2019년 수능 영어에는 탄소배출권 거래제에 관련된 3점짜리 영어 지문이 출제됐습니다. 그 이후로도 탄소 제로와 관련된 환경 문제는 중요한 논제였던 만큼 언제든지 출제될 수 있습니다. 비문학 지문 대비뿐 아니라 논술 등을 위해서라도 탄소제로의 필수 에너지원으로 최근 주목받는 재생합성연료(E-fuel)에 관해서 공부해둘 필요가 있습니다.

탄소배출 없는 에너지 사용 가능

재생합성연료, 전기기반 연료 등의 이름으로 불리는 E-fuel은 물을 전기 분해해 얻은 그린수소와 이산화탄소를 합성해 생산하는 친환경 연료입니다. 신재생에너지를 통해 생산한 전기를 수전해 기술에 사용해서 물을 전기분해 합니다. 그러면 물이 산소와 그린수소로 분리되죠. 또 대기 중에서 탄소포집 기술을 이용해 이산화탄소를 모아요. 이 둘을 고온·고압 환경에서 정제하고 증류 과정을 거치면 연료 형태로 가공된 E-fuel을 생산할 수 있어요.

E-fuel은 대기 중에서 탄소를 모아서 만들죠. 많이 만들수록 대기 중 탄소농도를 떨어뜨려요. 연료를 다시 연소하면 탄소가 배출되겠죠? 하지만 원래 공기중에 있던 것이니, 탄소 순배출량은 ‘0’입니다. 그린수소로 E-fuel을 만들면 이론적으로 탄소배출 없는 에너지 사용이 가능하다는 얘기죠.

화석연료와 비슷하면서 활용처 넓어

E-fuel은 기존 휘발유, 디젤 등 석유 연료와 성질이 비슷하면서도 탄소 배출량이 줄어들어요. 또 이 같은 방식은 거의 모든 종류의 연료를 생산할 수 있죠. e-암모니아까지 생산할 수 있어서 비료마저 대체 가능해요. 활용처가 광범위하고 친환경적이란 게 가장 큰 특징이죠.

그렇다면 왜 E-fuel이 주목받게 된 걸까요. 국제에너지기구(IEA)는 2050년 탄소제로 실천을 위해 범지구적 노력을 하고 있어요. 유럽은 2030년부터 내연기관차량을 점차 판매 중단하죠. 탄소제로를 위해서는 연료 대신 배터리를 써야 해요. 문제는 배터리를 아무리 공급해도 기존의 화석 연료를 대체할 수준이 안된다는 겁니다.

IEA가 올해 내놓은 에 너지기술 전망보고서에서는 지구상의 리튬을 모두 사용해 배터리를 만든다 해도 수송을 위한 공급은 40%가 모자란다고 발표했어요. 특히 항공과 선박은 아직 배터리를 사용하지 못하죠. 예를 들어 대형 항공기가 5시간 비행하려면 화석연료의 48배 무게만큼 배터리를 달아야 한다고 해요. 항공기와 선박 모두 친환경 연료 사용에 열을 올리고 있는 만큼, E-fuel의 수요처는 무궁무진하다고 볼 수 있죠.

때문에 대안연료로서 E-fuel을 사용해야 한다는 목소리가 힘을 얻고 있습니다. 기존의 화석연료 인프라를 그대로 이용해서 쓸 수 있다는 것도 매력적이죠. 때문에 글로벌 자동차 회사들은 E-fuel과 배터리를 사용하는 하이브리드 차량이 전기차의 대안이 될지 연구중입니다.

비용 높고 에너지 효율성 낮은 게 문제

보기엔 좋아보이지만 가장 큰 단점은 바로 가격입니다. 비용은 높고 에너지 효율성은 상대적으로 낮아요. E-fuel은 수전해를 통해 물에서 그린수소를 뽑아내야 하죠. 아직 이 비용부터 비싸요. 게다가 대기 중에서 탄소를 포집하는 기술도 비싸죠. 각각 높은 비용을 들여서 모은 재료로, 대안연료를 만드는 것도 돈이 들어요. 그래서 지금 나오는 E-fuel은 리터당 최소 10달러 이상이 필요해요. 경제성이 없는 수준이죠.

기술이 상용화하려면 기술이 발전하고 가격이 내려가면서 기존의 연료를 대체할 수준이 돼야겠죠. 전문가들은 2050년까지 E-fuel의 가격이 현재 휘발유 가격까지 내려갈 것으로 보고 있어요. 각국의 탄소 정책이 계속될 수밖에 없는 만큼 수전해 기술과 탄소 포집 관련 기술은 계속 발전할 수밖에 없다는 게 그 근거죠. 흔히 석유가 고갈되면 어쩌나 하는 우려가 있죠. 하지만 석유 자체도 모자라지 않을뿐더러, 추후 이를 대체할 기술은 얼마든지 있습니다. 혁신을 완성하는 것은 결국 가격 하락이라고 하는 이유죠. E-fuel이 만드는 미래를 한번 상상해 보세요.

고윤상 기자