EU에서는 본격적인 수소경제시대가 개막되고 있어

일찍이 화석연료를 대체할만한 에너지원으로 수소를 지목하였다. 수소는 무엇보다도 흔한 물의 구성분자로서 언제, 어디에서나 누구나 쉽게 구할 수 있어 화석연료를 대신할만한 충분한 물량을 확보할 수 있다.

그리고 물을 전기분해하면 수소가 생산되고 수소가 전기를 생산하고 난후 다시 물로 되돌아가기 때문에 아무런 온실가스나 환경오염물질을 발생하지 않는 친환경적인 에너지원이라는 점이다. 또한 수소는 화석연료와 같이 널리 활용할 수 있어 쉽게 화석연료를 대체할 수 있다는 것이다. 그런데 수소는 독자적인 형태로 존재하는 것이 아니라 다른 물질과 결합되어 있어 이를 추출해 내야되는 과정을 거쳐야 얻어낼 수 있으며 너무나 가벼워서 이를 저장, 유통시키려면 액화나 압력에 의해서 밀도를 높여야 가능하기 때문에 많은 비용을 수반해야 된다는 단점을 안고 있다.

2002년, 세계적인 경제석학 제레미 리프킨은 ‘수소경제’라는 저서를 통하여 “산업혁명 초기에 석탄과 증기 기관이 새로운 경제 패러다임을 마련했듯이, 수소 에너지가 기존의 경제, 정치, 사회를 근본적으로 바꾸고 새로운 수소경제를 열어나가게 될 것이다”라고 앞으로 수소경제시대를 전망하였다.

최근 블룸버그 전망에 따르면 “수소경제 실현을 위한 강력한 정책을 실시할 경우 2050년 수소 수요는 최종 에너지 수요의 24%에 해당하는 696MMT까지 증가할 것이며 운송용, 발전용, 산업용 등의 순서로 수요를 차지할 것이다”리거 qlfrgiTel.

이를 통해 이산화탄소를 매년약 60억 톤 감축할 수 있으며 수소 및 관련 장비에서 연간 2조 5,000억 달러(2,871조 원)의 새로운 시장을 창출하여 세계경제를 리드해 나가게 될 것이라고 했다.

독일은 지난해 4월 6일, 수소경제로 가는 로드맵을 발표하였다. 여기에서 “2030년까지 총 전력수요의 80%까지 재생에너지로 충당하고, 2035년에는 전력수요의 완전한 재생에너지 전환을 추진한다”고 밝혔다. 그리고 “원자력발전을 2022년까지 단계적으로 폐지하겠다”면서 “독일의 수소생산은 재생 에너지로 물이나 증기를 전기 분해하여 만든 그린 수소로 기존 생산 공정을 더 저렴하고 지속가능하며 신뢰할 수 있게 될 것이다”라고 밝히고 있다.

사실 이같은 수소경제릐 로드맵을 발표할 수 있었던 배경은 무엇보다도 2021년 독일의 재생에너지가 차지하는 비중은 전체 전력의 42%이나 되기 때문에 이를 기반으로 수소경제로 갈 수 있는 로드맵을 작성할 수 있었다고 할 수 있다.

EU국가에서 그린 수소로 인정하는 경우는 단 2가지 있다. 하나는 태양광발전이나 풍력발전 등에 의해서 발전하는 재생에너지를 기반으로 수전해방식에 의해서 생산하는 방식이다.

그리고 다른 하나는 LNG가스를 탄소포집활용(CCUS)기술을 기반으로 하여 개질에 의해서 생산되는 저탄소 수소이다.

아직까지 재생 수소 및 저탄소 수소는 화석연료 기반 수소에 비해 경쟁력이 열위인 상태이다.

현재 EU에서 화석연료 기반 수소는 1.5유로/kg이고 여기에는 이산화탄소 배출비용을 포함하면 수소생산 가격은 2유로/kg가 된다. 이에 반해 재생 수소의 생산가격은 2.5~5.5유로/kg나 되니 아직 2, 3배나 비싸다고 할 수 있다.
그렇지만 수전해 비용이 10년 전에 비해 60% 감소하는 등 재생수소 비용이 빠르게 낮아지고 있다. 그리고 수소생산에 대한 규모의 경제가 형성되는 ’30년에는 현재의 절반 수준으로 비용이 감소할 것으로 전망돼 LNG개질에 의한 수소생산가격에 충분히 접근할 수 있다고 자신하고 있다.

사실 EU는 수전해에 의한 수소생산 규모가 2030년까지 EU내에 40GW, EU 인접국 40GW까지 합할 경우 충분한 규모경제가 완성될 것으로 보고 있다.

이같은 내용을 기반으로 ’50년 유럽 수소생태계 로드맵‘을 작성하여 EU내 회원국가간에 정책공조를 도모하고 있다.

제1단계 (’20~’24년) : 수전해 6GW 이상 설치해 재생수소 생산량 1백만 톤으로 확대하고 기존 수소생산 탈 탄소화뿐만 아니라 산업공정, 중량운송 등의 수소소비를 활성화한다.

제2단계 (’25∼’30년) : 수전해 40GW 이상 설치해 재생 수소 1천만 톤을 생산하고 수소를 통합에너지시스템의 본질적 요소로 자리매김토록 한다.

제3단계 (’30∼’50년) : 재생수소 기술을 성숙단계로 끌어올려 그간 탈탄소화가 어려웠던 분야 등 광범위한 재생수소 사용을 도모하여 수소경제를 완성시킨다는 계획이다.

한편 대형 수전해 설비를 정유회사, 철강업체, 화학단지 등 기존 수요처에 인접하여 설치하고현지에서 생산되는 재생에너지원 전기를 직접 공급하도록 하겠다는 것이다. 그리고 이상적인 대형 수소연료전지 버스, 트럭 등을 보급하기 위해서 수소 충전소를 확충할 것이며 온실가스 배출이 제로에 가까운 저탄소 전기를 기반으로 하는 전기화를 통하여 탄소중립 사회를 앞당겨 나가겠다는 것이다.

우리나라는 한전에서 발표한 재생에너지 비중은 7.5%이지만 국제환경단체에서 인정하는 재생에너지 비중은 4.9%에 불과한 실정이다. 이런 상황에서 EU의 수소경제로 가는 로드맵을 접하게 되니 갈 길이 멀다는 생각을 하지 않을 수 없다.

일부에서는 광물촉매를 활용하여 물을 상온에서 수전해할 수 있는 기술이 개발되고 탄소합금속를 활용하여 현재 350도 경수로 상태에서의 원전을 900도 이상에서 완전연소시킬 수 있는 소재를 개발하여 원전기술이 개발될 것이라고 전망한다. 그렇게 되면 값싼 수소를 대량으로 생산할 수 있는 시대가 개막될 것이라는 기대감으로 2040년까지 수소관련 사업을 연기하고 있는 실정이다.

EU국가들은 이런 우리들의 기대를 무너뜨리고 지금 당장 수소경제를 개막시켜 세계경제를 이드해 나가겠다고 하니 그들의 계획을 마냥 지켜만 보고 있을 것인지 답답한 노릇이다.