中 사천서 순도 98% 천연수소 분출… 축적 불가설 흔들

중국 지질학자들이 사천분지 지하에서 최대 순도 98.24%에 달하는 천연 수소가 지표면으로 분출되는 현상을 확인했다.

베트남 매체 브이앤익스프레스는 24일(현지시각) 과학 전문 매체들을 인용해 2026년 6월 사천분지 지표면에서 포집한 가스 표본의 수소 순도가 97.33%에서 98.24%를 기록했다고 전했다. 가벼운 수소 분자가 지하에 축적되지 못한다는 다수 지질학자의 기존 견해에 이견을 제시하는 발견인 만큼 향후 천연 수소 상용화가 진전될 경우 한국 수소 발전 설비와 연료전지 밸류체인의 원가 구조에도 긍정적인 영향을 미칠 수 있다는 분석이 나온다.


연구진은 사천분지 지표면 누출 지점에서 채취한 가스를 정밀 분석했다. 시험 결과 해당 가스는 극미량의 메탄과 질소만을 포함한 고순도 수소로 드러났다.
전 세계적으로 순도 98%를 웃도는 천연 수소가 관측된 사례는 극히 드물다. 연구진은 화학 분석과 탄소 동위원소 검사를 바탕으로 유기물 분해 가능성을 배제하고 지각 깊은 곳의 무기 물질 반응에서 생성됐을 가능성이 크다고 분석했다.

누출 지점은 신원생대 오피오라이트 복합체 인근 페름기 화산암 지대다. 지하 감람암의 수화 변성 과정이나 휘록암이 수소를 지속해서 생성하는 반응 장소 역할을 하는 것으로 추정된다.


오랫동안 지질학계에서는 수소 분자가 매우 가볍기 때문에 지하 암석층에 모이지 못하고 대기로 빠져나간다고 판단해 왔다. 이번 관측은 크라톤 침전 분지 지형에도 고순도 천연 수소가 안정적으로 갇혀 있을 수 있음을 시사한다.

연구팀은 사천분지의 자원성을 체계적으로 검증하기 위해 3단계 기술 평가 절차를 마련했다. 지하 깊은 곳의 근원암 지도를 작성하고 단층 균열망을 통한 이동 경로를 추적한 뒤 동위원소 분석으로 수소 생성 속도를 측정할 계획이다.

미국 지질조사국(USGS)은 지질학적 모델에 기반해 전 세계 지하 천연 수소의 총자원 잠재량을 약 5조 6000억 t으로 추산한다. 이론적으로 이 잠재량 가운데 2.0%만 회수할 수 있다는 가정이 성립하면 전 세계 천연가스 총에너지의 약 두 배에 해당하는 자원을 확보하게 된다.

에너지 전문 매체 오일프라이스는 천연 수소의 상업 채굴 단가가 킬로그램당 1달러(약 1388원) 미만으로 떨어질 경우 기존 화석연료 기반 개질 수소나 수전해 수소 대비 높은 가격 경쟁력을 확보한다고 분석했다.

천연 수소의 상용 채굴이 본격화하면 두산퓨얼셀을 비롯한 한국 연료전지 발전 기업들의 청정 원료 도입 단가가 크게 낮아질 수 있다.

시추 기술 개발 지연으로 채굴 원가가 킬로그램당 3달러 이상으로 유지되면 기존 가공 수소 대비 가격 우위 경로는 성립하지 않는다.


사천분지 연구팀은 향후 수소의 지속 생산성과 이동 메커니즘을 규명하는 정밀 시추 탐사를 이어갈 예정이다. 상업적 회수율을 입증할 실측 데이터 확보와 지하 저장 구조의 안정성 검증 결과가 미래 청정에너지 시장의 핵심 관측 지표로 꼽힌다.


이용수 글로벌이코노믹 기자 piscrait@g-enews.com