물만 있다고 수소를 만들 수 있는 것은 아니다. 우리가 알고 있는 물(H₂O)에는 수소가 들어있지만, 물속의 수소는 산소와 강하게 결합해 있기 때문에 에너지를 투입해 분리해야 한다. 전기를 이용해 물을 수소와 산소로 분리하는 ‘물 전기분해(수전해) 방법’, 천연가스에서 수소를 추출하는 ‘천연가스 개질 방법’, 석유화학이나 제철 공장에서 부산물로 나오는 수소를 활용하는 ‘부생수소 방법’이 있다. 즉 물은 수소의 원료가 될 수 있지만, 물만으로는 수소가 생기지 않는다. 전기나 다른 에너지가 반드시 필요하다는 사실!

쉽게 말해 배터리는 전기를 저장하는 장치이고, 연료전지는 전기를 만들어내는 장치다. 수소 연료전지는 수소와 산소의 화학반응으로 전기를 생산하고, 수소를 계속 공급하면 지속적으로 발전 가능하다. 또한 전기와 함께 열도 생산할 수 있다. 게다가 장시간 운전이나 대용량 에너지 공급에 유리하다. 배터리는 ‘저장’, 연료전지는 ‘생산’한다고 이해하면 쉽다.

수소 발전 자체는 날씨의 영향을 거의 받지 않는다. 연료전지나 수소를 연료로 사용하는 발전은 수소만 안정적으로 공급되면 낮과 밤, 비가 오거나 흐린 날씨에도 일정하게 전기를 생산할 수 있다. 이 부분은 태양광, 풍력과는 다른 장점으로 손꼽힌다. 다만, 재생에너지로 생성하는 전기로 물을 분해하는 그린수소는 태양광이나 풍력을 이용하면 날씨에 따라 수소 생산량이 달라질 수 있다.

수소는 색깔도 없고 냄새도 없다. 그래서 사람이 냄새만으로 수소가 새는지 알 수 없다. 이런 이유로 수소를 사용하는 시설이나 충전소에서는 수소 누출을 감지하는 센서와 안전장치를 설치해 실시간으로 관리한다. 참고로 도시가스에서 나는 특유의 냄새는 원래 가스 냄새가 아니라 누출을 쉽게 알아차리도록 인위적으로 첨가한 냄새(부취제)다. 수소에는 이러한 부취제를 넣지 않는 경우가 많아서 센서를 통한 감지가 매우 중요하다.

3가지 수소의 가장 큰 차이는 탄소 배출 여부다. 블루수소와 그레이수소는 천연가스를 개질해서 수소를 만드는 것은 동일하다. 같은 듯 보이지만 핵심 차이가 있다. 큰 차이는 생산과정에서 발생한 이산화탄소를 어떻게 처리하느냐이다. 블루수소는 이산화탄소를 포집·저장(CCS) 또는 활용(CCUS)하는 반면, 그레이수소는 이산화탄소를 그대로 대기 중에 배출시킨다. 쉽게 말하자면, 블루수소는 공장에서 나온 연기를 모아 포집해 땅 속에 저장하거나 다른 용도로 활용하고, 그레이수소는 같은 공장에서 연기가 나와도 그대로 굴뚝으로 내보낸다고 생각하면 된다. 그린수소는 재생에너지로 생성하는 전기로 물을 분해하고, 탄소배출이 거의 없다. 그렇기 때문에 그린수소가 현재 가장 친환경적인 방식으로 평가되는 중이다.

수소는 다양한 분야에서 활용된다. 수소전기차, 버스, 트럭, 철도 등의 모빌리티, 연료전지를 이용해 전기와 열을 생산하거나, 수소를 발전 연료로 활용하는 발전 산업이 대표적이다. 그뿐만 아니라 연료전지를 설치해 건물의 전기와 냉난방에 필요한 열을 공급하거나 철강 생산, 석유화학, 반도체, 정유 공정 등에서 원료나 연료로 사용된다. 또한 항공기와 대형 선박의 친환경 연료로도 활발하게 연구가 진행되고 있다. 이렇듯 수소는 이미 우리 생활 전반에서 사용되고 있고 앞으로도 활용 가능성이 더 높은 차세대 에너지다.