혁신적인 소재·부품 개발 투자 필수
수소충전소 입지·안전관리는 과제
[세종=뉴스핌] 오승주 기자 =김부겸 국무총리가 26일 발표한 '제1차 수소경제 이행 기본계획'이 '장밋빛 전망'으로만 일관했다는 지적이 나온다.
수소생산 기술력이 여전히 해외 수소생산 선진국에 비해 '낮은 단계'로 평가받는 상황에서 기업들의 기술력 제고를 위한 세밀한 지원책 등이 미흡하다는 관측이 제기된다. 이와 함께 폭발력이 큰 수소의 안전성에 대한 보완책이 제시되지 않은 점도 아쉬운 대목으로 지목된다.
◆ 구체적인 생산·공급 계획 없어…실현 가능성 미지수
정부는 2050년 연간 2790만톤의 수소를 100% 청정수소(그린‧블루수소)로 공급하고, 국내 생산은 물론 우리 기술·자본으로 생산한 해외 청정수소 도입으로 청정수소 자급률도 60% 이상 확대할 계획이라고 강조했다.
이를 위해 ▲국내‧외 청정수소 생산 주도 ▲빈틈없는 인프라 구축 ▲모든 일상에서 수소활용 ▲생태계 기반 강화 등 4대 추진전략을 바탕으로 15개 과제를 추진한다.
정부는 2050년 최종에너지 소비의 33%, 발전량 23.8%의 비중을 수소가 차지할 것으로 낙관하고 있다. 수소는 현재 최대 에너지원인 석유(49.3%)를 제치고 2050년에는 단일 에너지원으로서는 최대 에너지원으로 자리잡을 것으로 기대했다.
하지만 일각에서는 계획이기는 해도 너무 낙관적이지 않느냐는 시선이다. 유럽연합(EU) 집행위원회가 2020년 7월 발표한 'EU 수소전략'(EU Hydrogen Strategy)에 따르면 EU는 2050년까지 에너지소비 중 청정수소의 비중을 13~14%까지 확대할 계획을 발표했다.
한국의 2050년 청정수소 에너지소비(33%)에 비해 절반 수준을 목표로 세운 것이다.
일본은 더욱 보수적이다. 2017년 12월 세계 최초로 수소사회 실현 목표를 향한 전략 로드맵'수소기본전략'을 발표한 일본은 2050년 연간 1천만톤의 수소를 공급할 계획이다. 한국의 3분의 1수준이다.
한국이 국가적 특성인 '스피드'와 '집중력'을 앞세워 수소생산 기업 등에 대규모 투자를 실시해 목표에 도달할 가능성은 충분하다. 그러나 현재 수소생산 기술력에서 앞서간다는 평가를 받는 EU와 일본 등이 수소생산에 보수적으로 접근한다는 점은 뒤집어 말하면 그만큼 청정수소 생산이 어렵다는 의미로도 해석된다.
한국과학기술기획평가원(KISTEP)에 따르면 수소 생산기술은 1차로는 사용 원료, 2차로는 사용되는 에너지원과 화학 반응에 의해 분류할 수 있다. 수소 생산을 위해 사용되는 원료는 화석연료, 물, 바이오매스, 폐자원 등이 있다. 에너지원은 열, 전기 등이다.
대표적 수소 생산 방식은 부생수소, 개질수소, 수전해 방식이 널리 활용된다.
부생수소는 석유화학(나프타 분해) 공정이나 제철 공정에서 화학반응에 의해 부수적으로 생산된다. 개질수소는 천연가스, 석탄, 석유 등 탄화수소계 화석연료를 활용해 촉매 반응으로 생성된다.
수전해 수소는 전기화학 반응에 기인한 물분해 방식으로 물에 전기를 가하면 생성된다.
정부는 말하는 청정수소는 그린수소와 블루수소다. 그린수소는 물분해로 얻는 수전해 수소다. 단가가 높다. 현재는 가격이 하락하기는 했다지만, 2018년 기준으로 kg당 9000원~1만원에 달한다.
블루수소는 개질수소와 이산화탄소포집방식(CCUS) 장치를 더한 방식이다. 현재 기술력으로 대량생산에 이르기까지는 시일이 상당히 필요한 것으로 알려져 있다.
프랑스 에어 리퀴드(Air Liquid)와 독일 린데(Lindee), 일본 오사카가스 등 해외 주요 기업들은 개질 수소에 대한 높은 기술 성숙도를 바탕으로 이미 다양한 제품을 개발해 시장에 출시하고 있다.
반면 국내 개질수소 산업은 초기단계라는 평가다. 하지만 SK이노베이션과 한국가스공사 등 일부 기업에서 개질기 제작 및 수소충전소 공급이 이뤄지고 있다.
그린수소로 일컬어지는 국내 수전해 산업은 재생에너지 전력 보급과 투자미흡, 기업의 낮은 관심으로 아직까지 초기단계 기술력과 시장 상황이라는 평가를 받는다.
2018년 이후 기술개발에 대한 정부의 적극 투자에 힘입어 현재 해외 수전해 업체 기술을 빠르게 추격하면서 기술개발을 진행하고 있다고는 하지만 기술력 차이를 부정할 수는 없는 상황이다.
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한국과학기술기획평가원(KISTEP)이 올해 2월 펴낸 기술동향브리프(김기봉, 김태경 연구원)에서는 한국 수소생산기술별 기술성숙도와 이산화탄소(CO2) 배출량, 경제성 등 여러 요건을 고려한 R&D 투자전략 수립 및 비즈니스 모델 설정이 필요하다고 강조했다.
수소 생산기술의 경제성과 친환경성을 동시에 확보하기 위해서는 현재 기술 수준을 웃도는 혁신적인 소재와 부품개발에 대한 투자도 필수적이다.
업계의 한 관계자는 "수소경제로 간다는 방향성은 전적으로 공감한다"면서도 "정부가 거창한 전망을 내놓으면서 기술혁신과 소재 부품 개발 등에 얼마나 투자할 지를 빠뜨린 점이 아쉽다"고 말했다.
◆ 수소충전소 입지 선정 숙제…안전관리 신뢰도 제고 중요
이번 발표에서는 빠져 있는 '안전'도 숙제다. 수소의 가장 큰 단점은 폭발력이다. 수소차에서는 폭발에 대한 우려가 없다는 게 업계 중론이다. 하지만 보관과 저장 과정에서 실수는 대형사고로 번질 우려가 크다.
빈도가 높지는 않지만, 한번 발생하면 대형 사고로 이어질 가능성을 배제할 수 없다. 2019년 5월 강원도 강릉에서는 사상자 8명을 낸 수소탱크 폭발 사고가 일어났다.
산업통상자원부에 따르면 인명·재산 피해가 발생한 수소 폭발은 최근 4년간 11건에 달한다. 2019년 5월 강릉과학산업단지에서는 수소탱크가 폭발해 3300㎡(약1000평) 규모의 건물이 뼈대만 남을 정도로 파손됐다. 7~8㎞ 밖에 까지 폭발음이 들렸다.
때문에 수소충전소나 수소연료전지 발전소 설치 문제는 지역주민 반발로 이어지기 마련이다.
서울 양재 수소충전소는 안전우려에 대한 주민 반발로 개장후 1년여를 휴업했다 지난해 11월에야 재개장 허가를 받았다.
정부는 이번 발표에서 청정수소를 어디서나 편리하게 사용할 수 있는 인프라를 마련하겠다며 수소생산·도입 주요 거점을 중심으로 수소 배관망을 구축할 계획이라고 했다.
기존 천연가스망을 활용한 수소혼입도 검토하고, 주유소·LPG 충전소에 수소충전기를 설치하는 융복합 충전소 확대 등을 통해 수소충전소를 2050년까지 2000기 이상 확보한다는 뜻을 밝혔다.
그러나 아파트 등에서 가까운 주유소와 LPG 충전소에 수소충전기를 설치한다는 정부 계획이 주민 반대를 어떻게 극복할지 관건이다.
강원도 강릉에 추진중인 수소연료전지 발전소 건설사업도 올해안에 착공할 예정이지만, 주민 반대로 지지부진한 상황이다. 정부는 강릉시 사천면에 2023년까지 30MW급 수소연료전지 발전소 건설을 계획했으나 원래 보다 착공이 2년 정도 늘어난 데 이어 여전히 주민반대가 이어져 난항을 겪고 있다.
fair77@newspim.com
