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세계가 청정수소에 집중하고 있다수소경제 이권 경쟁 활발
  • 박희정 기자
  • 승인 2020.09.10 10:00
  • 호수 132
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재생에너지원을 수분해해 얻는 청정수소는 환경영향이 제로에 가까워 청정에너지 중 베스트 오브 베스트로 주목받고 있다. 친환경에너지의 중심이라 할 수 있는 유럽을 비롯해 미국, 중국, 일본 등은 앞 다퉈 수소경제의 이권을 거머쥐기 위한 경쟁에 부심하고 있다. 기술에 대한 자부심이 강한 한국도 정부에서 총리를 위원장으로 하는 수소경제위원회를 출범시키며 수소산업에 막강한 힘을 싣고 있는 상황이다. 수소는 그린뉴딜의 새 장을 열어줄 우선순위로 손색이 없어 그 경제파급효과가 막대할 것으로 기대된다.

 

2050 탄소 중립 선언한 EU, 청정수소 사업 본격화

EU 집행위원회는 수소분야 투자를 촉진하고 전력화가 어려운 부분의 탈탄소화를 도모하기 위한 수소전략을 지난 7월 8일 발표했다. 이 전략은 수소가 에너지시스템 통합 과정에서 전력화가 어려운 부문의 저탄소화에 기여할 수 있다는 관점에서 마련됐는데, 이러한 부문에는 정유, 철강, 화학단지 등의 탄소집약적 산업과 수송부문이 있다. 수송 부문의 경우 버스, 특수목적차량, 대형화물 차량 등의 온실가스 저감에 수소가 활용될 것으로 기대되는데, 관련 계획은 2020년 연내 발표 예정인 '지속가능 스마트 모빌리티 전략'에서 자세히 다뤄질 예정이다.

이 전략에서 수소부문의 민간투자와 공동연구 촉진을 위한 수소동맹 출범이 선언됐다. 이는 유럽의 청정수소 생산역량 증대를 위한 투자방안 모색이 필요했기 때문인데, EU는 수소가 유럽의 최종에너지 소비에서 차지하는 비중이 현재의 2% 수준에서 2050년까지 13~14%로 확대될 것으로 전망하고 있다.

EU 집행위는 전략 내 설정된 목표 달성을 위해 InvestEU 등을 통한 자금지원을 활발히 하겠다는 방침도 밝혔다. 또 전략에서 EU는 청정수소 개발을 우선시한다고 밝히면서도, 중단기적으로 ‘저탄소 수소'’를 일부 활용할 필요가 있다고 언급했다. 청정수소의 가격경쟁력이 부족한 이유다. 전략에서는 ‘청정수소’를 풍력, 태양광 등 재생에너지원을 이용해 수전해로 생산되는 수소로 정의한다. 단 생산과정에서 온실가스 배출이 없을 경우 바이오매스의 개질로 생산된 수소도 청정수소로 인정받을 수 있다.

이번 전략은 청정수소의 가격경쟁력 확보와 개발상용화를 위해 대형 수소 전해조 개발 로드맵을 제시한다. 설정된 계획기간은 2020~2040년, 2025~2030년, 2030~2050년 등 총 3개년으로, 계획기간 동안 EU 집행위 차원의 활발한 투자가 예정돼 있다.

현재 유럽의 수전해를 통한 청정수소 생산능력은 연간 1GW를 밑도는 수준이다. 첫 번째 계획기간은 유럽 내 6GW 규모의 청정수소 생산시설을 확보하는 것인데, 이는 연간 약 100만 톤의 청정수소 생산이 가능함을 의미한다. 두 번째 기간은 총 40GW의 청정수소 생산시설을 확보해 연간 1000만톤 수준의 청정수소 생산능력을 갖추는 것이다. 마지막 기간은 기술을 성숙시켜 상업이용이 가능한 수준의 대규모 청정수소 생산시설을 확보해 활성화하겠다는 것이다. 계획 내 수소 전해조의 입지는 정유, 철강, 화학단지 등 수요처 중심으로 설정될 예정이다.

EU 집행위 차원에서 수립된 이번 전략과는 별개로, 유럽 내 11개 가스인프라 기업도 2040년까지 수소와 천연가스를 수송하는 파이프라인 2만 3000km를 확충하겠다는 계획을 7월 17일 발표했다. 이 계획은 천연가스망이 향후 수소망으로도 활용될 수 있다는 관점에서 마련된 것이며, 계획 내 제시된 파이프라인은 독일, 프랑스, 이탈리아, 스페인, 네덜란드, 벨기에, 체코, 덴마크, 스웨덴, 스위스를 가로지를 것으로 예정돼 있다. 세계 에너지시장 인사이트에 의하면, 이번 계획에는 이탈리아의 Snam, 스페인의 Enagas 등 유럽 내 9개 회원국 11개 가스인프라 기업이 참여하는데, 이들 기업은 “원활한 수소 수급균형 확보는 에너지 탈탄소화 달성에 가장 중요한 부분인 동시에, 유럽 그린딜을 달성할 수 있는 중요한 수단”이라고 언급했다.

 

전 세계가 수소산업 비전에 주목, 활성화 활발

수소산업에 뛰어들고 있는 것은 유럽뿐만이 아니다. 세계 각지에서 수소에너지의 장점에 주목하고 있으며 미래 에너지원으로서 지대한 관심을 가지고 있다. 수소에너지는 다른 발전대비 도시형으로 적합한 환경 친화적인 청정에너지다. 오염물질 발생이 없으며, 종합효율이 75~90%(전기효율 42~60%)로 현존하는 발전기술 중 가장 높다. 다른 발전 대비 소음도 매우 적은데, 10m거리에서 65dB로 피아노 소리 수준이다. 다른 재생에너지원과 비교해 수소연료전지는 공간 효율도 좋다. 10MW당 2000m2이며 이는 태양광에 비해 1/66이고 풍력과 비교해서는 1/20에 해당하는 면적이다.

이러한 연유로 세계는 수소에 눈을 돌리지 않을 수 없다. 미국은 국내 자원을 활용한 수소 생산량을 확보하면서, 수소 밸류체인 전반의 기술자원을 확보해 에너지 리더십 강화를 모색 중이다. 특히 재생에너지 공급이 풍부한 캘리포니아주를 중심으로 수소 인프라 확산 지원을 추진 중이다. 호주는 풍부한 재생에너지원과 정책적 지원을 바탕으로 수소산업 생태계를 구축하고 있다.

호주 역시 주별로 재생에너지를 사용한 수소 생산 계획을 적극 추진 중이며, 한중일 등 주요 수소 수요처에 수소 수출방안을 모색하고 있다. 독일은 민관합동 특수목적법인 ‘H2모빌리티’를 설립, 모빌리티 영역에 우선적으로 집중해 인프라 구축을 지원하고 있으며, 자국 내 수소 생산량 부족을 보완하기 위해 가나, 나이지리아 등 서아프리카로부터 수소공급망 탐색과 공급업체 계약을 진행하고 있다.

우리나라 수소산업은 승용차와 특정연료전지 분야가 주도하고 있으며, 나머지 수소분야는 산업 생태계 조성이 시급한 실정이다. 정부는 이러한 산업육성을 위해 다각적은 지원을 하고 있다. 국내는 그간 수소 수요 측면에 집중된 성과를 넘어, 장기적으로 수소 공급의 양적 질적 확대가 필요한 시점이라는 데 민관의 의견이 일치한다. 특히 국내 연간 수송용 수소 수요량은 2020년 4000톤에서 2030년 약 37만톤, 2040년 약 100만톤까지 확대가 예상되며, 철강 화학 등 산업계의 수소 활용이 확대될 경우 수소 공급의 중요성이 더욱 부각될 전망이다. 이 때문에 부생수소를 에너지원으로 활용한 세계 최초의 상업용 발전소로 국내 대산에 세워진 수소연료전지 발전소는 본격적인 수소경제로의 이행 기반이 될 것으로 기대된다. 이 발전소는 액화천연가스에서 추출한 수소를 사용하던 기존의 연료전지 발전소와 달리, 인근 석유화학 공장의 공정에서 부산물로 발생해 공정에서 태워지거나 버려지던 부생수소를 직접 투입함으로써 추가적인 온실가스 배출도 없는 친환경 발전소다.

그러나 이러한 부생수소의 국내 공급잠재력도 한계가 있으며, 추출수소의 온실가스 배출문제, 국내 그린수소 생산능력과 기술력 한계 등을 고려할 때, 2030년 이후 국내 수소 수요의 최소 10~50%의 청정수소를 해외로부터 조달해야 할 것으로 예측되기도 한다.

우리와 유사한 환경의 일본도 호주, 브루나이 등지에서 해외 수소 도입 프로젝트를 활발히 추진하고 있다고 한다. 이에 산업통상자원부는 민관합동 수소산업 기획단을 통해 저렴한 해외 청정수소를 도입하기 위한 방안을 모색해나갈 예정이다.

정부 발표에 의하면 우리 정부는 전 세계 수소연료전지 보급량의 40%를 차지할 정도의 기술력을 보유하고 있으며, 2040년까지 발전용 연료전지 15GW를 생산(내수 8GW 보급)해서 수출산업으로 육성할 목표를 가지고 있다. 전 세계적인 청정에너지로의 전환 추세에 따라 본격적인 수소경제 성장기로의 진입을 앞두고 있는 지금, 민관의 보다 적극적인 행보가 이뤄져야 할 것이다.

박희정 기자  doban03@hanmail.net

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