▲양태현 한국에너지기술연구원 수소에너지연구본부장

[투데이에너지] 수소는 순환주기가 매우 짧고 고갈의 염려가 없으며 기후 변화 및 대기오염 등의 환경문제를 최소화하는 화석연료를 대체할 수 있는 미래 청정에너지로 떠오르고 있다. 화석연료에 비해 수소는 연료로 사용시 물이 되고 물에 에너지를 가해 다시 수소로 만들어지는 수소 순환주기가 매우 짧으며 화석연료에 비해 소모되는 에너지도 상대적으로 적다. 2021년 11월26일 정부에서는 수소경제 이행 기본계획을 발표했다.

2019년 1월 수소 경제 로드맵 발표, 2020년 2월 수소법 제정, 2020년 7월 수소경제위원회 발족, 2021년 2월 수소법 시행 이후 후 수소관련 최초의 법정계획을 발표한 것이다. 기본 계획에는 국내·외 청정수소 생산 주도, 빈틈없는 인프라 구축, 모든 일상에서의 수소 활용, 생태계 기반 강화 등 4대 추진전략과 15개 과제를 담고 있다.

2050년까지 연간 2,790만톤의 청정수소를 국내외에서 생산 공급하며 해외 도입 인프라 구축을 지원한다. 대량의 수소 유통이 가능한 수소 항만, 배관망, 수소충전소 확대 등 국내 인프라를 구축하고 수소발전, 수소모빌리티, 산업분야 화석연료 대체 등 수소 활용을 확대하고 기술개발, 인력양성, 안전확보, 법령정비, 수소전문기업 육성 등 생태계 강화를 지원을 추진한다.

일부에서는 수소경제 이행계획이 기술적 실현 가능성이 낮고 경제적으로 국가에 엄청난 부담을 주는 비현실적인 계획이라는 의견이 있다.

수소경제가 인기를 끌기까지는 수소의 사용은 매우 제한적이었으며 시장의 규모가 협소해서 특정기업들과 국가에 의해 좌지우지 되고 있었다. 그러나 그린수소 생산 수전해 기술은 18세기에 발명된 오래된 기술이다. 노르웨이 수소전문기업인 넬 하이드로젠사는 이미 1953년에 대용량 수전해 설비를 상용화해 수력발전소에서 나오는 그린에너지로 물을 분해 그린수소를 생산해 비료의 원료인 암모니아를 제조하는데 사용했고 현재도 사용 중이다.

탄소중립을 고민하기 이전부터 노르웨이, 캐나다 등에서는 상당한 잉여 전력을 저장하는 방법으로 수소를 선택하였다. 두 나라는 수력, 풍력 등 재생에너지 자원이 풍부하기 때문이다.

2021년 현재 국내 그린수소 가격이 비싸다는 것은 사실이다. 국내에는 대용량 수전해를 상용화한 기업이 아직 없고 설치사례 및 그린수소 사용사례도 손을 꼽을 정도로 적다. 가격이 비싼 것은 당연하다. 그린수소의 가격은 수전해 장치의 가격과 공급되는 전기요금에의해 결정된다. 수전해 장치의 가격 저감, 수소 생산 효율 향상 기술개발이 진행 중에 있다.

골드만 삭스의 그린 수소(2020) 자료에 의하면 2050년까지 유럽에 1,055GW, 미국에 1095 GW, 아시아에 3,129GW의 수전해가 설치될것으로 예상하고 있다. 2020년 기준 유럽에 설치된 총 수전해설비 용량은 0.1GW 규모이다. 가격 하락은 누구나 예상할 수 있다.

수소경제 도입은 막대한 예산의 투자가 필요하며 당연하다. 현재 전세계적으로 에너전 전환, 탄소중립 구현을 위해서 상상을 초월하는 예산이 투입될 것이다. 지구를 살리기 위해 화석경제에서 재생에너지 기반의 사회로 변환하기 위해서는 우리 모두가 감당해야 할 일이다. 골드만 삭스 자료에서는 유럽에 그린수소를 도입하기 위해 2050년까지 500GW의 수전해 설치가 필요하다고 예측하고 있다. 이를 위해서는 재생에너지 발전에 65%, 수전해 설비에 15%, 수소발전에 15%, 가스 인프라에 5% 등 총 2조2,000억유로의 투자가 필요하다고 분석하고 있다. 이 데이터에서 보듯이 수소경제 전체 투자액의 2/3가 재생에너지 발전에 할당돼야 한다. 에너지전환 및 탄소중립 정책에 따라 상당수의 석탄 및 LNG 화력발전소가 사용 중지가 되고 재생에너지로 대체된다는 것에 대다수의 국가가 동의하고 있는 상황이다. 이와 함께 재생에너지의 간헐성 및 변동성 문제를 해결하기 위해 에너지저장시스템이 설치될 것이다. 이 중 일부를 그린 수소로 저장, 발전에 활용이 가능하기 때문에 투입 예산을 낮출 수 있다. 해외수소 의존성이 높은 이유는 우리나라의 입지조건상 재생에너지의 가격 경쟁력이 낮기 때문에 그린수소 또한 외국보다 비싸다. 우리는 수소 저장 이송 분야의 기술 혁신을 통해 수소 유통비용을 낮추어야 한다.

수소경제 이행 기본계획을 통해 온실가스와 미세먼지 등 유해물질 배출이 없는 친환경 에너지인 수소의 사용을 높여 건강한 사회를 조성하고 주력산업과 에너지신사업 연계된 수출 성장동력산업으로 육성하여 세계 수소 기술 선도국으로 발돋움할 것으로 기대한다.

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