수소경제의 기회를 잡아라!
수소에너지를 통한 경제성 확보
수소경제는 미국 GM 강연에서 존 보크리스(John O’M Bockris, 텍사스 A&M 대학 교수)가 '수소가 석유를 대체하여 에너지 수요를 충족시키는 에너지 시스템 및 경제'라는 의미로 처음 언급했다. 우리나라는 2020년 '수소법'(수소경제 육성 및 수소 안전관리에 관한 법률)을 세계 최초로 제정하면서 "수소경제란 수소의 생산 및 활용이 국가, 사회 및 국민 생활 전반에 근본적 변화를 선도하여 새로운 경제성장을 견인하고 수소를 주요한 에너지원으로 사용하는 경제 산업구조를 말한다."라고 명문화했다.
기후 위기가 글로벌 주요 이슈로 화두 되어 국제 사회에서는 기후 위기를 해결하기 위해 온실가스를 감소하기 위한 다양한 방법을 제시하고 있다. 유럽연합(EU)은 유럽을 탄소 중립 지역으로 만드는 그린 딜(Green Deal)을 발표했다. 또한, 미국의 바이든 대통령은 탄소 중립 목표 달성을 위한 친환경 인프라 투자를 공약으로 발표하면서 글로벌 트렌드로 탄소 중립이 확대되었다.
전 세계적인 탄소 중립(Net-Zero) 선언에 이어, 수소경제로의 전환은 중요한 정책적 수단이 되었다. 수소는 경제성의 측면에서 대부분 석유화학, 정유, 제철 등의 공정에서 부산물로 생성되거나 천연가스로 생산되고 있어 완전히 탄소경제에서 벗어났다고 볼 수 없다. 전기분해를 통해 수소를 얻는다고 하더라도, 화력발전을 통해서 사용한다면 탄소경제에서 수소경제로의 전환되었다고 보기 어려운 것이다. 수소경제로의 전환은 궁극적으로 재생에너지를 활용해 수소를 생산하는 것이다. 화석 연료의 공급에서 벗어나 수요, 공급의 전체 영역에서 수소를 주요 에너지원으로 사용하는 것이다.
왜 수소에너지에 주목해야 할까?
©현대자동차그룹유럽·미국·일본 등 주요 선진국들은 세계 수소경제를 선도하고 있다. EU는 탄소 감축 법제화를 추진하면서 수소경제를 위한 로드맵을 내놓았다. 수소를 주요 에너지원으로 사용해 수소 생태계를 구축함으로써 탄소 중립을 달성하겠다는 것이다. 공급의 2% 수준인 수소 사용 비율을 2050년까지 24%로 확장하겠다는 계획이다.
수소는 생산 방식, 친환경 정도에 따라 그레이수소, 블루수소, 그린수소로 나뉜다. 현재 생산되는 가장 일반적인 수소는 그레이수소로, 철강·석유화학 공정에서 발생한 천연가스를 통해 수소로 얻는 방식이다. 경제적이지만 이산화탄소가 발생한다는 문제가 있다. 반면, 그린수소는 전기로 물을 전기 분해해 생산하는 방식으로 가장 친환경적이라고 할 수 있지만 경제성이 낮고 기술력의 한계로 상용화까지 많은 시간이 필요하다.
수소 산업은 부품 업체가 많고, 생산-저장 및 운송-활용 등 다양한 산업과 연계되어 있어 전방 산업뿐만 아니라 후방 산업까지 파급효과가 크다. 수소의 생산, 저장, 운송, 활용 등에 필요한 인프라 구축은 금속·기계·화학 설비 등 관련 산업의 투자와 고용 및 시장 확대를 할 수 있다. 또한, 차량의 경우 수소차에 적용되는 부품과 연료전지 등은 대부분의 협력업체가 중소·중견기업이기 때문에 협력기업들의 고용 창출과 성장이 이어지고 있다. 밸류체인 전체 산업의 확대도 가능할 것으로 본다. 수소경제는 밸류체인이 구체화되고 기술도 차별화되기 때문에 특정 기업이 사업 전체를 독점할 수 없다. 따라서, 밸류체인별로 특성과 강점을 가진 기업이 다양하게 형성될 것이다.
수소에너지 실용화를 위한 비즈니스 기회를 잡아라!
©현대자동차그룹, UAM수소에너지를 실용화하기 위해서는 안전한 시스템의 저장과 수송 기술 개발이 중요하다. 액체 수소 저장 방법, 기체 수소 저장 방법 등 이미 상용화가 이루어진 기술뿐만 아니라 새로운 저장 기술도 적극적으로 연구되어야 한다. 수소에너지 이용 기술 분야는 연료전지가 대표적이다. 전기와 동력, 열을 얻을 수 있어 자동차, 항공 우주선, 비행기, 잠수함 등 다양한 분야에서 이용할 수 있다.
©삼정KPMG 경제연구원수소 연료전지는 화학적 반응을 통해 수소와 산소의 전기를 생산하는 발전 시스템이다. 화석 연료와 다르게 물뿐만 아니라 다른 부산물이 배출되지 않아 친환경과 탄소 중립에 가장 적합한 신재생에너지다. 리튬 배터리보다 무게가 가벼워 도심형 항공 모빌리티인 UAM에 사용될 차세대 에너지원으로 주목받고 있다. 수소 연료전지는 배터리 대비 UAM의 운항 시간 및 거리를 확대할 수 있다. 항공용으로 활용하기 위해서는 안정적인 고출력을 유지해야 하는 등 기술 개발 역량이 매우 높다. 비즈니스 측면과 정책 측면에서 수소 활용 분야는 지속적으로 기회가 확대될 것이다.
그린수소의 경제성 확보가 중요하다
유럽연합은 '기후 중립 목표를 위한 수소 전략'에서 최소 40GW의 수전해 설비를 2030년까지 설치하고 최대 천만 톤의 그린수소 생산 계획을 발표했다. 원자력 발전소 1개소의 1GW 용량을 고려하면 그 규모가 매우 크다고 볼 수 있다. 반면, 아시아에서는 중국이 에너지 패권을 장악하고 있다. 중국은 육·해상풍력 모두에서 신규 설치량 1위를 차지하며, 52GW에 이르는 풍력발전 설비를 설치해 전 세계 신규 설치량의 55.9%를 차지했다. 국제에너지기구(IEA)의 '해상 풍력발전 보고서(2019)'에 따르면 2025년 중국이 세계 최대 규모의 해상풍력발전 용량을 갖추고, 20년간 약 25배 성장할 것으로 예상하고 있다.
우리나라의 2050년 탄소 중립 시나리오에서는 2050년 국내 그린수소 필요량 약 2,800만 톤 중 80% 이상을 수입하는 것으로 계획했다. 30년 후에도 우리나라는 에너지 수입국이라는 의미다. 하지만 이제는 자원의 매장량이 아닌 기술력만 가지고도 에너지 수출국이 될 수 있다.
국내의 기업들은 저가화, 고효율, 고내구성 등의 기술력 향상을 위해 총력을 다 해야 한다. 정부차원의 지원도 필수적이다. 기업과 정부의 노력 하에 경제성 있는 그린수소를 생산할 수 있는 다양한 기술을 확보해야 한다. 낮은 비용의 그린수소는 탄소 중립에 기여할 수 있다. 수소는 새로운 에너지원으로 활용할 수 있는 영역이 확대되고 있으며, 미래 에너지원 시스템에서 매우 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.
주요 국가들이 세계 수소경제 발전에 선도적인 위치를 차지하고자 경쟁하고 있다. 이러한 상황에서 우리나라가 수소에너지 국제협력을 효율적으로 수행하기 위해서는 기업과 정부의 협력이 필요하다. 시스템 체제 구축을 통해 세계 수소경제 발전의 한 축을 담당할 수 있기를 기대해 본다.
