수소 동력을 사용하는 롤랜드 지역

요즘같이 유가가 고공행진을 거듭하는 때면, 환경문제를 떠나 생활에 직접적으로 와 닿는 걱정들이 먼저 떠오른다. 우리가 말하는 소위 불편한 진실이란 이런 것인가 싶다.
그러나 개인적으론 이 실상이 꼭 불편한 진실이라는 말에 묻힐 이유가 없다는 생각이다. 지난 주 꽤나 추웠던 어느날 오전, 산책 다녀 오신 엄마는 "몇 십년간 이렇게 추운 겨울은 처음인 것 같다"라며 걱정이 많으셨다. 그런 엄마를 보면서, 연초부터 슬며시 오른 난방비하며 하루가 멀다하고 들려오는 원자재 가격 상승 등 아직도 가격올릴 때만 기다리고 있는 것이 어디 한두가지인가 하는 생각에 슬며시 한숨이 나온다. 그런데 가만히 생각하면 이런 때일수록 우리 생활에서 에너지 절약과 기타 소비재 낭비에 대한 인식이 어쩔 수 없이 수면위로 떠 오를텐데, 이런 계기를 통해 부정적이기 보다는 긍정적 마인드를 가지고 환경과 더불어 생존해 나갈 수 있는 길을 모색해 나가는 것은 어떨까 생각해 본다. 
스웨덴, 노르웨이, 덴마크, 핀란드 등은 그 이름을 생각만 해도 추운 겨울이 연상되는 나라지만, 그들은 그 척박한 기후속에서 나름 부유하고 자연과 하나되려고 노력하며 살고 있다.  
그 중에서도 척박한 환경의 대명사이면서도 화석 연료를 대체할 친환경 에너지 개발에 있어 성공적 선두주자중 하나인 덴마크의 작은 섬지역, 롤랜드에서 진행되고 있는 기적같은 이야기를 공유해 볼까 한다. 아래에 소개할 글은 환경운동가이며 각종 매체에 글을 기고하고 있는, 이름도 예쁘고 친환경적인 Jasmine Greene이다.  

덴마크의 작은 섬지역으로 발틱해에 위치한 롤랜드(Lolland)는 대체에너지원에 관한한 사실상의 리더로 여겨지고 있다. 현재 이 지역에서는 그들이 사용할 수 있는 에너지보다 50퍼센트 정도 더 많은 풍력에너지를 생산하고 있으며, 지금은 수소에너지로 방향을 전환하고 있다.  

수소 연료

는 이미 생산되고 있는 에너지에 대한 비축용으로 사용되고 있다. 이 연료를 연소시키면 열에너지가 발생한다. 수소 불꽃은 열을 발생시킬뿐만 아니라, 수소가 공기중의 산소와 반응하면 물도 만들어 진다.
일반적으로 수소는 자연에서 독립된 분자로 발견되지 않기 때문에, 중기 개질(steam reforming)을 통해서 만들어 지는데 이때 일반적으로 사용되는 물질이 메탄이다. 수소를 저장하려면 기존의 일반 연료를 저장하는 것보다 4배나 더 많은 공간이 필요하지만, 수소 연료는 아주 극소량의 질소 산화물을 제외한 그 어떤 오염물질도 배출하지 않는 장점이 있다. 

이런 장점이 수소 연료로 하여금 태양, 바람과 기타 다른 소스로 부터 만들어진 에너지를 저장하는 데 있어 이상적이라는 평가를 받게 해 준 것이다. 사실상, 1970년대부터 나사(NASA, 미항공우주국)가 우주 왕복선을 궤도에 진입시키데 있어 액체 수소를 사용해 왔다. 그리고 현재에는 롤랜드시가 남아도는 풍력 에너지룰 저장하는 데 있어 수소를 사용하고 있으며, 이로 인해 지구상에서 처음으로 수소 동력을 사용하는 시가 되었다. 

Lolland Community Hydrogen이

라고 불리는 프로젝트를 통해 롤랜드가 수소 기술 분야에 있어 유럽의  리더로 우뚝서기를 바라고 있다. 이

micro combined heat and power production (μCHP)

은 풍력 에너지를 기반으로 하게 되며, PEM 연료 전지에 있어 수소 생산과 이용에 필요한 전기분해장치(전해조)의 역할을 하게 될 것이다. 

롤랜드시는 아래의 세가지 과정을 통해 섬 전지역을 수소 동력체제로 바꾸고 싶어 하는데, 이 세 과정중 이미 두 과정은 이미 시작한 상태이다.

첫번째 단계

는 나크스크보브(Nakskvov)에서 주거용 연료 전지 μCHP를 만든 후인 2006년에 완료되었다. 잉여 풍력 에너지로 전기분해장치(전해조)에 동력을 공급하면, 이 장치가 수소와 산소 분자를 분리해 낸다. 이렇게 분리된 수소와 산소 분자는 아레의 두가지 작업을 가능케 해주는 저압 저장 장치에 저장된다:

1. 연료 전지로의 수소 공급
2. 폐수 정화 공장으로의 산소 공급

이러한 에너지 전지로 부터 공급되는 대부분의 에너지는 주로 폐수 공장을 작동시키는데 사용되지만, 에너지의 일부는 기존의 대규모 기반시설과 유사한 지역내의 빌딩에 전력을 공급하고 난방하는데 사용되기도 한다. 이 단계의 또 다른 접근은 소비자들의 수소 동력에 대한 이해를 돕고, 기존 에너지와 환경 시설간의 시너지 효과와 공존을 이뤄내고자 하는 의도도 들어 있다.

이 계획의

2단계

는 베스텐스코브(Vestenskov)시에서 2008년 완성되었는데, 이 단계에서는 기존의 빌딩을 수소 공장과 연결할 뿐만 아니라 연료 전지를 다섯 가정에 분산 배치 하는 작업이 포함되어 있었다.  
각 장치에는 2킬로와트 연료 전지 스택(stack, 다발)과 교류 변환기가 들어 있어 기존의 보일러 시스템을 대체했다. 시 당국은 이 단계를 통해 장치의 안정성과 운영 안정성을 테스트할 수 있었다.

2010년부터 2012까지 실시되는 이 프로그램의 마지막 단계에는, 이러한 전지를 35 내지 40 가구 이상에 설치하여 난방과 전기 모두를 공급하고자 하는 계획이 포함되어 있다. 전기화학 과정을 통하여 수소를 에너지로 전환시키는 데, 이 때 50 퍼센트 전기 생산과 생산된 전기의 90퍼센트를 동시 사용하는 결합 효율이 만들어 진다.  
현재, 베스텐스코브(Vestenskov)시의 각 가정은 기름과 천연 가스를 사용하고 있다. 잉여 풍력을 통해 수소가 만들어 지면, 각 가정에 고급되는 동력은 100 퍼센트 탄소 중립(carbon neutral, 배출되는 탄소가 없음)이 된다. 

수소 기술은 전혀 새로운 것이 아니지만, 잉여 에너지의 사용뿐만 아니라 최종 소비자(사용자)에게 동력을 공급하고자 하는 롤랜드 지역의 시도는 많은 상을 휩쓸 정도로 주목을 받고 있다. 이는 덴마크에서 세 가지의 가장 바람직한 기후 프로젝트의 하나로 선정되었고 베스텐스코브(Vestenskov)시는 최고의 빌딩 협회인 Realkredit Danmark로 부터 올해의 스마트 m2상을 수상하였다. 

롤랜드는 덴마크에서 4번째로 큰 섬이지만, 그 인구는 여전히 약 66,000명 정도를 유지하고 있다. 이 프로젝트가 이 섬에서 성공을 거두는 것으로 보이나, 규모가 더 큰 시나 국가에서는 대규모의 타당성을 보여주지 않았다. 현재, 연료전지 그 자체로는 비용 효과적이 아니고 상업 시장에 완전히 선보인 상태도 아니다. 그럼에도 불구하고, 이 작은 섬은 진보를 거듭하며 사람들이 그렇게 많은 화석 연료를 사용하지 않고도 살아갈 수 있다는 가능성을 세상에 보여주고 있다.