그린수소냐, 블루수소냐...2025년 승부 갈린다

자료출처 전기신문

일 자 2022.6.4

2040년 수소차 620만대, 연료전지 17GW, 수소 연 526만t 공급 2050년 글로벌 에너지 18% 담당, 수소시장 연 2조5000억 달러 가스공사, 재생에너지 통한 해외 그린수소 수입 모델 추진 SK E&S, LNG 밸류체인과 CCS 연계해 블루수소 도입 계획

수소는 미래 탄소중립 시대에 필수불가결한 에너지다. 태양광, 풍력, 수력과 같은 재생에너지로 깨끗한 전기를 생산해도 이를 저장하거나 먼 곳까지 전달하기가 쉽지 않은데 수소가 그 역할을 대신할 수 있기 때문이다.

한국가스공사의 대구 수소충전소 전경. 가스공사는 2025년부터 해외에서 그린수소를 수입해 공급할 계획이다.

정부는 지난 2019년 1월 수소경제 활성화 로드맵을 발표하고 우리나라의 수소산업 육성에 본격 착수했다. 그로부터 3년 5개월이 지난 현재 수소산업은 아직 태동기에 머물러 있긴 하지만 대기업을 중심으로 사업모델을 완료하고 본격적인 투자를 하고 있어 2025년 즈음부터 수소산업이 본격적으로 열릴 것으로 예상되고 있다. 특히 최근에는 수소 등급별 인증 및 수소의무발전 도입을 규정한 일명 수소법 개정안이 국회 본회의를 통과하면서 수소시장은 더욱 빠르게 발전할 것으로 예상되고 있다.

​

수소산업의 정책적 육성은 수소가 온실가스 및 오염물질 배출이 없는 청정 에너지라는 것을 전제하고 있다. 그렇지 않으면 굳이 천연가스 등 화석연료를 수소로 전환할 필요가 없기 때문이다.

​

청정 수소를 만드는 방법은 크게 2가지로 나뉜다. 재생에너지로 만드는 그린수소와 천연가스에서 탄소를 제거 및 포집해 만드는 블루수소이다.

​

국내 수소경제 선도기업인 한국가스공사와 SK E&S는 각각 그린수소와 블루수소 사업모델을 채택하고 본격 추진하고 있다. 그리고 그 승부는 2025년 갈릴 예정이다. 이때부터 가스공사의 그린수소와 SK E&S의 블루수소 수입이 시작될 예정이기 때문이다.

​

◆수소로드맵 3년 5개월, 아직 태동기지만 투자는 본격화

우리나라의 수소시대 밑그림은 지난 2019년 1월 문재인 정부에서 발표한 수소경제 활성화 로드맵을 기초로 하고 있다. 지난해 말이나 올해 초에 업그레이드 버전인 로드맵 2.0이 발표될 것이란 관측이 있었지만 나오지 않았다.

​

로드맵에 따르면 올해까지 수소차는 8만1000대(내수 6만7000대) 보급하고 연료전지는 발전용 1.5GW, 가정건물용은 50MW 보급하며 이에 필요한 수소는 연 47만t을 공급한다.

​

또한 최종 목표연도인 2040년까지 수소차는 620만대(내수 290만대) 보급하고 연료전지는 발전용 15GW, 가정건물용 2.1GW를 보급하며 이에 필요한 수소는 연 526만t을 공급한다. 수소가격(kg당)은 올해 6000원, 2040년 3000원을 목표로 하며, 수소충전소는 올해 310개소, 2040년에 1200개소를 목표로 한다.

​

올해 말까지는 아직 7개월의 시간이 남았지만 로드맵의 올해 목표 달성은 사실상 불가능해 보인다. 현재 수소충전소는 100여개가 약간 넘고, 수소차는 지난해까지 국내 1만9000여대가 보급됐고 올해 4월까지 2700여대가 보급됐으며 올해 판매대수는 지난해보다 감소한 실정이다. 또한 수소 판매가격도 충전소 기준 약 8000~8800원이다.

​

이처럼 현재 보급이 로드맵 목표보다 훨씬 뒤처지는 이유는 우선 충전소가 크게 부족하고 이로 인해 수소차 인기가 많이 시들해진 측면이 크다. 또한 그린 및 블루수소 개발에 필요한 기술개발도 아직 실현되지 못한 측면도 있다. 수소충전소 부족은 시민들의 수소에 대한 공포감 때문에 도심 및 주거지역에서 아직도 환영받지 못하고 있기 때문이다. 수소경제 활성화를 위해 수소에 대한 공포감을 제거하고 올바른 정보를 제공하는 정부와 관련기관의 역할이 필요한 지점이다.

사실 로드맵 발표때만 해도 과연 수소시대가 열릴 것인가라는 의문점이 많았던게 사실이었다. 하지만 미국, 유럽, 아시아에서 본격적으로 수소산업에 대한 투자가 이뤄지고 있어 이제 수소시대에 대한 의심의 여지는 거의 없어진 상황이다.

글로벌 컨설팅회사 맥킨지는 2050년 수소가 글로벌 에너지 수요의 18%를 담당하고, 수소시장 규모는 연 2조5000억 달러, 누적 일자리는 3000만개 이상 창출될 것으로 예상했다.

​

미래에셋증권은 1차 에너지에서 차지하는 수소 비중이 2020년 2% 수준에서 2030년에는 4%, 2050년에는 10% 가까이 확대될 것으로 전망했다. 이에 따라 수전해 및 연료전지 시장도 2030년까지 300억~400억 달러로 성장하고, 장기적으로 수소 생태계는 2050년까지 2조달러의 잠재력을 가진 것으로 평가했다.

​

최근 국회 본회의를 통과한 수소법(수소경제 육성 및 수소 안전관리에 관한 법률) 개정안을 통해 수소시대는 더욱 가속화되고 있다. 개정안에서는 이산화탄소 배출량에 따른 청정수소 등급별 인증제 도입, 청정수소의 의무 사용 및 의무발전 도입 등을 담고 있다.

​

◆가스공사, 2025년부터 해외 그린수소 도입

그린수소 시장에서 가장 앞서 있는 한국가스공사는 지난해 9월 2030 새비전을 발표하고 사실상 수소공사로의 재탄생을 천명했다.

​

가스공사는 새 비전으로 '어느 곳에서나(Everywhere) 친환경 에너지를 공급하며 사람 중심의 그린 라이프(Green Life)를 조성하는 기업(H₂KOGAS)'을 발표하며 100년을 이끄는 친환경 그린에너지 기업으로 도약하기 위해 수소사업을 적극 육성 추진해 나가겠다고 밝혔다.

​

이를 위해 2030년까지 국내외에 재생에너지 발전설비 17.1GW를 구축하고 해외 그린수소를 2025년 10만t부터 시작해 2030년 20만t, 2040년 121만t을 도입할 계획이다.

​

또한 2030년까지 전국에 15개의 수소 생산기지를 구축하고 특수목적법인 하이넷을 통한 150개와 직영 2개 등 총 152개의 충전소도 구축할 계획이다. 인천, 평택, 당진, 통영, 삼척 등 5개 지역의 LNG 생산기지를 기반으로 총 500MW 규모의 연료전지 발전소를 구축해 친환경 전력도 생산할 예정이다.

SK E&S가 개발 예정인 호주 바로사-칼디타 가스전 전경. SK E&S는 여기에서 생산한 LNG에서 탄소를 포집, 제거해 블루수소를 생산할 계획이다.

◆SK E&S, 2025년부터 블루수소 도입

SK E&S는 탄소중립 브릿지 연료로 평가받는 LNG사업과 연계해 수소사업을 진행하고 있다. LNG는 화석연료 가운데 탄소 및 오염물질 배출이 가장 적어 화석연료에서 청정에너지로 넘어가는 최적의 중간연료로 평가받고 있다.

​

SK E&S는 LNG 개발부터 운송, 발전 등 활용까지 전 밸류체인을 구축했으며 더욱 강화해 나가고 있다. 이 사업과 연계해 LNG에서 탄소를 포집 및 제거한 뒤 블루수소를 만들어 시장에 공급하고, 수소연료전지 등 관련 설비까지 공급한다는 계획이다.

​

SK E&S는 2012년부터 호주 산토스사와 함께 개발해 온 호주 바로사-깔디따 해상가스전의 최종투자의사결정(FID)을 선언하고 매장량 7000만t 이상의 LNG 생산에 본격 착수했다. SK E&S는 이 가스를 LNG로 만드는 과정에서 1차로 탄소를 포집하고 이를 토대로 수소를 만들 때 다시 한번 탄소를 포집해 블루수소를 만든다.

​

이렇게 포집한 탄소는 동티모르 해상에 위치한 바유운단(Bayu-Undan) 폐가스전에 영구 저장한다. 이 사업은 기본설계 작업에 착수하고 현재 호주 및 동티모르 정부와 인허가 절차를 진행중이다.

​

또한 SK E&S는 올해 1월 미국 수소기업 플러그파워와 합작사인 SK플러그하이버스를 설립하고 내년 하반기를 목표로 인천 서구 청라국제도시에 수소 설비 생산·연구기지인 기가팩토리(Giga-factory)를 건립 중이다. 여기에서는 발전 및 모빌리티용 수소연료전지와 수전해 설비 등을 생산한다. 이미 1MW급 고분자전해질막(PEM) 수전해 설비를 가스공사가 참여하는 제주 해상풍력 프로젝트에 공급하기로 했다.

​

◆CCS와 수전해 효율 기술력이 판가름

가스공사와 SK E&S 측은 서로의 수소방식이 더 유리하다고 얘기하고 있다. 그린수소가 더 유리하다고 보는 측은 블루수소를 위한 탄소포집저장(CCS) 기술이 아직 미숙하고 지진 등의 재해와도 연관될 수 있으며, 이에 대한 안전장치를 모두 설치하면 비용면에서도 불리하다고 지적하고 있다.

​

반면 블루수소가 더 유리하다고 보는 측은 궁극적으로 그린수소로 가는 것이 맞지만 이를 위한 재생에너지 단지의 대규모 건설과 이를 다시 수소로 전환하는 과정에서의 낭비, 국내 도입 운반기술 등을 감안하면 2030년까지는 블루수소의 경제성이 더 높다고 분석하고 있다.