수소특화산업단지 생산 배출 물사용 토지 생물다양성 미치는 영향

안녕하세요 환경과 관련된 주제를 정리하여 설명하는 환정남입니다. 정부는 11월 1일 제7차 수소경제위원회를 열고 수소특화단지 지정 및 지원방안을 의결했습니다. 2019년 수소경제 활성화 로드맵을 통해 수소특화단지 육성계획을 추진한 바 있는데 그 결과 동해, 삼척과 포항의 계획이 국내 첫 수소특화단지가 되었습니다. 수소특화단지로 지정됨에 따라 2028년까지 수서 설비 시험, 평가, 실증에 필요한 기반시설을 조성하고 삼척 액화천연가스 인수기지에 수소 액화 플랜트를 구축합니다. 총사업비는 2177억 원으로 정부 50%, 지자체 50%  부담합니다. 이 포스팅에서는 수소특화단지를 환경적 관점에서 정리해 보도록 하겠습니다.

 

목차

 1) 수소생산 및 배출 문제

 2) 수소생산에서의 물 사용관리

 3) 토지 및 생물다양성에 미치는 영향

 

서문

수소 특화 산업 단지의 개발은 온실가스 배출 감소와 지속 가능한 에너지로의 전환을 목표로 하는 국가들의 핵심 전략 중 하나로 자리 잡고 있습니다. 이러한 특화 구역은 수소 경제를 지원하기 위해 수소 생산, 저장 및 활용 시설을 한데 모아 혁신과 효율성을 촉진하도록 설계되었습니다. 그러나 수소 생산이 확대됨에 따라 배출물 관리, 물 사용, 토지 영향 등 다양한 환경적 문제가 대두되고 있습니다. 본 포스팅은 수소 특화 단지가 환경에 미치는 영향을 분석하고, 지속 가능한 에너지 개발과 환경 보호를 동시에 이루기 위한 방안을 제시합니다.

수소분자의 화학기호( H2)

 

수소 생산 및 배출 문제

수소 생산의 탄소 발자국 :  수소 생산은 사용되는 방법에 따라 환경에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 현재 대부분의 수소는 화석 연료에 의존하며 이산화탄소를 부산물로 배출하는 스팀 메탄 개질(SMR) 방식으로 생산됩니다. 이러한 방식은 비용 측면에서 유리하지만, 온실가스 배출 저감이라는 목표와 상충됩니다. 이에 따라, 재생 가능한 에너지를 통해 물을 전기분해하여 생산하는 ‘그린 수소’로의 전환이 시도되고 있지만, 비용과 에너지 소모가 여전히 높습니다.

배출 감소 방안 : 수소 특화 단지에서는 이러한 배출 문제를 완화하기 위해 그린 수소 기술 도입이 필수적입니다. 또한, 이산화탄소 포집 및 저장(CCS) 기술을 활용하여 배출되는 CO₂를 포집함으로써 탄소 발자국을 줄일 수 있습니다. 한국과 같은 나라에서는 이러한 기술 전환을 지원하기 위해 정부의 인센티브와 보조금이 제공되고 있지만, 규모화 및 비용 문제는 여전히 해결해야 할 과제입니다.

대기질과 건강 위험 : 수소 생산 및 처리 과정에서 발생하는 배출물, 특히 블루 또는 그레이 수소의 경우, 공기 오염을 유발하고 인근 지역 사회에 건강 위험을 초래할 수 있습니다. 특히 SMR 과정 중 발생하는 메탄 누출 및 수소 저장 시 발생할 수 있는 암모니아 합성물은 유해 물질을 방출하여 대기질에 악영향을 미칠 수 있습니다.

 

수소 생산에서의 물 사용 관리

전기분해의 물 수요 : 전기분해를 통한 수소 생산, 특히 그린 수소의 경우 상당한 양의 물이 필요합니다. 수소 1kg을 생산하기 위해 약 9리터의 물이 소요되므로, 건조한 지역이나 이미 물 부족을 겪고 있는 지역에서는 지역의 수자원에 부담을 줄 수 있습니다.

수자원 균형 유지: 수소 특화 단지는 물 자원을 책임감 있게 확보함으로써 이러한 문제를 완화할 수 있습니다. 예를 들어, 해안 지역에서는 전기분해에 재활용수나 해수 담수화를 활용하는 방식으로 수자원 고갈 문제를 줄일 수 있습니다. 또한, 통합된 수자원 관리 시스템을 도입하여 수소 생산의 물 사용을 모니터링하고 최적화하는 것도 중요한 방안입니다.

산업 폐수로 인한 수질 오염 : 일부 수소 생산 과정에서 발생하는 화학 물질과 부산물은 적절히 처리되지 않을 경우 수질 오염을 일으킬 위험이 있습니다. 특히, SMR과 같은 화석 연료 기반 과정은 지역 생태계를 위협할 수 있는 오염 물질이 포함된 폐수를 생성할 수 있습니다.

 

토지 및 생물다양성에 미치는 영향

토지 이용과 생태계 파괴 : 대규모 수소 특화 단지 건설에는 많은 면적의 토지가 필요하며, 이는 종종 생태계 교란과 서식지 손실로 이어집니다. 민감한 생태계 인근에 이러한 단지가 위치할 경우, 산림 벌채, 토양 황폐화 등이 발생할 수 있어 지역 생태계에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

지속 가능한 토지 개발 : 이러한 영향을 최소화하기 위해 신중한 부지 선정 및 계획이 필수적입니다. 기존에 산업화된 지역이나 생태적 가치가 낮은 지역을 우선적으로 고려하는 것이 자연 서식지 보전에 도움이 됩니다. 또한, 수소 단지 설계에 녹지 공간과 생물다양성 친화적인 요소를 포함함으로써 환경 복원력을 높이고 생태계 균형을 강화할 수 있습니다.

화학물질 누출과 토양 오염 : 수소 생산 및 저장은 위험한 화학 물질을 다루는 작업이므로, 누출 시 토양 오염이 발생할 수 있습니다. 토양 황폐화는 지역 농업을 방해하고, 수질에 영향을 미치며, 토지 생산성을 저하시켜 주변 지역 사회에 악영향을 미칠 수 있습니다.

수소산업단지의 조감도(개념도)

 

결론

수소 특화 산업 단지의 개발은 지속 가능한 에너지 미래를 실현하는 데 중요한 단계입니다. 그러나 대규모 산업 활동에는 환경적 위험이 수반되므로 이를 사전에 관리하는 것이 필수적입니다. 배출, 물 사용, 토지 영향 문제를 해결하기 위해 그린 수소로의 전환, 책임 있는 수자원 관리, 생태 보전을 고려한 부지 계획 등 통합적인 접근이 필요합니다. 이러한 전략을 통해 수소 특화 단지는 청정 에너지 전환을 주도하는 동시에 환경과 지역 사회를 보호하는 역할을 수행할 수 있을 것입니다. 지속 가능한 미래를 위해서는 산업 혁신과 환경 보호를 균형 있게 유지하는 것이 필수적입니다.