정부가 수소경제의 경쟁력을 높이기 위한 수소경제 활성화 방안을 적극적으로 추진하고 있는 가운데 수소 연료전지 스택을 생산하면서 수소경제에 올인 하겠다고 나선 충주시가 앞으로 정부의 수소경제 활성화 정책에 어떻게 대응하고 충주의 수소경제를 이끌어 나갈지 귀추가 주목되고 있다.

전 세계적으로 미래 전망이 밝은 수소경제에 대한 연구와 기술경쟁력에 앞서가기 위한 경쟁이 치열하고 국내에서도 수소시티 등 수소 경제를 선점하기 위해 많은 노력을 기울이고 있다.

매우 빠르게 변화하고 있는 수소시장 변화에 대한 분석을 해 본다. <편집자 주>

◇ 수소경제

한국무역협회 국제무역통상연구원은 ‘주요적 정책 동향과 시사점을 중심으로’라는 수소경제의 미래에 대한 보고서에서 수소경제로의 전환이 빠르게 가속화함에 따라 수소경제를 선점하기 위한 글로벌 시장의 국가 간 경쟁이 매우 치열한 가운데 수소 경제는 2050년에 이르러 연간 2조5,000억 달러(약 3,000조 원) 규모의 수소 및 관련 장비 시장과 3천만 개 이상의 누적 일자리를 창출할 것으로 전망하고 있다.

이러한 미래 전망에 대응하여 지난 10월 15일 정세균 국무총리 주제로 열린 제2차 수소경제 활성화 방안이 논의되었다.

이날 회의에서 수소연료전지의 체계적인 보급과 확대 방안을 활성화하기 위해 수소 발전 의무화 제도(HPS)를 도입하는 안을 통과시켰다.

현재 한국은 모빌리티와 발전용 전지 등 수소 활용 측면에서는 세계 최고의 경쟁력을 보유하고 있지만 수소 생산 및 공급 인프라 측면에서는 상대적으로 뒤처져 있다는 평가를 받고 있는 실정이다.

이러한 점을 보완하기 위해 현대자동차(주)는 세계 최대 수소 공급지인 호주의 국영연구기반과 대량 수소 운송 기술 개발에 나서겠다는 것이다.

현대자동차 그룹의 주도로 이루어지는 이번 사업은 수소를 액화 암모니아로 변환하여 국내로 수입하는 것을 추진하는 것인데 액화 암모니아는 액화수소보다 낮은 비용으로 수소를 운반하고 저장할 수 있다는 장점이 있다.

액화 암모니아로 들여온 것을 국내에서 수소로 치환하는 것이다.

현대자동차는 국내의 부생수소나 LNG개질수소, 재생에너지 수전해 수소보다 경제성이 있다고 평가하는 것이다.

그러나 호주에서의 수소생산원가, 액화암모니아 치환, 운송 및 수소 재치환 비용을 고려할 경우 원자력 기반 수소 생산보다 경제성이 있을지는 아직 미지수라는 평가도 만만치 않게 제시되고 있다.

원자력 기반 수소 생산단가는 Kg당 3,350원(2025년 발전단가 60원/kwh, 저온수전해방식, 서울대 원자력 정책센터)이다.

더욱이 고온수전해 방식을 이용하면 수소의 생산원가는 더 낮아진다고 한다.

초고온 가스(VHTR)에 의한 열화학 분해 수소 단가는 Kg당 3,000원(한국원자력 연구원) 이하로 떨어질 수 있기 때문에 에너지 자급자족을 높이고 외화절감을 위해서라도 원자력 기반 수소병합 발전 방식을 채택해야 한다는 것이 원자력 연구기관의 평가다.

원자력 에너지로 생산한 수소는 액화암모니아(LA) 또는 액상 유기 수소 운반체(LOHC)로 변환하여 국산 에너지를 해외에 수출할 수도 있다는 것이다. 수소 경제의 글로벌 시장에서는 유럽이 그린 수소 생산과 공급에서 가장 앞서고 있다.

이들은 2024년까지 6GW수전해 설비를 구축해 연간 100만t의 그린수소를 생산하고 2030년까지 1천만t까지 확대 생산할 계획을 가지고 있다.

일본은 현대자동차와 마찬가지로 수소의 해외 생산에 올인 하고 있다. 호주, 브루나이 등에서 저렴하게 생산된 수소를 일본 국내로 들여온다는 계획이다.

◇ 수소발전 의무화(HPS)란 무엇인가

수소발전 의무화(HPS)는 발전사의 발전 종량에서 의무적으로 신재생에너지를 쓸 수 있도록 하는 제도로서 수소를 포함한 신재생에너지의 공급을 의무화 하는 제도를 정부가 시행해 왔는데 수소 에너지가 국제적으로 미래 전망이 밝은 사업으로 경쟁력이 높아지자 신재생에너지 공급의무화(RPS)에서 수소가 차지하고 있던 비중 13%를 별도로 독립하여 수소발전 의무화(HPS)로 지난 15일 제2차 수소경제위원회에서 의결하였던 것이다.

이는 신재생에너지 공급의무화에서 상대적 비중이 낮았던 수소의 비중을 대폭 늘리려는 의도인 것이다.

이로 인해 한국전력은 구매하는 전체 전력 중 일정 비율을 의무적으로 수소 연료전지로 생산한 전력은 구매해야 한다.

구체적인 구매 목표치는 내년에 결정되는데 수소연료전지의 공급이 활성화 되어 수소 경제가 큰 힘을 얻을 수 있는 반면 한국전력은 신재생에너지 구매 의무화(RPS)에 이어 별도의 수소 발전 의무화(HPS)까지 떠안고 가기 때문에 부담감이 커질 수 있다는 반응도 나오고 있다.

정부는 신재생에너지 공급 의무화 제도를 통해 발전 사업자가 생산하는 전력의 7%는 수소, 태양광, 풍력 등 신재생 에너지를 활용한 것이어야 한다고 규정하고 있다. 그러나 그 중 수소가 차지하는 비중이 13% 밖에 되질 않아 사실상 소외되고 있었던 것이다.

이는 수소생산의 주 원료인 액화천연가스(LPG) 가격의 등락폭이 심해 태양광 등에 비해 수익을 예상하기 어려워서이다.

그렇기 때문에 수소발전의무화(HPS) 제도를 신설해 별도 관리하기로 한 것이며 내년에 확정되는 수소 에너지 비율은 2032년까지 점진적으로 상향될 것이며 산업통상자원부 관계자는 앞으로 20년간 해당 분야에서 25조 원 이상의 신규 투자가 창출 될 것으로 기대한다고 말했다.

이번 제2차 수소경제위원회에서는 수소경제 활성화를 위해 수소 제조용 천연가스 공급체계를 개선해 공급 가격을 최대 43% 인하하고, 민관이 함께 특수목적법인을 설립해 상용차 수소 충전소를 본격적으로 구축한다는 방침이다.

또한, 정부가 수소경제육성 및 수소 안전관리에 관한 법률(수소법)을 개정해 수소 기본 계획에 중장기 보급의무를 설정하고 경매를 통해 친환경, 분산형 연료전지 발전전력을 구매한다는 방침이다.

그리고 2040년까지 수소 연료전지 보급량을 8GW까지 달성하여 안정적이고 경제적으로 추출된 수소가 공급될 수 있도록 수소 제조 사업자 중심의 천연가스 공급 체계를 개선하기로 한 것이다.

제조 사업자가 천연가스 가격이 하락했을 때 별도로 천연가스를 수입할 수 있도록 해, 원료비를 약 30%까지 절감 할 수 있도록 할 방침이다.

또한, 차량 충전 목적의 수소 제조용 천연가스에는 수입 부과금이나 안전 관리 부담금 등 제세공과금을 한시적으로 감면하는 방안이 추진된다.

수소연료전지의 보급량이 늘어나는 것은 충주시 발전에도 많은 영향이 있을 것으로 예측되고 있다.

더욱이 현대모비스 제3공장 유치에 사활을 걸고 있는 충주시가 제3공장 유치에 성공했을 때 충주시는 비약적 발전을 이룰 수 있는 것이다.

◇ 수소시티 건설 본격화

정부는 수소 시범 특화 도시로 울산광역시, 경기도 안산, 전북 전주·완주, 강원도 삼척 등 4개 도시를 선정했다.

이는 내년 1분기까지 시설물별 설계를 완료하고 2분기부터 착공해 2022년부터 운영에 들어간다는 방침이다.

또한, 수소도시 건설 및 운영에 관한 법률을 개정해 수소 도시 관련 입지규제, 수소 신기술 등을 지원하는 특례와 지원체계를 구축하고 재정지원 등을 위한 근거 규정을 만들기로 했다. 정부의 예산도 대폭 늘리기로 했다 올해 5천879억 원이었던 예산을 내년에는 7천977억 원으로 35%가량 늘어난 것이다.

또한 지방자체 단체, 기업들과 협력 상용차용 수소 충전소 구축을 위한 특수목적법인 코하이젠(Kohygen)을 설립하고 정부 보조금을 1천670억 원과 출자금 1천630억 원 등 총 3천300억 원을 투입하여 버스, 트럭 등 상용차용 수소 충전소 35개를 구축하여 운영하겠다는 것이다.

수소시티 중 하나인 울산은 울산과학기술원인 UNIST에 국내 최초의 수소 전문기관이 들어선다.

수소 에너지 기술 개발, 실증, 보급 및 정책 개발까지 담당할 수소 전담 연구소로서 울산과 UNIST가 수소 기술 허브로 도약하는 디딤돌이 될 수 있다.

차세대 수소 융합 기술 연구소는 정부의 수소경제 활성화 로드맵과 울산의 2030수소도시육성전략에 발맞춰 미래 청정 수소 경제 사회를 앞당기기 위함이다.

이곳에서의 연구는 크게 3가지 방향으로 진행되는데 수소생산기술, 수소 및 천연가스 활용기술, 수소 기반 차세대 석유 화학 산업기술이다.

여기에 태양광 등을 이용한 친환경 수소 생산 기술, 차세대 연료전지와 이산화탄소 저감 기술 등이 포함되고 있어 관련 기술의 연구 개발 및 실증뿐만 아니라 인력 양성과 산학 협력, 기술 사업화의 거점으로도 그 역할을 하게 되는 것이다.

이 밖에도 안산시는 조력 발전소인 시화호에서 생산된 전기를 이용하는 그린 수소를 생산한다는 계획이다.

또한, 강원도 삼척에는 수소연구개발(R&D)특화도시가 건설된다. 강원도는 철도 사업을 친환경 수소로 열차 운행하는 방안을 검토 중에 있다. 시범도시 사업에는 국비 200억 원과 지방비 200억 원이 투자된다.

수소 경제의 근간이 되는 수소 연료 전지 스택을 생산하는 현대모비스 공장을 보유하고 있는 충주시가 수소시티 시범 지역에서 빠진 것은 안타까운 일이지만 이번이 시범도시 선정인 만큼 수소에 대한 연구와 역량을 더 키워 수소경제를 주도할 수 있는 수소시티로 거듭날 수 있도록 민관학이 총체적으로 연구하고 뜻을 모아 함께 성장 발전을 이루어야 한다는 목소리가 높아지고 있다.