[친환경 에너지 시리즈 3편] 수소와 바이오에너지, 차세대 친환경 에너지의 가능성

1편: 왜 지금 친환경 에너지로 바꿔야 할까? 화석연료 시대의 끝과 기후 위기의 해답
2편: 태양광과 풍력, 가장 앞선 재생에너지의 현재

 

 

혹시 출근길에서 수소차를 본 적 있으신가요? 혹은 집에서 나온 음식물 쓰레기가 전기로 바뀔 수 있다는 이야기를 들어보셨나요? 태양광과 풍력이 재생에너지의 주력으로 자리 잡았다면, 이제는 수소와 바이오에너지가 그 빈칸을 메워줄 차세대 주자로 떠오르고 있습니다. 오늘은 호기심 도서관에서 이 두 가지 에너지가 어떻게 우리의 미래를 바꿀지 함께 탐구해보겠습니다.

목차

• 수소에너지, 과연 미래의 슈퍼연료가 될까?
• 세계는 왜 수소에 열광할까?
• 바이오에너지, 쓰레기를 에너지로 바꾸는 마법
• 한국과 세계의 바이오에너지 현황
• 환경적 쟁점과 한계
• 기술 혁신과 미래 가능성

수소에너지, 과연 미래의 슈퍼연료가 될까?

수소는 우주에서 가장 흔한 원소지만, 지구에서는 단독으로 존재하지 않아 물이나 화합물에서 분리해 써야 합니다. 이 과정에서 어떤 에너지를 사용하느냐에 따라 수소의 성격이 달라집니다. 화석연료에서 뽑아낸 수소는 ‘그레이 수소’, 탄소 포집을 거친 것은 ‘블루 수소’, 재생에너지로 물을 전기분해해 얻은 것은 ‘그린 수소’라고 부릅니다. 이 중에서도 탄소 배출이 거의 없는 그린 수소가 진정한 친환경 에너지로 기대를 모읍니다.

수소의 활용 범위는 매우 넓습니다. 자동차나 버스 같은 수송수단 연료는 물론, 철강·화학 등 고온이 필요한 산업에도 쓰일 수 있습니다. 무엇보다 전기를 대량으로 저장할 수 있는 수단이라는 점에서 에너지 전환의 핵심 퍼즐로 꼽힙니다. 태양광과 풍력은 날씨에 따라 생산량이 달라지지만, 수소는 남는 전기를 저장해두었다가 필요할 때 다시 활용할 수 있습니다.

세계는 왜 수소에 열광할까?

현재 유럽연합과 일본, 한국 등은 ‘수소경제’ 로드맵을 발표하고 대규모 투자를 이어가고 있습니다. 유럽은 ‘REPowerEU’ 전략의 핵심에 수소를 두고 있으며, 일본은 이미 수소차와 연료전지 분야에서 앞선 경험을 쌓았습니다. 한국 역시 2050 탄소중립 목표 달성을 위해 수소 산업 생태계 구축에 속도를 내고 있습니다. 현대자동차의 수소차, 울산·전북 등 수소 거점 도시 지정은 그 대표적인 사례입니다.

중동에서는 사우디아라비아가 네옴시티 프로젝트를 통해 대규모 ‘그린수소’ 생산 단지를 추진하고 있고, 호주와 칠레는 풍부한 재생에너지 자원을 활용해 아시아·유럽으로 수출할 수소를 준비 중입니다. 국제에너지기구(IEA 2023)에 따르면 2030년까지 전 세계 수소 수요가 현재의 두 배 이상으로 성장할 것으로 전망되고 있습니다. 특히 장기적으로는 수소 파이프라인과 액화수소 운송망 같은 글로벌 인프라가 구축되면서 국제 무역의 새로운 축으로 자리 잡을 가능성이 큽니다.

바이오에너지, 쓰레기를 에너지로 바꾸는 마법

바이오에너지는 식물, 동물, 폐기물 등 생물학적 자원을 활용해 얻는 에너지입니다. 나무를 태워 난방을 하던 전통적인 방식에서 한 단계 발전해, 음식물 쓰레기나 가축 분뇨에서 발생하는 가스를 전기로 바꾸는 기술까지 다양하게 발전해 왔습니다. 액체 형태의 바이오연료는 자동차, 특히 항공과 해운 같은 탈탄소가 어려운 분야에서 대체 연료로 각광받고 있습니다.

농업 부산물이나 생활 쓰레기를 에너지로 전환할 수 있다는 점은 자원 순환 측면에서도 매력적입니다. 특히 음식물 쓰레기 발생량이 많은 한국은 바이오가스를 활용할 여지가 크다는 평가가 나옵니다. 최근에는 국내 항공사들이 국제선 노선에 지속가능항공연료(SAF)를 도입하려는 움직임을 보이고 있는데, 이는 바이오에너지의 실질적 활용 가능성을 보여줍니다.

한국과 세계의 바이오에너지 현황

유럽은 이미 바이오가스와 바이오연료 활용이 활발해 전체 재생에너지의 큰 비중을 차지하고 있습니다. 미국도 에탄올 연료를 자동차에 널리 보급하고 있습니다. 한국은 상대적으로 비중이 작지만 음식물 쓰레기, 하수 슬러지, 농업 폐기물을 활용한 발전소가 점차 늘고 있습니다. 앞으로는 항공·해운 등에서 지속가능항공연료(SAF)의 사용이 늘어나면서 바이오에너지의 역할이 점차 커질 것으로 보입니다. 국제 민간항공기구(ICAO)는 2050년까지 항공 부문의 '넷 제로 탄소 배출'을 목표로 하고 있으며, SAF 확대를 그 핵심 경로 중 하나로 제시하고 있습니다. 일부 항공사나 국가별 로드맵에서 SAF 50% 대체 목표를 내세우고 있지만, 이는 ICAO의 공식 수치와는 구분됩니다.

환경적 쟁점과 한계

수소와 바이오에너지 모두 환경 친화적인 이미지가 강하지만, 현실적으로는 풀어야 할 과제가 적지 않습니다. 수소는 아직까지 대부분이 ‘그레이 수소’ 형태로 생산되고 있어 온실가스를 배출합니다. 바이오에너지도 자칫하면 산림 파괴나 식량 문제와 맞닿을 수 있습니다. EU의 재생에너지 지침(RED III)에 따르면 바이오에너지 사용 시 지속가능성 기준을 엄격히 적용하고 있는데, 이는 이런 문제를 최소화하기 위한 장치입니다.

기술 혁신과 미래 가능성

다행히도 기술 발전은 빠르게 이뤄지고 있습니다. 수소는 전해조 효율 향상과 재생에너지 가격 하락 덕분에 점점 경제성을 확보해가고 있습니다. 최근에는 암모니아를 매개로 한 수소 운송 방식도 연구되고 있어, 대륙 간 대규모 운송의 돌파구가 될 것으로 기대됩니다. 바이오에너지도 미세조류나 세포 배양 기술을 활용한 차세대 바이오연료가 연구 단계에 있습니다. 특히 해양 미세조류는 식량과 경쟁하지 않고도 대규모로 생산할 수 있어 차세대 바이오연료의 유망한 자원으로 꼽힙니다.

이러한 혁신이 상용화된다면, 태양광·풍력과 함께 에너지 전환의 또 다른 축으로 자리매김할 수 있습니다. 다만 수소와 바이오에너지는 여전히 발전 단가가 상대적으로 높아 재생에너지보다 경제성이 떨어집니다. 따라서 대규모 상용화를 위해서는 보조금, 탄소가격제, 규제 개선 같은 정책적 지원이 반드시 동반돼야 합니다. 결국 미래의 에너지 시스템은 특정 에너지원에 의존하기보다 태양, 바람, 수소, 바이오가 유기적으로 결합하는 다원적 구조로 발전할 가능성이 큽니다.

 

태양광과 풍력만으로는 모든 에너지 수요를 감당하기 어렵습니다. 그렇다면 빈칸을 메울 수 있는 자원은 무엇일까요? 답은 수소와 바이오에너지입니다. 물론 아직 넘어야 할 산이 많지만, 기술과 사회적 합의가 함께 뒷받침된다면 충분히 현실적인 대안이 될 수 있습니다. 결국 이 두 에너지가 우리 삶을 어떻게 변화시킬지, 그 답은 우리가 만들어갈 것입니다.

 

 

다음 편에서는 원자력 발전을 둘러싼 논쟁, 친환경일까 위험일까에 대해 다뤄보겠습니다.