[시니어 잡학] 화이트 수소(White Hydrogen)와 수소 경제학

잘 아시는 것처럼 수소는 굉장히 매력적인 에너지입니다.

석유, 석탄과 같은 화석 연료에 비해 에너지 밀도가 높고, 연소시 이산화탄소를 배출하지 않는 청정에너지이기 때문입니다.

인류가 직면하고 있는 가장 심각하고 어려운 문제인 기후변화 문제의 해결책으로 각광을 받고 있는데, 최근에 수소 생산과 관련해서 중요한 사건이 있어서 상식 차원에서 정리를 해 봅니다.

수소의 종류와 특징

수소는 우주에서 가장 풍부한 원소이지만, 지구에서는 순수한 상태로 존재하지 않고 다른 원소와 결합된 형태로 존재합니다. 따라서 수소를 얻기 위해서는 물이나 천연가스, 석탄 등의 화합물을 분해해야 합니다. 수소를 생산하는 방법에 따라 수소의 종류가 나뉘는데, 일반적으로 생산 원료, 이산화탄소 배출 여부, 사용된 전기의 종류에 따라 구분하는데 그 명칭이 꽤나 칼러풀(Colorful)합니다.^^

1. 그레이 수소 (Gray Hydrogen)

그레이 수소는 천연가스나 석탄을 개질하여 생산하는 수소입니다. 천연가스 개질은 천연가스에 수증기를 반응시켜 수소와 이산화탄소를 생성하는 방법입니다. 석탄 개질은 석탄에 수증기를 반응시켜 수소와 이산화탄소, 일산화탄소를 생성하는 방법입니다. 그레이 수소는 생산 단가가 낮고 대량 생산이 가능하지만, 생산 과정에서 이산화탄소가 발생한다는 단점이 있습니다.

2. 블루 수소 (Blue Hydrogen)

블루 수소는 그레이 수소와 동일한 방법으로 생산하지만, 생산 과정에서 발생하는 이산화탄소를 포집하여 저장하는 기술인 CCS(Carbon Capture and Storage)를 사용하여 이산화탄소 배출을 줄인 수소입니다. CCS 기술은 아직까지 상용화되지 않은 단계이지만, 그레이 수소의 단점을 보완할 수 있는 기술로 주목받고 있습니다.

3. 청록 수소 (Turquoise Hydrogen)

청록수소는 석탄이나 천연가스를 열분해하여 생산하는 수소입니다. 열분해는 고온에서 화합물을 분해하는 방법으로, 이산화탄소를 발생시키지 않습니다. 그러나 열분해 공정은 아직 개발 단계에 있으며, 생산 단가가 높다는 단점이 있습니다.

4. 그린 수소 (Green Hydrogen)

그린 수소는 태양광이나 풍력 등 재생에너지로 물을 전기분해하여 생산하는 수소입니다. 생산 과정에서 이산화탄소가 전혀 발생하지 않아 친환경적인 수소로 평가받고 있습니다. 그러나 재생에너지의 변동성에 따라 생산량이 변동한다는 단점이 있습니다.

화이트 수소 (White Hydrogen), 백색 수소, 천연 수소

수소는 원자 중에서도 가장 작고 가벼운 것이어서 지구 속에 석탄이나 석유처럼 순도 높게 매장되어 있기 어렵다는 것이 지금까지 과학계가 갖고 있는 일반적인 의견이었습니다.

그런데!!!

그런데, 올해 프랑스 로렌(Lorraine) 지방의 폐광산을 시추하는 과정에서 지하 1,200미터 지점에서 농도 20%의 수소가스가 대량으로 매장되어 있는 것을 발견했습니다. (아래 기사 참조)

https://edition.cnn.com/2023/10/29/climate/white-hydrogen-fossil-fuels-climate/index.html

They went hunting for fossil fuels. What they found could help save the world | CNN

CNN — When two scientists went looking for fossil fuels beneath the ground of northeastern France, they did not expect to discover something which could supercharge the effort to tackle the climate crisis. Jacques Pironon and Phillipe De Donato, b

www.cnn.com

프랑스 국립지질연구원(BRGM)은 그 매장량을 500만 ~ 2억 5천만 미터톤 (Metric tons) 정도로 추정했는데 이는 전 세계 연간 회색수소 생산량의 절반이 넘는 규모라고 하네요.

이처럼 지하에 매장되어 있는 수소를 화이트 수소, 백색 수소, 천연 수소라고 하는데 생산비용이 그린 수소에 비해 1/6 정도로 저렴해서 만일 석유처럼 지구상에 대량으로 매장되어 있는 것이 발견되면 인류에게는 큰 선물이 될 것입니다.

이번 프랑스에서의 발견을 계기로 전 세계적으로 화이트수소에 관한 관심이 급상승하고 있다고 합니다. 아래는 구글 트렌드 그래프입니다.