수소경제, 한국은 어디까지 왔을까?
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소수경제란 무엇인가?
수소경제란 수소의 생산 및 활용이 국가, 사회 및 국민생활 전반에 근본적 변화를 선도하여 새로운 경제성장을 견인하고 수소를 주요한 에너지원으로 사용하는 경제산업구조이다. 수소경제로의 전환은 궁극적으로 재생에너지를 활용해 수소를 생산하며, 에너지 공급과 수요 전체 영역에서 기존의 화석연료를 대체함으로써 일부 산유국에 집중된 공급 체인에서 벗어나는 것이다. (출처: sk e&s 미디어룸)
소수경제 밸류체인의 구조
수소 산업은 생산, 저장, 운송, 충전, 활용 단계로 구성되며 밸류체인 전반에 걸쳐 다양한 산업과 연계되어 있다. 수소경제 밸류체인을 구축한다는 것은 단순히 우리가 사용하는 에너지원이 변화한다는 것을 넘어 산업 체계가 변화하는 것이며, 이는 국제적으로 탄소경제에서 수소경제로 나아가는 흐름을 의미한다.
(출처:kb금융그룸)
소수경제가 등장하게 된 배경은 무엇이 있을까?
우선, 국내에서 수소경제의 핵심인 ‘그린수소’와 연료전지’ 생산기술이 발전하게 되었다. 기존 그린수소 생산방식은 전극을 물에 담근 후 전기로 물을 분해해 수소를 얻어내는 방식이었는데, 태양광과 물에 의해 전극이 쉽게 부식된다는 취약점이 있었다. 그러나 23년 3월, 한국표준과학연구원(KRISS)은 그린수소 생산 효율을 극대화할 수 있도록 이산화티타늄(TiO2) 보호막의 산소 결함 양을 제어하는 기술을 세계 최초로 개발했다. 또한 카이스트의 수소·연료전지연구센터에서는 23년 7월, 3차원 구조체를 제어하는 기술로 오랜 시간 높은 안전성을 가지고 기존 대비 전지의 성능도 높인 연료전지 기술을 개발했다. (출처:한국표준과학연구원)
이러한 기술의 발전과 함께, 수소산업과 관련된 국내 법도 변화하고 있다. 22년 5월, 청정수소발전의무화 제도(CHPS)를 도입하여, 발전사들이 일정 비율 이상 수소 발전 전력을 의무적으로 구매하도록 하였다. 또한 수소 연료에 대한 불공정 입찰을 예방하고 계약의 안정성을 확보하여, 다양한 수소발전 기술이 경쟁하도록 입찰시장을 구축하였다. 23년 11월에는 청정수소 인증제를 도입하여, 생산 과정에서 온실가스 배출량이 일정 수준 이하인 수소를 청정수소로 인증하고 인센티브를 제공하는 법적 기반을 마련했다. (출처:투데이에너지)
최근, 러시아-우크라이나 전쟁 발발 이후 글로벌 에너지 공급망이 붕괴되고 인플레이션과 경기침체 등 불안한 국제 정세가 지속되면서, 에너지 패러다임은 탄소중립과 에너지 안보를 동시에 추구하는 방향으로 진화하고 있다. 이에 따라 기후위기 대응을 위한 에너지 전환에 기여하면서도 외부 변수에 공급망이 흔들리지 않는 지속가능한 청정 에너지원인 수소에 대한 관심이 커지고 있다. 주요 국가들은 수소경제를 확대하기 위한 정책을 강화하고 있는데, 국가 별 전략 및 로드맵을 발표할 뿐만 수소산업에 대한 투자도 증가하고 있다.
수소경제는 어떤 산업군에서, 어떻게 활용되고 있을까?
1) CJ대한통운
CJ대한통운은 수소생산 및 공급기업인 어프로티움과 국내 수소충전소 운영 기업인 하이넷과 업무협약을 체결하였다. CJ대한통운은 23년 7월부터 어프로티움의 수소 생산시설에서 전용 튜브 트레일러를 투입해 기체수소를 실은 후, 이를 하이넷의 충전소에 운송하고 있다. 또한 CJ대한통운은 22년 12월부터 인천에 있는 연간 3만 톤 규모의 SK E&S 액화수소 생산 플랜트에서 전국 수소충전소로 액화 수소를 운송한다. 이를 통해, 소비자들이 사용하는 수소차 충전소를 확대하고, 수소 생산과 유통을 증가시켜 모빌리티 수소산업 활성화에 큰 역할을 할 것으로 기대된다. (출처: cj뉴스룸)
2) 두산모빌리티이노베이션
두산모빌리티이노베이션(DMI)은 연료전지 파워팩을 기반으로 드론 솔루션을 제공하는 기업으로, 산업용/군사용 모빌리티 산업에서 수소연료전지를 활용하고 있다. DMI가 개발한 DP30M2S는 세계 최초로 상용화된 드론용 수소연료전지로, 장시간(2시간 이상) 비행이 가능하고 소음과 진동이 적어 감시·정찰 등의 임무에 적합하다. 이러한 강점을 바탕으로 국방 전담팀을 신설하여, 여러 군수 사업에 참여해 군용 솔루션 개발에 역량을 쏟고 있다. 관련 사례로, 22년 9월, 제주도 해상에서 특수전전단 해난구조전대와 함께 조난자 탐색구조훈련을 실시한 바 있다. (출처:IB토마토)
출처: 두산모빌리티이노베이션 뉴스레터그렇다면 수소경제의 전망과 한계는 어떨까?
[수소경제 활성화에 따른 고용 패러다임의 변화]
탄소경제에서 수소경제로 전환됨에 따라, 기존 내연기관차 산업과 같은 화석연료 기반 산업 노동자들의 고용 감소가 발생할 것이다. 일자리 축소는 2022~2030년 한 해 평균 9,000명 수준으로 예측되며, 특히 2031~2035년 자동차 생산 부문에서 매년 11,500개의 일자리가 줄어들면서 정점을 이룰 것으로 예상된다. 한편, 수소경제 활성화로 새로운 일자리 창출도 예측되는데, 현대자동차는 23년에 수소 산업과 관련된 10개 분야에서 두 자릿수 이상의 인력을 채용하였다. 또한 가스안전공사는 정기공채를 통해 수소경제 안전성 확보를 위한 안전관리 전문인력으로 채용하였다.
[수소경제 밸류체인 관련 전후방산업 수직적 통합 증대]
수직적 통합은 밸류체인에서 전·후방 단계를 통합, 흡수하는 전략으로, 수소경제 밸류체인에서 수소 생산부터 활용 단계까지 통합한 비즈니스 모델을 개발하는 것이다. 예를 들어, SK가스와 롯데케미칼의 경우, 롯데케미칼이 석유화학 공정을 통해 부생 수소를 생산하고 SK가스가 생산된 부생 수소를 수소 충전소에 공급하거나 수소 연료전지 발전소에 원료로 활용함으로써 수소 생산-운송-활용 단계를 통합하고 있다. 이러한 수직적 통합을 통해 기업은 재무적 효과를 가시화하여 보여줄 수 있고, 친환경적인 수소의 사용으로 ESG 경영에 도움이 되므로 적극적으로 수직적 통합에 기반한 비즈니스 모델을 구상하게 될 것이다.
[국내 수소경제 밸류체인의 불균형한 발전 양상]
국내 수소경제 밸류체인은 인프라 분야에서 미비한 성과를 보여주고 있으며, 활용 분야에 성과가 집중되어 있어 불균형한 발전 수준을 보이고 있다. 수소 활용 분야에서는 현대자동차가 수소차 시장에서 세계시장 점유율 1위를 기록하고 있고 두산퓨얼셀이 연료전지 분야에서 성장세를 보이는 등 높은 발전 양상을 보인다. 반면, 국내의 수소 인프라 산업은 경쟁력이 낮은 상황으로, 그린수소 생산 기술인 수전해 기술력은 선진국 대비 60~70% 수준에 불과하다. 운송 분야에서는, 최근 현대제철 당진제철소의 수소 생산설비 고장으로 일주일 가까이 수도권을 중심으로 수소 수급 대란이 발생하는 등 유통 부족 문제가 지적되었다.
[수소발전소 건립에 대한 지역 주민의 반대 여론]
수소연료전지발전소는 정부의 수소경제 활성화 로드맵 핵심으로, 발전소 건립이 지체된다면 글로벌 수소경제를 선도하겠다는 목표가 달성되지 못할 수 있다. 그러나 수소연료전지발전소 건립지역 주민들은 대부분 반대의견이 강한데, 그 이유는 안전성이 확보되지 않은 데다 지역 자체발전에는 큰 도움이 안 되는 수소연료전지발전소를 해당 지역에 건립하도록 허가할 수 없기 때문이다. 일례로 송도의 경우, 국내 최대 규모의 수소 연료전지발전소가 계획되었으나 주민 대상 찬반 조사 결과 등을 토대로 지역 수용성이 낮다고 판단되어 사업이 중단되었다.
출처: NIB뉴스작성자만의 인사이트는?
*해당 단락은 2주 동안 해당 트렌드를 조사한 작성자의 주관적인 예측을 기반으로 한 의견입니다.
1) 수소산업의 안전성 보장을 위해 스마트 안전관리 플랫폼은 개방형 서비스로 운영될 것이다.
수소산업의 안전성 보장을 위해, 산업부는 핵심 수소시설을 실시간 모니터링할 수 있는 수소시설 통합 안전관리 체계를 구축하고 있다. 그러나 이는 가스안전공사 상황실에서만 확인이 가능하고, 감지된 이상신호가 근로자에게 전달되기까지 절차가 길다는 점에서 근로환경의 안전성이 제대로 확보되지 못하고 있다. 또한 수소산업 시설의 사고는 인근 지역에까지 영향을 미칠 수 있는데, 지역 주민이 이를 확인할 수 있는 시스템은 마련되지 못하였다. 따라서 주요 관리자뿐만 아니라, 실근무자와 지역주민 등 사고에 영향을 받을 가능성이 있는 모든 이들이 접근 가능한 안전관리 플랫폼을 운영해야 할 것이다. 또한 선제적 예방을 극대화하기 위해, 설비의 안전점검에 대한 이력도 개방형으로 전환해야 할 것이다.
2) 수소도시를 기반으로 전국적인 수소 인프라가 구축될 것이며, 각 도시별 수소 활용을 차별화할 것이다.
수소도시는 냉난방과 전기·교통 등 도시의 주요 기능에 수소를 에너지원으로 사용하는 도시를 뜻한다. 농·어업, 제조업, 관광업 및 에너지 산업에서 수소를 활용하거나 공항, 항만 등 기존 인프라 시설에도 수소를 활용할 수 있다. 보령시는 가축분뇨와 같은 유기성 폐자원을 활용한 그린수소 생산 실증단지를 구축하며, 광양시는 광양항 항만에서 활용하는 모빌리티에 수소 기술을 도입하는 등 지역 특성과 연계된 수소 활용 청사진들이 제시되었다. 앞으로 각 지역별 특화산업과 연계한 예비수소기업을 지원하는 정부 지원 민간협의체 등을 통해 수소경제가 더욱 활성화되고 각 지역의 수소산업 경쟁력이 확보될 것이다.
3) B2B 기업들이 B2C영역의 소비자들을 대상으로 수소 산업을 활용한 마케팅을 확대할 것이다.
B2B기업의 1차 고객이 되는 기업은 다시 이를 일반 소비자에게 판매해야 하기에, 자사의 최종 고객인 일반 소비자의 이해까지 고려한 브랜딩 사업을 펼치는 기업과 거래하는 경향이 있다. 이에 따라, B2B 수소기업들은 수소 시장의 최종 소비자까지 닿을 수 있도록 사업을 전개하고 마케팅을 확대할 것이다. 먼저, 수요 창출을 위해 일반 소비자를 대상으로 한 B2C 수소 제품의 카테고리를 늘릴 수 있으며, 대표적인 예시로 수소연료전지버스부터 승용차까지 만드는 모빌리티 회사가 있다. 두 번째로, 그린워싱에 대한 소비자들의 경각심을 고려하여, 탄소를 완전히 대체하는 수소를 활용한다는 점을 마케팅할 수 있다.
4) 안정적인 수소 생태계 구축을 위해, 기업들은 자체 수소경제 밸류체인을 구축하고자 할 것이다.
안정적인 수소 생태계를 위해, 최근 생산부터 활용에 이르기까지 전반적인 수소경제 밸류체인을 자체적으로 구축하는 기업들이 등장하고 있다. 한화의 경우, 한화솔루션 케미칼 부문이 수소 생산을, 첨단소재 부문이 수소 저장을 담당하며, 한화파워시스템이 충전 사업을, 한화에너지와 한화종합화학이 수소연료전지 사업을 운영하면서 수소경제 전 주기를 아우르는 비즈니스 모델을 수립하고 있다. 이처럼 점차 더 많은 기업들이 타 기업과의 제휴가 아닌, 자사 그룹 내 계열사로 구축한 수소경제 밸류체인을 통해, 수소 산업에서 자사의 영향력을 확대하고자 할 것이다.
수소 및 연료전지 생산기술의 발달과 제도적 기반을 토대로, 해외에 이어 국내에서도 수소경제 시대가 한 발 앞으로 다가오고 있다. 최근 다양한 산업군에서 탄소경제로부터 수소경제로의 전환이 이루어지고 있는데, 한국이 수소경제 선도 국가로 자리 잡길 기대해 본다.
고려대 영어영문학과 김다희
dahee721@naver.com
