, 수소 경제는 소규모 투자로 가능한 분산형입니다. 이 때문에 수소를 민주적인 에너지로 부르기도 하죠. 또한 입지적 제약이 적고 주민 수용성이 높습니다.

 

수소 경제는 여러 장점을 바탕으로, 수송 분야나 에너지 분야, 수소차 및 연료전지의 생산에 따른 후방산업 등 다양한 미래 산업을 성장시킬 전망입니다.

 

 

2. 수소경제의 동력이 될 수소연료전지!


수소는 그 존재가 발견된 이래 고유의 특성 덕에 꾸준히 인간에 의해 사용되어 왔습니다. 먼저 1783년 프랑스의 발명가 쟈크 샤를의 발명품을 시작으로, 수소의 가벼움을 활용한 비행 수단들이 등장했지만 1930년대 독일에서 비극적인 수소 비행선 사고가 발생하면서 더 이상 연구가 진행되지 않았습니다.

 

다음으로 주목 받은 수소의 특성은 폭발력입니다. 1930년대 독일 기술자 루돌프 에렌이 최초로 수소를 폭발시키는 방식의 수소 엔진을 개발했고 비슷한 시기 제2차 세계대전의 발발과 함께 수소를 연료로 하는 잠수함과 어뢰와 관련된 연구가 이어졌습니다. 하지만 수소 엔진은 연료를 너무 많이 사용한다는 단점이 있었고, 수소보다 저렴하고 수송도 쉬운 석유의 시대가 열리면서 연료로서의 수소는 한동안 인기를 잃게 되었습니다.

 

하지만 수소는 연료전지의 형태로 다시 등장했습니다. 화학 실험이 취미였던 영국의 판사 윌리엄 로버트 그로브가 우연한 발견을 계기로 1839년 수소와 산소를 반응시켜 전기를 만드는 연료전지의 원형 그로브전지를 탄생시켰고, 이것이 100여년 간 점차 보완되어 1982년 영국 공학자 프랜시스 토머스 베이컨이 개발한 산화수소전지에 이르렀습니다. 이 전지는 우리가 익히 잘 알고 있는, 닐 암스트롱을 태운 아폴로 11호의 동력이 되기도 했습니다. 이후 1990년대 들어 본격적인 수소연료전지 시장이 열리게 되었죠.

 

출처 : 현대자동차 http://bitly.kr/bx4Ih


수소연료전지는 수소를 직접 연소시키는 방식이 아닌, 수소와 산소가 만나 발생하는 화학반응을 통해 전기 및 열에너지를 생산하는 고효율적이고 친환경적인 발전시스템입니다. 이러한 작동 원리를 도식화한 것이 위 그림인데요. 생각보다 무척 간단하지 않나요? 에너지를 생산하고 난 후 남는 부산물도 단지 순수한 물뿐입니다.

 

기존의 에너지 패러다임이 화력·원자력 발전과 같은 대규모 집중형 전원이었다면, 미래의 에너지는 수요 중심으로 배치 가능한 분산전원을 지향하며, 이때 수소연료전지가 분산전원의 최적 에너지전환 기술 및 설비로 부상할 전망입니다. 이 변화를 이끌 주요 산업 분야가 바로 자동차고요. 그렇다면 궁극의 친환경차’, 수소전기차(FCEV)의 현재 위치와 전망은 어떨까요?

 

 

3.  머지 않아 수소전기차 대중화 시대!


수소경제의 선두에는 수소전기차가 있습니다. 정의선 현대자동차그룹 수석부회장이 글로벌 CEO 협의체인 수소위원회의 공동회장으로 취임한 것이 이를 시사하죠. 현대자동차는 1998년 수소 전기 연료 개발을 시작한 이후 수소전기차라는 친환경 모빌리티 기술을 꾸준히 연구해왔으며, 2012년 파리 모터쇼를 통해 세계 최초의 수소전기차 양산형 모델 ‘ix35 Fuel Cell’을 선보이는 등 글로벌 수소전기차 리더다운 행보를 이어왔습니다.

 

특히 지난 12 11일 충북 충주의 현대모비스 공장에서 수소연료전지시스템의 생산 확대를 위한 제2공장 신축 기공식과 함께, 수소 및 수소전기차에 관한 중장기 로드맵 ‘FCEV 비전 2030’을 공개했는데요. 2030년까지 국내에서 수소전기차 50만 대 생산체제 구축(연간 기준, 승용·상용 포함)이라는 비전 달성을 위해 약 124곳의 주요 부품 협력사와 연구·개발 및 설비 확대에 총 7 6천억원을 신규 투입한다는 것이 로드맵의 주 내용입니다. 또한 자동차를 포함한 운송 수단용, 발전용, 가정용 등 다양한 분야에서 수요가 발생할 연료전지시스템 판매 사업에도 진출할 예정이고요.

 

가까운 미래에는 도로에서 달리는 수소전기차를 쉽게 볼 수 있겠다는 기대감이 듭니다. 미래의 내 차가 될지도 모르는 수소전기차는 어떻게 구동될까요?

 

출처 : 현대자동차 http://bitly.kr/bx4Ih


수소전기차의 구동 장치는 위 이미지에 표시된 대로 크게 다섯 가지로 나눌 수 있습니다. A-수소 저장 시스템(탱크), B-고전압 배터리, C-연료 전지 스택, D-전기 구동 모터 및 감속기 E-전력 변환장치가 각 부품의 명칭입니다. 이 부품들은 다음과 같은 순서에 따라 에너지를 발생시켜 자동차를 움직이게 됩니다.

 

1단계: 탱크에 저장된 수소가 연료 전지 스택으로 공급됩니다.

2단계: 유입된 산소가 연료 전지 스택으로 공급됩니다.

3단계: 연료 전지 안에서 산소와 수소가 반응을 일으켜 전기를 생산합니다.

4단계: 발생된 전기가 모터와 배터리로 공급됩니다.

5단계: 그리고 배출되는 것은, 물뿐입니다.

내용 출처 : 현대자동차 http://bitly.kr/bx4Ih

 

<미세먼지가 걱정이라고요? 미세먼지 해결하는 수소전기차> 보러 가기

수소전기자동차는 매연이 전혀 배출되지 않음은 물론, 대기 중 미세먼지 문제까지 해결하는 역할까지 수행한답니다. 관련 내용이 담긴 지난 포스팅은 위 링크를 통해 확인해주세요!

 

 

4. 수소에너지에 대한 오해를 풀어드립니다

출처 : 현대자동차 http://bitly.kr/bx4Ih


여기까지 글을 읽으시면서 혹시 의심 어린 의문이 들지는 않았나요? 수소에너지에 대한 대표적인 오해인 수소폭탄처럼 폭발하지는 않을까?” 말입니다. 이 점에 대해서는 전혀 걱정하지 않으셔도 됩니다. 위 이미지가 보여주듯, 수소전기차 등의 연료로 사용되는 수소와 수소폭탄에 사용되는 수소는 그 구조부터 아예 다르니까요.

 

또한 현대자동차 넥쏘 기준으로, 수소전기차에 탑재된 수소탱크는 아주 높은 강도의 탄소섬유 강화플라스틱으로 만들어져 용광로나 수심 7,000m의 고압 등 극한 상황에서도 터지지 않습니다. 교통사고가 발생해 탱크에 불이 붙더라도 밀도가 매우 낮은 수소의 특성상 불길이 빠르게 하늘로 올라간 후 사그라집니다.



맵피와 함께 수소차 충전하러 가자!

수소전기차가 보편화되면 충전소도 더 흔해지겠죠? 이에 앞서 현재 만나볼 수 있는 전국의 수소충전소를 소개합니. (2019 1 22일 기준)


출처 : 현대자동차 http://bitly.kr/bx4Ih



(출발지는 종로구 사직동이며, 도착 예정 시간은 출발 지점에 따라 달라질 수 있습니다.

 

현대자동차 그린 에너지 스테이션


주소: 서초구 바우뫼로 12 73 (양재동 201-1)


운영 시간: 08:00 ~ 17:00 / ~


문의 전화: 02-2058-1351



원자번호 1번인 수소는, 우주 질량의 약 75%를 차지하는 친숙한 원자입니다. 이런 수소가 이제 무공해 에너지원으로서 ‘수소경제’라는 새로운 에너지 패러다임의 주인공으로 떠올랐는데요. 최근 대한민국 정부가 ‘수소경제 활성화 로드맵’을 발표하면서 수소경제의 도래가 한층 더 가까워졌음을 실감하게 되었습니다. 수소가 주 에너지원이 되는, 보다 청정한 미래 사회를 기대해봅니다. 지금까지 현대엠엔소프트 공식 블로그였습니다.

 

Posted by 현대엠엔소프트

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