수소연료전지는 수소를 이용하여 전기를 만들어내는 에너지원으로, 미래세대의 지속가능한 자원으로 주목받고 있습니다. 하지만 화석연료와 같이 범용적으로 사용하기에는 여러 가지 해결해야 하는 문제점들이 존재하며, 해결방안도 필요합니다.
수소 연료전지의 문제점
높은 생산 단가
화석연료와 같이 전 세계가 범용적으로 사용하기 위해서는 생산단가, 즉 채산성이 중요합니다. 하지만 아직까지 수소의 생산단가는 화석연료에 비해 5배 이상 비싸며, 여전히 수소 1kg당 5~8달러에 육박하고 있습니다.
특히, 수소의 생산 과정에서 이산화탄소 발생이 없는 그린수소를 만들기 위해서는 전기분해방식이 필요하며, 이 과정은 전력 생산 단가 높아 경제성이 떨어집니다.
안전성의 문제
수소는 가연성이 높아 안전 관리 측면에서 더 많은 관리요소가 필요합니다. 즉, 수소는 가볍고 휘발성이 높으며, 만약 누출된 수소가 공기를 만나면 쉽게 폭발할 수 있습니다. 또한 수소가 점화되면 빠르게 번지고 강력한 열을 발생시키는 특성이 있습니다.
따라서 수소 누출, 폭발 사고와 같은 위험을 사전에 감지하고 예방할 수 있는 기술이 필요하며, 저장과 운반 과정에서도 발생할 수 있는 문제에 대해 안전성 확보가 중요합니다.
수소 인프라 부족
수소연료 전지 자동차를 주행하기 위해서는 충전소와 저장시설, 수소 운반 시설 등의 기본 인프라가 필요합니다. 하지만, 규모 측면에서 막대한 비용이 투입되어야 하기 때문에 국가 단위의 투자와 정책이 필요합니다.
에너지 패러다임 인식 변화
수소연료전지에 대한 사회적 인식이 아직 부족합니다. 일명 수소경제 활성화를 위해서는 많은 시간과 막대한 비용이 필요하기 때문이며, 기후변화 대응을 위한 지속가능한 에너지로의 패러다임 변화를 글로벌 경제 단위로 인식해야 합니다. 이를 해소하기 위해서는 정부 주도하에 정책, 제도 마련, 실용화 가능한 생산단가 확보, 수소의 활용 분야를 폭넓게 제시할 수 있는 기술적 성숙도가 필요합니다.
수소연료전지 문제점 해결방안
생산단가의 해결방안
- 태양광, 풍력과 같은 재생 에너지를 활용한 전기 생산 방식 개발을 이용해야 합니다. 물을 전기분해 할 때 필요한 전기를 지속가능한 에너지원으로 활용해야 수소의 생산단가가 떨어집니다.
- 또한 고온 증기 전기 분해, 바이오매스 가스화 등 저렴한 수소 생산기술 개발이 필요합니다. 현재는 이와 같은 방식의 수소 생산기술은 이산화탄소를 일정 부분 배출되는 생산기술이기 때문에 새로운 방식의 상용화 기술이 필요합니다.
안전성에 대한 해결방안
- 안전한 수소 저장 기술 개발 필요 : 수소 고압 저장 탱크, 액화 수소 저장 탱크 기술 및 운반 기술 등 안전하고 효율적인 수소 운전 저장 기술 개발이 필요합니다.
- 수소 누출 감지 및 방지 시스템 구축 : 수소 누출을 바로 알 수 있도록 하는 감지 시스템 및 차단 시스템 기술을 개발하고 구축해야 합니다.
- 엄격한 안전 관리 규제 : 법적인 제재를 통해 수소 생산, 운반 저장 사용에 대한 안전 규제와 관리 규제를 마련해야 합니다.
인프라 부족에 대한 해결방안
- 정부 및 민간 투자 확대 : 정부 주도하에 관련 투자 로드맵 및 인센티브 정책을 마련하여 민간 투자가 참여될 수 있어야 합니다. 그로인해 수소 충전소 및 저장, 운반 시설의 빠른 구축을 기대할 수 있습니다.
- 인센티브 제공 : 수소 충전소 및 저장 시설, 운반시설 인프라 구축을 위한 정부의 인센티브 혜택 정책이 필요합니다.
- 표준화 및 규제 완화 : 수소 경제는 아직 초기 단계이기 때문에 글로벌 표준이 다소 부족합니다. 따라서 수소 인프라 구축 및 운영에 대한 표준화 및 규제 완화를 통해 인프라 투자 확대를 촉진해야 합니다.
사회적 에너지 변화 인식 개선
- 정확한 정보 제공 : 수소 연료 전지 기술의 장점과 안전성에 대한 정확한 정보를 산업 전반에 제공함으로써 신뢰성을 확보해야 합니다.
- 홍보 및 교육 강화 : 수소 연료전지 기술에 대한 활용 사례 등을 홍보하고 관련 교육을 강화함으로써 소비자들로 하여금 인식이 바뀔 수 있도록 개선이 필요합니다.
- 시민 참여 유도 : 수소 연료 전지 정책 수립 및 시범 사업 운영에 대중들이 참여할 수 있도록 유도가 필요합니다.
수소연료전지는 수소 경제의 일부이며, 결국 기후변화 대응을 위한 수소 에너지 패러다임 변화를 통해 지속 가능한 에너지 산업 인프라를 구축하는 기술, 과정입니다. 수소연료전지 기술은 실용화 측면에서 비용 경쟁력이 부족하지만, 미국, 유럽 등과 같은 선진국에서는 실요성을 확보하기 위해 실제적이고 구체적인 로드맵이 발표되고 있습니다.
이러한 정책과 투자를 통해 수소연료전지의 문제점을 개선하고 산업 분야에 활용하기 되면, 화석연료 사용을 절감할 수 있고 온실가스 배출 감축, 대기 오염을 개선 효과를 기대할 수 있습니다.
따라서, 수소연료전지 기술의 문제점 해결은 기후변화 대응을 위한 각국의 탄소중립 목표 달성 및 관련 기술 선점, 에너지 자립도 확보가 큰 목적입니다.