차세대 에너지원으로 떠오른 수소
세계적 수소산업 리더 울산으로
나아가기 위한 착실한 준비 필요
상선약수는 세상의 가장 선한 것은 물과 같다는 노자의 말이다. 감히 노자의 대표적 사상이 담긴 사자성어에 어떻게 토를 달 수 있을까마는 ‘우선수소(于先水素)’는 ‘수소가 먼저’라는 뜻을 단어로 만들어 보았다.
물은 액체일 때 낮은 곳, 비어있는 것을 채운 뒤 앞으로 흘러가서 장강에 이른다는 것이다. 많은 이들이 알듯이 노자의 철학이다. 물처럼 살라는 말이다. 성경에도 물에 대한 이야기가 많이 나온다. 그중에서도 사람이 거듭난다는 것을 중생(重生)이라고 하는데 이 과정은 이전의 죄를 물로 씻어내는 세례를 통해 새로운 삶을 살아가는 것을 말한다. 불교에서도 물에 대한 이야기가 많을 것이다. 아기 부처 조각상을 깨끗한 물로 씻어주는 관불의식 또한 세상의 오욕을 씻기 위한 것이다. 기독교에서 물은 창조이고 생명으로 볼 수 있고, 불교에서는 모든 것을 정결하게 하는 것이다. 노자의 도덕경은 편만(遍滿)하고 여유로운 포용을 말한다. 물은 생명을 위한 필수적 물질이지만 동일한 물을 어떻게 보느냐에 따라 다양하게 적용되고 있다. 물은 종교와 사상과 철학적인 소재이지만 현상학적으로 물질임에 틀림 없다.
필자는 화학자이면서 공학자로 물을 본다. 물을 전기분해하면 산소와 수소가 되는데, 산소는 생명 공급의 원천인 기체이며 연소나 산화할 때 반드시 있어야 하는 원소이다. 또한 수소는 반응성이 좋아 산소와 결합을 하면 에너지를 발생하면서 결국 안정한 물로 돌아가는 순화과정을 갖게 된다. 물의 변화를 보면 생명의 탄생과 소멸의 순환을 볼 수 있다. 물의 분자구조는 가운데 산소원자 한 개와 양쪽에 수소원자 2개가 약간 굽어있는 듯하게 결합 되어 있다. 물과 함께 생명체가 살아가는데 필요한 공기중의 산소는 생기를 불어주는 기체이다. 이 산소는 공기중에 21%정도 있지만 물의 주요한 구성 성분중 하나이다. 다른 하나의 원소는 수소인데 우주중에 약 75%를 수소가 차지하니 우주 생성의 비밀을 수소로부터 찾는 이유가 여기에 있다. 최초의 우주생성의 원소는 가장 원자량이 작은 수소라 보는 것이 일반적인 견해이며 학설이다. 이 수소가 높은 온도에서 핵융합을 통하여 원자량이 증가하는, 쉽게 말해 원자번호가 높은 원소들이 생성되기 시작하여 새로운 원소들이 생성된다.
수소에너지는 탄소를 배출하지 않아 이상기후와 미세먼지, 지구온난화로 인한 생태계 문제를 전혀 일으키지 않는다.
이제 점차 우리 앞의 현실로 다가오는 수소경제시대는 기존의 석탄, 석유, 천연가스 같은 화석연료의 사용량이 줄어들뿐 아니라 그런 연료를 사용하던 모든 제품들이 수소를 사용하여 에너지와 힘을 낼 수 있는 상품으로 바뀌어 가야 한다는 것이다.
울산의 단일 공장으로 세계 최대인 연산 153만대의 생산량을 갖고 있는 현대자동차 공장은 이런 시대적 요구와 에너지 변환에 맞추지 못하면 우리 차를 수입하는 나라가 없으니 팔 수 없을뿐만 아니라 만들지도 못하게 되니 그 참담함은 미루어 짐작할 수 있다. 자동차만 아니라 선박도 친환경선박이 아니면 앞으로 10년 이내 운항을 할 수 없으며 원유를 기반으로 하는 석유화학산업도 가스화학산업으로 변신하지 않으며 생존을 장담할 수 없다.
리더가 되는 것은 가보지 않은 곳을 앞서 가는 것이다. 울산은 우리나라뿐 아니라 세계에서 수소산업의 리더가 되어가고 있고 그런 조건을 잘 갖추고 있다. 또한 착실히 준비하고 있다.
물에서 나오는 청정한 수소를 흔히 그린(green)수소라 하고 화석연료에서 얻는 수소를 그레이(gray)수소라 한다. 탄소가 필연적으로 생성되기 때문이다. 앞으로 세계 경제는 그레이수소보다 그린수소를 더 경제성 있게 만드는 나라가 세계의 초강국이 될 것이라 예단할 수 있다.
삶은 상선약수처럼 살되 그 물은 최초부터 존재했던 수소와 산소의 반응으로 나온 에너지로 삶을 유지하고 남은 물은 다시 자연으로 돌려주는 것이 자연순환이고 자연법칙이다. 상선약수(上善若水)는 우선수소(于先水素)에서 시작한다. 우항수 울산테크노파크 에너지기술지원단장 공학박사