[환경]수소의 간접 온실효과 4가지(지구온난화), 이산화탄소의 11.6배,메탄의 온실효과, 청정연료 수소, 오존

청정연료로 알려진 수소가 지구온난화를 일으키고 대표적인 온실가스인 이산화탄소(CO2)의 11.6배에 이르는 것으로 분석됐다. 수소의 간접 온실효과 4가지와 메탄의 온실효과, 연구결과에 대해 알아보자.

이산화탄소 11.6배의 지구온난화 효과

연구팀은 5개의 지구대기 화학 모델(GFDL, OsloCTM, INCA, WACCM, UKCA)을 사용해 수소가 다음 100년 동안 사라질 때까지 대기에서 일으키는 온실효과인 GWP100에 대한 추정치를 제시했다. 연구팀은 여러 모델의 평균값으로 수소의 GWP에 대해 11.6이라는 수치를 보였다고 했다. 이는 배출된 수소 1kg이 100년 동안 일으키는 온실효과가 이산탄소 1kg의 11.6배에 해당하는 것이다. 수소 분자(H2)는 대기 중에서 강력한 산화제인 수간기(OH)와 반응해 물 분자(H2O)와 수소 원자(H)로 바뀌면서 수소는 간접적으로 온실효과를 일으키게 된다.

수소의 간접 온실효과 4가지

1. 수소는 강력한 온실가스인 메탄(CH4)의 수명을 늘리는 효과가 있다. 메탄은 수산기(OH)와 산화되어 제거되는 데 메탄 대신 수소와 반응하면 메탄이 사라지지 않고 대기 중에 오래 남는 효과가 발생한다.
2. 수소는 대류권의 오전(O3)을 증가시키고 성층권의 오존 생성에도 변화를 일으키는 데 수산기가 감소하고 수증기가 증가하면 대류권에서 오존이 증가하여 온실효과를 가져오게 된다. 오존은 인위적 온실가스이다.
3. 수소는 성층권의 수증기를 증가시켜 지구에서 빠져나가는 열을 붙잡는다.
4. 수소가 일으키는 화학반응은 대기의 황산염 등 2차 에어로졸 등의 형성에 영향을 미쳐 추가적인 온실효과가 발생한다.

연구팀은 수소의 지구 온난화 기여도를 메탄 수명 연장 44%, 오존증가 38%, 성층권 수증기 증가 18%로 평가하고 있다.

메탄 온실효과의 44%에 해당

연구팀은 메탄에 대해서도 GWP100을 계산했는데 26.6으로 수치가 측정되었다. 기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)의 6차 평가보고서(AR6)에서 제시한 27과 비슷한 결과였다. 메탄은 천연가스의 주 성분이고 천연가스는 석탄보다 온실가스를 더 적게 배출하는 청정연료로 알려졌지만 메탄이 배출되면 이산화탄소보다 온실효과가 크다.

연구결과

이번 연구에서 제시한 수소의 GWP100은 메탄 GWP100의 44%에 해당하고 IPCC보고서에서는 39%로 봤다. 메탄만큼은 아니지만 수소가 결과적으로 강력한 온실가스가 될 수 있다는 연구결과를 도출해 낸 것이다.

연구팀은 "수소 이용 과정에서 누출이 일어나지 않도록 해야 '수소경제'가 지향하는 목표를 달성할 수 있다"라고 강조하였으며 지구 대기 중 수소의 농도는 약 530 ppb, 양은 191 조 g(191Tg, 테라그램)으로 파악되었고 연간 대기 중에서 사라지는 수소가 25 조 g, 토양으로 흡수되는 양이 57 조 g으로 추정된다고 했다. 또한 배출된 수소가 대기 중에서 남아있는 기간은 평균 2.4년으로 파악됐다.