[특집]지자체 수소산업 육성전략 걸림돌은?

수소에너지 저장기술 표준화 시급
황원희 기자 | eco@ecomedia.co.kr | 입력 2020-10-09 16:03:37
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[환경미디어= 황원희 기자] 수소에너지 인프라 구축을 둘러싸고 각 지자체의 경쟁이 뜨겁다. 지난 1월 세계 최초로 수소법이 제정됨에 따라 수소산업 생태계 조성과 인프라 구축을 통해 주도권을 쥐려는 각 지자체의 행보도 빠르게 움직이고 있다. 본지는 수소산업 활성화 방안을 통한 지자체의 수소산업 육성전략에 대해 알아보고자 한다. 

 

 

3대 수소인프라 구축기지

현재 지자체의 수소 인프라 구축 현황은 울산시, 광주광역시, 경남도, 서울시, 인천광역시, 충남도, 전북도, 부산시 등으로 광범위하게 흩어져 있는 편이다. 

 

▲수소차 내부 

그중에서도 울산시, 광주시, 창원시 등이 가장 적극적으로 수소차 보급에 뛰어들며 수소충전 인프라 구축을 선도하고 있는 것으로 나타났다. 

 

이렇듯 각 지자체가 경쟁적으로 수소에너지 보급에 나서는 이유는 정부의 환경 규제에 대한 선제적 대응에 부응하는 것은 물론 친환경차 선점을 통한 성장에 관심을 보이는 자동차제조업체의 전략에 힘입은바 크다고 할 것이다. 

 

즉 수소경제 시대가 도래하면서 온실가스 감축과 미세먼지 예방 등 정부의 환경규제가 강화되고 있으며 이에 대응하기 위해 제작사들이 내연기관 자동차에서 전기차, 수소차 등 친환경차를 크게 증가시키고 있기 때문이다.

 

전문가들은 2035년이 되면 수소차가 전기차를 추월하고 2030년이면 전 세계 차량의 21% 2,600만대, 2040년에는 25% 3,500만대의 수소차가 보급될 것으로 전망하고 있다. 

 

이렇듯 밝은 청사진을 갖고 있는 수소차 보급의 가장 큰 걸림돌은 차량 가격 외에도 편의성과 접근성을 갖출 수 있는 비용이 높다는 데 있다. 1개소 당 설치비가 20~30억에 달하고 부지확보가 어려워 수소 충전소의 구축 및 확충이 쉽지 않은 것. 

 

정부는 2019년 1월 수소경제 활성화 로드맵을 통해 2040년까지 내수 수소차 290만대, 수소충전소 1,200개소로 확대한다는 비전을 제시했다. 

 

그린뉴딜 정책과 맞물려 수소 인프라 확대를 위한 지자체의 행보도 빨라졌다. 울산시의 경우 수소 그린모빌리티 규제자유특구, 수소 시범도시, 수소 모빌리티 클러스터에 선정되며 명실상부 수소 인프라 전초기지로서의 역할을 충실히 이행하고 있다. 

 

특히 울산시는 기존 인프라와의 구축이 잘 되어 있고, 그 의지 또한 남달라 수소산업 육성산업에 적합한 도시로 평가받고 있다. 

 

울산시에서 추진하고 있는 수소 그린모빌리티 규제자유특구 사업은 그간 규제로 제한되었던 운송과 관련한 수소에너지를 최대한 활용하는 데 초점을 맞추고 있다. 

 

이를 위해 수소 실내물류운반기계 및 이동식 수소충전소 실증사업은 디젤 및 전기 동력기관을 수소에너지로 전환해 작업환경을 개선하는 것은 물론 충전시간을 단축함으로써 작업 효율화도 꾀할 수 있게 됐다. 이 사업은 수소연료전지를 적용한 소형 선박을 제작해 장생포항에서 태화강에 이르기까지 실증 운항을 하는 것을 목표로 하고 있다.

 

또한 고효율 수소운반시스템 확충사업을 통해 튜브트레일러의 수소 이동량을 3배 가량 대폭 향상시키는 일도 가능할 것으로 보인다. 

 

특히 울산시는 산업계에만 적용됐던 수소에너지를 교통, 주거, 인프라 등으로 확대시킨다는 청사진도 갖고 있다. 

 

광주광역시는 ‘2020년 거점형 수소생산기지 구축사업’에 최종 선정됨으로써 호남권 거점의 수소생산기지 역할을 수행할 수 있게 됐다.

 

‘2020년 거점형 수소생산기지 구축사업’이란 정부의 ‘수소경제 활성화 로드맵’의 수소차 확대에 따라 수소 수요 증가가 예상되는 천연가스 유통지역 부근에 중대형 수소생산기지를 구축하기 위해 17개 시도를 대상으로 2개 지자체를 선정한 공모사업으로 광주광역시는 치열한 경쟁을 뚫고 선정되는 기염을 토했다.

 

특히 이 사업은 국비 80억 원, 한국가스공사 120억 원, 광주시 26억 원 등 총 226억 원을 투자해 펑동산단 3차 부지에 수소 추출설비와 출하설비 등 수소생산기지를 구축, 운영하게 된다. 

 

또한 정부의 수소경제 이행 계획에 따라 광주시는 2022년까지 수소전기차 2257대, 수소버스 66대를 보급하고 수소충전소 14곳을 운영할 계획을 갖고 있다.

 

광주시의 경우 수소생산기지 구축이 되어 있지 않아 그간 서산, 울산, 여수 등에서 튜브트레일러를 통해 수소를 공급받아 수소운송비에 대한 부담이 있었고, 이는 공급 가격에도 영향을 미쳤다.  

 

수소생산기지가 구축되면 수소공급 가격이 8200원/㎏에서 6000원/㎏으로 26.8%로 대폭 인하돼 보다 저렴한 공급은 물론 수소차 보급과 정부 정책에 부합할 것으로 보인다. 

 

창원시의 경우 2015년 12월 이미 정부의 수소차 및 수소충전소 보급 거점도시로 선정된 바 있으며 이는 많은 수소차와 충전소를 보급할 수 있도록 한 원동력이 됐다. 또한 단순히 수소를 소비하는 데 그치지 않고 생산, 저장, 유통, 응용 전과정의 수소에너지순환시스템 실증단지를 구축할 계획도 갖고 있다. 

▲창원시 성주 수소충전소에서 수소차를 충전하고 있는 모습

사진_창원산업진흥원

이를 위해 단순히 수소 차량에 그치지 않고  수소드론, 수소열차, 수소선박, 수소건설장비 개발 및 실증사업을 적극 지원하고 수소배관망을 통한 보급으로 물류비용을 획기적으로 절감하는 등 국내 수소산업을 선도해 나간다는 방침이다. 

 

창원시가 이렇듯 수소산업을 적극 선도해나갈 수 있는 원동력은 수소산업 관련 제품 및 부품 기업 100개사 밀집되어 있으며 국내 수소충전소 전문기업이 거의 모두 창원에 모여 있을 정도로 집적화된 결과이다. 

 

창원시는 친환경 수소산업 특화사업을 위해 2025년까지 4대 추진분야에 3187억 원의 투자 계획을 추진한다는 방침이다. 이와 관련해 정부가 발표한 2040년 연간 43조 원의 부가가치와 42만개 신규 일자리 창출효과가 창원지역 내에서 발생할 수 있도록 적극 나설 계획이다.

 

수소 비용 최대 50%까지 감소 가능

 

하지만 수소산업이 활성화되기에는 아직은 많은 걸림돌이 있다. 일단 인프라 구축에 천문학적인 비용이 들며 저장기술에 대한 표준정립 및 상용화에 대한 뒷받침이 미비한 점도 발전을 저해하는 요소로 작용한다. 

 

전문가에 따르면 “수소의 저장운송기술 상용화가 시급하다. 대규모 수소의 저장기술은 아직까지 상용화된 것이 없다. 그렇기에 수소생산업체는 저장기술을 구축하기 보다는 수요에 맞춰 생산시설을 탄력적으로 운영하고 있는 실정이다”라고 밝혔다. 이를 위해 “극저온 액체수소 저장, 톨루엔과 같은 액상유기수소운반체 기술, 암모니아 변환기술, 매탄화 기술, 고압압축 저장 등 다방면으로 연구되고 있는데 이러한 저장기술에 대한 표준 정립 및 상용화가 뒷받침되어야 한다”는 견해를 밝혔다.

 

한편 컨설팅 기업인 우드 맥킨지(Wood Mackenzie)에 따르면 2030년까지 친환경 수소의 현지 생산 비용이 절반으로 감소하면서 한국의 수소경제 활성화 전략이 탄력을 받을 것이라고 밝혔다. 우드맥킨지 측은 오늘날 친환경 수소의 가장 큰 도전과제는 화석연료보다 2~4배 가량의 고비용인데 2030년까지 이러한 비용문제는 점차 해결될 것으로 내다보고 있다. 즉 무공해(Net-zero Emission) 정책과 재생에너지 비용의 하락, 그리고 수전해 설비 생산 산업의 활성화 및 효율성 향상 등으로 2030년까지 친환경 수소 비용을 최대 50%까지 감소시킬 수 있다는 것이다.

 

또한 우드 맥킨지는 한국의 시장 규모가 현재 세계 5위에 달하며 올해 수소 수요가 444만 톤에 달할 것으로 전망되고 있다. 또한 수요의 86%가량이 정유공장에서 발생할 것으로 예상된다. 또한 수소 연료전지 자동차의 경우, 생산량(수출 포함)을 현재 2,000대 미만에서 2022년까지 81만대, 2040년까지 620만대로 늘어날 것으로 전망했다. 

 

하지만 전세계적으로 모빌리티 분야는 수소 수요가 가장 작은 시장으로, 2020년 전세계 수소 수요의 0.1% 미만을 차지하고 있다. 수소 충전소 네트워크는 빠르게 성장할 것으로 예상되지만, 현재 수소 연료전지 자동차 수가 제한적이고 충전소의 활용률이 극히 낮기 때문에 저장 및 운송 인프라 구축이 필수적이라 할 수 있다. 

 

 

 

미니 인터뷰_충남도 에너지과 수소에너지팀·에너지정책팀 ·산업육성과 클러스터조성팀 - 충남도 수소에너지 전략에 대해 알아본다

 

충청남도는 수소에너지 보급 활성화를 위해 2016년부터 수소에너지 국제포럼을 개최하는 등 발빠른 행보를 보여 왔다. 특히 충남도는 30기의 석탄화력발전소가 입지해 있어 이로 인한 미세먼지 및 온실가스 배출 등의 피해를 지역주민들이 떠안을 수밖에 없었다. 수소경제사회로의 이행은 필연적일 수밖에 없기에 지자체의 책임감과 고심 또한 커지고 있으며  충남도는 새로운 친환경 사업이 지역경제 활력이 될 수 있도록 총력을 다하고 있다.

 

▲지난 7월 개최된 수소모빌리티쇼에 참가한 충남도 

Q. 충청남도 재생에너지 보급률 비중은 몇 프로 정도이고 향후 10년 내 보급률 목표는 얼마로 보고 있는가

 

A. 2018년을 기준으로 우리 도 전체 발전량 대비 재생에너지 발전량 비중은 6.7%이고 전력소비량 대비 재생에너지 비중은 15.6%에 달한다. 또한 전국 석탄화력발전소 60기중 30기가 집적되어 발전량을 기준으로 했을 때 7%에도 못 미치고 있다. 그러나 향후 에너지전환 정책에 따라 석탄화력발전소가 단계적으로 폐쇄될 예정이고 재생에너지 보급은 더욱 확산될 것으로 보인다. 지난해 수립한 「충청남도 제6차 지역에너지계획」에서는 2030년까지 재생에너지 비중을 발전량 대비 12.3%, 소비량 대비 28.7%를 목표로 하고 있으며, 2040년까지의 재생에너지 비중은 발전량 대비 26.5%, 소비량 대비 40%까지 달성하는 것을 목표로 하고 있다.

 

Q. 정부 차원에서 수소경제 활성화 로드맵을 통해 육성정책을 펼치고 있는 수소에너지가 활발히 보급되기 위한 선결과제는?

 

A. 수소에너지 보급을 위한 선결과제로는 ‘수소활용시장 확대’와 ‘저장운송기술 표준정립’이라고 생각한다. 수소생산에 관심을 가진 기업들은 많지만 아직 활용시장이 너무 작아 관망하고 있으며, 연간 수천 톤에서 수만 톤 단위의 수소수요가 있어야만 전통에너지기업의 수소경제 투자를 끌어낼 것으로 보인다. 

 

또한 수소생산은 장치산업으로 규모의 경제가 작용하는데 현재 수소자동차 만대가 보급되어야만 연간 1만 톤의 수소 수요가 발생될 수 있어 수송 분야의 활용만으로 육성하기에는 한계가 있다. 따라서 주요 수소생산지역 및 신설되는 수소생산거점 인근에 직접 수소를 공급받는 연료전지발전소를 구축하고 수소생산업체의 고정매출을 보장해 주거나 연료전지 발전 사업자에게 수송용 수소생산이나 충전소 구축 시 추가 REC 가중치를 부여해주는 등의 인센티브가 있다면 수소경제 사회의 조기 활성화를 실현하는 데 도움이 되지 않을까 생각한다.

 

Q. 그간 수소에너지는 수전해 방식의 불안정 등 기술적인 문제들이 걸림돌로 작용해왔다. 이러한 기술적인 문제를 보완하기 위해 가장 시급한 일은?

 

A. 미국 및 유럽은 기술개발단계를 넘어 이미 인프라 확충단계에 접어들었다. 미국은 2000년대 초반부터 기술개발을 진행해 초기 시장을 구축하고 있으며 유럽의 경우 수소전략 1단계를 보면 2024년까지 수소 생산설비를 6GW급으로 구축해 연간 그린수소 생산량을 1백만 톤까지 확대하고자 하고 있다. 

 

이러한 외국 사례를 볼 때 현재 기술로 인프라를 구축하고 시장을 구성하면 보다 향상된 기술개발이 시장에서 촉진될 것으로 보인다. 특히 우리나라의 경우 외국기술 도입과 경쟁력 있는 국내기술 활용을 병행한 수소에너지 시장을 구축하는 일이 시급하며 그린수소 생산 인프라라고 할 수 있는 재생에너지 설비 구축이 우선이라 할 수 있다.

 

Q. ‘수소경쟁’과 관련해 충남도의 차별화 전략에 대해 말한다면

 

A. 충남도는 지역적으로 강점을 갖고 있는데 대규모 석유화학단지에서 생산되는 부생수소가 풍부하고, 관련 기업들도 유가하락에 따른 마진율 저하로 신산업 진출과 시장 확대를 통한 사업성 제고를 위해 수소생산에 큰 관심을 갖고 있어 잠재력 또한 상당하다고 본다. 

 

보령시에 위치한 LNG터미널과 당진시에 신설될 예정인 제5LNG기지를 통한 추출수소 생산여건도 타 지역에 비해 우위에 있다. 현재 충남은 재생에너지 설비용량 전국 3위이고 당진에서 서천까지 서해안을 따라 대규모 해상 풍력발전단지 조성이 검토되고 있어 향후 이와 연계된 그린수소 생산기반도 갖춰질 것으로 예상된다. 또한 축산업 1위 지자체로 바이오가스가 활용할 수 있는 자원이 풍부한데 현재는 전력 생산 위주로 활용되고 있지만 향후 바이오가스를 기반으로 하는 수소생산 기술이 경제성을 확보한다면 타 지역에 비해 인프라 조성에 우위를 확보할 수 있을 것으로 생각한다. 

 

Q. 수소전기차 부품산업 혁신클러스터에 대한 소개를 한다면

 

A. 층남국가혁신클러스터는 2018년부터 2024년까지 총 319억 원을 투입해 단계적으로 추진하는 사업이다. 특히 2018년부터 시작된 수소물류운송 대형수소 전기화물차 부품 국산화 및 제조기술 개발‘과제는 한국자동차연구원의 총괄 주관 하에 13개 기관이 연구과제 개발에 참여해 수소트럭의 핵심부품인 전기동력 파워트레인, 압력센서, 열관리 부품, 수소운송용 수소용기 등에 대한 부품개발을 진행 중이다. 

 

이를 통해 매출 53억원, 고용 45명, 관련 특허출원 7건 등 가시적 성과를 창출했고, 2019년에는 현대자동차와 55.4억 원 상당의 7KW/10KW LDC 공급계약을 체결했다. 또한 10월부터 후속과제로 1단계 사업과 연계해 복합재용기가 적용된 수소튜브트레일러 실증과 열관리 핵심부품 성능개선 등 기술개발을 통해 상용화 제품을 개발할 계획이다.

 

 

미니인터뷰 _루트에너지 윤태환 대표-국민의 무한신뢰얻는 수소에너지로 거듭나야 

 

루트에너지는 재생에너지 발전 사업에 누구나 소액으로도 투자가 가능한 ‘신재생에너지 전문 P2P 금융 플랫폼’을 개발해 운영하고 있는 스타트업 기업으로 윤태환 대표는 누구보다 신재생에너지 보급 활성화에 애정과 관심을 기울여왔다. 본지는 윤 대표가 보는 신재생에너지 성장전략에 대해 알아보는 시간을 마련했다.

 

▲루트에너지 윤태환 대표

Q. 국내 재생에너지 보급률은 몇 프로 정도이고 향후 10년 내 얼마나 많은 신재생에너지가 보급될 것으로 보는가


A. 전세계는 2018년 최종에너지 소비 기준 신재생에너지 비중이 약 11%이고, 한국은 2019년 기준 약 6.3%이다. 이는 전력 뿐 아니라, 난방, 수송분야를 모두 포함하는 것이다. 다만 대부분의 재생에너지가 집중되어있는 ‘전력’ 부문으로 한정했을 때, 국제적인 기준으로 바이오매스, 대형 수력을 제외하면 국내 재생에너지 비중은 4% 미만이다. 산업부에서 수립한 재생에너지 3020 이행계획이 계획대비 앞당겨지고 있기 때문에 2030년까지 국내에선 전력 비중에서 약 30%가 되는 것을 목표로 하는 것이 합리적이라고 생각한다.

 

Q. 정부 차원에서 수소경제 활성화 로드맵을 통한 육성정책을 갖고 있는데 수소에너지가 활발히 보급되기 위한 선결과제가 있다면

 

A.먼저 수소에너지에 대한 국민의 신뢰를 얻는 부분일 것 같다. 첫째로 수소에너지의 폭발 등 안전 문제에 대해서 아직 국민 눈높이에 맞는 쉽고 명확한 설명이 없었다. 중2학생들도 이해하고 논쟁이 있을 수 있는 부분을 투명하게 공개해야 국민들이 납득할 수 있다. 두번째로 수소에너지도 여전히 화석연료 기반의 브라운, 그레이 수소가 대부분이고, 온실가스 배출도 여전히 많다. 환경 문제를 최소화하기 위해 블루 혹은 그린 수소로 처음부터 사업을 추진하는 것이 좋을 것 같다. 이를 위해 정부에선 브라운, 그레이 수소의 인센티브를 낮추고, 그린 및 블루 수소의 인센티브 정책과 지원을 강화하는 것이 필요하다. 세번째, 해외 기술이 아닌 국내 원천기술의 발전을 위해 고위험 자본인 벤처투자가 활성화될 수 있어야 한다. 현재 대부분 수소기술은 브랜드만 한국이고, 대부분 외국 기술을 도입한 경우가 대부분이다. 태양광, 풍력처럼 외국 기술보다 국내 기술, 국내 생산 설비의 인센티브가 강화되어야 하고, 그래야 더 많은 신기술 개발 벤처들이 육성되고, 투자가 활발해져 국내 수소산업의 선순환에 기여할 수 있을 것이다. 

 

Q. 국내 수소산업 활성화를 위해 지자체와 민간, 기업의 협력방안은


A. 지자체와 민간기업, 또 국민들이 함께 공조해야 가능하다. 특히 수소에너지는 초기에 시장을 만들어가는 상황에서 어느 한쪽에서 주도했을 때 태양광처럼 각종 사기, 정보 불균형 등 여러 문제가 발생할 수 있고 시장 생태계가 만들어지기 어렵다. 반드시 지자체, 정부, 민간기업이 함께 주도해나가고, 동시에 국민들이 직접 투자하고, 함께 이익을 공유하는 모델로 수용성을 높일 필요가 있다. 

 

Q.그린뉴딜을 통한 정책형 뉴딜펀드가 활성화될 것으로 보이는데 루트에너지의 금융상품과 차이점이 있는 것 같다. 그에 대한 차별화된 전략과 차이점은 무엇인가.

 

A. 현재까지 논의되고 공개 가능한 범위에서 그린뉴딜 펀드는 크게 2가지로 구분된다. 먼저 이미 운영 중인 안전한 태양광, 풍력발전소에 전 국민들이 투자할 수 있는 ‘인프라 공모펀드’, 또 착공 전 단계의 신규 발전소 건설 시, 발전소 인근 시민들이 지역 제한적으로 투자할 수 있는 ‘커뮤니티 펀드’이다. 현재 루트에너지는 커뮤니티 펀드 분야에서 최대, 최다 성공사례를 보유한 기업이고, 인프라 공모펀드 기획과 주요한 금융 자문을 담당할 예정에 있다. 결국 두 가지 모두 일반 국민들이 태양광, 풍력 중심의 신재생에너지 사업에 직접 투자자로 참여하고, 안정적인 수익을 장기간 획득하는 것으로 신재생에너지 대중화와 지역경제 활성화의 두 마리 토끼를 잡을 수 있는 금융상품이 될 것으로 보인다. 이 금융상품의 큰 차이점은 일반 펀드에 비해 수익성과 안정성이 높고, 동시에 기후위기 대응과 코로나19와 같은 전염병 출현 예방에 국민들이 직접적으로 해결사로 참여해 큰 임팩트를 창출하는 ‘임팩트 투자’ 상품이다. 이러한 차별성이 포스트 코로나 시대에 모든 국민들이 어려운 상황을 함께 극복해 나갈 수 있는 희망이 될 것이라고 기대한다. 

 

Q. 보다 지속가능한 신재생에너지 사업을 위한 선결과제는?


A. 국내 신재생에너지 사업은 정치적으로 다소 변질되었다. 다른 관점에서 보면 사실 신재생에너지 사업의 확대는 기후변화와 전염병 문제를 근본적으로 해결하는 솔루션이다. 환경 문제는 좌우가 없어야 하고, 오롯이 현재 우리 세대 뿐 아니라 미래 세대의 건강과 행복을 위한 가장 좋은, 가장 지속가능한 선택은 무엇인지 결정해야 한다. 

 

 

 

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