수소 자원 혁명

마르코 알베라 지음 | 김종명 옮김

미래의창 2023년 02월 28일 출간 종이책 : 2023년 02월 28일 출간

작품소개

책소개

“이 책은 수소 사회의 완성을 가속할 수 있는 점진적이며 현실적인 해법이 될 것이다.”
- 강상규 서울대학교 교수 · 前 수소경제위원회 위원
“지금 당장 수소의 등장에 주목하라. 이 드라마틱한 변화를 예측하지 못하면 당신은 연간 수조 달러의 시장에 접근할 기회를 놓치게 될 것이다.”
- 한병화 유진투자증권 이사 · 그린산업 애널리스트

넷제로와 탈(脫)탄소, RE100, 그린택소노미, 탄소배출권거래······. 어느새 우리에게 익숙한 용어들이 됐다. 세계는 100여 년을 이어온 화석연료 시대를 끝내고 더 이상 지구와 인류에게 부담을 주지 않으면서도 현재의 편리한 생활을 그대로 영위하고, 기존의 거대 산업을 지속해 이끌어갈 수 있는 새로운 에너지원이 지금 당장 필요한 실정이다. 태양, 풍력, 원자력, 여러 재생에너지 기술도 어느 정도 수준에 도달했다. 도로에는 공해 없는 전기차들이 이미 달리고 있다. 그런데 지금 왜 모두 ‘수소’를 말하는 걸까? 미래의 에너지로 수소를 주목하는 이유는 무엇인가?
‘세계적인 에너지 리더’ 마르코 알베라는 이 책을 통해 청정에너지 중에서 수소가 어떻게 미래의 답이 되는지, 전 세계는 왜 수소 기술에 집중할 수밖에 없는지, 방대한 자료를 바탕으로 기술적인 분석과 지정학적인 서사의 유려한 결합을 통해 분명한 답을 제시한다. 마르코 알베라의 20여 년간 에너지 업계 경험이 함축된 이번 책을 통해 당신은 세계의 환경 정책과 에너지 과학과 함께, 넷제로 미래로 향하기 위한 명확한 비전을 탐구하며, 청정에너지 수소가 여는 미래를 발견하게 된다. 그로써 새로운 시대의 경제 흐름을 파악할 수 있는 통찰력을 얻을 수 있을 것이다.

목차

서론

제1부 뜨거운 혼돈: 기후변화와 그 이유
1 넷제로 목표
2 모든 것이 멈추는 날
3 근본적인 문제
4 공동의 목표
5 재생가능 전력의 한계

제2부 수소: 사용가이드
6 수소 세계로의 진입
7 환상적 비행: 수소의 초기 사용
8 석유의 유혹
9 수소, 어떻게 추출할 것인가
10 수소의 취급
11 수소의 사용

제3부 수소가 어떻게 도움이 될까
12 수소와 전기: 환상의 에너지 커플
13 새로운 연료
14 친환경 자재
15 계절 편차의 극복
16 그린 차선
17 푸른 바다
18 푸른 하늘
19 로켓 사이언스
20 안전 우선

제4부 이륙 준비
21 임무
22 선도 기업
23 COP의 역할
24 소비자 흑기사
25 수소 세계의 실현

주
감사의 말
참고 문헌
용어사전
부록

책 속으로

코로나19 사태는 우리가 모든 것을 멈춘다고 기후변화가 해결되지 않는다는 것을 고통스러울 정도로 분명하게 보여주는 증거인 셈이다. 하지만 동시에 우리의 삶을 재고하고 더 나은 삶을 회복할 수 있다는 가능성도 제시하기도 했다. 우리는 이 기회를 잡을 수 있을까? / 42쪽

더욱 놀라운 것은 중국도 2060년까지 탄소 배출량을 사실상 ‘0’으로 낮추겠다고 약속했다. 중국은 전 세계 탄소 배출량의 29퍼센트를 차지한다. 그런 중국이 내놓은 성명의 중요성은 결코 과소평가할 수 없다. 미국 역시 넷제로를 목표로 설정하기 위한 작업이 잘 진행되고 있는 것 같다. 이미 2030년까지 배출량을 50퍼센트로 줄여 2005년의 배출량 수준 이하로 만들겠다고 약속했다. / 56쪽

탄소와 수소 모두 산소와 결합하는 과정에서 에너지가 생성된다는 점에서는 같다. 하지만 이 과정에서 탄소는 이산화탄소를 생성하지만 수소는 물을 생성한다. 따라서 수소를 많이 함유한 연료가 더 친환경적이다. / 112쪽

그간 우리는 탄소를 다량 배출하지 않고도 수소를 추출할 수 있는 많은 방법을 알아냈다. 그린, 블루, 다크그린, 핑크, 청록과 같은 다양한 색깔의 수소 추출 방법을 갖고 있다는 것은 매우 좋은 일이다. 더 많은 공급원을 가지고 있다는 것은 더 큰 유동성, 공급의 안정성 그리고 이들 간에 경쟁이 이루어짐을 의미할 것이다. / 119쪽

압축되지 않은 수소가스는 엄청난 양의 공간을 차지한다. 이 문제의 해결법으로 수소를 압축한 다음 파이프라인을 통해 이송하거나 아예 액화시킨 다음 배로 운송하는 것이 있다. 대부분의 경우 기존 천연가스 인프라를 통해 공급할 것이다. 이럴 때 수소는 화석연료만큼 저렴할 뿐만 아니라 쉽게 운송하고 저장할 수 있는 에너지원이 된다. 또한 공급량에 있어서도 전기보다 훨씬 커진다. / 139쪽

수소와 전기는 서로 협력하며 강력한 하이브리드 에너지망을 구축할 수 있다. 이를 통하면 좀 더 친환경적이고, 매끄럽고, 저렴한 비용으로 에너지 공급이 이루어질 것이다. 분자와 전자의 결합은 태양과 바람의 힘을 먼 거리까지 전달할 수 있게 해줄 것 이다. 이것이 가능해지면 우리는 재생 전력을 얻기에 가장 적합한 장소에 발전 설비를 건설할 수 있다. 동시에 전력 생산의 간헐성에 대한 불안감도 해소할 수 있을 것이다. 이를 통해 전력 공급망은 더 유연해지고 강해질 것이다. / 165쪽

현재 이 자재들을 만드는 공정은 탄소 집약적이다. 에너지가 필요한 모든 곳에 재생가능 전력을 쓸 수는 없다. 하지만 여기에 청정수소가 개입하면 얘기가 달라진다. 철광석을 녹이는 데 필요한 엄청난 열을 발생시키는 용도로 청정수소가 쓰인다면 대기오염의 원인이 되는 그레이수소는 사라질 것이다. / 197쪽

반면 수소는 전기화가 어려운 곳이나 수소의 낮은 에너지 효율을 상쇄하고도 남을만한 응용 분야에서는 합리적 대안이 될 것이다. 특히 주행 거리, 충전 시간, 전력 공급 인프라에 미치는 영향 면에서 장점을 보이는 영역이 수소의 주요 시장이 될 것이다. / 239쪽

나사가 보수적으로 추정한 바에 의하면 우리가 달에서 얻을 수 있는 얼음은 6억 톤에 달한다고 한다. 로켓연료는 물이 있는 곳에 있음을 명심하라. 당장은 달의 얼음에서 얻어진 물을 전기분해로 쪼개 액체산소와 액체수소를 얻고 이것으로 로켓을 채운다는 계획이 다소 황당하게 들릴 수도 있을 것이다. 하지만 미리 불가능하다고 단정 짓지는 말라. 2019년, 나사의 법률팀은 달에서 얼음을 얻기 위해 달을 채굴하는 데 필요한 법적 합의안을 제안한 바 있다. / 275쪽

수소 세계의 실현을 위해 가장 먼저 움직이는 것은 기업이다. 몇몇 기업들은 친환경적이라는 평판을 얻기 위해 열심히 노력 중이다. 수소의 수요와 공급을 연결해주는 중개자 역할을 하기 위해 기업체 간의 글로벌 연합기구인 그린수소 캐터펄트(Green Hydrogen Catapult)도 결성됐다. 이제 우리에게 필요한 것은 수소에너지 체계로 전환하려는 목표를 달성해줄 초대형 전기분해 장치 제조공장이다. 이런 활동들은 더 선도적으로 적용돼야 한다. / 307쪽

특히 유럽의 수소 전략은 철저한 편이다. 그린딜에서 제시한 2050년 넷제로 로드맵의 일부도 수소에 관한 것이었다. 2021년 1월 유럽 위원회 회장 우르줄라 폰데어라이엔(Ursula von der Leyen)은 수소자문회의 연설에서 다음과 같이 말했다. “청정수소는 기후중립이라는 우리의 목표를 달성하기 위한 완벽한 수단이다. 청정수소는 경제 발전과 건강한 지구가 공존할 수 있음을 보여준다.” / 328쪽

밀라노에서 지내던 어느 날 오후 나는 수소가 미래에너지 세계의 판도를 바꿀 수 있는 게임체인저라는 사실을 깨달았다. 전기가 도달하기 힘든 영역을 탈탄소화할 수 있는 청정 분자를 제공해줄 수 있는 것이 바로 수소다. 수소가 더 널리 사용될수록 수소를 만드는 전기분해 장치의 가격은 낮아질 것이다. 결국 어느 시점에 수소는 석유보다 저렴해진다. 이렇게 되면 수소에 대한 수요는 더 빠르게 증가할 것이고, 이는 다시 재생에너지에 대한 수요를 가속할 것이다. 이 모든 것이 긍정적 피드백 순환을 통해 일어난다. / 340쪽

출판사 서평

기후위기가 전 세계 곳곳에서 거론되는 지금,
가장 친환경적인 에너지원 ‘수소’
세계 경제는 탈(脫)탄소에 따라 재편되고 있다. 석유, 석탄과 같은 화석연료는 서서히 투자 가치가 떨어지고 친환경적인 연료가 새로운 시대의 에너지로 떠오른다. 유럽연합, 영국, 노르웨이, 뉴질랜드, 일본, 한국, 칠레, 남아프리카공화국, 스위스, 코스타리카는 2050년까지 넷제로(배출하는 이산화탄소량과 제거하는 이산화탄소량을 더했을 때 순 배출량이 0이 됨)를 하겠다고 발표했다. 전 세계적인 흐름에 기업들도 동참한다. 애플은 2030년, 유니레버는 2039년, 아마존은 2040년까지 넷제로 달성을 선언했다.
《수소 자원 혁명》의 저자인 마르코 알베라는 지구를 기후위기에서 구해줄 에너지원으로 ‘수소’를 꼽는다. 수소는 풍부한 원소 중 하나다. 수소 대부분은 지구 표면의 75퍼센트를 덮고 있는 물, 즉 ‘H2O’의 형태로 존재한다. 대부분의 유기화합물에서 수소는 탄소와 결합한 상태이며, 유기물질이 오랜 세월을 거치면서 만들어진 화석연료에서도 수소는 탄소와 함께 발견된다. 탄소와 수소 모두 산소와 결합하는 과정에서 에너지가 생성된다는 점에서는 같지만, 이 과정에서 탄소는 이산화탄소를, 수소는 물을 생성한다. 부산물로 물밖에 나오지 않는 수소는 친환경적이다. 그렇다고 청정에너지가 수소만 있는 것은 아닐 것이다. 수많은 청정에너지 중에서 수소가 왜 미래의 답이 될까? 왜 우리는 수소로 향할 수밖에 없는가?

지구를 살리는 궁극의 에너지,
수소는 부와 권력을 어떻게 재편하는가?
수소는 경제적이다. 수소는 연료전지를 이용해 전기를 생산할 수 있으며, 자동차를 비롯한 다양한 분야에 사용되고, 산업용 가스 용도로도 활용할 수 있다. 수소 연료 자동차는 전기자동차와 다르게 긴 주행거리와 빠른 충전이 가능하다. 미국의 월마트는 물류창고에서 수소 지게차를 쓴다. 수소차의 충전 시간이 전기차보다 짧아 보유 대수를 줄일 수 있기 때문이다. 중국에서는 국영자동차사인 상하자동차와 볼보 및 로터스를 소유하고 있는 지리오토모빌홀딩스가 독자적으로 수소버스를 개발하고 있다. 앞으로 항공기와 선박 업계에서도 수소에너지를 사용될 것이다.
저자는 예고한다. 전 세계의 부와 권력은 ‘수소’에 집중된다. 과연 허황된 예측일까? 2022년 11월, 사우디아라비아의 왕세자 빈살만 왕세자가 1박 2일 일정으로 한국을 찾았고, 사우디 투자부는 한국의 기업들과 청정에너지 협력 방안을 논의했다. 한국전력과 사우디아라비아의 민간 에너지 기업인 ACWA파워는 그린수소, 암모니아 사업개발을 위한 협력계약을 체결했다. 빈살만이 추구하는 탈석유·첨단기술·친환경에 따른 내용이었다. 2023년 2월, 《CNBC》에 따르면 골드만삭스는 “전 세계 온실가스 배출량의 15%를 탈탄소화 및 넷제로 과정에서 청정수소가 중요 에너지원으로 부상하고 있다”고 말하며 관련 기업들의 밝은 미래를 점쳤다. 저자의 전망에 따라 청정수소의 상업화를 누가 먼저 이뤄내냐에 따라 세계의 부는 재편될 것이다.

수소 없이는 우리의 미래도 없다!
수소를 가진 자가 결국 미래를 가질 것이다
“인류 역사상 기념비적인 에너지 인프라를 구축하기 위해 우리는 이 같은 야망을 품어야 한다. 그것은 바로 수소로 통합된, 영원히 고갈되지 않는 깨끗한 에너지 시스템을 갖고자 하는 희망이다.”
수소 자원 혁명의 개막을 염원하는 저자의 말이다. 화석연료는 종말을 고하고 있고, 전 세계는 누구보다 친환경적이고 경제적인 에너지 기술을 개발하고자 앞다투며 다양한 전망을 펼쳐놓는다. 수소는 풍부한 원소 중 하나이므로 기술력만이 갖춰지면 에너지를 무한히 생산할 수 있고, 부산물로 물밖에 나오지 않아 친환경적이고, 다양한 용도로 쓰일 수 있으며, 무한히 공급되고, 경제적인 면에서도 탁월하다. 미래 에너지 패권 혁명에서 수소를 가진 자가 승자가 될 것이다. 수소경제를 추진하는 국가들은 이미 다양한 연구, 개발을 진행해오고 있으며, 일부 국가에서는 이미 상용화 단계까지 진행되고 있다. 탈탄소는 돌이킬 수 없는 흐름이고 수소는 새로운 기회다. 수소 없이는 우리의 미래가 없다. 미래의 에너지 자원 수소가 만들어갈 부의 흐름을 알고 싶다면 지금, 《수소 자원 혁명》을 읽어야 할 것이다.

작가정보

저자(글) 마르코 알베라

Marco Alver?
세계적인 수소 에너지 리더이자 수소기업 TES-H2 대표. 에너지 업계에서 20년 이상의 경험을 가진 마르코 알베라는 골드만삭스에서 인터넷·기술 관련 스타트업 사모투자, 인수·합병 등 투자은행 업무로 경력을 시작했다. 그후 세계 최대 재생에너지회사인 에넬(Enel), 이탈리아 최대 원유·가스 업체인 에니(Eni)에서 10년 넘게 근무했고, 2016년부터 2022년까지 유럽 최대 에너지인프라그룹 스남(Snam)의 CEO를 역임했다. 마르코 알베라는 2017년부터 S&P글로벌의 비상임이사로 재직하고 있으며, 재무위원회 의장도 맡고 있다.

번역 김종명

서울대학교 공업화학과를 졸업했고, 미국 신시내티대학교에서 재료공학 박사학위를 받았다. 다년간 연구소에서 근무했으며, 번역에이전시 엔터스코리아에서 번역가로 활동하고 있다. 옮긴 책으로는 《과학자도 모르는 위험한 과학기술》, 《ZOOM 거의 모든 것의 속도》, 《한 권으로 이해하는 수학의 세계》, 《전기차 첨단기술 교과서》, 《사이언스 픽션》, 《UX 심리학》 등이 있다.