본 지에 재미있는 기사가 있어서 소개를 하고자 한다. 6월 1일자 기사에 일본 이륜차 제조 4사가 수소엔진 개발을 위해 ‘수소 소형 모빌리티 엔진 기술연구조합’을 설립했다는 기사 이다. 최근 필자는 디젤 내연기관을 수소 내연기관으로 개조하는 프로젝트에 한발을 담그고 있다. 그래서 이에 대하여 소개를 좀 하고자 한다. 

수소 내연기관은 현재 시점에서 굉장히 많은 장점을 가진다. 우선 기본적으로 내연기관이다. 화염의 전파속도가 빠르기 때문에 압축비를 낮추기 위하여, 실린더의 체적이 좀 더 크다는 점을 제외하고는 우리가 기존에 보아왔던 CNG, LPG차량의 엔진과 매우 유사하다. 그렇기 때문에 개발기간이 짧고, 개발비가 상대적으로 낮다. 또한 수소를 직접 연소하기 때문에 연료전지처럼 고순도의 수소를 요구하지 않는다. 연료비가 내려가는 것이다. 또한 수소의 연소반응은 완전연소 반응식상으로 물만 생성되게 되므로, 대기오염물질과, 온실가스에서 자유롭다. 

물론 단점도 있다. 연소온도가 높아 연소과정에서 질소산화물이 생성되며, 엔진오일이 연소되면서 미량의 온실가스와 미세먼지가 발생한다. 엔진오일이 연소되면서 발생하는 대기오염물질은 일반적인 화석연료가 연소되면서 발생하는 대기오염물질보다 결합이 단단하여 분해가 어렵다. 무엇보다 충전인프라를 처음부터 다시 구축해야 한다. 현재 수소충전소는 LPG나 CNG기관이 초기에 시장에 나왔을 때의 문제점들을 고스란히 답습하고 있다. 충전소 건설 시 님비(NIMBY; 'Not In My BackYard'(내 뒷마당에는 안 된다.))의 줄임말로, 지역이기주의 현상의 일종)현상으로 인프라부족, 충전 시 압축을 해야하므로 충전시간이 오래걸리는 문제 등이다.

여기서 우리는 짚고 넘어가야 하는 부분도 있다. 수소가 연료로 쓰이기 시작한 근본적인 이유이다. 풍력, 조력, 파력, 태양광 등의 신개생에너지는 우리나라에서 가장 많은 비중을 차지하는 화력, 원자력과 다르게 계획적인 발전이 불가능하다. 유럽에서 많은 비중을 차지하는 풍력발전의 에너지원은 여러분도 아시다시피 바람이다. 바람은 필요할 때만 불지도 않으며, 원하는 양 만큼 불지도 않는다. 따라서 바람이 불 때 발전하여 저장을 해 두어야 한다. 배터리의 경우 자연방전량이라는 것이 있어, 배터리 내부저항에 의하여 자연히 사라지는 비율이 있다. 따라서 장기 저장의 수단으로, 발전된 전기로 물을 분해하여 수소를 생성한 다음 저장하여 사용하는 방법이 연구되었으며, 이것이 수소경제의 근본이다. 에너지를 전환하여 저장하는 개념이다. 이렇게 생성된 수소가 그린수소이다. 그러나 국내의 경우 땅의 면적이 좁고, 인구밀도가 높아 신재생에너지의 발전량이 많지 않아 그린수소의 생산이 효율이 떨어진다. 현재로서는 연료의 정제과정에서 발생하는 부생수소와 같은 그레이 수소를 사용하며, 수입을 하기도 한다. 수소는 원자번호가 1이고, 가장 작은 원자이기 때문에 미량이지만 저장탱크를 뚫고 나와 기화하는 양이 있으며, 기체로 보관하기 때문에 에너지 밀도가 떨어지는 문제도 있다. 하지만 온실가스 감축을 위하여 적용하는 CCS(Carbon Capture and Storage)기술이 대단위로 적용되면, 저장된 온실가스를 개질하여 수소를 생산할 수 있으며 이를 블루수소라 한다.

현재 국제적인 시류는 온실가스 감축 및 대기환경 개선을 위하여, 이동수단을 전부 전동화 하고 있으나, 배터리와 모터에 사용하는 귀금속 등의 매장량이 현재의 이동수단을 전부 대체할 수 없다는 의견이 있으며, 현재도 공급량이 모자라 국제가격이 요동치고 있다. 획기적인 전환 수단이 나오기 전까지는 수소내연기관이 징검다리 역할을 할 수 있는 주요한 기술이라 생각되며, 수소생산에서의 문제 역시 블루수소 기반이 확보된다면 문제가 없을 것 이다. 다만, 충전 인프라 문제는 과거에도 그랬듯이 시간과 비용의 문제라 생각된다. 

기존내연기관의 생산이 중단된다 해도, 우리에게는 아직도 묵직한 엔진소리를 들으며 라이딩을 즐길 수 있는 시간이 남아 있게 된 것이다. 앞에서 기술한 내용의 상세한 부분을 추가로 독자들에서 소개할 수 있는 시간도 남아 있으니, 우리는 현재를 즐기자.