[탈탄소시대 ①] 미래 에너지원 대표주자 '수소'

전 세계적으로 탄소중립 바람이 거세다. 지난달 열린 제26차 유엔 기후변화당사국총회(COP26)를 계기로 탈석탄 움직임이 빨라졌다. 주요국에선 신재생에너지 발굴에 힘을 쏟는 상황이다. 이에 대표적인 에너지원으로 꼽히는 수소가 주목받는 이유를 분석한다. 또 본격적인 탈탄소시대 돌입에 따른 국내와 해외 재생에너지 개발 현황을 살펴보고 문제점과 한계 등은 없는지 짚어본다. [편집자주]

[서울와이어 정현호 기자] 세계적으로 탄소중립이 가속화됨에 따라 친환경과 탄소저감 등 환경 이슈가 떠오른다. 세계 각국은 화석연료 중심의 기존 에너지를 수소로 대체해 새로운 산업과 시장을 만드는 방안을 추진 중이다.

수소가 미래 에너지원으로 꼽히면서 국내외 관련 연구가 한창이다. 이미 전 세계 30여 국가가 220여개 수소 프로젝트를 진행 중이다. 글로벌 컨설팅 회사 맥킨지에 따르면 2050년까지 세계 수소 시장이 3000조원 규모로 성장할 것으로 전망했다. 

국가별로 수전해 위주의 수소 공급 확대(EU), 해외 수소 도입을 통한 확보(일본), 재생에너지원을 활용한 그린수소 수출(호주) 등으로 상이하지만, 장기적인 관점에서 저탄소 수소(블루수소, 그린수소) 확보를 목표로 하는 점은 공통된다.

전 세계적인 탈탄소 노력, 각국의 정책 변화, 기술의 발전 등을 고려할 때 수소경제의 장기적인 성장과 저탄소 수소 변화가 가능할 것으로 보인다. 국내에서도 수소를 미래 주요 에너지원으로 낙점했다. 

왜 이들은 수소에 주목하는 것일까. 수소는 이산화탄소 배출이 전혀 없는 청정에너지로 액체나 고압 기체로 저장·운송이 가능하다는 장점이 가장 큰 이유로 분석된다. 이에 수소는 연료로 사용할 때 효율성과 친환경성을 모두 갖춘 에너지원으로 평가받는다. 

무엇보다 국내는 제조업 중심의 산업 구조와 불리한 지리적 여건으로 재생에너지를 통한 에너지 수요 충족이 어렵다는 우려가 더해져 대안으로 수소가 떠올랐다.

◆국내 수소개발 민간기업이 주도한다

국내의 경우 수소에 대한 관심이 다른 에너지원보다 높다. 현재 국내 수소 분야는 민간 기업이 주도한다. 올해 9월 민간 기업들이 한데 모여 수소경제 활성화를 위해 ‘코리아 H2 비즈니스 서밋’을 출범하는 등 수소경제 구축을 위한 시도는 그 어느 때보다 분주했다. 

기업들은 수소 관련 투자 확대와 기업 간 협약을 체결하는 등 기업 간 교류도 끊이지 않는다. 수소경제는 크게 생산부터 저장·운송을 거쳐 활용까지 과정을 일컫는다. 다만 국내의 경우관련 사업이 수소차와 연료전지 등 수소 활용 분야에 치중됐다. 

국내 수소연료전지차 시장은 2019년부터 꾸준항 성장을 거듭해 판매량은 전 세계 판매량의 50%를 넘었다. 이에 기업들은 단순 활용을 넘어 생산과 저장, 운송까지 확대하는 방안을 지속 고민 중이다.

또한 수소발전의무화제도(HPS) 도입으로 연료전지 발전 규모도 한층 늘어날 것으로 전망된다. 다만 대부분 천연가스를 연료로 사용하고 있어 장기적 성장을 위해 대규모의 저렴한 저탄소 수소 공급체계 구축이 필요하다.

업계 관계자는 “탄소중립이라는 중대한 과제를 앞두고 결국 수소경제로 갈 수밖에 없을 것으로 보인다”며 “현재까진 각국 정부의 정책적 지원에 의존하는 만큼 예상치 못한 변수가 많아 단기간 내 수소경제 성장을 기대하긴 어려운 환경”이라고 지적했다.

◆수소경제, 비용과 시간은 한계로

수소 비전을 보고 기업들 투자가 이어지는 가운데 한계도 존재한다. 최근엔 수소의 액화·운송비용 측면을 고려하면 기존 액화천연가스(LNG)를 수입하는 것보다 비효율적이라는 문제점도 제기됐다.

정부의 탄소중립 시나리오에 따라 수소를 수입할 경우 액화·운송·저장에만 무려 66조원의 비용이 소모된다. 또한 현재 생산되는 그린수소의 경우 화석연료를 활용해 수소를 추출하는 부생수소나 개질수소에 비해 2~5배 단가가 높다.

이처럼 현 단계에서 수소는 경제성이 없다는 점이 가장 큰 문제다. 여기에 기술적 효율성과 경쟁력 확보, 환경 문제 등 극복해야 할 과제들도 산더미다. 업계에서는 수소경제 실현까지 적어도 10년을 예상한다. 

정부와 업계는 수소경제 확대의 핵심을 저탄소 수소로 꼽는다. 생산 인프라 구축과 상용화 기술 확보만 된다면 폭발적인 성장을 전망했다. 수요도 가파르게 증가할 것으로 예측했다.

◆수소분야 투자… 현재보단 미래지향적

정의선 현대차그룹 회장은 수소 투자에 대해 “수익을 창출한다는 생각보다 가능한 기술적 수단을 활용해 미래를 지키려는 차원”이라며 “수소는 사업 난이도가 높고 단기간 내 수익으로 이어지지 않지만, 지구적 기후변화 해법을 찾는 것이 우리 세대의 의무”라고 평가했다.

정 회장의 발언은 단 기간 내 경제성을 확보할 방법이 없다는 말로 해석된다. 하지만 정부는 수소를 혁신성장 3대 전략투자분야 가운데 하나로 내세운 만큼 국가 차원의 지원도 따를 것으로 기대된다. 

국내 기업들은 그렇다고 정부의 정책에 마냥 의존하는 것도 아니다. 수소기업들은 단점을 만회하기 위해 청정수소 생산에 역량을 모은다. 제철·석유화학 기업들은 이산화탄소·포집·저장·활용(CCUS) 등 기술 개발과 적용을 통한 이산화탄소 배출없는 블루수소 생산에 힘을 쏟는다.

정부도 수소경제 전환을 위한 실증 지원에 나서 이를 뒷받침할 계획이다. 이에 국내 청정수소 생산을 본격화한다는 방침이다. 우리나라는 '수소 선도국가 비전'을 통해 올해 22만톤 수준인 연간 수소 사용량을 2030년 390만톤으로 확대할 계획이다. 

롯데케미칼, 포스코는 신재생에너지가 풍부한 국가에서 그린수소를 생산한 뒤 암모니아로 변환해 국내 도입하는 방안을 모색한다. 이처럼 정부와 기업들은 수소경제 성장을 위한 시도는 앞으로도 지속될 전망이다. 

또 다른 업계 관계자는 “수소 관련 기술을 도입하고 탄소 배출을 줄이는 등 수소사업을 새로운 성장 기회를 찾으려는 기업들의 진출이 이어지는 모습”이라며 “다양한 기업들이 수소경제에 적극적으로 뛰어들면서 국내 수소산업은 활용을 넘어 생산과 저장, 운송까지 확대할 수 있다는 기대감이 높아지고 있다”고 말했다.