김양균 한국건설기술연구원(KICT) 화재안전연구소 수석연구원은 한국건설기술연구원이 발간하는 KICTzine 2022년 Vol.2를 통해 ‘수소산업 육성을 위한 국내외 정책동향’이란 주제로 칼럼을 기고했다. 김양균 수석연구원은 수소산업이 ‘2050 탄소중립 추진전략’에서 핵심 역할을 맡고 있음에도 불구하고 낮은 생산성·경제성·기술적 난제 등으로 다른 신재생 에너지 산업에 비해 비관적으로 보는 시선이 많다고 지적했다. 이에 김 연구원은 각국이 펼치는 수소 정책의 현주소 및 국내 수소 생태계의 안착을 위한 정부 지원의 필요성 등에 대해 언급했다. 이에 본지는 KICT 측의 협조를 받아 해당 기고문을 소개하고자 한다. [편집자 주]

◇수소경제
수소경제(hydrogen economy)는 수소를 주요 에너지원으로 사용하는 경제 산업 구조를 말한다. 즉 화석 연료 중심의 현재 에너지 시스템에서 벗어나 수소를 안정적으로 생산하고 이를 운송 및 저장해 사회 전반에 에너지원으로 활용하는데 필요한 모든 분야를 ‘수소산업’이라고 하며 이러한 산업과 시장을 새롭게 만들어내는 경제 시스템을 ‘수소경제’라고 한다.

수소산업은 ‘2050 탄소중립 추진전략’에서 핵심적인 역할을 맡고 있음에도 불구하고 풍력이나 태양광 등의 다른 신재생 에너지 산업에 비해 비관적으로 보는 시각이 많다. 그 이유는 수소의 낮은 생산성 및 경제성, 비효율성, 아직 해결 못한 기술적 난제, 미흡한 수소 생태계, 그리고 주민 수용성 등이 문제로 꼽힌다.

여기서 수소 생산성은 ‘수소경제 활성화 로드맵(’19년)’에서 제시하는 수소의 소비량을 고려할 때 해외 수입 수소의 불확실성, 석유 화학 제조 과정에서 생산되는 부생 수소의 제한적 생산량이 문제로 지적되고 있다.

그리고 경제성은 ’제1차 수소경제 이행 기본계획(’21년)’에서 제시하는 3,500(원/㎏)이 블룸버그 NEF(’20)에서 제시하는 경제성 부합 단가인 2,400(원/㎏)보다 1,000원 이상 높고 어떠한 방법을 활용해도 저장 및 운송 비용 그리고 충전소 비용을 포함한 수소 충전 가격이 10,000원을 넘길 것으로 예측되어 우려를 낳고 있다.

또한 대량 생산을 위한 LNG 등의 가스 개질 시 필요한 막대한 열 공급과 물 전기분해 시 필요한 전기 공급이 활용되는 전기와 비슷한 수준이라는 점이 수소 생산에 있어 비효율성으로 지적된다.

그밖에 생산·저장·이송·활용 분야에서 아직 미흡한 기술 수준과 난제들, 수소 폭발과 같은 사고에 대한 일반인들의 두려움으로 인한 낮은 주민 수용성 역시 걸림돌로 인식되고 있다.

하지만 수소는 기후 의존도가 높고 지역적 편차를 가진 재생 에너지의 한계를 보완할 수 있는 대안으로 탈탄소화 및 지구 온난화에 대응이 가능하고 대부분의 에너지를 수입에 의존하고 있는 우리나라의 에너지 자급률을 높여 에너지 안보 확보에 기여할 수 있다는 장점을 가지고 있다.

따라서 우리 정부의 정책적 지원이 꾸준히 이루어지고 있고 주요 국가들 역시 수소경제로의 이행을 위한 지원 정책을 수립하고 있어 이를 면밀히 살펴볼 필요가 있다. 해당 기고문에서는 주요 국가들의 수소경제 및 산업 지원 정책의 특징을 살펴보고 우리나라의 정책 방향과 비교를 하고자 한다.

◇주요국 수소 정책
유럽은 수소 이니셔티브(Hydrogen Initiative, ’18.9.), 유럽 그린딜(European Green Deal, ’19.12.), EU의 신산업 전략(New Industrial Strategy for Europe, ’20.3.)에 기반을 두고 수소 정책을 수립해 왔다. EU가 계획하고 있는 ‘지속 가능한 산업 밸류체인’이 재생수소에 대한 산업 수요의 확대 및 이동 기술 개발을 전제로 하고 있어 2020년 7월에 EU 수소 전략을 발표해 투자·규제·시장 형성·연구 개발 등을 통한 재생수소의 생산 및 활용의 현실화에 초점을 두고 있다.

중·단기에는 재생수소 생산, 저탄소 수소를 활용한 탄소 배출 감축 및 자생력 있는 시장 형성을, 장기적으로는 재생수소가 사용되는 산업 범위 확대를 목표로 하고 있으며 그린수소(Renewable Hydrogen) 활용을 정책의 우선순위로 두고 있다.

-1단계(2020~2024년): 최소 6GW의 재생에너지 기반 수전 해시설 설치/ 최대 1백만 톤의 그린수소 생산
-2단계(2025~2030년): 최소 40GW의 재생에너지 기반 수전 해시설 설치를 통해 최대 1천만 톤의 그린수소 생산→통합된 에너지 시스템의 핵심 요소화
-3단계(2030~2050년): 탈탄소화가 어려운 모든 분야에 그린수소를 대규모로 활용

결국 유럽의 수소 정책은 대용량의 수소 생산 및 공급 인프라 구축을 뒷받침 하는데 초점을 두고 있고 이를 통해 수소의 생산성과 경제성을 확보하고 자생적인 수소 생태계를 조성하 는데 목적을 두고 있음을 알 수 있다.

미국은 에너지부(Department of Energy)와 캘리포니아 주정부 주도로 수소경제 사회 구현을 위한 정책이 추진되고 있다. 에너지부는 Hydrogen Posture Plan을 기초로 자국 내 수소 생산·운반·저장 등 수소 인프라에 대한 구체적인 계획을 수립·수행하고 있으며 미국 수소경제로의 로드맵(Road map to a US Hydrogen Economy, ’20)에 따라 H2USA와 FCHEA(Fuel Cell and Hydrogen Energy Association)가 발족되어 수소산업을 이끌고 있다.

특히 생산 부분을 살펴보면 자급률 100%를 달성하기 위해 수전해 설비 등 수소 생산 기술 혁신에 투자가 이루어지고 있으며 상업적 수소 생산 기술의 개발 촉진을 위해 ‘수소생산기술로드맵’을 추진하고 있다. 저장 및 활용 분야를 살펴보면 캘리포니아주를 중심으로 충전 인프라를 구축하고 천연가스 배관을 활용한 수소의 그리드를 구축하는 계획을 갖고 있다.

현재 천연가스의 역할을 수소 가스가 대체하고 모빌리티 분야에서 수소 전기차가 일반 전기차와 함께 탄소중립 실현을 위한 큰 축을 맡아줄 것으로 보고 있으며 이를 위한 인프라 구축 지원 정책이 꾸준히 생산되고 있다.

중국은 ‘제조 2025’를 통해 연료전지 기술 개발, 수소 전기차 산업 육성, 수소 에너지 기술 개발 등과 관련된 정책과 목표를 제시하고 있다. 특히 2050년까지 재생에너지를 활용한 수전해 방식의 생산 비율을 70%까지 확대할 계획이며 3060 탄소중립 목표에 따라 수소산업 투자를 활발히 진행할 계획이다.

또한 징진시·상하이·쑤저우·난퉁·자싱 등은 수소차 시범도시군을 지정하여 수소차 산업망 구축을 추진하고 허베이성 등은 수소산업 시범도시 건설을 추진할 계획으로 지방 정부 차원에서 적극적인 수소산업 육성 계획 및 지원이 이뤄지고 있는 특징을 가지고 있다.

일본은 5차 에너지기본계획(’18.7.)에 근거하여 에너지 효율 촉진, 재생에너지 도입·확대, 천연가스 및 원자력 유지, 이산화탄소 포집·저장(CCS) 실시 등 다양한 정책 수단을 겸비해 이른바 ‘3E+S’ 에너지 목표 실현을 도모하고 있다.

이를 근거로 2050년까지 지향할 ‘수소기본전략’을 수립·발표하였으며(’17년), 이는 향후 2050년까지 일본 사회가 수소사회 실현을 위해 민관이 공유해야 할 정책 목표, 정책 방향, 비전을 제시하고 구체적인 실현을 위한 행동 계획을 수록하고 있다.

특히 수소사회 실현 발전 단계를 3단계로 구분하고 단계별 목표와 중점 과제를 별도로 설정하고 ‘수소·연료전지 전략 로드맵(3차 개정)’을 발표해 목표로 하는 수소 가격과 요소별 기반 기술 성능·가격, 실행 방안을 구체화했다.

일본의 수소 핵심 전략은 해외 수소를 적극 활용해 생산성을 높이고 관련 인프라를 꾸준히 확충해 탄소중립에서 수소의 역할을 확대해 나가는데 있다. 다만 수소 생산 부분에서 자급률이 낮아 해외에 의존하는 부분과 연료전지 및 모빌리티 위주의 정책이 많아 우리나라 상황과 가장 유사한 것을 볼 수 있다.

◇맺음말
국내는 수소경제 활성화 로드맵(’19년)과 수소경제 이행 기본 계획(’21년)을 기반으로 수소경제 조성을 위한 꾸준한 정책적 지원이 이루어지고 있다. 특히 우리나라의 강점으로 꼽히는 연료전지와 수소 전기차의 활용을 위한 인프라 구축에 많은 노력이 기울여지고 있다.

우리나라는 유럽·미국·중국·일본 등 주요국의 정책 방향과 마찬가지로 대용량 수소 공급 및 자생적 생태계 조성을 위한 인프라 보급이 정부의 주도로 이루어지고 있어 수소경제를 준비하는 세계적인 흐름에 맞게 정책적인 지원이 이루어지고 있음을 확인했다.

다만 수소의 생산성을 향상시킬 수 있는 대안이 일본과 마찬가지로 해외 수입 수소에 크게 의존하고 있고 이는 아직 불확실성이 커 보인다. 따라서 로드맵에서 제시하는 2050년 그린수소 생산 및 공급량 목표치를 달성하기 위한 다른 방법의 제시가 필요해 보이고 중간 단계로 원자력 에너지를 활용해 수소의 생산성 및 경제성을 확보하는 것도 하나의 방법으로 사료된다.

또한 다양한 수소 관련 인프라들이 구축된 후 경험해 보지 못한 위험성을 마주해야 하는 상황에서 수용성을 향상시킬 수 있는 기술 개발이 함께 이루어져 안전한 수소 생태계의 안착이 될 수 있도록 정부의 추가적인 정책 지원이 필요한 것으로 생각된다.

※자료: 한국건설기술연구원 KICTzine 2022년 Vol.2

^{[참고자료]
• 수소경제. 2019. 정책위키
• 수소경제 활성화 로드맵, 관계부처 합동, 2019
• 제1차 수소경제 이행 기본계획, 산업통상자원부, 2021
• Financial Assessment of Hydrogen Refueling Station Network in California, Fuel Cell Seminar & Energy Exposition, 2017.8
• 中國電動汽車百人會(2020.10월), 中國氫能產業發展報告 2020}