그린수소: 경제성과 기술혁신의 교차점

1. 요약

• 본 리포트는 그린수소 활성화를 목표로, 기술혁신과 경제성 확보의 중요성을 강조합니다. 제주도 그린수소 생산 실증사업과 정부의 청정수소 생태계 조성 방안은 이 목표를 뒷받침하며, 발전, 수송, 산업 부문에서 청정수소 수요를 예측해 미래의 공급망 구축을 위한 기초자료를 제공합니다. 청정수소 인증제는 수소의 생산 과정에서 환경적 기준을 확립하여, 다양한 수소 생산 방법이 청정수소로 인정받을 수 있도록 합니다. 또한, 해외 주요국의 재생에너지 기반 그린수소 생산 프로젝트와 비교하여 국내 초기 단계의 문제점에 대한 해결 방안을 제시합니다.

2. 그린수소 활성화의 필요성

• 2-1. 기술혁신의 중요성

• 제주도 행원리에서 3.3MW급 그린수소 생산 실증사업이 진행되고 있으며, 이는 국내 처음으로 그린수소 버스가 운행되고 있는 사례입니다. 정부는 청정수소 생태계를 조성하기 위해 2022년 11월 9일에 제5차 수소경제위원회를 통해 '청정수소 생태계 조성 방안'을 발표하였습니다. 이와 관련하여, 그레이수소 생산 기반은 확보되었지만, 온실가스 감축 목표를 달성하기 위해서는 기술 혁신이 반드시 필요하다는 점이 강조됩니다.

• 2-2. 경제성 확보의 필요성

• 청정수소 생태계 조성을 위해 수송, 발전, 산업부문에서 대규모 수소 수요를 창출해야 합니다. 발전 부문은 청정수소 및 암모니아 혼소 발전 비중을 2030년 2.1%에서 2036년 7.1%로 확대할 계획이며, 청정수소 발전 입찰시장이 개설되어 2028년부터 청정수소 사용이 확대될 것으로 보입니다. 또한, 2030년 기준으로 수소 및 암모니아 혼소 발전에 따른 청정수소 수요량은 80만 톤으로 추정되고 있습니다. 수송 부문에서는 2030년까지 수소버스 및 트럭 중심으로 수소차 30만 대를 보급할 계획이며, 이로 인해 최대 39만 톤의 청정수소가 필요할 것입니다. 산업 부문에서는 청정수소 9만 톤 공급 및 기술적용 확대를 목표로 특히 탄소중립산업 핵심 기술개발 사업에 힘쓰고 있습니다. 따라서 2030년까지 발전 및 수송 부문에서 청정수소 수요는 최대 120만 톤에 달할 것으로 예상됩니다.

3. 제주도 그린수소 생산 실증사업

• 3-1. 제주도에서의 그린수소 버스 운행 현황

• 국내 최초로 제주도에서 그린수소 버스가 운행 중이며, 이는 그린수소의 실제 활용 사례로 주목받고 있습니다. 정부의 청정수소 생태계 조성 방안에 따라 수소차의 보급을 촉진하고 있으며, 2030년까지 수소버스 및 트럭 등 상용차 중심의 수소차 30만 대가 누적 보급될 계획입니다.

• 3-2. 3.3MW급 그린수소 생산 실증사업 개요

• 제주도 행원리에서 진행되는 3.3MW급 그린수소 생산 실증사업은 청정수소 생산 및 활용의 핵심 요소입니다. 이 사업은 정부의 청정수소 생태계 조성 방안의 일환으로, 개발된 청정수소는 수송, 발전, 산업 부문에서 활용될 것이며, 2030년까지 관련 청정수소 수요량은 발전과 수송 부문에서 최대 120만 톤에 달할 것으로 예상됩니다.

4. 정부의 청정수소 생태계 조성 방안

• 4-1. 제5차 수소경제위원회에서 발표된 내용

• 2022년 11월 9일, 정부는 제5차 수소경제위원회를 통해 청정수소 생태계 조성 방안을 발표하였습니다. 이 방안은 그레이수소의 생산기반이 확보된 상황에서도 온실가스 감축 목표를 달성할 수 없다는 문제점을 반영하여, 청정수소 생태계 구축을 위해 수송(상용차), 발전, 산업 부문에서 대규모 수소 수요를 창출하는 것을 목표로 하고 있습니다.

• 4-2. 청정수소 수요 창출 방안

• 발전 부문에서는 2030년까지 청정수소와 암모니아 혼소 발전 비중을 2.1%에서 7.1%로 확대할 계획이며, 2028년부터 청정수소 사용이 확대될 전망입니다. 2030년 기준으로 수소와 암모니아 혼소 발전에 따른 청정수소 수요량은 80만 톤이 될 것으로 예상됩니다. 수송 부문에서는 2030년까지 수소버스와 트럭 등 상용차 30만 대를 보급하여 청정수소 사용을 촉진할 계획이며, 이로 인해 수송 부문에서의 청정수소 최대 수요량은 39만 톤에 이를 것으로 보입니다. 또한, 산업 부문에서는 100만 톤 규모의 수소환원제철 공정 실증을 위해 청정수소 9만 톤을 공급하고, 기술 적용 확대를 추진할 예정입니다. 이 모든 계획에 따라 2030년까지 발전과 수송 부문에서 최대 120만 톤의 청정수소 수요가 발생할 것입니다.

5. 청정수소 수요 예측

• 5-1. 발전 부문의 청정수소 수요

• 발전 부문은 국가 온실가스 감축 목표(NDC) 및 제10차 전력수급기본계획에 따라 청정수소·암모니아 혼소발전 비중을 2030년 2.1%에서 2036년 7.1%로 점차 확대할 계획입니다. 올해 처음으로 청정수소발전 입찰시장이 개설되어 2028년부터는 청정수소 사용이 확대될 전망입니다. 2030년 기준 수소·암모니아 혼소발전(수소 6.1TWh, 암모니아 6.9TWh)에 따른 청정수소 수요량은 80만 톤으로 예측됩니다.

• 5-2. 수송 부문의 청정수소 수요

• 수송 부문은 NDC에 따라 2030년까지 수소버스·트럭 등 상용차 중심의 수소차 30만대 보급(누적)을 통해 청정수소 활용을 촉진할 계획입니다. 연비와 차종 등을 고려한 2030년 수송 부문의 청정수소 최대 수요량은 39만 톤으로 예상됩니다. 2030년까지 발전과 수송 부문의 청정수소 수요량은 총 120만 톤 정도가 필요할 것입니다.

• 5-3. 산업 부문의 청정수소 수요

• 산업 부문은 ‘탄소중립산업 핵심 기술개발 사업(2023~2030년)’을 통해 100만 톤급 수소환원제철 공정 실증을 위한 청정수소 9만 톤 공급 및 기술적용 확대를 추진하고 있습니다. 석유화학 분야에서는 기존 공정에서 추출된 수소를 청정수소로 전환하고, 천연가스 및 중유와 같은 기존 공정 연료를 수소 및 암모니아로 본격 대체할 계획입니다. 이와 관련하여 연구 용역과 기술 추이 등을 고려하여 연도별 청정수소 수요를 구체화할 예정입니다.

6. 청정수소 인증제

• 6-1. 청정수소의 기준

• 청정수소의 기준은 수소 1kg당 온실가스 배출량이 4kgCOe 이하인 수소로 설정됩니다. 이 기준에는 선박의 배출량은 제외되며, 총 4등급으로 구분됩니다. 그린수소, 바이오수소, 블루수소, 원자력 수소 등 다양한 수소가 이 기준을 충족하면 청정수소로 인정받게 됩니다.

• 6-2. 청정수소 인증제 운영 방안

• 청정수소 인증제를 운영하기 위해 정부는 지난해 12월 18일 제6차 수소경제위원회에서 운영 방안을 확정하였습니다. 인증제가 시행됨으로써 수소 생산업체들은 청정수소 기준에 맞춰 생산함으로써 환경적 기준을 준수해야 합니다. 이로 인해 다양한 수소 생산 방법이 청정수소로 인정받을 수 있는 가능성이 열리게 됩니다.

7. 해외 주요국의 그린수소 생산 프로젝트

• 7-1. 해외 재생에너지 기반 그린수소 생산 현황

• 해외 주요국들은 청정수소 중 재생에너지 기반 그린수소가 궁극의 친환경 수소로 여겨지고 있으며, 재생에너지를 이용한 수전해 그린수소 생산 프로젝트를 활발하게 추진하고 있습니다. 특히, 고효율화 및 비용 절감을 위한 기술 개발이 중요하게 해당되고 있으며, 이를 통해 생산 경제성을 확보하려는 다양한 노력이 이루어지고 있습니다.

• 7-2. 국내 그린수소 생산의 초기 단계

• 국내에서는 제주도에서 최초로 그린수소 버스가 운행되고 있으며, 이는 그린수소 생산의 초기 단계임을 알리는 중요한 이정표입니다. 그러나 국내 그린수소 생산은 아직 고효율화 및 비용 절감을 위한 기술 개발과 상용화를 위한 대규모 실증, 그린수소 생산 경제성 확보를 위한 지원책 마련 등 많은 과제를 안고 있습니다. 정부는 청정수소 생태계를 조성하기 위해 청정수소 인증제를 운영하고 있으며, 수소 1kg당 온실가스 배출량 4kgCOe 이하인 청정수소 기준을 마련함으로써 다양한 생산 방법이 인정받도록 하고 있습니다.

결론

• 그린수소 활성화를 위한 기술혁신과 경제성 확보는 청정수소 발전의 필수 요소로, 제주도 실증사업과 정부의 청정수소 생태계 조성 방안이 이를 지원합니다. 발전, 수송, 산업 부문에서 예측되는 청정수소 수요는 실질적인 공급망 구축에 중요한 역할을 하며, 청정수소 인증제는 다양한 생산 방법이 환경적 기준을 충족할 수 있도록 장려합니다. 국내 그린수소 생산은 아직 초기 단계지만, 기술 개발과 상용화를 위한 지원책이 마련되면 그린수소 시장의 활성화가 기대됩니다. 이러한 조치는 탄소중립 목표에 기여하고, 청정수소를 중심으로 한 지속 가능한 에너지 전환을 가능케 할 것입니다.

용어집

• 청정수소 [기술]: 청정수소는 온실가스 배출량이 상대적으로 낮은 수소로, 그린수소, 바이오수소, 블루수소, 원자력 수소 등 다양한 유형이 포함됩니다. 청정수소의 활성화는 탄소중립 목표 달성을 위한 중요한 요소이며, 정부의 청정수소 생태계 조성 방안에서 중추적인 역할을 합니다.

• 제주도 그린수소 생산 실증사업 [사업]: 제주도에서 진행되는 3.3MW급 그린수소 생산 실증사업은 국내 최초의 그린수소 버스 운행과 함께, 그린수소의 실제 생산 및 활용 가능성을 검토하기 위한 중요한 프로젝트입니다. 이 사업은 향후 그린수소의 상용화에 기여할 것으로 기대됩니다.

출처 문서

• 그린수소 활성화, ‘기술혁신·경제성 확보’에 달렸다 < 기획•연재 < FOCUS < 기사본문 - 월간수소경제https://h2news.kr/news/articleView.html?idxno=12988