내연기관에 기대 거는 탄소 중립 역할

"내연기관은 죄가 없다. 태우는 연료가 문제일 뿐이다". 맞는 말이다. 그런데 많은 사람들이 화석연료와 내연기관을 같은 의미로 사용하며 퇴출을 언급한다. 보편적 관점에선 둘의 관계를 떼어낼 수 없었으니 동의어로 봐도 무방했던 탓이다.

하지만 150년 동안 누구도 끼어들지 못했던 화석연료와 내연기관의 끈끈한 관계가 결국은 흔들렸다. 같이 사라지는 게 아니라 내연기관은 생존, 화석연료는 퇴출 수순을 밟고 있어서다. 결코 분리되지 않을 것 같던 내연기관과 화석연료 가운데 어느 것이 지구를 힘들게 하는지 심판한 결과 화석연료에 망치를 가하기로 했다. 대신 그 자리에 '이퓨얼(e-Fuel)'로 불리는 재생합성연료를 투입한다. 2035년 내연기관 퇴출을 검토했던 유럽연합이 인류의 지속 가능성을 끈질기게 고민한 결과 내연기관은 여전히 필요하다고 못 박은 결과다.

국제에너지기구(IEA)에 따르면 2050년 지구에 필요한 전기는 2021년 대비 두 배 가량이다. 그리고 전기를 생산하는 방법은 기름, 석탄, 천연가스, 바이오에너지, 기타 신재생에너지, 수소, 태양광, 풍력, 원자력, 지열 등이다. 여기서 만들어진 전기는 수송(자동차, 선박, 항공, 기차 등), 화학, 철강, 시멘트, 기타 산업, 주거, 서비스 등 삶의 모든 부문에 사용되는데 여러 전기 중 재생에너지와 원자력의 역할이 절대적이다. 그런데도 여전히 석탄과 기름, 천연가스 발전 비중은 20%로 내다본다. 특히 수송 부문은 화석연료 사용이 더 오래될 것으로 전망한다. 대형 이동 수단을 움직일 때 배터리에 담는 전기로는 한계가 분명한 탓이다. 배터리 전기차를 중심으로 동력 전환을 추진하되 내연기관에 이퓨얼을 혼용해 산업 전환기의 가교 역할을 맡기고 장기적으로는 지속 가능한 탄소중립 기술로 육성하겠다는 목표를 설정한 배경이다.

이퓨얼을 인류가 수용키로 한 또 다른 이유는 합성연료 또한 수소에 기반을 두고 있어서다. 이미 배출된 이산화탄소를 포집해 태양광 및 풍력 등으로 생산한 수소와 합성시키는 만큼 탄소 배출을 늘리지 않는다. 연소 과정에서 태우면 이산화탄소가 나오지만 다시 포집해 사용하면 '탄소 중립' 조건을 충족한다. 그러자 르노, 폭스바겐, 현대차, 포르쉐, 토요타, 마쓰다, BMW, 벤츠는 물론이고 배터리 전기차에 집중해 온 중국도 지리자동차를 중심으로 개발에 뛰어들었다.

흥미로운 점은 이퓨얼 전략의 중심에 하이브리드가 자리한다는 사실이다. 휘발유를 재생연료로 대체했을 때 탄소 중립 효과가 극대화되기 때문이다. 100% 배터리 전기차로 전환되는 것 자체가 불가능한 목표라면 하이브리드(HEV, PHEV)에 합성연료를 투입해 탄소 배출을 줄이려는 시도가 잇따른다. 그중에서도 관심은 레인지 익스텐더로 명명되는 내연기관의 역할 재정립이다. 지금은 내연기관이 동력을 만들지만 배터리와 함께 사용하면 발전 역할에 머물러도 충분하다. 이 경우 제조사별로 각 나라의 충전 인프라 대응이 가능하다. 충전이 쉬운 곳은 배터리 용량을 늘리되 내연기관 발전은 줄이면 된다. 반대의 경우라면 배터리 크기를 줄이고 발전량을 확대한다. 무조건 배터리 전기차로 바꾸는 것보다 훨씬 탄소 중립 대응이 탄력적일 수 있다. 불가능한 상상보다 실제 가능한 탄소 중립 목표에 도달하자는 게 재생합성연료 사용의 1차 목적이다.

이제는 누가 먼저 합성연료 가격을 낮추느냐가 남는다. 최근 일본도 합성연료 생산에 속도를 내는 중이고 독일, 미국도 보폭이 빨라졌다. 각 나라가 재생합성연료 사용을 염두에 둔 시점은 2025년이다. 물론 석유를 사장 많이 사용하는 한국도 예외는 아니다. 배터리 전기, 수소 전기, 그리고 수소 합성연료 내연기관이 공존하는 시대로 서서히 들어가는 형국이다. 움직이지 않는 것과 달리 '이동'하는 것은 언제나 에너지를 공급하는 방법이 고민이고 합성연료는 탄소 절감과 공급 방법이 쉬운 에너지로 인정받은 셈이다.