미국 조 바이든 대통령은 최근 더 이상 현재와 같은 탄소 배출을 허용해서는 인류의 미래가 없다는 깨달음 속에서 전 세계 주요 40개국 정상들과 함께 기후 정상회의를 개최했다. 이는 전 세계 196개국이 평균 기온이 1.5℃ 미만을 목표로 2℃ 이상 상승하는 것을 방지하기 위한 2015년 파리 협정에 이은 획기적 외교 노력이다. 이 목표를 달성하려면 과학자들은 화석 연료 사용이 21세기 중반까지 탄소 배출량 제로에 도달해야 한다고 주장한다.

파리 기후 협정은 모든 주요 당사자들, 특히 러시아, 중국, 인도, 브라질, 석유수출국기구(OPEC) 회원국을 포함한 주요 온실 가스 배출국들이 동의하도록 하는 것이었다. 하지만 러시아, 중국, 인도 등은 실행 가능한 솔루션을 개발하려고 열심히 노력하고 있지만 약속을 이행하기 위한 구체적인 노력은 여전히 ​​미흡하다.

문제는 지구 온난화 곡선을 낮추는 데 필요한 해결책을 찾는 것이다. 각국이 자체 목표를 설정하고 이를 달성하기 위한 자체 전략을 결정해야 한다. 에너지 전문가들은 기후 변화에 대한 각국의 대응과 기업의 투자 및 미래에 대한 다양한 비전 등을 잘 알고 있다. 다양한 해결책 가운데 모든 면에서 관심을 끄는 기술 중 하나는 수소다.


세계 인구와 경제가 성장함에 따라 에너지 수요는 향후 30년 동안 최대 50%까지 증가할 것으로 예상된다. 따라서 탄소 배출을 줄이는 에너지 분야에 대한 장기 투자는 특히 중요한 과제다.

에너지 회사와 정책 입안자들은 그 미래에 대해 매우 다른 비전을 가지고 있다. 시나리오에 따르면 대부분의 사람들은 화석 연료 수요가 수십 년 동안 안정적으로 유지된 후에 감소할 것으로 예상한다. 그러나 이를 허용할 경우 탄소배출 제로를 실현하려는 인류 노력은 허사가 될 것이기 때문에 많은 사람들은 청정 기술에 대한 투자를 늘리고 있다.

국제 에너지기구(International Energy Agency)는 재생 가능 에너지가 가장 낙관적 시나리오에서 2040년까지 전 세계 에너지 수요의 약 3분의 1을 충족할 것으로 예측한다. 그것은 더 높은 탄소세와 더 많은 풍력, 태양열 발전, 전기 자동차, 탄소 포집 및 저장이 가능해야 실현할 수 있는 목표다. 하지만 친환경 기술만으로는 2℃이하로 온난화를 유지하는 데 분명한 한계가 있다.

반면 석유회사 엑슨모빌은 여전히 21세기 중반까지도 화석 연료 기반은 유지될 것으로 본다. 전기차로의 전환은 생각보다 더딜 것이고 석유와 가스에 대한 꾸준한 수요, 더 따뜻한 세상에 대한 화석 연료 기반 경제 의존 등을 예측하고 있다.

엑슨은 탄소 포집 및 저장과 수소에도 투자하고 있지만 석유와 가스가 2040년에 전 세계 에너지 공급의 절반을 제공하고 재생 가능 에너지는 5분의 1 미만이 될 것이라고 전망한다. 기후 변화에 가장 많이 노출되고 석유와 가스에 의존하는 OPEC 회원국도 향후 석유와 가스가 여전히 에너지로 우세할 것으로 예상한다.

다만 걸프만 국가 중 일부는 화석 연료 기반 사회는 지속될 수 없다는 자각 아래 원자력, 풍력, 태양광 및 수소를 포함한 대체 기술에 막대한 투자를 하고 있다. 석유로부터의 전환을 실제로 행동으로 옮기고 있다.

세계 2위 석유회사인 영국의 BP는 청정에너지를 향한 보다 집중적인 전환을 제안한다. BP는 수소 경제의 성장과 함께 재생 에너지로의 더 극적인 변화가 가능하다고 예측하고 있다. 이 회사는 자체 재생 에너지 투자를 확대해 2019년 2.5GW에서 2030년까지 50GW로, 석유 생산량은 40% 감소할 것으로 예상하고 있다.



수소는 타소배출을 획기적으로 줄이고 청정에너지로 전환을 용이하게 할 수 있다. 기후 해결책으로서 수소는 얼마나 현실적인가?

수소는 자동차, 버스 및 비행기에 연료를 공급하고 건물을 난방할 수 있으며 전기가 발전원에서 소비자에게 전달되는 상호 연결된 전력망에서 풍력과 태양열 전력의 균형을 맞추는 기본 에너지 역할을 할 수 있다.

독일은 수소를 철강 제조시 경탄 코크스 잠재적 대체물로 보고 있다. 또한 기존 파이프라인을 통해 액화, 저장 및 운송이 가능하다.



지금까지 수소는 청정에너지 솔루션으로 널리 사용되지 않고 있다. 비용과 기술 때문이다. 탄소 포집 용량, 파이프라인 개조, 가스가 아닌 열을 위한 산업용 보일러, 운송용 연료 전지를 포함한 선행 투자와 전환을 지원하는 정책이 필요하다.

또한 탄소 배출이 없는 ‘그린 수소’가 되려면 수소를 생성하는 에너지 자체가 제로여야 하는데 이런 것이 가능하려면 태양력이나 풍력을 활용해야 한다. 그러나 지정학적 문제가 있고 지정학적 한계를 극복하려면 수소 생성, 포집과 운송, 저장 기술이 지금보다 더 개선되어야 한다.

오늘날 대부분 수소는 천연 가스로 만들어지는 ‘그레이 수소’인데 탄소 원자에서 수소를 메탄으로 분리하기 위해 고온 증기를 사용해 생산한다. 분리된 이산화탄소를 저장하거나 사용하지 않는 한 ‘그레이 수소’는 천연 가스와 같은 양의 탄소를 생성, 배출한다.

‘블루 수소’는 동일 과정을 사용하지만 탄소를 포집하여 저장하므로 탄소의 약 10%만 대기로 방출한다. ‘그린 수소’는 재생 가능한 전기와 전기 분해를 사용하여 생산되지만 ‘블루 수소’ 보다 두 배가 비싸고 전기 비용과 사용 가능한 물에 따라 가격이 달라지는 문제가 있다.

셀, BP 및 아람코(Saudi Aramco) 등 많은 에너지 회사는 ‘그린 수소’ 생산으로 바로 전환 하지 못하는 태생적 한계 때문에 중간 단계로 ‘블루 수소’에 초점을 맞춘 수소 혼합 경제로의 전환을 모색하고 있다. 여전히 탄소는 배출하지만 그나마 양을 줄이겠다는 계획이다.

유럽의 입장은 다르다. 수입 천연 가스에 의존하고 전기 비용이 더 높은 가운데 지정학적으로 풍력과 태양열을 활용할 수 있어 원자력 및 통합 에너지 전력망과 결합된 ‘블루’ 및 ‘그린’ 수소의 혼합을 통해 탄소 배출 제로 사회로 나가려 한다.

세계 최대 에너지 사용국이자 온실 가스 배출국인 중국은 탄소 포집 및 저장 기술 개발과 함께 지정학적 요소를 활용해 태양열과 풍력 혼합과 함께 석탄 보다 탄소 배출량이 절반가량인 천연 가스에 막대한 투자를 하고 있다.

미국에 이어 두 번째로 큰 천연가스 생산국 러시아는 가스 생산량을 늘리고 아시아로 수출 하고 있다. 궁극적으로 ‘그린 수소’로 가야 한다.

청정에너지 솔루션으로 ‘블루’ 및 ‘녹색’ 수소를 늘리려면 에너지 인프라에 상당한 투자와 장기적인 관점이 필요하다. 문제는 정치인과 기업가에 있다. 전 세계의 사람들과 지도자들은 기후 위기의 긴급성과 친환경 에너지 투자의 필요성에 대해 여전히 다른 견해를 가지고 있다.

해답은 기후변화 위기의 심각성을 절감하는 것이다. 지구 온도를 산업혁명 이전 1.5℃ 미만으로 유지하는 것이 생존문제라는 것을 확신할 때 정부와 기업들은 더 깨끗한 미래를 위해 투자를 지속적으로 확대해 나갈 것이다.


노정용 기자 noja@g-enews.com