많은 사람들이 기후위기야말로 인류가 온 힘을 다해 대처하지 않으면 가까운 장래에 인류 파멸을 가져올 문제라고 경종을 계속 울리고 있다. 문제 해결의 가장 핵심은 이산화탄소 배출을 줄이는 것이다. 우리 주위에서 가장 눈에 띄는 이산화탄소 배출원은 아마 자동차일 것이다. 그런 이유로 전기차, 수소차에 대한 많은 연구개발과 지원책이 나오고 있다.수소는 산소와 화학반응 후 물을 배출하기 때문에 청정 에너지란 이미지를 갖고 있다. 게다가 우주에서 가장 흔한 원소라는 이야기까지 더하면 미래 최상의 연료라고 부를 수 있을 것만 같다. 그러나 수소와 관련된 과학과 공학을 조금만 더 살펴보면 문제가 간단하지만은 않다.

수소는 밀도가 낮아 연료로 사용하기에는 부피를 크게 차지하기 때문에 매우 튼튼하고 두꺼운 용기에 압축하거나 저온 용기에 액체수소로 담아야 한다. 예를 들어 30ℓ 연료탱크에 휘발유는 22㎏을 담을 수 있지만 수소는 2㎏밖에 못 담는다. 액체수소는 휘발유보다 단위 무게당 효율이 3배 높지만 담긴 양이 11분의1이니 운행거리가 훨씬 떨어진다. 물론 최근 수소연료전지를 이용해 무거운 용기 문제와 효율성 문제를 해결하고 있기는 하다.

그렇지만 수소연료전지차도 기술적으로 해결해야 할 문제가 많다. 흔히 전기차의 단점으로 지적되고 있는 것이 오랜 충전시간이다. 몇십분씩 걸리는 전기차 대신 수소충전은 몇분에 불과하기 때문에 더 좋다는 인상을 준다. 그러나 충전소 설치 비용이 전기 충전소의 수십배가 들고 수소를 공급하는 과정도 훨씬 복잡하다. 수소충전기는 차량 하나를 충전한 뒤 다른 차량을 충전하기 위해서는 20~30분 동안 내부 압력을 높이는 과정이 필요하다. 만약 여러 대가 줄지어 기다리면서 충전하는 경우에는 각각의 차가 수소를 충전하는 데 25~35분이 걸리게 된다. 게다가 현재 나와 있는 수소연료전지 자동차들은 전기차에 비해 가속이 잘 안 된다. 즉 고성능의 자동차가 되기 어렵다는 것이다.

또 수소가 우주에 가장 많은 원소이기는 하지만 지구에서는 그렇지 않다. 수소는 채굴하듯이 얻을 수 없고 공장에서 생산해야 한다. 물에 들어 있는 수소를 전기분해해서 사용하는 것은 전기를 곧바로 사용하는 것보다 훨씬 비효율적이다. 청정 이미지와는 달리 수소 생산은 그리 청정하지 않다. 전기분해로 수소를 생산하는 것은 수지가 맞지 않기 때문에 메탄이 주성분인 천연가스와 수증기를 반응시켜 수소를 만든다. 이때 일산화탄소가 배출된다. 오히려 천연가스를 바로 연소시키는 자동차보다 한 번의 과정을 더 거쳐야 하고 수소를 운반, 보관하는 데도 노력을 쏟아야 한다고 생각하면 수소에너지를 과연 청정에너지라고 하는 것이 맞는지 생각해 봐야 한다.

일정한 노선을 왕복하는 버스나 대형 트럭 등에는 보다 빨리 응용될 수 있겠지만 승용차에 수소를 사용하려면 앞서 살펴본 바와 같이 아직 해결되지 않은 문제점들이 많다. 원자력 잠수함, 항공모함 등은 오래전부터 있어 왔지만, 원자력차는 시간여행을 하는 SF영화 외에는 본 적이 없는 것과 같은 이치가 아닐까. 만약 축산농가에서 발생하는 메탄을 수소로 전환하는 방법이 있다고 하면 아주 재미있고 놀라운 결과를 만들어 낼 수도 있을 것이다.

결국은 깨끗한 전기에너지를 저렴하고 안정적으로 안전하게 공급할 수 있는 방법이 최선일 것이다.