인류의 발전은 물질적 풍요와 함께 환경오염과 기후변화로 인한 위협을 불러왔습니다.
이제 세계는 발전 지향적인 움직임에서 벗어나, 환경과 인류의 번영이 공존하는 친환경 시대로 진입하기 위해 노력 중입니다.
이러한 시대 흐름 속에서 수소산업이 미래 산업의 원동력으로 부상하고 있습니다.
친환경 흐름의 한 축으로 자리잡은 수소산업
EU 탄소 중립 선언과 미국 바이든 정부의 ‘파리기후변화협약’ 재가입 등 저탄소 및 친환경사회로의 이행을 위한 국제사회의 노력이 곳곳에서 포착되고 있습니다.
우리나라도 온실가스 감축 목표를 강화하고 'LEDS(Long-term low greenhouse gas Emission Development Strategies, 장기 저탄소 발전 전략)'를 마련하는 등 친환경 움직임을 본격화하는 중입니다.
정부는 탄소중립 사회를 산업 및 경제 전반에 걸친 지향점으로 정했고, 신재생에너지의 확산 기반 구축 및 전환 지원과 전기차·수소차 등 그린 모빌리티의 보급 확대 등을 실행하겠다고 발표했습니다.
(좌) 취임식 직후 파리기후변화협약 재가입한 조 바이든(Joseph Robinette Biden Jr.) 미국 대통령
(우) LEDS에 대해 설명하는 '대한민국 정부' 블로그 게시물의 일부
이러한 흐름 속에서 수소산업은 친환경 트렌드에 부합하는 신재생에너지 활용처로 주목받고 있습니다.
수소산업은 다양한 장점에도 불구하고 그간 원천 기술 부족, 수요 시장 미흡, 인프라 보급 및 확대 지연 등으로 국내에서는 활성화되지 못했습니다.
하지만 올해는 수소산업에 대한 본격적인 개발 및 투자가 이뤄질 것으로 전망됩니다.
수소산업 선두에 서기 위한 글로벌 경쟁
글로벌 프런티어가 없는 수소산업에서 선두권을 형성하기 위해 각국에서 기술개발 및 실증사업이 추진하고 있습니다.
가장 대표적인 분야가 수소생산 기술 및 체제 구축입니다.
물을 전기 분해해 오염 물질 발생이 없는 수전해 기술을 활용하거나, LNG를 통해 수소를 생산하고 발생하는 이산화탄소를 제거·활용하는 등 다각도로 생산이 이뤄지고 있습니다.
독일 대표 제조기업 지멘스(Siemens)는 양성자교환막(Proton Exchange Membrane, 이하 PEM)을 활용한 'PEM 수전해' 기술을 몇 년 전부터 개발해 상용화 단계에 진입했습니다.
또한, 세계적인 수소 전문 회사인 노르웨이의 넬 하이드로젠(NEL Hydrogen)은 알카라인(Alkaline, 이하 AE)을 활용한 'AE 수전해' 기술로 실증사업을 진행하고 있습니다.
이러한 실증사업 경험을 토대로 수소생산을 위한 기술경쟁력을 빠르게 확보하는 것이 유럽 등 해외 기업들의 특징적인 행보라 볼 수 있습니다.
(좌) 지멘스의 PEM 수전해 설비를 사용해 그린수소를 생산하는 독일의 수소생산시설 '에네르기파크 마인츠'
(우) 넬 하이드로젠의 AE 전해조
국내 역시 2020년 11월 현대자동차그룹, 새만금개발청 등 8개의 기관 및 기업이 '그린수소 밸류체인 사업화를 위한 공동연구 양해각서'를 체결하고 태양광, 에너지저장장치(ESS), 수전해시설, 연료전지 등 재생에너지와 그린 수소 사업의 타당성에 대한 본격적인 조사를 착수했습니다.
포스코도 2050년까지 500만t의 수소생산체제와 그린수소를 기반으로 하는 수소환원제철소를 구축해 철강분야에서 탈탄소를 통한 수소산업을 선도하고자 합니다.
SK주식회사 홀딩스 역시 SK이노베이션, SK E&S와 '수소 사업 추진단'을 신설하고, 보유 인프라를 활용해 수소 생산체제를 구축하고 있습니다. 수소의 생산·유통·공급에 이르는 밸류체인을 통합 운영해 수소산업을 적극적으로 리딩하겠다는 의지입니다.
또한, 차량용 연료전지, 수전해 핵심 시설인 전해조 등 다수의 핵심 기술을 보유한 글로벌 수소 기업 미국 플러그파워 (Plug Power)에 투자하는 등 국내시장에 대한 투자뿐만 아니라 글로벌 수소 사업을 본격화하고 있습니다.
뿐만 아니라 SK건설과 블룸에너지의 합작회사 블룸SK퓨얼셀의 SOFC(Solid Oxide Fuel Cell, 고체산화물연료전지)의 본격적인 국내 생산은 세계 최고 사양의 연료전지의 국산화라는 점에서 주목할 필요가 있습니다.
(좌) 플러그파워의 수소 탱크로리
(우) SK건설이 준공한 현존 최고 효율의 아시아 최대 규모 SOFC 발전소인 화성연료전지 발전소
다가올 기회를 잡기 위한 다각화 전략이 필요
국내 수소산업 추진 기업의 절반 정도는 '수요 및 시장 불확실성'을 기술개발 투자의 애로사항으로 지적하고 있습니다.
이는 신산업 시장의 특징으로, 시장경제 논리에 따라 민간부문의 투자가 지속되면 일부 해소될 것으로 보입니다.
특히, 기업의 풍부한 기술, 자본, 인프라와 정부의 구체적인 추진계획이 동반된다면, 시장 및 수요 창출 시기를 앞당길 뿐만 아니라 수소산업분야 세계 선도국으로 발돋움 할 수 있을 것입니다.
수소산업 시대 주목할 또 다른 이슈는 다양한 비즈니스 창출 가능성입니다.
수소는 공급뿐 아니라 수요 관점에서도 다른 에너지원에 비해서 용도가 다양하다는 특성을 가지고 있습니다.
단순히 자동차의 연료, 산업부문의 에너지원으로만 생각할 것이 아니라 가정이나 사무실에서 조명이나 요리 등에 사용하거나 PC 등 전자기기의 전원으로 활용할 기회가 많습니다.
기회가 다양한 만큼 기업의 사업추진전략 역시 다각도로 살펴볼 필요가 있는 것입니다.
수소산업 생태계는 생산에서 운송, 보관, 보급, 이용에 이르기까지 여러 단계에 걸쳐 구성됩니다.
수소산업의 발전 관점에서 우리나라는 어느 단계에 역량을 집중하는 것이 바람직한지 살펴야 합니다.
전략적인 선택과 집중 그리고 우선순위가 필요한 시점입니다.
향후 글로벌 수소경제 시장 확산에 대응하기 위해 수소산업 분야의 경쟁력을 강화하고 자생적인 산업 성장의 기반을 마련할 때입니다.
글. 허선경 산업연구원 신사업실 연구원
