서 언

(중략)
지구온도의 변화는 남극 코어 조사 등을 통해 비교적 상세한 변화의 이력을 확인할 수 있는데, 이들 자료에 따르면 현재보다 더욱 과도한 온도변화의 시기와 간빙기와 빙하기의 반복 현상 등도 존재하였음을 알 수 있다. 이러한 온도변화를 정량적으로 분석하기 위해, 태양의 흑점활동과의 연계성 검토, 지구의 공정 및 자전 주기와의 연계성 검토, 지구 자전축의 변화에 따른 영향 및 대기환경과의 연계성 검토 등을 포함한 다양한 연구결과들을 확인할 수 있으나, 평균 11년 정도로 추정되는 태양흑점활동을 제외한 나머지 인자들의 주기가 매우 큰 값이어서, 대부분의 사람들에게는 심각한 위협의 인자로 느껴지지 않는 것 또한 사실이다.
(중략)
온실효과를 유발하는 주요 온실가스로는 수증기와 이산화탄소 메탄 등의 순서로 기여도가 높은 것으로 알려져 있고, 이중에서 대기순환에 의해 발생한 수증기는 지표면에 비로 되돌아오는 되먹임 현상을 갖는 것이어서 사람의 힘으로 제어할 수도 없고 그럴 필요도 없는 것으로 여겨진다. 비록 호주의 산호초 복원을 위한 인공구름이나 인공 강우 등의 제한적 시도가 있지만, 글로벌 온실효과에 이들이 기여하는 바는 매우 제한적임을 공감하고 있다.
상기와 같은 이유로, 국제연합 기본협약(UNFCCC)의 당사국 회의(COP)에서는 온실가스 중에서 두번째로 기여도가 높은 이산화탄소의 대기농도를 제어하기 위한 결의에 이른다. 이와 같은 온실효과 감축을 위한 제반 활동은 포괄적으로 탄소중립 활동으로 정의되어 사용되고 있는데, 이 결의에 따른 정량적 목표는 산업혁명 이전의 지구온도를 기준으로 1.50C증분의 범위 내에서 제어하려는 것이다.
이에 따라 세계각국은 국제연합에서 정의하는 2050년 탄소중립을 목표로 정책결정과 실행을 자체 수립하고 실행하며, 그 계획과 결과를 국제연합에 보고하고 있다. 그러나 탄소중립을 목표를 설정하고 이를 달성하기 위한 국가 차원과 개인들의 노력에도 불구하고 연도별 이산화탄소 방출량은 감소 기울기로의 전환을 뚜렷이 확인하지 못하고 있는 실정이다.

이제 탄소중립의 핵심 온실가스로 알려져 있는 이산화탄소를 상세히 살펴보면 다음과 같다. 이산화탄소의 발생원은 탄소와 산소의 결합이 이루어지는 모든 반응과정에서 발생하는 것으로, 특히나 탄소를 기반으로 하는 화석연료의 연소에 기반한 인류의 산업활동 전반에서 발생함을 쉽게 알 수 있다. 따라서 탄소 중립을 달성하기 위해서는 첫째, 연소를 기반으로 하는 산업을 탄소를 포함하지 않는 에너지원을 이용하는 방식으로 전환하여야 한다. 대표적으로 태양광이나 풍력 및 수력이나 지열 등 자연의 혜택으로 얻는 신재생에너지가 이것에 해당한다. 이는 자연에 존재하는 열 또는 기계적인 에너지원을 이용하여 전기를 생산하는 것이어서, 이산화탄소를 비롯한 온실가스 발생이 없는 전기에너지가 되는 장점이 있다. 그러나 이렇게 얻은 전기에너지의 저장은 이차전지를 통해 저장이 가능하지만, 이차전지 생산과정에서 발생하는 이산화탄소는 피할 수 없으며, 대용량 저장을 위해서는 대규모 투자가 필요하다는 단점이 있어 경제성의 논란이 여전히 남아 있다.
둘째, 연소를 기반으로 하는 산업을 자연계에 있는 수소나 암모니아와 같이 연소에 따른 온실가스 발생이 없는 에너지원을 이용하는 것으로 대체하는 것이다. 이 에너지는 자연계에 오랫동안 저장되어 있는 자원이 존재하기도 하여, 최근 수소 확보의 중요성이 대두되면서 상업적 수소가스전의 발견을 추진하는 사례가 보고되고 있으나, 이러한 에너지가 자연에서 발견된 사례는 특정 가스전에서 소규모 비율을 갖는 경우가 대부분이었다. 이에 따라 현시점에서는 수소를 인공적으로 확보하는 방법이 가장 보편적인 시도로 볼 수 있다.
인공적인 수소생산법들 중의 첫째는 태양광이나 풍력에서 얻은 전기를 이용하여 물을 전기분해하는 방식으로 수소를 생산하는 것이다. 이를 위한 시범사업 및 대규모 시설 구축이 몇몇 선진기술 확보 기업들의 기술에 기반하여 세계 곳곳에서 진행되고 있다. 그러나 물의 전기부해를 통한 수소 생산은 생산에 필요한 전기에너지가 생산된 수소가 공급해 줄 수 있는 에너지보다 더 큰 것으로 알려져 있으며, 이로 인해 한편에서는 경제적이지 못한 방법이라 하고, 한편에서는 잉여 재생에너지를 저장하는 개념으로 정당하다는 주장을 하고 있다. 어느 입장이든지 충분히 값싼 전력을 확보하여야 물의 전기분해를 통한 일정량의 수소생산이 가능하다는 것은 공감할 수 있는 사항이다. 둘째는 천연가스 등으로부터의 수소를 얻는 전환의 방법인데, 그레이수소와 블루수소 그리고 청록수소로 알려진 방법을 생각할 수 있다. 그동안 많은 천연가스전이 개발되고, 관련기술이 상용화되어, 우리 주변에서 쉽게 사용가능한 천연가스 자원을 이용한 탄소와 수소 성분 분리 방법은 손쉽게 수소를 확보할 수 있는 장점을 갖고 있다. 그러나 스팀 개질이나 부분연소 방법을 사용하는 그레이수소 또는 블루수소 생산법은 여전히 생산과정에서 이산화탄소 발생이 되어지는 수소생산법으로, 이산화탄소의 포집과 격리에 상당한 노력이 필요하다는 단점이 있다. 이에 비해 청록수소는 천연가스의 열분해를 통해 이산화탄소의 발생없이 수소와 탄소 성분으로 분리하여 얻을 수 있으며, 상대적으로 그린수소나 블루수소 생산에 필요한 에너지 사용량보다 더 낮은 에너지 사용량으로 수소를 얻을 수 있는 장점이 있다. 또한 부산물인 카본블랙의 사용 범위도 점차 확대되고 있으며, 활용도를 넓히는 연구개발이 계속되고 있는 것 또한 장점으로 여겨진다.
(중략)
이와 같이 청록수소의 배경과 활용분야 및 기술적 성숙도 등을 고려해 종합적으로 판단해 보면, 도시배관의 도시가스에 수소를 혼입하는 정책과, 수소혼소 발전 정책 및 IMO의 2050 탄소중립 목표 등은 기존 화석연료 기반의 청록수소 활용을 통해 용이하게 달성될 수 있을 것으로 전망된다.

목차

서 언

Ｉ 수소경제
제１장 수소경제의 시작
제２장 수소의 물성과 종류
제３장 수소 공급 전략

ＩＩ 청록수소 추진 전략
제4장 청록수소 생산기술 현황
제5장 청록수소 활용 제안
제6장 청록수소의 기대효과

참고문헌
에필로그