대한민국의 미래 성장동력 "수소"

얼마 전 윤석열 대통령이 사우디를 방문해 약 21조 규모의 업무협약(MOU)과 계약을 체결해서 화제였습니다. 여기에는 청정수소 분야에서 양국의 협력을 강화하는 ‘수소 오아시스 협력 이니셔티브’ 도 포함됐습니다. 탄소중립 시대, 수소는 석유화학 에너지를 대체할 새로운 청정에너지로 떠오르고 있습니다

 

이에 따라 ‘수소경제’도 주목받습니다. 수소를 기반으로 하는 산업 생태계가 만들어지고, 전 세계 국가와 기업이 발 빠르게 수소 산업에 투자하기 시작했습니다.

 

🔎 수소경제: 화석연료 대신 온실가스 배출이 없는 수소를 주요 에너지원으로 삼는 경제산업구조를 의미합니다. 수소경제라는 말은 1973년 미국 가스 기술협회 그레고리 박사가 ‘The Hydrogen Economy’라는 칼럼을 게재하면서 본격적으로 사용되기 시작했습니다. 2002년 미국의 경제학자 제레미 리프킨이 같은 제목의 책을 발간하면서 대중화됐습니다. 제레미 리프킨은 석유·석탄 기반의 탄소 경제에서 수소 에너지 중심의 새로운 경제 패러다임이 온다고 봤습니다.

 

월간CEO&

🧐 수소의 모든 것

수소는 우리 주변에서 쉽게 찾을 수 있습니다. 우주 질량의 75%를 차지할 정도로 흔하고 지역 편중 없이 풍부합니다. 수소는 생산하는 방식에 따라 색깔로 구분합니다. 회색에서 녹색으로 갈수록 생산 방식이 친환경적이죠. 자연 상태에서 수소는 다른 여러 원소와 결합한 화합물 형태로 존재하는데, 이 화합물에서 수소를 분리해야 에너지원으로 활용할 수 있습니다.

 

🏭 그레이 수소

석유나 천연가스 같은 화석연료에서 분해되는 수소를 생산합니다. 비용이 저렴하고 대량생산이 가능하며, 이 과정에서 다량의 이산화탄소가 발생하기 때문에 완전한 친환경 에너지로 보기는 힘듭니다. 현재 생산되는 약 96%의 수소가 그레이 수소입니다.

 

🟦 블루 수소

그레이 수소와 생산 방식은 같지만, 탄소 포집·저장(CCS) 기술을 활용함으로써 그레이 수소의 한계를 보완한 것을 블루수소라고 합니다. 생산 과정에서 발생하는 이산화탄소를 85%~95% 줄이기 때문에 저탄소 수소라고 불립니다. 중동 산유국들은 특히 블루 수소 생산에 유리한데요. 화석연료가 풍부하고 탄소 포집을 위한 자본과 지질학적 구조를 갖췄기 때문입니다. 최근 한국-사우디 정상회담에서 추진된 협력에도 블루 수소 생산을 위한 내용이 포함됐습니다.

 

🔎 탄소 포집 활용 및 저장(CCUS) 기술: 화석연료를 사용하며 배출되는 이산화탄소를 포집하여 저장하거나 활용하는 기술을 말합니다. 여러 물질이 혼합된 화합물에서 이산화탄소를 포집해 분리하고, 대기 중으로 퍼지지 않도록 땅속이나 해저에 영구 저장합니다. 포집된 이산화탄소는 시멘트나 반도체 가스, 타이어 소재 등으로 활용될 수 있는데. 화학적, 생물학적 변환 과정을 거쳐 잠재적 시장 가치가 있는 곳에 쓰이고 있습니다.

 

🌿 그린 수소

태양광이나 풍력발전 같은 신재생에너지를 이용한 수소입니다. 신재생에너지에서 얻은 전력으로 물을 분해하여 수소를 생산(=수전해)하는 겁니다. 이산화탄소가 배출되지 않아 가장 친환경적인 수소로 주목받습니다. 현재 이뤄지는 대부분의 수소 에너지 기술이 바로 이 수전해입니다.

 

---

 

수소가 뜨는 이유

 

😎 대세는 탄소중립

탄소 배출과 비용을 줄일 수 있는 수소는 탄소 중립 시대에 더욱 중요합니다. 전 세계 기후 위기가 심해지면서 각국은 2050년까지 탄소 배출 제로를 달성하는 탄소중립 목표를 세웠습니다. 수소는 산소와 반응하여 부산물로 물밖에 남기지 않고, 지역 간 편중이 없는 보편적 에너지로 꼽힙니다. 미래를 위한 친환경 에너지인 이유이죠.

 

"2100년까지 지구 평균기온 상승 폭을 1.5℃ 이내로 제한하기 위해서는 2050년경에는 탄소중립을 달성해야 한다."

 

- 제48차 IPCC 「지구온난화 1.5℃ 특별보고서」 (2018. 10.)

 

✋ 석유는 인제 그만

수소에너지는 화석연료를 대체할 수 있는 청정에너지로 주목받습니다. 특히 중동 산유국들이 수소에너지에 관심을 두는데. 점점 원유 수요가 줄고 유가 하락이 반복되면서 석유에 의존하는 경제 구조를 바꿔야 할 필요성을 느꼈기 때문입니다. 실제로 사우디아라비아, UAE, 오만 등 중동 지역에서 수소 분야의 협력도 강화됐습니다.

 

😥 시끄러운 국내 정세

러시아-우크라이나 전쟁, 이스라엘-하마스 전쟁으로 전 세계 에너지 공급망이 불안해진 상황도 한몫합니다. 서방 국가의 제재로 러시아산 석유, 석탄, 가스의 수입이 가로막혔습니다. 이에 따라 전 세계 각국은 새로운 에너지 공급망 확보에 박차를 가하기 시작했습니다. 97% 이상의 화석 연료를 수입하는 우리나라도 수소를 활용함으로써 에너지원을 다각화할 수 있습니다.

.

⛽ 전력 낭비도 막아요

수소는 오랜 기간 많은 양의 저장이 가능합니다. 전기에너지 같은 다른 에너지와 비교했을 때 저장이 용이한 점은 충전소 인프라를 구축하는 데에도 도움이 됩니다. 현재 수소차 충전 인프라가 부족하다는 문제가 있기 때문인데. 부피가 적은 액체 상태의 수소(액화수소)를 저장할 수 있는 기술이 상용화될 경우, 액화수소 충전소 부지도 작아져 도시 내 충전소 인프라는 확장될 수 있습니다. 남은 재생에너지를 그린수소로 저장하는 시스템이 마련된다면 잉여 전력의 문제가 해소될 수도 있습니다.

 

---

방대한 수소 산업의 세계

전 세계 많은 국가가 수소경제 로드맵을 마련하고 수소 관련 시장을 키우고 있습니다. 이에 따라 수소의 생산-저장-운송-활용이라는 밸류체인은 다양한 산업과 연계해 큰 파급효과를 낼 전망입니다.

 

🏭 생산

블루수소 시장과 CCUS 시장의 동반 성장, 그린수소 생산 시장의 확대가 기대됩니다. CCUS 기술의 개발과 상용화를 위한 정부의 투자가 활발합니다. 정부는 CCUS를 2030년 국가 온실가스 감축목표 달성을 위한 10대 기후 기술에 포함했습니다. CCUS를 신산업으로 육성하고 적극적인 기술 개발 투자를 추진하겠다고 밝혔습니다. 국내 유수 기업도 그린수소 생산 사업에 뛰어듭니다. 미국 인플레이션감축법(IRA)으로 그린수소의 상용화가 중요해졌고, 전 세계 그린수소 시장의 연평균 성장률은 61%가 예상됩니다.

 

🚢 저장/운송

수소에너지가 상용화할수록 수소를 저장하고 운송하는 기술의 필요성도 커집니다. 수소가 고온·고압에 누출되지 않고 안전하게 저장될 수 있도록 하는 기술 및 에너지 손실을 최소화하는 운송 기술이 요구됩니다. 기체 상태의 수소를 액체 상태의 수소로 액화시키면 안전한 대량 해상 운송이 가능합니다. 이에 액화 수소 저장에 관련된 기술을 선점하기 위한 기업들의 투자가 이뤄지고 있습니다. GS칼텍스와 SK그룹 같은 에너지, 중공업 분야가 대표적입니다.

 

🚗 수송용 수소 활용

수소의 다양한 활용 분야 중에서도 ‘수소차’로 알려진 수송 분야가 시장을 이끕니다. 현대자동차와 일본 토요타가 수소차의 양대 산맥을 이루고 있습니다. 국내 수소차 시장 규모는 2022년 6만 7,000대에서 2040년 290만 대로 급증할 것으로 예측됩니다. 수소연료전지가 적용된 수소전기차는 에너지 효율이 높고 오염물질 배출이 적은데. 고온, 고압에서 폭발 가능하다는 안전성의 문제는 해결해야 할 과제입니다.

 

⚡ 그 외 수소 활용

그 밖에도 수소는 여러 사업 현장에서 빛을 발합니다. 대표적인 것이 제철 분야인데요. 전 세계 탄소 배출량의 약 3.2%가 제철산업으로부터 나옵니다. 특히 우리나라의 경우 15%까지 치솟습니다. 이에 석탄 대신 수소를 활용해 철을 만드는 수소 환원 제철의 성장이 두드러집니다. 굴삭기와 지게차 등을 운행하거나 정전 시 건물에 전력을 공급하는 비상 발전기에 수소연료전지를 활용할 수 있습니다.

 

---

국내 주요 회사

대규모 수소 프로젝트에 팔을 걷어붙인 국내 대기업들이 눈에 띕니다. 정부의 수소 정책과 함께 다수의 기업이 약 47조 원에 이르는 투자를 계획 중입니다.

 

🚘현대차그룹

2013년 세계 최초 수소전기차 모델을 선보였습니다. 투싼 ix Fuel Cell이 그 주인공입니다. 이후에도 수소전기차 넥쏘, 수소전기버스 일렉시티를 잇달아 출시하면서 전 세계 수소차 시장의 37.6%(2023년 기준)를 차지했습니다. 그러나 1~8월 넥쏘의 누적 판매량이 1년 전보다 45.8% 감소하면서 선두를 빼앗길 위기에 처했다는 평가도 나옵니다. 이에 현대차그룹은 시장 선점을 위해 해외 생산과 전문 인력 채용에 나서겠다는 계획을 밝혔습니다.

 

🟥🟧 SK그룹

SK E&S는 미국 수소 기업과 함께 국내 수소 산업에 1조 원을 투자합니다. 수소 밸류체인 전반을 이끌 수소 생태계를 구축하겠다는 포부입니다. 2023년부터 연 3만 톤 규모의 액화수소를 생산하고, 2025년부터 연간 25만 톤의 블루수소를 생산할 계획입니다. SK에코플랜트는 2025년 캐나다에서 그린수소 생산 계획을 밝히기도 했습니다.

 

🏭 포스코그룹

포스코 역시 수소 밸류체인을 이끌 시스템 투자에 앞장섭니다. 포스코인터내셔널, 포스코 이앤씨 등이 수소 생산과 수소 발전, 수소 환원 제철에 이르는 수소 산업 전반에 참여하고 있는데요. 해외 수소 의존에서 벗어나, 국내에서 저렴한 원가로 수소를 대량생산 하는 기술을 개발 중입니다. 2030년까지 50만 톤, 2050년까지 700만 톤의 수소 생산이 목표입니다.

 

 

막대한 성장 잠재력을 지닌 수소 산업은 태동기에 있습니다. 글로벌 컨설팅업체 맥킨지는 2050년 세계 수소경제 시장 규모가 2,940조 원에 달할 것이라는 전망치를 내놨습니다. 수소경제를 둘러싼 뜨거운 경쟁은 수소 관련 신산업의 성장을 이끌 것으로 보입니다.

 

대한민국의 수소경제는 사우디와 함께합니다.

https://chief-cho.tistory.com/114

윤석열 대통령의 세일즈 외교, 제 2의 중동붐 오나?