산업혁명 이후, 화석연료의 과도한 사용으로 인해서 온실가스의 농도가 증가했고 이는 지구온난화를 야기했다. 지구 온도 상승으로 인해 극지방의 빙하가 감소했고 기상이변 이 증가했다. 앞으로 우리가 살아갈 21세기의 지구는 온도가 지속적으로 상승할 것으로 예상된다. 이러한 지구온난화를 해결하기 위해서는 CO2를 저감해야 하는데, 국제에너지기구(IEA)와 환경부 등 여러 기관에서 CO2 저감을 위해 노력하고 있다.

우리가 사용하는 화석연료는 지속성에 있어서 한계를 가진다. 이에 대한 대안으로 수소에너지가 떠오르고 있다. 수소는 우주에서 가장 흔한 원소로 우주 질량의 약 75%를 차지하고 있다. 하지만 수소가 단독으로 존재하는 경우는 거의 없어 수소를 얻기 위해서는 수소 화합물에서 수소를 분리해내는 과정이 필수적이다. 수소를 제조하는 대표적인 3가지 방법으로는 부생수소, 천연가스 개질, 물 전기분해(수전해) 방식이 있다.

부생수소는 석유화학 단지에서 나오는 수소 부산물에 산소를 더하여 전기화학 반응이 일어나게 하여 전력을 생산하는 방식이다. 기존의 에너지 산업 체제에서 발생하는 수소를 활용하는 방식이기 때문에 현재 국내에서 가장 많이 사용하는 방법이다. 하지만 수소 저장 및 운반에 비용이 많이 들어 석유화학 단지 인근의 정유공장에서 석유 정제에 이용되거나 인근의 수소 연료전지 발전소에 공급된다. 또한 말 그대로 부가적으로 생겨난 수소이므로 장기적으로 수소사회를 이끌 주요 수소 공급원은 되지 못한다.

천연가스 개질은 천연가스와 물을 반응시켜 이산화탄소와 수소를 생산하는 것이다. 천연가스 개질 시 ‘CH₄ + 2H₂O = CO₂ + 4H₂’ 와 같은 화학적 변환이 일어난다. 물질량으로 따지면 수소와 이산화탄소의 비율이 4:1이지만, 이산화탄소는 수소보다 5배가량 무거워 수소 1kg 생산 시 약 5kg의 이산화탄소가 배출된다. 따라서 친환경적인 방식이 아니다.

물의 전기분해는 가장 간단하면서도 친환경적인 방법이라고 할 수 있다. 하지만 고가의 전력비용이 수소제조 과정에서 발생한다는 단점을 가진다. 신재생에너지 기술이 제대로 확보되지 않은 상태에서는 비용이나 공급 면에서 안정성을 장담할 수 없고 화석연료를 이용해 수전해 분해를 한다면 친환경연료로서 의미가 없다. 따라서 현재 수소 발생 반응이 일어나는 데 필요한 최소 전압을 낮추고 반응속도를 높이는 촉매를 개발하고 있다.

수소에너지는 단기적으로 낮은 경제성을 가지고 비효율적이다. 수소 경제로 나아가기 위해서는 수소 스테이션의 보급이 선행되어야 하는데 이에는 막대한 투자가 필요하여 경제성이 낮다. 또, 현재 기술로는 수전해 과정에 사용되는 전력 대비 생산되는 수소의 양이 너무 적어 효율적이지 않다. 하지만 현재 우리가 쓰고 있는 대부분의 에너지 자원은 한계성을 가지고 있다. 또, 지구온난화로 인한 기후변화를 무시할 수 없는 지점에 와있기 때문에 재생에너지의 발전은 필수적이다. 재생에너지는 보급에 있어 공급량이 크게 변동해 전력계통을 안정적으로 유지하기 어렵다는 문제점이 있지만 미래에 기술이 발전하여 물 전기분해를 통해 수소에너지를 낮은 가격에 얻게 된다면 완전히 친환경적인 방법으로 에너지를 생산할 수 있게 된다. 그렇다면 수소사회로 나아가기 위해 정부는 어떤 일을 해야 할까? 정부는 연료전지 자동차 산업과 수소 인프라 구축에 대해 인센티브를 제공하고 수소에너지 발전을 막는 규제를 철폐해야 한다. 또, 수소 경제의 기초 마련을 위해 수소 경제법을 제정하여 민간의 참여와 소비자의 신뢰가 형성되도록 해야 한다. 이 외에도 국제 표준화 작업에 적극 참여하여 전문가를 육성하고 국제 활동 지원에 주력할 필요가 있다.