한국가스공사  경제경영연구소  남궁윤 책임연구원

기후변화 대응을 위해 많은 국가들이 탈탄소화 전략을 추구함에 따라 수소가 미래 에너지믹스의 핵심 구성 요소로 부상할 전망이다. 특히 재생에너지를 활용한 그린수소는 탄소중립을 달성하는데 크게 기여할 것으로 예상되나 그린수소 생산비용을 낮추는 것이 관건이다.

현재 그린수소는 블루수소에 비해 약 2∼3배 비용이 더 높지만 향후 그린수소 생산비용은 급속한 하락이 예상된다. 현재 글로벌 그린수소 생산비용은 평균 5$/kgH2이나 BloombergNEF의 전망에 따르면 2050년에는 0.8∼1.6$/kgH2 수준까지 하락할 것으로 전망된다. 또한 2050년까지 수소위원회는 평균 1.5$/kgH2, IRENA(국제재생에너지기구)는 1$/kgH2에 도달할 것으로 전망하고 있다.

이러한 그린수소 생산비용 하락 요인으로는 재생에너지 발전단가 하락, 수전해설비비 하락, 전해조 효율 향상과 운영비 하락 등을 들 수 있다. 이 중 재생에너지는 이미 세계 여러 지역에서 가장 저렴한 전력공급원이 되었으며 일부 국가들의 경매에서 20$/MWh 이하의 기록적인 가격에 도달할 만큼 재생에너지 발전단가는 향후에도 지속적인 하락이 예상된다.

이에 그린수소 생산비용 절감을 위해서는 전해조 비용 인하가 중요한 이슈로 대두되고 있다. 즉 그린수소를 생산하고 이용하는데 있어서 효율적이고 견고하며 저렴한 대용량의 전해조 시스템 개발은 에너지 전환의 주요 핵심 기술이다.

글로벌 시장에서 수전해 시스템 비용은 전해조 제조업체들의 플랜트 규모 확대와 모듈 규모 확대, 학습효과, 연구 개발이 복합적으로 병행 추진됨으로써 2050년까지 현재 대비 대략 80% 인하가 가능할 것으로 예상된다.

온실가스를 배출하지 않는 진정한 수소경제 구축을 위해 그린수소를 생산하기 위해서는 수전해 설비 없이는 불가능하기 때문에 우리나라뿐만 아니라 세계 주요국들이 수전해 기술 투자와 설비 확충에 주력하고 있다.

또한 수전해와 연료전지 응용 분야, 장기간 에너지 저장장치는 상호 연관성이 큰 기술들로 부가가치 창출효과가 크게 기대되기 때문에 미래 유망 기술들에 대한 선제적 대응이 필요하다.

현재 우리나라는 수전해 기술 관련 연구개발 역사가 짧고 아직 관련시장이 크지 않기 때문에 국산 수전해 설비의 효율이 경쟁국에 비해 낮고 핵심 소재 기술도 부족한 실정이다.

이에 국가 주도의 기술개발 및 육성을 위한 지원이 필요한 상황으로 수전해, 연료전지 및 수소저장 등 핵심 기술에 대해 정부의 사업화 기반 조성을 위한 지원 제도와 시장 확대 정책이 요구된다.

또한 국내 연구기관들과 기업들은 수전해 셀 구성 재료의 저가화와 고효율, 고내구성 등 기계적 안정적 측면에서 실용화 연구를 지속적으로 추진하고, MW급 대용량 전해조 시스템 개발과 국산화 기술 개발에 대한 투자를 확대해야 할 것이다.

우리나라는 그린수소 생산을 위한 지리적인 제약 요인으로 2030년부터는 해외 그린수소 수입이 불가피한 상황이기 때문에 신재생사업 여건이 우수한 해외국가에서 그린수소를 국내뿐만 아니라 해외에 공급하는 사업에 대한 선제적 기반 기술 확보가 필요하다.

독일의 경우 아프리카에서 수전해로 생산한 그린수소를 암모니아로 합성해 수입하는 방안을 고려하고 있고 일본 스미토모상사와 미쓰비시중공업도 해외 수전해 사업에 투자를 확대하고 있다.

향후 세계 수소경제가 활성화되는 과정에서 그린수소 제조 분야는 지속적인 기술 혁신과 시장 규모 확대가 예상되기 때문에 국내 기업들의 해외 진출 잠재력이 큰 시장으로 해외 기술교류 및 해외 수전해 사업 등에 적극 참여함으로써 미래 글로벌 그린수소 시장을 선도하기를 기대해 본다.

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