부산대학교 사회환경시스템공학과 권순철 교수
[한국미디어뉴스통신=박주환 기자] 20세기는 석유의 시대였다. 석유가 인류 문명의 핵심동력으로 등장한 이후 우리의 삶은 획기적으로 달라졌다. 석유는 한정된 천연자원에만 의존하던 우리의 일상에 물질적 풍요를 선사했을 뿐만 아니라 세계경제의 가장 중요한 축이자, 군사적인 전략물자로 현대사회를 움직이고 있다. 금융 시장도 석유자본을 중심으로 움직인다. 하지만 오늘날 석유와 같은 화석연료의 고갈과 지구온난화의 문제는 먼 미래의 일이 아니며 우리가 지금 당면하고 있는 현실이다. 최근 유례없는 고유가 추세가 지속되며 에너지 수급과 자원확보 문제가 국제적인 화두로 등장하고 있는 가운데 석유 위기, 기후 변화위기에 대응하는 에너지패러다임의 전환에 있어 보다 근본적인 변화가 필요하다.
석유 시대 이후의 수송에너지원으로 가장 주목받고 있는 에너지가 바로 수소다. 수소는 우주 질량의 75%를 차지할 정도로 가장 흔한 원소이자 지구상에 존재하는 가장 가벼운 원소로 지구 표면의 70%를 덮고 있는 물에도 수소가 들어 있다. 가스나 액체의 형태로 쉽게 수송할 수 있으며 고압가스, 액체수소, 탄소 나노 튜브 등 다양한 형태로의 저장이 가능해 현재의 에너지 시스템에서 사용되는 거의 모든 분야에 응용할 수 있다. 수소의 가장 큰 장점은 연소과정에서 생성되는 부산물이 물 뿐이며 이산화탄소의 배출이 없는 친환경 에너지라는 점이다. 또한 무한대인 물을 원료로 하기에 고갈에 대한 우려도 없다. 제러미 리프킨은 저서 ‘수소혁명’을 통해 수소에너지는 가히 에너지혁명이라 부를 수 있는 새로운 시대를 열 것이라고 전망했다. 수소에너지 시대는 그동안 탄소를 중심으로 구축되어 온 에너지 기반이 수소를 중심으로 전환되는 미래의 경제시스템을 의미한다.
이에 부산대학교 사회환경시스템공학과 권순철 교수가 친환경 미래 수소에너지 개발에 전력을 기울이며 수소시대로의 전환을 견인하고 있다. 수소에너지 체계가 본격적으로 상용화되기 위한 핵심 기술은 연료전지다. 수소에너지 시대는 연료전지가 상용화되면 가능해진다. 물을 전기분해하면 수소와 산소로 분해되는데 연료전지는 이와 반대로 수소와 산소를 화학반응시켜 전기를 생산하는 장치다. 연료전지는 수송용 에너지 전달체 뿐만 아니라 가정용, 산업용 등 다양한 용도로 사용할 수 있다.
권순철 교수는 그린인프라 및 저영향 개발 기법을 활용한 전기 물분해 반응을 통해 수소를 생산하고, 수소연료전지를 구동하는 기술력으로 자립형 에너지 시스템의 수립을 이루어 보다 진보된 수소에너지 시스템을 구축해 가고 있다. 핵심 기술인 저영향 기법으로 집수된 우수 및 중수를 재활용하여 신재생 에너지 생산 및 저장시스템을 구축해 수소를 생산, 수소연료전지를 구동하여 전력을 생산한다. 권 교수는 우수의 정화과정을 거쳐 정수를 제조한 후 전기 물 분해 반응으로 수소를 생산하고 수소연료전지를 구동해 건물 내 에너지원으로 사용하는 신재생에너지 시스템 구축을 목표로 연구에 집중하고 있다.
권순철 교수는 “저영향 기법을 바탕으로 한 수자원 및 에너지 기술 융합을 통해 기후변화 대응, 녹색공간 확보 및 지역 환경개선, 녹색 일자리 창출 및 경제 활성화 등 사회·경제·산업적 효과를 기대할 수 있게 되었으며 특히 도심에 에너지를 분산 및 저장할 수 있어 자립형 에너지 공급 시스템을 구축하는데 의의가 있다. 지속적으로 연구에 매진하여 물순환 도시조성을 위한 그린인프라 및 저영향 개발 기법을 활용, 신재생 에너지 시스템의 산업화를 위한 초석을 마련하고자 한다.”고 강조했다.
권순철 교수는 조직적이고 체계적인 기술력을 확보하기 위해 부산대학교 기술지주회사인 케이워터크래프트를 설립, 친환경 연구 개발을 수행하며 인간과 자연이 공존하는 세상을 만들어가고 있다. 케이워터크래프트는 수전해 기반 에너지 저장 솔루션 기술을 보유한 기업으로, 산소발생 공기청정기, 수전해수소발전기 등을 생산하고 있다. 세계 최초로 물로 구동하는 에너지 자립형 수소보트인 ‘워터보트’를 개발하였으며, 물을 전기분해 할 때 발생하는 산소를 이용한 복합 집진/ 흡착 필터 방식의 산소발생 공기청정기인 ‘워터에어’와 수전해 기반 에너지 생산저장 시스템을 이용한 발전기인 ‘워터스테이션’도 개발했다. 향후 핵심기술인 에너지 생산저장 시스템이 국내를 넘어 해외로도 진출도 용이할 수 있도록 미국 및 싱가포르 법인도 설립할 계획이다.
지금까지 수소에 대한 연구는 꾸준히 이루어지고 왔지만 상용화 단계에는 미치지 못하고 있으며 그 용도도 군사용 등 특수한 분야에 한정되어 왔다. 본격적인 수소의 이용은 화석연료의 공급이 부족하게 되는 시점에 다가서야 가능할 것으로 보이며 우리 수소에너지의 기술수준 역시 경제성을 갖기 위해선 많은 시일이 소요될 것으로 보인다. 국제사회는 2015년 채택한 파리기후변화협정을 통해 기후위기 대응에 큰 걸음을 내디뎠다. 그러나 탄소중립시대로 가는 길은 여전히 멀고도 험하다.
다가오는 수소시대. 세계 각국이 석유를 대체할 새로운 에너지의 개발, 신재생에너지 기술개발에 많은 노력을 집중하고 있는 가운데 특히 기존 화석연료 중심의 에너지 시스템을 큰 충격 없이 흡수할 수 있는 ‘수소에너지’에 크게 주목하고 있다. 이처럼 전 세계가 수소시대로 진입하기 위해 노력하는 이유는 수소에너지가 환경을 보존하며, 지속적인 성장을 이끌어 낼 친환경적이고 효과적인 에너지이기 때문이다. 지구온난화를 해결할 수 있는 깨끗하고 친환경적인 에너지를 꿈꾸는 많은 사람들에게 수소에너지는 탄소중립시대를 열어가기 위해 반드시 필요하다. 특히 90% 이상의 에너지를 수입에 의존하고 있는 에너지 자원빈국인 우리나라의 현실을 극복하기 위한 친환경 고효율 에너지 시스템의 개발은 필연적이다. 권순철 교수는 “수소에너지를 사용하는 것은 지구의 지속가능성을 위한 에너지의 진화이며 궁극적으로 탄소중립시대를 맞이한 에너지전환의 필연적인 흐름”이라며 “앞으로도 수소에너지강국으로 도약하기 위한 기술개발에 매진해 국가 발전에 이바지하겠다.”고 의지를 표했다.
권순철 교수는 삼성종합기술원 전문연구원, 부산대학교 입합부본부장 겸 토목공학과 교수, 마르퀴즈 후즈후 세계인명사전 등재, 한국해양공학회 기술이사, 한국수자원공사 기술심의위원, 환경공단 기술심의위원, 부산항만공사 기술자문위원, 부산광역시 기술심의위원, 부산시 해운대구 정책자문위원 등을 역임했다.