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재생가능 에너지 기반 수소경제에서 자원 제약 검토

전문가 제언: ○ 이 연구는 2050년 화석연료는 전혀 사용하지 않고 주로 풍력과 태양 에너지 등 재생가능 에너지원만을 기반으로 하는 수소경제 시나리오에서 이를 뒷받침하는데 소요되는 자원의 제약은 없는지를 일차적으로 검토한 것이다. 이 시나리오에 의하면 태양에너지를 채집하기에 적합한 사막 등에서 생산한 에너지를 전기 혹은 수소 형태로 장거리 이송해야 하며, 수소 생산은 알칼리 수용액의 전기분해에 의존하는 것을 기준하였다. 극단적인 시나리오를 기준한 것이나 수소경제로의 이행에 제약을 주는 자원부족은 없는지 검토한 것이 흥미롭다.

○ 기술에 따라서는 자원부족으로 진행을 중단시킬 만큼 희귀 원소를 사용하는 경우도 있다. 예를 들면 현재의 박막 태양전지에 필요한 비실리콘 원소들(Cd, Te, Se, Ga, In, Ge, Ru), 풍차 및 전기 모터용 직결구동 영구자석에 소요되는 네오디뮴(Nd) 및 전기분해 및 연료전지에 소요되는 백금이다. 이들 기술은 자원의 제약으로 인해 수소경제로 이행할 수 있는 큰 규모로 확장하지 못할 것이다. 따라서 효율과 경제성이 낮더라도 이들 희귀 재료 혹은 부족한 재료에 의존하지 않는 다른 기술을 선택하거나 개발할 것을 저자는 제안하였다.

○ 세계 각국은 수소경제 로드맵을 설정하고 수소경제로의 이행을 추진하고 있다. 우리나라도 2040년까지 총에너지 수요의 15%를 수소로 공급한다는 목표를 세우고, 연구개발 투자를 확대하고 있다. 국내 수소에너지 연구프로그램에는 21세기 프론티어 수소에너지사업, 수소연료전지사업, 및 원자력수소사업 등이 있는데, 수소의 생산, 저장/수송, 사용(연료전지) 각 단계별로 개발중점과제를 선별하여 한국에너지기술연구원 등 여러 연구소에서 추진 중이다.

○ 우리나라의 경우에도 본 연구와 같은 관점에서 자원문제를 심도 있게 연구할 필요가 있다고 생각한다. 비록 본 연구는 수소경제로의 이행과정은 고려하지 않고 극단적인 시나리오에 대하여 연구한 면은 있지만, 신기술이 개발되더라도 자원부족으로 인하여 대규모 상업화가 어려울 것으로 예상되는 연구는 지양하는 것이 좋을 것으로 생각한다.

저자: Rene Kleijn, Ester van der Voet
자료유형: 학술정보