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[기고] 수소시장 전망과 가스업계 대응 방안한국가스공사 경제경영연구소 남궁윤 책임연구원
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[1374호] 승인 2019.01.14  23:06:00
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수소에너지 장점 많아 주요국들 정책적 지원 강화
 

 
 

지구온난화 문제와 에너지 자원의 지역적 편중으로 인한 수급불안 및 자원고갈을 해결하기 위해 지속가능한 친환경 에너지 자원의 개발 필요성이 대두되고 있다. 수소에너지는 이와 같은 에너지와 환경문제를 동시에 해결할 수 있는 대안의 하나로 부각되고 있다. 수소는 환경오염물질을 배출하지 않는 무공해에너지이다. 또한 생산이 가능하기 때문에 에너지 자급률을 향상시킬 수 있다. 그리고 다양한 비즈니스를 창출함으로써 고용 증대 효과가 클 것으로 예상된다. 뿐만 아니라 에너지전환정책이 확대됨에 따라 재생에너지 비중이 증가하게 되는데 재생에너지의 간헐성에 의한 잉여전력을 장기간, 대용량으로 저장하는 데는 수소가 가장 효율적이라고 알려져 있다. 

따라서 이와 같은 수소에너지의 장점으로 인해 우리나라뿐만 아니라 주요국들은 수소에너지 시대를 앞당기기 위해 수소의 생산, 저장 및 운송, 이용을 위한 공급 가치사슬을 구축하고 산업 역량을 강화하고 있다. 

 

글로벌 수소시장 확대 전망 

글로벌 자동차 및 에너지기업 등이 참여하는 수소위원회는 ‘Hydrogen, Scaling up (수소 시장의 확대)’ 보고서를 통해 수소에너지가 2050년에 전 세계 에너지 수요량의 대략 20%를 담당하며 이를 바탕으로 이산화탄소가 매년 약 60억톤이 감축될 것으로 전망했다. 또한 2050년까지 수소와 관련된 산업 분야에서 연간 2조5,000억달러의 시장가치 유발효과 및 3,000만개 이상의 일자리 창출이 가능할 것으로 예측했다. [그림 1]에서 보듯이 수소 수요는 지속적으로 증가하여 2050년에는 현재의 약 10배 이상 증가할 것으로 예측된다. 특히 2050년까지 수송부문은 전체 수소 수요에서 가장 큰 비중을 차지할 것으로 전망된다. 즉 향후 수송용 연료전지가 연료전지 시장 성장을 주도할 것으로 전망된다.

   
 

일본은 수소에너지 관련 정책적으로나 기술적으로 앞서가고 있는 것이 사실이다. 지역적 소재, 에너지 자급률, 에너지믹스 등 우리와 유사한 면을 보이고 있기 때문에 일본의 수소시장 전망치를 살펴보면 2030년에 일차에너지 공급량 중 LNG가 가장 큰 비중을 차지하고 다음으로 원자력과 수소가 많은 비중을 차지할 것으로 예상된다. 또한 2050년에는 수소에너지가 대략 40% 정도를 차지함으로써 일차에너지 공급량 중 가장 큰 비중을 차지할 것으로 전망된다.[그림2] 일본정부는 2030년까지 수소전기차는 80만대, 수소버스는 1,200대, 수소지게차는 만대를 보급할 계획이다. 또한 가정용 연료전지인 ‘에네팜’의 보급 확대에도 주력할 뿐만 아니라 업무·산업용 연료전지 판매도 확대할 계획이다. 한편 수소 수요를 대폭 증가시키기 위해 현재 개발 단계에 있는 수소발전 기술을 2030년까지 상용 단계로 끌어 올려 발전비용 17엔/kWh의 실현을 목표로 하고 있다. 향후 일본의 수소시장 규모는 2030년에 1조엔(약 10조원), 2050년에 8조엔으로 예측된다. 

   
 

이러한 일본 에너지믹스에서 수소가 차지하는 비중은 국내 시장과는 다르겠지만, 국내 수소에너지 시장도 확대될 것으로 예측되고 시기적으로 불확실하지만 수소경제시대 도래는 불가피할 것으로 예상되기 때문에 지금부터 기술개발 및 인프라 구축과 같은 선제적 대응이 필요하다고 할 수 있다. 

 

정부의 강력한 정책적 의지 

최근 정부는 수소에너지 시장 확대를 위한 중요한 정책 발표들을 통해 강력한 의지를 표명하고 있고 수소경제 도약을 위한 글로벌 협력도 강화하고 있다. 그러나 정부가 수소경제로의 이행 추진을 위해 수소연료전지사업단을 구성한 시기는 2003년이었다. 그리고 2006년에 수소경제이행 로드맵을 마련하는 등 적극적 행보를 보였으나 2010년 전후로 전기차가 부상하면서 수소전기차를 체계적으로 보급 추진하는데 다소 주춤하였다. 만약 2003년부터 수소에너지에 대한 정부의 지속적인 정책적 지원과 기술개발이 이루어졌다면 글로벌 시장에서 수소경제사회에 가장 먼저 진입하는 국가가 될 가능성이 증대되었을 것이다. 정부는 2015년에 이르러서 수소전기차 관련 구체적인 보급 목표를 발표하고 그 이후 수소경제사회 이행을 위한 정책적 의지를 표명하기 시작하였다. 특히 지난해는 한국 수소사회를 향한 원년이라 불릴 정도로 수소에너지에 대한 긍정적인 여건이 조성되고 있다. 정부가 지난해 발표한 중요한 정책 중 하나는 3대 전략투자 분야에 수소경제를 선정하였고 수소경제 5개년 로드맵은 올해 1월경에 마련될 예정이다. 국내 수소수요 장기 전망치는 이와 같은 정부 정책 방향과 연계하여 보다 구체적으로 예측해 볼 수 있을 것이다. 

 

수소와 천연가스산업의 연관 분야

천연가스와 수소는 상당히 연관성이 크기 때문에 천연가스 기존 인프라를 활용하여 저비용으로 수소연관사업 참여가 가능하다. 천연가스와 수소는 둘 다 기체이고 천연가스는 –162℃에서 수소는 –253℃에서 액화가 이루어진다. 그리고 천연가스를 배관으로 운송하듯이 수소도 기존의 천연가스 배관을 이용하여 운송 가능하고 신규 배관망을 구축하여 운송할 수 있다. 또한 생산된 수소는 천연가스 배관망에 저장하고 이용시 말단에서 수소를 분리·추출하여 난방용, 온수용, 차량용, 발전용 등으로 사용이 가능하다. 한편 이 경우에 수소를 분리하지 않고 천연가스와 수소를 혼합하여 혼합연료로 HCNG 버스 등에 사용하는 것도 가능하다. 또한 수소는 천연가스 개질에 의해 생산할 수 있고, 수소 이용부문에서 천연가스 개질에 의한 수소를 이용하는 연료전지와 수소-천연가스 혼소 발전소 등이 있기 때문에 천연가스산업은 수소산업과 상당히 연관성이 크다고 할 수 있다. 

가스업계의 수소사업 및 기술개발사업은 국가적 차원의 수소산업 발전 계획과 방향을 같이하는 구체적인 실행전략이 요구된다. 현재 정부의 수소에너지 장기 로드맵은 마련되어 있지 않기 때문에 [그림3]은 수소융합얼라이언스추진단에서 설정한 국내 수소사회 구축 방향에 따른 천연가스산업 연관 분야를 정리한 것이다. 

   
 

가스산업의 대응 방안

향후 수소에너지는 미래 에너지믹스에서 중요한 비중을 차지할 것으로 전망되고 수소에너지 경제성은 규모의 경제, 화석연료에 대한 환경비용, 기술개발 등으로 향상될 것으로 예상된다. 그렇기 때문에 일본 도시가스사들을 포함한 해외 주요 에너지기업들은 글로벌 에너지전환정책이 요구하는 새로운 패러다임에 부합하면서 지속가능경영 차원에서 수소사업에 과감히 투자하고 있다. 국내 가스업계도 천연가스 수요가 정체되어 있는 상황에서 신성장 사업으로서 수소에너지 관련 미래 사업의 발굴 및 육성이 필수불가결한 시점이다. 

물론 수소시장이 확대됨에 따라 천연가스산업 측면의 과제들도 있다. 수송용 수소시장 확대와 더불어 CNG 버스 및 LNG 화물트럭도 적절한 비중으로 확대될 필요가 있다는 것이다. 또한 천연가스 개질에 의한 수소 생산시 이산화탄소가 발생하기 때문에 이산화탄소 포집 비용을 낮출 수 있는 기술개발이 필요하다. 한편 국내 대용량 수소운송 기술은 현재 미흡한 수준이기 때문에 수소 액화공정 기술 확보와 수소를 천연가스 배관망으로 운송시 안전성 문제 등 수소 운송방식에 대한 대비도 필요하다. 그리고 이를 통해 다양한 비즈니스 모델도 발굴될 수 있을 것이다.     

결론적으로 가스업계의 수소 사업 및 기술개발사업은 정부 수소사업 추진 계획 및 전략 수립과 연계하여 추진되어야 할 것이다. 또한 가스산업과 수소산업은 연관성이 크기 때문에 기존의 천연가스 인프라를 최대한 활용하여 한국가스공사와 도시가스사가 동반성장 할 수 있는 신사업 구축이 필요하다. 그리고 수소사회 선도를 위하여 수소산업 전주기에 대한 인프라 구축 및 관련 기술개발을 장기적이고 거시적 관점에서 추진해 나가야 할 것이다.  

 

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