New Energies, new possibilities

Plug Power signs preliminary deal to supply 3GW of electrolysers to Australian green hydrogen and ammonia project | Recharge (hydrogeninsight.com)

German developer announces plan to build 1GW green hydrogen project in Spain at a cost of €3bn | Recharge (hydrogeninsight.com)

Who are the winners of €720m of European Hydrogen Bank funding — and who will buy their subsidised H2? | Recharge (hydrogeninsight.com)

[수소뉴스 = 한상원 기자] 떠오르는 에너지로 주목받고 있는 수소는 정부 정책에 따라 업계 향방이 좌지우지된다. 산·학·연 전반적으로 자리를 잡아가고 있으나 아직 완성되지 않은 에너지 산업이라 지원책과 정책 등 정부의 움직임이 가장 중요하다고 볼 수 있다.

지난 2022년 11월에 새 정부 첫 수소경제위원회에서 논의된 내용에 따르면, ‘청정수소 공급망 구축 및 세계 1등 수소산업 육성’이라는 국정과제를 제시하고, 이를 달성하기 위한 수소경제 정책 방향인 ‘3대 성장(3UP) 전략’을 발표했다. 하지만 이는 ‘2030년’이라는 장기적 플랜을 발표했을 뿐, 당장 눈앞에 놓인 수소산업과 관련한 정책들은 제시되지 않아 아쉽다는 평가를 받는다.

특히, 세계 최초로 수소법을 제정하고 수소발전 입찰시장을 개설하는 등의 움직임을 보였지만, 당장 기업들에게 이익이 될만한 구조가 정착된 것은 아니며, 청정수소 인증제 또한 인프라와 기술에 비해 너무 앞서나간 기준이 아니냐는 말이 나오고 있다. 이외에도 액화수소 플랜트가 구축돼 생산이 가능하지만 수요처가 마땅치 않은 여건 때문에 고민이 깊기도 하며, 모빌리티 분야에서도 규제가 강해 산업 저변 확대가 제한된다.

이에 대해 본지는 수소경제 실현을 바라고 있는 업계의 목소리를 바탕으로 22대 국회가 제도에 대한 유연한 대처법 제시와 수소산업 활성화를 위한 정책을 펼치길 기대한다.

액화수소 시대 도래, 수요처 없어 고민

전 세계적으로 액화수소 생산·저장·활용에 대한 관심도는 높으며, 국내에서도 사용사례가 없어 안전기준이 부재했다. 이 점을 감안해 정부는 규제샌드박스 실증 특례를 통해 액화수소 플랜트 구축 및 기자재 부품 국산화 등을 적극 지원했다. 하지만, 정작 액화수소 생산이 가능하지만, 수요처가 마땅치 않아 고심이 깊어지고 있다.

먼저, 액화수소가 떠오르고 있는 이유는 액화수소는 기체수소를 극저온상태(-253℃)로 냉각하여 액화한 수소이며, 기체수소 대비 부피를 1/800까지 줄일 수 있어 운송효율이 10배 이상 높아 대량 운송과 수소상용차 보급 촉진 등의 핵심 수단이다.

이를 바탕으로 지난 1월 ‘창원 액화수소 플랜트’가 두산에너빌리티 창원공장에서 준공했으며, 두산에너빌리티, 경남도, 창원시가 공동투자돼 하루 5톤·연간 1825톤 액화수소를 생산한 후 인근 연구기관과 기업, 수소충전소 등에 공급한다. 창원 액화수소 플랜트의 액화수소 운송·저장설비 등에는 국내 기술이 활용됐으며, 플랜트와 연계하여 국내기업이 개발한 액화 트레일러를 함께 운영한다.

또, SK E&S가 구축하고 있는 인천 지역의 액화수소 플랜트는 세계 최대인 연 3만톤 규모 액화수소 플랜트이며, 기계적 준공을 마치고 시운전에 돌입했다. 조만간 공식 상업가동을 앞두고 있으며, 생산한 액화수소를 유통하기 위한 인프라인 액화수소 충전소도 약 40개소 구축을 추진 중이고, 올해 상반기부터 순차적으로 가동을 시작할 예정이다. 지난 17일 ‘인천 가좌 액화수소충전소’가 준공식을 개최해 액화수소 시대의 시작을 알렸다.

이처럼 플랜트는 성공적으로 구축되고 있지만, 현실적으로 액화수소를 수요할 수요처가 제한돼 기업들은 어려움을 겪고 있다. 관계자에 따르면, “지금 당장 액화수소를 생산할 수 있는 여건은 마련됐지만, 수소 승용차와 상용차를 포함한 충전할 수 있는 모빌리티나 사용할 기업 등 수요처가 많지는 않다”라며, “정부에서 수소산업의 성장을 위해 충전소 구축, 모빌리티 생산 지원 확대, 액화수소 관련 제도 안정화 등에 대해 긍정적인 검토가 필요하다”고 강조했다.

수소가격 안정 위해 생산 방식 다각화

올해 4월 기준으로 수소충전소에서 판매하는 kg당 수소는 평균 9800원이다. 2022년 8800원보다도 10% 오른 가격으로 넥쏘를 이용하는 고객들은 불만이 늘어나고 있다. 2019년에 발표됐던 2030년까지의 4000원대의 수소가격은 이 상황이 이어지고 있는 현재 시점에서는 기대조차 못하는 상황이다. 이는 러시아-우크라이나 전쟁으로 인한 에너지 가격의 상승과 국제금융시장 불안으로 인한 환율상승 등으로 인해 수소 제조 및 구매원가가 급등하고, 화물연대 파업 때문에 수소 운송비가 상승했기 때문이다. 정부는 과거부터 연료보조금을 통해 수소차 보급을 활성화 시키고, 충전소 구축 시 지원책을 마련해 개수를 늘리고 있지만 현 정부가 들어서 올라가는 가격에 비해 지원금은 파격적으로 증대되지 못해 업계가 어려움을 겪고 있다.

특히, 현대차는 2018년 넥쏘 공개 이후 6년간 단일모델로 페이스리프트와 일부 기능 추가 이외에는 수소차에 대한 개선점을 추가하지 못해 시간이 지날수록 승용차는 역성장을 기록하고 있다. 이에 대해 현대차는 물론 정부는 상용차 중심의 인프라를 극대화시키고 있으며, 충전소 또한 대용량을 기반으로 한다. 수소가격을 안정화시키기 위해서는 수소차 보급 확대와 충전소 운영 효율 극대화가 중요하다.

현재 우리나라의 대부분 수소충전소는 오프사이트 충전소인데, 저장식 공급방식으로 외부의 수소 생산지에서 파이프라인이나 튜브트레일러, 탱크로리 등을 통해 수소충전소까지 수소를 운송한 뒤, 수소차를 충전한다. 이는 수소생산 비용은 저렴하지만, 수소이송에 따른 운송비용이 발생하는 단점이 있다. 운송비용의 경우, 업체와 상황에 따라 가격이 표준화되어 있지 않아 ‘부르는 게 값’이라는 표현이 적합하다. 충전소를 운영하는 관계자들은 부담감이 클 수 밖에 없다.

이에 반해, 온사이트 충전소는 수소충전소 내에서 수소를 자체적으로 생산하는 제조식 충전소로, 분산 공급방식에 해당한다. 크게 추출형과 수전해형으로 구분할 수 있다. 추출기를 활용하여 천연가스나 LPG 등에서 수소를 개질(추출형)하거나 물을 수전해(수전해형)하여 수소를 생산한 뒤, 수소차를 충전한다. 오프사이트 충전소에 비해 개질장치 또는 수전해장치가 필요하기에 초기 충전소 건설비용이 높다는 단점이 있다. 기존의 충전소 구축 지원비를 온사이트 충전소에도 적용시킨다면 충분한 경쟁력으로 미래지향적인 충전소로 각광받을 요소가 존재한다.

대표적으로, 서울 상암에 위치한 상암수소스테이션은 국산 기술로 개발된 수소추출기를 통해 수소생산과 충전을 한 번에 할 수 있는 온사이트형 충전소다. 공사 전엔 매립지에서 발생하는 메탄(CH4)에서 수소를 분리·생산하는 방식이었다면, 이제는 도시가스에서 수소를 분리하는 방식까지 추가돼 상업용 최초로 두 가지 공급방식을 동시에 가동하게 됐다.

특히 매립지에서 발생하는 바이오가스를 활용하는 방식은 도시가스만 사용하는 다른 개질식 수소충전소보다 친환경적이다. 향후 친환경 수소충전소를 선도하는데 중심이 될 것으로 시는 기대하고 있다.

이 밖에도, 국내 최초로 하루 500kg의 청정수소를 생산하는 시설을 보유한 충주 바이오 그린수소충전소는 바이오가스에서 추출한 수소를 99.995% 이상의 고순도 수소로 정제해 수소차의 연료로 판매 중이다. 이 충전소의 수소 가격은 kg당 7,700원으로 전국 평균보다도 15% 가량 저렴하다. 충주에서 생산하는 청정수소는 지역에서 발생하는 음식물폐기물을 원료로 사용하기 때문에 유가와 환율의 영향을 받지 않고 유통비도 절감할 수 있어 국내 최저가격으로 공급이 가능하다.

결국, 안정적인 수소 수급을 위해서는 다양한 생산 방식을 확대해야 한다. 온사이트형 수소충전소를 포함해 바이오가스 기반 충전소, 개질수소 생산기지, 부생수소 고압 출하센터, 액화수소플랜트 등을 차질 없이 구축해 원활한 수소 수급에 기여하고, 지역 특성을 고려해 다양한 형태의 수송용 수소 생산시설을 추가 운영해야 한다. 또, 안정적인 운송을 위해 튜브트레일러, 액화탱크로리에 대한 구매비를 지원하고, 수소충전소의 저장수단 확충을 위해 신규 구축 사업자에 대한 자체 튜브트레일러 보유 의무화를 늘려야 한다.

제도 개선 통한 산업 안정화 필요

지난해부터 우리나라가 세계 최초 수소발전입찰시장을 개설하고, 청정수소인증제를 운영하면서 앞으로의 산업 육성에 청신호를 밝혔다. 하지만 수소발전입찰시장의 경우 업계 관계자에 따르면 “지난해 상·하반기 두 번에 걸쳐 수소발전입찰시장을 진행한 것은 만족할만한 결과지만, 여전히 물량에 있어서는 부족한 면이 보이고 입찰시장에 선정되지 못하면 사업 추진이 힘들다”며, “내년에도 계속 시행할 입찰시장이 더욱 개선됐으면 좋겠다”고 말했다.

특히, 올해는 청정수소발전입찰시장이 상반기에 개설돼 업계의 주목도가 높아지고 있다. 이를 바탕으로 청정수소인증제 또한 시범사업에 돌입했으며, 인증제에 관련해서도 아직까지 의문점이 많다.

관계자는 “청정수소인증제를 살펴보면 기업들을 위해 제도를 만들었다고 하기에는 청정수소를 만들 수 있는 여건 부족으로 실현 가능성이 낮다는 점과 충분하지 않은 인센티브가 개선되어야 한다”며, “시범사업으로 진행되고 있으니 앞으로 업계가 원하는 방향으로 바뀌길 바란다”고 말했다.

결국, 이번 정부가 수소경제를 실현하기 위해서는 업계의 목소리를 충분히 반영해 제대로 된 제도와 정책을 만들어야 한다.

출처 : 수소뉴스(http://www.h2news.co.kr)

월간수소경제 = 박상우 기자 | 한화오션이 개발 중인 암모니아 추진선에 미국의 암모니아 연료전지시스템 전문기업인 아모지(Amogy)의 암모니아 전력발전 시스템을 탑재한다.

23일(현지시간) 아모지는 한화오션과 암모니아 전력발전 시스템 구매 계약을 체결했다고 발표했다. 

해당 시스템은 한화오션이 개발 중인 암모니아 추진선에 탑재된다. 특히 이 시스템에는 한화에어로스페이스의 수소연료전지 시스템이 적용될 예정이다. 이를 위해 한화에어로스페이스와 아모지는 관련 계약을 추진해 연내 3사 협력을 본격화한다는 방침이다.

2020년 11월 설립된 아모지는 수소와 질소의 화합물인 암모니아를 연료전지 연료로 주입해 탄소배출 없이 동력을 발생시키는 기술로 세계적인 주목을 받고 있다. 아모지의 기술은 암모니아에서 수소를 추출하는 ‘크래킹(cracking)’ 과정을 기존 수소연료전지 시스템과 일체화한 점이 핵심이다. 

SK이노베이션은 아모지의 잠재력을 인정하고 지난 2022년과 2023년에 각각 3,000만 달러(약 411억 원)와 5,000만 달러(약 685억 원)를 투자했다.

아모지는 이를 바탕으로 2021년 7월 5kW급 드론, 2022년 5월 100kW급 트랙터, 2023년 1월 300kW급 대형트럭 등 다양한 모빌리티를 통해 암모니아 기반 수소연료전지 시스템의 완성도를 높였다. 

한화오션은 아모지의 암모니아 전력발전 시스템을 탑재한 암모니아 추진선을 오는 2025년에 상용화할 계획이다. 그 일환으로 지난 15일 친환경·디지털 선박 기술 검증을 위한 플랫폼 역할을 수행할 목적으로 해운사인 ‘한화쉬핑(Hanwha Shipping LLC)’을 설립했다.

한화쉬핑은 선박을 운용해 수익을 내는 일반 해운사와는 그 성격이 다르다. 한화오션이 건조하는 암모니아추진선 등 무탄소 선박의 실증에 초점을 맞추고 있다.

상온에서 안정적인 암모니아는 가장 유력한 수소운반체로 거론되지만, 연소 과정에서 나오는 질소산화물(NOx)이 공기 중 황산 또는 질산과 반응해 초미세먼지를 발생시키는 원인이 된다. 또 독성이 강하고 폭발 위험이 있어 안전성 확보에 힘써야 한다.

이를 위한 실증 테스트에 집중하면서 경쟁사보다 먼저 암모니아추진선 기술을 확보해 상용화에 나서겠다는 의지로 풀이된다.

한화오션은 친환경·디지털 선박을 앞세워 2040년까지 ‘매출 30조 원, 영업이익 5조 원’을 달성해 미래 해양산업의 패러다임을 주도하는 ‘글로벌 오션 솔루션 프로바이더(Global Ocean Solution Provider)’로 도약하겠다는 목표다.
한화오션 암모니아 추진선에 아모지(Amogy) 기술 적용된다 < 기술 < NEWS < 기사본문 - 월간수소경제 (h2news.kr)