지구온난화 막기 위해 에너지 전환…수소시대 준비
에너지 전환 성공한 나라 산업혁명으로 초선진국 돼
성공적 에너지 전환, 그 중심에 우리나라·울산 있어
식량은 사람이 생명활동을 하기 위해 에너지와 영양소를 얻기 위한 생존의 필수품이다. 또한 인간이 살아가고 경제활동을 하는데 있어 에너지는 식량만큼 중요하다. 추위를 이기고 산업활동을 하기 위해서는 에너지가 무기보다 더 중요하기에 전쟁까지 불사하면서 에너지원을 확보하려고 각국에서 노력하고 있다.
화석연료인 석탄, 석유, 천연가스 등이 대량으로 사용되고 유통되기 전에는 당연히 목재에서 에너지원을 얻었다. 사실 인류의 1차 에너지 기준으로 에너지전환은 몇 번에 그치지 않는다. 나무에서 석탄, 석유, 천연가스까지 왔고 다음의 신에너지로 수소에너지를 꼽고 있다. 인류가 사용한 재료의 측면에서도 많은 횟수의 변화가 없었다. 석기시대, 청동기시대, 철기시대를 지나 1·2차 세계대전을 거치면서 석유화학산업이 발전하면서 고분자시대에 진입하게 됐다. 물론 여러 가지 소재를 융복합한 복합소재도 있지만 이는 어느 시대에나 있었던 방법적인 문제이다.
그러나 대중화되지 않고 자원이 묻혀 있는 지역에서의 특징이었지만 성경의 노아라는 인물이 방주를 만들 때와 모세라는 아이를 갈대 상자에 넣어 나일강에 띄워 보낼 때 이미 방수재료로 아스팔트같은 역청을 사용했다는 기록이 있다. 그 당시 중동에는 이미 오래전부터 지하에 원유가 많이 묻혀있었는데 에너지와 재료로 활용하는 기술이 따라오지 못해 이용이 늦춰진 것이다.
나무를 비롯한 화석연료는 탄소화합물인데 연소를 시켜 에너지를 얻을 때 이산화탄소가 필연적으로 생성된다. 나무를 에너지원으로 사용하면 이산화탄소가 생성되지만 사용한 나무를 조림해 성장할 때 이미 발생된 이산화탄소가 나무의 영양소로 작용해 이산화탄소가 고정화되면 지구 전체의 이산화탄소가 중립을 이룰 수 있다. 그러나 지하에 매장돼 있는 화석연료를 에너지원으로 사용하고 발생된 이산화탄소는 포집해 다시 지하에 저장하거나 전환하지 않고는 지구 대기중의 이산화탄소는 점점 농도가 높아지고 온실효과를 내기에 지구의 온난화가 가속화되고 기후변화로 인한 생태계 변화가 일어나고 있다.
지구에서 살기 어려워지면 화성에서 살 수 있도록 준비한 것이 화성 이주 프로젝트이기도 하다. 그러나 화성에서 살기 싫다면 지구 온난화를 막아야 하고 에너지 전환을 해야 한다.
그에 대한 에너지 중 하나가 수소에너지이다. 수소를 연소하면 물과 열이 생성된다. 백금같은 촉매층 위에서 수소와 공기를 반응시키면 전기와 열과 물이 생성된다. 완전 친환경적이고 이상적인 반응이다. 그러나 엔트로피를 거스르기 때문에 기술의 개발과 전세계적인 공감과 동참이 있어야만 지구의 온난화를 늦출 수 있다.
이제 유치원에 다니는 어린아이들도 지구를 지켜야 하고, 온실가스가 무엇인지, 왜 플라스틱이나 일회용품을 쓰지 말아야 하는지 어렴풋이 알고 있을 것이다. 우리시대에는 오지 않을 것 같은 에너지전환, 화석연료의 일몰이 생각보다 빨리 앞에 다가와 있다. 석탄은 아직도 발전소와 함께 있고 목재를 뒤로 제친지 얼마되지 않은 시점에 또 다른 에너지전환을 맞고 있다.
그러나 명심해야 할 것은 에너지전환을 먼저 성공적으로 한 나라는 산업혁명으로 초선진국이 됐다는 것이 인류 역사의 교훈이다. 영국중심의 석탄과 증기기관, 미국중심의 석유와 내연기관이 근현대의 에너지전환 교훈이다.
이제 탄소시대를 너머 수소시대를 준비해야 한다. 탄소가 지고 수소가 뜬다. 이산화탄소는 대기에 올라가지 못하게 지각 깊은 곳에 숨기거나 완전히 다른 화합물로 전화해야 한다. 이것이 이산화탄소 저장(CCS)과 이산화탄소 전환(CCU)이다. 후손들이 화성에 사는 곳에 다니러 가지 않기 위해서는 성공적인 에너지전환이 필요하다. 동서와 남북의 문제가 아니고 인류와 지구의 문제이기 때문이다. 이 시대의 에너지전환의 주인공은 우리나라이고 그중에서도 울산이 중심이다.
우항수 울산TP 에너지기술지원단장·공학박사