문재인정부 국민보고

15년 만에 다시 불어온 바람 ‘수소경제’

수소경제는 화석연료 중심의 에너지 시스템에서 벗어나 수소를 에너지원으로 사용하는 경제산업 구조를 말합니다. 쉽게 말해 수소를 연료로 굴러가는 자동차와 선박, 열차, 기계 등을 늘리는 것인데요. 이를 위해서는 수소를 안정적으로 생산·저장·운송하는데 필요한 산업과 시장도 새롭게 만들어내야 합니다.

수소경제의 시작은 참여정부 때인 2005년으로 거슬러 올라갑니다. 그해 산업자원부 업무보고의 첫 번째 중점 추진과제가 ‘수소경제 기반을 구축하기 위한 수소경제 대응 종합마스터플랜’이었는데요. 하지만 당시에는 수소차 한 대 가격이 10억원에 달했고, 한 번 충전으로 고작 100km밖에 주행하지 못하는 등 제약이 컸습니다. 또 국민적 공감대도 부족했습니다. 기후변화에 대한 경각심이 지금보다 낮았기 때문입니다. 결국 수소경제 열풍은 오래 유지되지 못했습니다.

그러나 수소경제를 위한 준비는 묵묵히 진행되고 있었습니다. 10여년에 걸친 노력의 결과, 2018년에는 세계 최고 수준의 기술이 들어간 우리의 수소차 ‘넥쏘’를 양산했습니다. 또 2015년 미국 등 각국 정상이 탄소 감축을 위한 파리기후협약을 체결하는 등 탄소 의존에서 벗어나려는 시대적 흐름도 조성됐습니다.

세계 최고 수준의 기술로 10여년만에 국내 유일 양산화에 성공한 우리 수소차 넥쏘는 대통령 전용차로 채택되었습니다.

온실가스와 미세먼지를 배출하는 탄소와 달리 수소는 부산물이 물뿐인 깨끗한 에너지입니다. 수소경제는 2050년 연 11조달러의 부가가치를 창출할 수 있는 새로운 성장동력으로 전망됩니다. 이에 미국과 일본, 유럽연합(EU) 등은 수소경제 선점을 위해 치열히 경쟁하고 있습니다. 골든타임을 놓치지 않으려면 우리나라도 빠른 도약이 필요했습니다.

2040 수소 활용 ‘세계 1위’ 청사진… 세계 최초 수소법 제정

2019년 1월 17일, 문재인 대통령은 수소 대표도시인 울산에서 ‘수소경제 활성화 로드맵’을 발표했습니다. 로드맵의 비전은 수소차와 연료전지를 양대 축으로 세계 최고 수준의 수소경제 선도국가로 도약하는 것이었습니다. 2040년까지 수소차 620만대를 생산하고, 수소 발전용 연료전지를 15GW 이상으로 확대해 수소 활용 분야 세계 시장 점유율 1위를 달성하려는 당찬 목표를 세웠습니다. 그리고 이를 뒷받침하기 위해 생산·유통·저장 분야의 안정적 공급 시스템도 구축하기로 했습니다.

2030~2050 수소경제 비전

2020년 2030년 2050년 분야별 수소경제 비전 제공표

분야	2020년	2030년	2050년
생산	22만t	390만t	27000만t
충전소	70기	660기	2000기 이상
발전량	1%	7%	20% 이상
청정수소비중	0%	50% 이상	100% 이상

정부는 로드맵의 비전을 구체화하기 위해 부처 합동으로 6개 분야별(표준, 연구개발(R&D), 수소차, 인프라, 충전소, 안전) 주요 정책을 수립했습니다. 2021년 2월에는 세계 최초로 ‘수소경제 육성 및 수소 안전관리에 관한 법률’(수소법)을 시행했습니다. 수소법에는 수소경제 이행을 위한 추진체계, 지원정책, 안전관리 등의 내용을 담아 지속적이고 체계적인 수소경제 기반을 마련했습니다.

정부는 국무총리를 위원장으로 하고, 각 부처 장관과 민간 전문가가 폭넓게 참여하는 ‘수소경제위원회’를 구성해 운영하고 있습니다. 제1차 수소경제위원회는 2020년 7월에 열렸는데요. 수소 전주기의 산업 기초역량을 강화하기 위한 ‘수소산업 생태계 경쟁력 강화 방안’을 대표 안건으로 상정하고, 기업·지역·해외 생태계 구축 방안을 논의했습니다.

2020년 10월에 개최한 제2차 수소경제위원회에서는 수소 연료전지의 체계적 보급 확대를 위한 ‘수소 발전 의무화 제도 도입 방안’을 대표 안건으로 논의했습니다. 수소 인프라 확충은 기존 신재생 보급 체계를 중심으로 이뤄지고 있으며, 특히 발전용 연료전지는 태양광·풍력 등 재생에너지를 중심으로 설계된 신재생에너지 공급의무화제도(RPS)^*를 통해 보급이 지원되고 있습니다.

^*신재생에너지 공급의무화제도(Renewable Energy Portfolio Standard・RPS)

500MW 이상의 대규모 발전사업자에게 총 발전량 중 일정 비율 이상을 신재생에너지를 이용해 발전하도록 의무화

2021년 3월에 개최한 제3차 수소경제위원회에서는 ‘수소경제 민간투자 계획 및 정부 지원방안’과 청정수소 인증제 도입, 액화수소 관련 안전규정 마련, 전문인력·전문기업 육성 등 민간투자에 대한 정부 지원방안을 논의했습니다.

2050년 그레이 수소 제로… 100% 청정수소 전환

우리나라는 수소차·연료전지 중심으로 한 생태계 구축 초기 단계에 있는데요. 수소경제를 넘어 청정수소 경제 선도국가가 되려면 생산·유통·활용 전주기 생태계가 동시에 구축될 필요가 있습니다. 문재인 대통령은 2021년 10월 차세대 수소 연료전지 특화단지가 들어설 인천 현대모비스 투자예정지를 방문해 수소 선도국가 비전을 발표했습니다. 당시 문재인 대통령이 밝힌 수소경제의 4가지 비전은 아래와 같습니다.

“역량을 모아 수소경제를 선도해나갈 것입니다. 탄소경제에서 수소경제로 전환은 거스를 수 없는 대세이며, 미래의 국가경쟁력과 직결됩니다.” - 수소경제 성과 및 수소 선도국가 비전 보고 (2021.10)

첫째, 지금의 그레이수소 100% 공급구조를 2050년까지 100% 청정수소로 전환합니다. 그레이수소는 메탄에 고온·고압의 수증기를 가해 만든 수소인데요. 저렴하지만 이산화탄소를 많이 배출한다는 단점이 있습니다. 반면, 블루수소나 그린수소는 탄소 배출이 적거나 아예 없는 깨끗한 수소인데요. 이 청정수소의 생산량을 대폭 늘려가 2050년에는 그레이수소 제로, 블루수소 200만톤, 그린수소 300만톤을 생산할 예정입니다.

또 우리 기술과 자본으로 해외에서 청정수소를 생산하고 도입하는 사업도 추진합니다. 해외 수소 도입을 위한 액화수소 운반선 분야에서도 앞서간다면 우리나라는 명실공히 청정수소 선도국으로서 에너지 강국 반열에 오를 수 있습니다.

둘째, 언제 어디서나 수소를 쉽게 충전할 수 있고, 전국 곳곳에 수소를 공급할 수 있는 빈틈없는 인프라를 구축할 것입니다. 2050년까지 2,000기 이상의 수소충전소를 만들고, 전 국민이 2030년에는 20분 이내, 2050년에는 10분 이내에 편리하게 충전소를 이용할 수 있는 환경을 조성할 예정이다. 또 경제적이고 안전한 액화수소 인프라를 만들어 대규모 청정수소 유통망을 활성화하고, 전국적인 배관망을 순차적으로 구축하게 됩니다.

셋째, 수소 활용이 일상화되는 탄소중립 대한민국을 실현할 것입니다. 수소 승용차 시장을 선도하며 벌여놓은 글로벌 초격차를 수소 버스, 트럭, 건설기계 등 상용차 시장으로 확대하겠습니다. 또 도심 항공, 트램, 드론, 선박 등 미래 교통과 운송수단에 수소를 적용해 친환경 모빌리티 시장을 선도하는 것이 목표입니다. 발전 부문에서는 수소 발전에 특화된 지원을 강화하고, 친환경 수소와 암모니아 기반의 발전 시스템으로 에너지 전환에 속도를 낼 것입니다.

서울 여의도 국회 수소충전소에서 충전을 위해 줄을 서 있는 수소차들 (출처 : 연합뉴스, 2021.7)

넷째, 범국가적 전방위 협력으로 수소경제 생태계의 경쟁력을 높이는 한편, 정부는 수소산업 모든 분야에 걸쳐 기술개발을 적극적으로 지원하고, 국제공동연구 등을 통한 표준화에 주력할 것입니다. 민간기업의 투자 활성화를 위해 규제를 합리화하고, 수소경제 인력양성 로드맵을 수립해 미래 인재를 적극적으로 양성해왔습니다. ‘국제 수소 이니셔티브’를 설립해 수소 거래에 관한 무역규범을 만들고, 우리의 앞선 경험을 살려 해외 수소인프라 구축에 참여하는 등 수소산업의 수출 기회도 적극적으로 창출하기를 기대합니다.

‘수소는 위험하지 않아요’ 적극적 소통 노력 통했습니다

수소 연료전지 발전소 사업 초기에는 주민들의 반대도 있었습니다. 2017년 6월부터 인천 동구에 추진한 수소연료전지 발전소사업(39.6MW)의 경우 인근아파트 주민을 중심으로 반대의견이 확산되어 오해를 해소하기 위해 30회가 넘는 시설 견학과 60여회의 설명회를 개최하고, 인근 주민이 과반 참여하는 ‘민관 안전·환경위원회’를 설치했습니다. 이런 노력 끝에 2021년 7월 발전소를 준공해 본격적으로 가동하면서 주민들에게 깨끗한 전기와 열을 공급할 수 있게 됐습니다.

수소는 산업현장에서 이미 수십 년간 연료로 사용해오면서 안전하게 관리할 수 있는 기술력을 쌓았지만, 수소충전소를 지을 때 안전에 대한 우려가 있기도 했습니다. 이에 정부와 유관기관, 전문가 등으로 구성한 ‘수소경제 홍보 태스크포스’(TF)를 만들었습니다. TF는 충전소가 들어설 인근 지역 주민과 직접 소통해 수소에 대한 이해도를 높였고, 충전소를 구축할 수 있게 됐습니다.

또 수소의 생산‧저장‧운송‧활용 등 수소산업 전주기 안전관리체계를 강화하기 위해 ‘수소 안전관리 종합대책’(2019년 12월)을 수립했습니다. 더 나아가 수소법을 제정(2020년 1월)해 수전해^* 설비 등 수소용품 및 수소연료 사용시설의 안전강화를 위한 법적 근거를 마련했습니다.

^*수전해

전기를 이용해 물을 산소와 수소로 분해

수소 승용차 보급 1위 한국, 퍼스트 무버 되다

우리나라는 수소 모빌리티 분야에서 ‘퍼스트 무버’(First mover·선도국가)로서 괄목할 만한 성과를 거두고 있습니다. 수소 승용차 보급 세계 1위(2020년 한국 1만 831대, 미국 8,801대, 일본 3,982대, 독일 374대)를 달성했고, 수소 화물차를 세계 최초로 수출했습니다. 수소 지게차·트램·선박 등 다양한 모빌리티의 실증도 수행하며 세계를 선도하고 있습니다. 또 발전용 수소 연료전지를 세계 최대(2020년 한국 600MW, 미국 482MW, 일본 313MW)로 보급하고, 세계 최초 부생수소^* 연료전지 발전소를 설립해 수소 활용 부문에서 세계적 위상을 구축했습니다.

^*부생수소

유화학 공정이나 철강 등을 만드는 과정에서 부수적으로 나오는 수소. 생산량에 한계가 있으나 수소 생산을 위한 추가 설비 투자비용 등이 없어 경제성이 높음

수소가 미래 먹거리인 만큼 민간투자도 활발합니다. 2021년 3월 열린 제3차 수소경제위원회에서 현대자동차, SK 등 대기업은 그린·블루수소 등 생산 분야에 11조원, 액화플랜트 등 저장·유통에 8조원, 발전·수소차 등 활용 분야에 23조원 등 30년까지 약 43조원 이상의 투자 계획을 발표했습니다. 또 중소·중견기업 등도 부품 및 전문분야 중심으로 1조원 규모를 투자할 예정입니다.

민간기업 수소 인프라 연구 및 투자 계획

민간기업 수소 인프라 그룹사, 투자분야, 총액 제공 표

그룹사	투자분야	총액
SK	대규모 액화플랜트 구축, 연료전지발전 확대 등	18.5조원
HYUNDAI	수소차 설비투자 및 R&D, 연관인프라(충전소 등) 투자	11.1조원
posco	부생수소 생산 〮 해외 그린수소 도입, 수소환원제철 개발 등	10조원
Hanwha	그린수소(수전해) R&D·실증·생산, 수소 저장설비 등	1.3조원
효성	액화플랜트 구축, 액화충전소 보급 등	1.2조원
중소·중견	가정용 연료전지, 그린수소 R&D, 수소추출기, 수소저장용기 등	1.2조원

아직 가야 할 길… 더 안전하고 깨끗한 수소경제

문재인정부는 ‘수소경제 선도국’을 만들기 위해 노력했고, 성과를 얻었습니다. 그러나 더 많은 길을 가야 합니다. 우선 세계적 흐름에 발맞춰 우리나라도 그린·블루와 같은 청정수소를 조기 상용화하기 위해 노력하고 있습니다. 국내 그린 수소 관련 기술력을 확보하기 위해 물을 분해해 그린수소를 생산하는 수전해 R&D·실증을 지속 지원하고 있으며, 해외에서 청정수소를 생산해 국내로 도입하는 방안도 마련하고 있습니다.

국가 차원의 탄소중립(지구온난화의 원인인 이산화탄소의 순배출량을 ‘0’으로 만드는 것) 달성을 위해서는 전체 온실가스 배출량의 35.8%를 차지하는 산업 부문의 역할이 중요합니다. 이를 위해 산업계는 선제적으로 재생에너지 전력을 최대한 이용하려 하고 있는데요.

철강 생산 때 환원제로 쓰이는 코크스를 수소로 대체해 탄소 배출을 저감하는 수소환원제철이 세계적으로 각광받고 있습니다. 또 석유화학 기초 제품 생산 원료인 나프타를 대신해 수소를 활용하는 방안과 시멘트 제품 생산 과정에서 열원으로 수소를 사용하는 방안 등도 탄소중립의 핵심 대안으로 떠올랐습니다. 이를 위해서는 기술 개발과 인센티브 등 전폭적인 정부 지원이 필요합니다.

현재 수소차·연료전지 등 수소 활용 분야에서는 우리나라가 보급량, 기술경쟁력 등 부문에서 세계를 선도하고 있습니다. 하지만 수소 생산, 저장·운송 분야에서는 세계 수준 대비 기술격차가 확연한데요. 특히 수전해, 수소 액화, 수소터빈 등의 기술은 선도국과 7년 이상 차이가 나고 있습니다. 이에, 국내 수소 기업을 육성해 신산업의 파급효과를 끌어내기 위해 정부는 수소 핵심 5대 분야(연료전지, 모빌리티, 충전소, 액화, 수전해) R&D를 집중적으로 지원해왔습니다.

수소경제는 국민에게 점점 더 친숙해지고 있습니다. 예전에는 수소라고 하면 낯설었지만, 요즘은 ‘수소차’, ‘청정에너지’가 머릿속에 그려집니다. 수소에 대한 이해를 바탕으로 기업과 국민, 정부가 힘을 합친다면 우리나라는 수소경제 선도국가를 넘어 세계 굴지의 수소 1위 국가로 거듭날 것입니다.