민관 손 잡고 세계 최고 수소경제 날갯짓

[옥건수]

민관 손 잡고 세계 최고 수소경제 날갯짓

▶신인천 수소 연료전지 발전소│한국남부발전

수소법 시행 1년 성과와 과제
우리나라가 세계 최초로 제정한 ‘수소경제 육성 및 수소 안전 관리에 관한 법률(수소법)’을 시행한 지 2월 5일로 1년째를 맞았다. 수소법은 수소경제 선도국가로 도약을 위한 제도적 발판이다. 그동안 수소 생산·저장·수송·활용까지 아우르는 수소경제 생태계 전반에 큰 변화가 시작됐다. 수소차와 수소 연료전지 생산 및 보급 세계 1위 자리를 2년 연속 유지하고 수소충전소 구축도 전 세계에서 가장 빠른 속도를 내고 있다. 수소 전문기업 발굴, 수소충전소 및 연료전지 설치, 수소 판매가격 공시, 수소 특화단지 지정 및 시범사업 실시 등 수소경제 활성화를 위한 제도적 기반도 다른 나라보다 앞서 갖춰가고 있다.
수소법 시행 이후 첫 국가 법정계획인 ‘수소경제 이행 기본계획’이 2022년을 기점으로 본격 추진되는 것도 의미가 크다. 국무총리 산하 수소경제위원회가 2021년 11월 26일 발표한 이 계획의 뼈대는 화석연료 중심에서 수소 중심으로 에너지 대전환이다.
기본계획에서 정부가 제시한 목표는 2050년까지 연간 2790만 톤의 청정수소로 공급하고 국내 생산과 함께 우리 기술과 자본으로 생산한 해외 청정수소 도입으로 수소 자급률을 60% 이상으로 높인다는 것이다. 목표를 달성하면 국내 에너지 최종 소비에서 49.3%(2020년 기준)를 차지하는 석유를 제치고 2050년에는 수소가 단일에너지원으로써 최대 비중의 에너지원으로 자리잡고 약 2억 톤 이상의 온실가스 저감 효과를 거둘 것으로 예상된다. 이를 위해 정부는 ▲국내·외 청정수소 생산 주도 ▲빈틈 없는 인프라 구축 ▲모든 일상에서 수소 활용 ▲생태계 기반 강화 등 4대 추진전략을 바탕으로 15개 과제를 2022년부터 본격 추진한다. 

2022년 예산 55% 늘어난 1조 3106억 원
수소경제 활성화 초기 단계의 마중물은 정부 재정이다. 수소 관련 정부 재정 지출은 2017년 748억 원에서 2021년 8454억 원으로 4년 만에 10배 이상 늘었다. 2022년 예산 또한 전년 대비 55%나 증가한 1조 3106억 원을 편성했다. 이 가운데 수소 활용 확산과 생태계 조성에 투입되는 예산이 압도적인 비중을 차지한다.
환경부는 2022년 말까지 누적으로 수소차 3만 7000대 보급과 수소충전소 310기 구축 등을 목표로 세우고 관련 예산 8928억 원을 마련했다. 환경부는 2021년 11월 수립한 ‘수소충전소 전략적 배치 계획’에서 2025년까지 전국 226개 시·군·구에선 원칙적으로 최소 1기 이상, 전국 합계 450기의 수소충전소를 구축하겠다고 밝혔다.
2025년까지는 주로 정부 재정을 동원해 거점 지역 중심으로 수소충전소 구축을 지원하고 이후 보급 성숙기에 접어들면 민간 주도의 수소충전소 확충을 유도할 계획이다. 이에 따라 2030년이 되면 주요 도시에서 20분 이내, 2040년에는 15분 이내에 수소충전소에 접근할 수 있을 것으로 환경부는 기대한다.
국토교통부가 주관하는 수소 시범도시 조성사업도 2022년 가시적인 성과를 낸다. 수소 시범도시는 반경 3~10㎢ 범위의 도시 공간 내 주거 및 교통 수단의 주된 사용 에너지를 수소로 활용하며 지역 특화산업과 혁신기술 육성까지 수소와 접목시키는 도시를 말한다. 수소를 발판으로 한 미래형 도시의 모습을 특정 지역에서부터 구현하겠는 게 수소 시범도시 사업의 취지이다.
정부는 2019년 12월 경기 안산시, 울산광역시, 전북 전주시·완주군 등 3곳을 수소 시범도시 사업지로, 강원 삼척을 수소 연구개발(R&D) 특화도시로 각각 선정한 바 있다. 선정된 시범도시와 특화도시 네 곳에는 2020년부터 2022년까지 모두 약 1200억 원의 국비가 투입되고 해당 지방자치단체들도 자체 예산을 보태고 다양한 민간 투자까지 유치해 2022년 6월부터 연말까지 순차적으로 조성 공사를 마무리한다. 수소경제의 전 단계에 걸친 생태계를 어떻게 구축하고 운영하는지에 대한 실증 사례가 2022년 하반기부터 쌓이게 되는 것이다.
정부는 1차 수소 시범도시 조성사업 이후에는 ‘수소도시 확장기’로 설정하고 2030년까지 수소 시범도시 조성 목표를 전국 시·군·구의 10%로 잡았다. 시범도시로 선정되면 수소 통합운영센터와 생산 및 저장 설비, 파이프라인, 연료전지 등 핵심 인프라 구축에 들어가는 비용의 50%를 국비 지원으로 조달할 수 있다. 정부는 시범도시의 효과를 극대화 할 수 있도록 입지 규제 등에 특례를 적용하고 각 부처의 다양한 지원 사업도 통합·연계할 방침이다.

▶2025년부터 탄소저장고로 변신할 동해가스전의 해상 플랫폼│한겨레

2025년까지 수소 전문기업 100개 육성
수소 생산과 공급 쪽 산업 육성은 산업통상자원부가 주로 맡고 있다. 산업부는 2022년 수소 전문기업을 최소 30개 이상 추가 발굴해 2025년까지 ‘수소 전문기업 100개 육성’이라는 목표를 조기 달성하고, 2040년까지는 수소 전문기업이 1000개에 이르도록 한다는 계획을 세웠다.
수소법에 시행 근거를 담은 수소 전문기업 제도는 총매출액 중 수소사업 관련 매출 비중이나 총투자비 가운데 수소 관련 연구개발비가 일정 기준 이상인 중견·중소기업을 정부가 확인하는 절차로 운영하고 있다. 총매출액 1000억 원 이상인 기업은 수소 매출액 비중이 10% 이상, 수소 연구개발비 비중은 3% 이상인 경우다. 2021년 6월과 9월 두 차례에 걸쳐 선정된 수소 전문기업은 현재 19개다.
이들 전문기업에는 기술 및 제품 개발 실증과 해외 진출 등에 대한 행정·금융·세제 지원을 하고 수소산업 진흥 전담기관인 ‘수소융합얼라이언스추진단’의 전문인력 네트워크를 통해 맞춤형 현장 애로 해결과 기술·경영 상담(컨설팅)까지 해준다.
산업부는 2022년 수소 전문기업 지원은 기술 사업화와 판로 개척 등에 집중할 방침이다. 또 시제품 제작과 인증 획득 등 일부 분야별 사업비 지원 한도와 기간을 늘려주되 더 많은 수소 전문기업이 지원을 받을 수 있도록 한 곳당 누적 지원 한도를 4억 5000만 원으로 제한하기로 했다.
수소 전문기업이 개발한 핵심기술이 소재·부품의 국산화에 기여할 경우 시장 조기 확보를 위한 별도의 연구개발 지원 예산도 2022년 약 10억 원을 신설했다. 2022년은 지자체와 연계한 예비 수소 전문기업 육성 사업까지 시행한다. 기술력은 있지만 매출액 요건 등의 미비로 신청조차 할 수 없는 신생 기업을 지자체 주도로 발굴해 육성하는 사업이다.
지자체가 잠재력 있는 수소 관련 기업을 발굴해 육성 계획을 제시하면 평가를 통해 선정된 지자체에는 국비와 지방비 예산을 각각 절반씩 연계해 패키지형 기업 지원 프로그램을 운영할 예정이다. 산업부는 2월 말까지 예비 수소 전문기업 신청 공고를 하고 4월까지 3개 지자체를 선정해 각각 최대 5억 원을 지원한다.

▶서울 영등포구 여의도의 수소충전소│문화체육관광부

재생에너지 활용 그린 수소 실증사업 확대
수소는 2050년 탄소중립 달성을 위한 가장 강력한 수단으로 꼽힌다. 각종 산업 공정과 전기·열 에너지의 원료 및 연료로 사용되는 석유·천연가스·석탄을 수소로 대체하면 온실가스 주범인 이산화탄소 배출량을 획기적으로 줄일 수 있다. 사용 단계의 수소는 탄소 배출이 전혀 없고 물만 나오는 100% 청정 에너지다.
문제는 생산 단계의 수소다. 현재 공급되는 수소는 99% 이상이 천연가스에서 추출하는 개질 수소이거나 석유화학·철강 제품 공정에서 부산물로 나오는 부생 수소이다. 탄소 배출을 유발하는 수소 생산은 기후위기 대응의 해답이 될 수 없다. 완전한 청정 수소, 즉 그린 수소는 태양광이나 풍력 등 재생에너지 전력을 활용해 물을 전기분해하면 뽑을 수 있다.
재생에너지 발전과 결합한 수전해 수소 생산은 재생에너지의 단점인 간헐성을 보완하기도 한다. 수소는 자체로 에너지의 원천이자 에너지 저장·전달 매체이기 때문이다. 하지만 그린 수소 또한 낮은 효율과 높은 생산 단가 때문에 아직 경제성을 확보하지 못했다. 이에 따라 정부는 최종 대안을 100% 그린 수소 공급으로 잡고 중간 단계에서는 천연가스 추출 수소나 부생 수소 생산 과정에서 나오는 이산화탄소의 포집·저장 기술(CCS)을 최대한 활용하기로 했다. 국내 에너지 대기업들이 이미 추진하고 있는 포집·저장 기술의 상업화 일정에 맞춰 2030년까지 동해가스전 등지에  9억 톤 이상의 탄소 저장소를 확보한다는 게 정부 계획이다.
아울러 재생에너지를 활용한 그린 수소 생산의 실증사업도 확대한다. 산업부는 2022년부터 2026년까지 5년 간 300억 원을 투입해 모두 10㎿(메가와트)급 수전해 실증사업을 진행하기로 했다. 국내에서는 2017년 제주 상명풍력단지에서 250㎾(킬로와트)급 수전해 기술 개발 및 실증사업을 시작으로 울산 1㎿급, 동해 2㎿급 등 중소 규모의 그린 수소 생산 실증사업들이 드문드문 진행되어 왔다. 10㎿급 용량의 수전해 실증 프로젝트를 한꺼번에 추진하는 것은 이번이 처음이다. 실증사업 추진 대상에는 경기 안산의 시화 방화머리 풍력 발전과 태양광 발전 단지에서 2.5㎿급, 제주 행원풍력발전단지에서 3㎿급 등이 포함된다.

2022년 상반기 중 ‘그린 수소 사업단’ 발족
실증사업은 대용량 재생에너지 발전단지로부터 잉여 전력을 공급받아 수전해 수소 생산 기술을 실증하는 동시에 재생에너지 발전의 출력 제어량 변화에 따른 전력계통망 안정을 점검하는 게 주요 목적이다. 또 수전해 시스템의 최적 운전 경험과 생산 및 경제성 데이터 등을 축적해 국내외 비교 분석을 하면 효율화와 대용량화 등을 위한 국내 수전해 기술력 향상도 도모할 수 있을 것으로 정부는 기대한다. 실증 프로젝트가 종료되는 2026년에 연간 약 1000톤 규모의 그린 수소 생산 능력을 확보한다. 수소 1000톤은 승용 수소차 약 4300대가 1년 동안 사용할 수 있는 양이다.
산업부는 이와 별개로 전국 10곳의 수소 생산기지를 대상으로 상반기 내 공모를 거쳐 수전해 방식의 수소 생산기지 세 곳을 신규로 지정해 한 곳당 54억 3000만 원의 설비 투자비를 지원할 계획이다. 현재 수소 생산기지는 하루 1톤 생산량의 소규모 시설 7곳과 하루 4∼7톤 생산량의 중·대규모 시설 세 곳이 운영되고 있는데 대부분 천연가스에서 추출하는 개질 수소 기반의 기지다.
그린 수소의 생산과 보급 확대는 정부의 적극적 의지와 함께 기업의 활발할 참여도 필요 조건이다. 그린 수소의 경제성을 높이려면 기술 혁신과 시장 규모의 확대가 필요하고 이를 위해 기술과 자본력을 갖춘 대기업과 중견기업이 그린 수소 사업에 적극 뛰어들 수 있는 여건이 조성돼야 한다.
이에 따라 산업부는 그린 수소 생산 확대 및 활성화를 위해 관심 기업을 중심으로 2022년 상반기 중 ‘그린 수소 사업단'(가칭)을 발족하기로 했다. 사업단에서는 국내 그린 수소 생산 및 활용 전략, 수전해 공정의 핵심 소재·부품 기술 개발 및 실증 프로젝트 발굴, 국내 기업의 해외시장 진출 방안 등을 논의하게 된다. 2022년은 국내 기업들이 그린 수소 사업화의 시동을 거는 원년이 될 수 있을까?