수소 경제의 미래: 정책과 시장의 균형을 위한 도전과 기회

1. 요약

• 수소 연료전지 산업에 관한 분석은 지속 가능한 에너지 발전을 위한 정부의 정책적 지원과 기업의 혁신이 얼마나 중요한지를 강조합니다. 수소 경제는 기후 변화 및 환경 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대되며, 이를 위해서는 청정 수소 생산 및 공급 체계의 확립이 필수적입니다. 현재 정부의 수소 정책은 수소 연료전지 산업의 성장을 뒷받침하고 있으며, 다양한 지원 책들을 제시하고 있으나, 이러한 지원이 기업의 즉각적인 이익으로 이어지지 않는 한 지속적인 성장을 이뤘다고 보기는 어렵습니다.

• 따라서, 본 보고에서는 수소 연료전지의 작동 원리와 정부의 정책 방향, 기업의 성장 가능성을 분석하고, 관련 산업의 발전을 저해하는 여러 요인들을 규명했습니다. 특히, 수소 경제위원회가 제시한 청정 수소 개발 및 공급의 필요성과 충전소 부족 문제 등은 수소 산업의 성공적인 실행에 있어 해결해야 할 중대한 과제로 부각됩니다.

• 결국, 수소 연료전지 산업의 지속 가능한 발전을 위해서는 정부와 기업 간의 긴밀한 협력은 물론, 효과적인 정책적 지원이 필요하며, 이를 통해 수소 경제의 무한한 잠재력을 실현할 수 있습니다.

2. 수소 연료전지와 정부 정책의 현황

• 2-1. 수소 연료전지의 개요

• 수소 연료전지는 수소와 산소의 화학 반응을 통해 전기를 생성하는 장치로, 청정 에너지원으로 주목받고 있습니다. 수소 연료전지의 작동 방식은 수전해를 통해 수소를 생산하고, 이를 연료전지에 공급하여 전기와 물을 생성하는 원리입니다. 이 과정에서 이산화탄소와 같은 온실가스가 발생하지 않아 친환경 에너지로 인식되고 있습니다.수소 연료전지는 특히 전기차, 고정형 전력 생산, 그리고 다양한 산업 분야에서 사용될 수 있습니다. 이러한 장점으로 인해 수소 연료전지는 태양광, 풍력 등 재생 가능 에너지원과 결합하여 지속 가능한 에너지 생태계를 구축하는 데 기여할 수 있습니다.

• 2-2. 정부의 수소 경제 정책

• 현재 한국 정부는 수소 경제 활성화를 위해 여러 가지 정책을 추진하고 있으며, 이는 수소 산업을 발전시키고 청정 대체 에너지를 확산하기 위한 것입니다. 특히 윤석열 정부는 수소법 개정안과 수소 의무 구매제 등의 정책을 통해 수소 생태계의 확대를 계획하고 있습니다. 이러한 법안들은 수소 산업의 투자를 유도하고 기업들이 보다 경쟁력 있는 환경에서 사업을 진행할 수 있도록 지원하는 데 중점을 두고 있습니다.

• 2022년 11월, 수소경제위원회에서는 ‘청정수소 공급망 구축 및 세계 1등 수소산업 육성’이라는 목표 아래 3대 성장 전략을 발표하였습니다. 이 전략은 수소 연료전지의 상용화와 연관된 여러 지원책들을 포함하고 있지만, 기업들이 즉각적으로 이익을 실현할 수 있도록 하는 방안은 부족하다는 지적을 받고 있습니다.

• 2-3. 수소 경제위원회의 주요 논의

• 수소 경제위원회는 수소 산업을 지원하기 위해 다양한 주제를 다루고 있습니다. 그 중 하나는 청정수소 개발 및 공급의 필요성입니다. 이는 기업들이 생산할 수 있는 청정 수소의 범위를 확대하고, 그 공급망을 안정화하는 데 중점을 두고 있습니다.또한, 기존의 액화수소 플랜트 구축이 성공적으로 진행되고 있지만, 실제 수요처 부족으로 기업들이 어려움을 겪고 있다는 점도 주요 논의 사항입니다. 예를 들어, 창원에서 운영되고 있는 액화수소 플랜트는 연간 1825톤의 수소를 생산하지만, 유통할 곳이 부족하여 수익성 문제가 발생하고 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 정부는 수소 충전소 구축 및 수요처 발굴에 더욱 집중하고 있습니다.

3. 수소 연료전지 산업의 도전 과제

• 3-1. 발전단가 경쟁력의 필요성

• 수소 연료전지 산업의 가장 큰 과제 중 하나는 발전단가의 경쟁력 확보입니다. 현재 수소 연료전지의 발전 비용은 타 신재생 에너지원, 예를 들어 태양광이나 풍력에 비해 상대적으로 높은 편입니다. 전 세계적으로 수소 경제가 급격히 성장하고 있음에도 불구하고, 발전단가가 높게 유지되고 있는 것은 수소 연료전지 기술의 상용화가 늦어지고 있다는 점을 반영합니다. 발전단가를 낮추기 위해서는 기술개발이 필수적이며, LNG(액화 천연 가스) 수소 추출 관련 대형 추출기 기술 및 암모니아를 활용한 고순도 수소 대량 생산 기술 개발이 필요합니다. 또한, 수소 생산 및 저장 비용 절감이 필수적이며, 이는 수소 경제의 지속 가능성을 위해서도 중요한 요소입니다. 정부의 정책과 기업의 기술 개발이 협력하여 지속적으로 발전단가를 낮추는 방향으로 나아가야 합니다.

• 3-2. 시장 확대의 장애요인

• 수소 경제의 성공적인 구현을 위해서는 시장의 확대가 필요하지만, 현재 여러 장애 요인이 존재합니다. 첫째, 수소 저장 및 운송 인프라의 부족이 문제입니다. 수소는 가연성이 높고, 가스 상태에서의 밀도가 낮아 저장과 운송이 어렵습니다. 이를 해결하기 위해 액상 유기화합물(LOHC)와 같은 새로운 기술이 연구되고 있지만, 이러한 기술들이 상용화되기까지는 시간이 필요합니다. 둘째, 수소 연료전지와 관련된 충전소의 부족도 시장 확대의 제약 요소입니다. 현재의 충전소 수는 시장의 수요에 비해 부족하여 소비자가 수소 연료전지를 수용하기 어려운 환경이 조성되고 있습니다. A로 동화적 충전소 시설이 부족하여 수소차와 연료전지의 저변 확대가 저해받고 있습니다. 이러한 인프라 문제를 해결하기 위해서는 정부와 민간의 협력이 필요합니다.

• 3-3. 정책의 효과적 실행 방안

• 정책의 효과적 실행 방안은 수소 연료전지 산업의 도전 과제를 해결하기 위한 중요한 요소입니다. 현재 우리나라의 경우, 정부는 ‘수소경제 활성화 로드맵’을 발표하며 정책적으로 지원하고 있으며, 이는 긍정적인 방향으로 나아가고 있지만 현실적으로 많은 개선이 필요합니다. 첫째, 정책 목표와 실행력의 일관성을 강화해야 합니다. 수소차와 수소충전소의 보급 목표는 지속적으로 점검하고 수정해 나아가야 하며, 이 과정에서 민간 기업과의 긴밀한 협조가 필요합니다. 둘째, 중소기업과의 협력을 통해 기술 개발을 촉진해야 합니다. 대기업 중심의 연구개발이 아닌, 중소기업의 창의적 기술 및 아이디어를 수용하는 정책이 마련되어야 합니다. Lastly, 연구 및 개발인력 부족에 대한 대책으로 국가 차원에서 전문 인력을 양성하는 프로그램이 필요합니다.

4. 수소 산업의 미래를 위한 정책 제안

• 4-1. 효과적인 지원책의 필요성

• 수소 산업의 성장을 위해서는 효과적인 지원책 마련이 필수적입니다. 현재 여러 기업들이 수소를 기반으로 한 혁신 기술을 개발하고 있지만, 이를 상용화하기 위한 장기적인 정책적 지원이 없이는 시장의 활력을 불어넣기 어렵습니다. 특히, 수소 연료전지 및 관련 기술 개발을 지향하는 기업에 대해 정부가 연구개발(R&D) 투자를 활성화하고, 세제 혜택 및 시장 진입 장벽 완화 등의 지원 방안을 마련해야 합니다.

• 또한, 한국은 세계 최초로 수소법을 제정하였고, 청정 수소 인증제도 도입을 검토하고 있지만, 이러한 정책이 실제로 기업의 이익을 증대시키지 않는 한 실효성이 떨어질 수 있습니다. 따라서, 정책은 기업들이 현실에서 직면하고 있는 문제를 반영하여 설계되어야 합니다.

• 4-2. 산업 간 협력 모델

• 수소 산업은 다수의 산업 분야가 복합적으로 연결되어 있는 복잡한 생태계를 형성하고 있습니다. 따라서, 성공적인 수소 경제 구축을 위해서는 산업 간 협력 모델을 개발하여 유기적인 협력 체계를 수립해야 합니다. 예를 들어, 수소 생산과 소비, 운송을 연결하는 밸류 체인을 강화하기 위해, 정부는 다양한 산업의 이해관계자들이 함께 협력할 수 있는 플랫폼을 조성해야 합니다.

• 효성, SK, 포스코 등의 기업들이 각각의 전문성을 살려 공동으로 수소 생산 및 유통에 투자하는 형태의 협력 모델이 필요합니다. 이런 협력을 통해 서로의 기술력을 상호 보완하면서 안정적인 수소 공급망을 구축할 수 있습니다. 또한, 각 기업의 재정적 부담을 줄이는 여러 협력 방안을 마련함으로써, 수소 산업의 전반적인 비용을 절감할 수 있습니다.

• 4-3. 청정 수소 공급망 구축 방안

• 청정 수소 공급망의 구축은 수소 경제를 실현하는 데 매우 중요한 핵심 요소입니다. 지속 가능한 청정 수소의 생산을 위해 리뉴에이블 에너지를 기반으로 한 수소 생산 방식, 즉 재생 가능한 에너지원인 태양광과 풍력을 활용한 수소 생산을 적극적으로 추진해야 합니다. 정부는 이와 관련된 연구를 지원하고, 필요한 인프라를 구축하는 역할을 하여야 합니다.

• 특히, 액화수소 및 수소 연료의 저장, 운송 인프라를 동시에 확장하는 전략이 필요합니다. 안전한 수소 저장 및 운송을 위한 기술 개발과 개선 방안이 함께 이루어지면, 수소의 대량 생산 및 소비를 위한 기반이 마련될 것입니다. 예를 들어, 수소 저장 및 운송 시스템의 안정성을 위한 새로운 기술을 도입하거나, 액화수소 플랜트를 늘려 대량 운송의 가능성을 높여야 할 것입니다. 이러한 모든 조치는 수소 경제의 정착과 빠른 발전을 이끄는 데 기여할 것입니다.

5. 수소 경제의 긍정적 영향과 결론

• 5-1. 지속 가능한 에너지 전환의 필요성

• 수소 경제는 탄소 배출을 줄이며 지속 가능한 에너지 전환을 가능하게 하는 중요한 수단으로 자리 잡고 있습니다.

• 전 세계적인 기후변화 대응 노력의 일환으로, 수소는 재생 가능 에너지와의 조화를 통해 친환경적으로 에너지를 생산할 수 있습니다. 태양광 및 풍력에서 생산된 전기를 활용하여 물을 전기분해해 수소를 생성하는 수전해 방식은 특히 주목받고 있습니다.

• 이는 화석 연료 의존도를 낮추고, 전 세계 에너지 구조의 전환을 가속화할 수 있습니다. 현재의 에너지 사용 패턴을 고려할 때, 수소는 대체 에너지원으로써의 역할을 수행하며, 이를 통해 온실가스 배출을 감소시키고, 에너지 사용의 지속 가능성을 높이는 데 기여합니다.

• 5-2. 기업과 정부의 역할

• 기업과 정부는 수소 경제의 성공적인 구현을 위한 핵심 주체로 기능해야 합니다. 정부는 초기 투자와 연구개발을 지원하고, 수소 인프라 구축을 위한 정책적 방향성을 제시해야 합니다.

• 예를 들어, 한국 정부는 최근 몇 년간 활발히 수소 관련 정책을 수립하며 수소 차와 충전소 등 인프라 확충을 위해 다양한 재정 지원을 마련했습니다. 이는 수소 경제의 대중화와 산업 성장에 중요한 기반이 됩니다.

• 또한 기업들은 청정 수소 생산과 수소 연료전지 기술 개발에 적극 투자함으로써 시장 내 경쟁력을 확보하고, 혁신적인 솔루션을 제공해야 합니다. 대규모 수소 생산과 효율적인 저장, 운송 방식의 연구도 필수적입니다. 기업들이 이러한 기술 개발에 투자함으로써, 수소 경제는 더 빠른 속도로 발전할 수 있습니다.

• 5-3. 미래 전망

• 수소 경제의 미래는 매우 밝습니다. 다양한 산업에서의 수소 활용 가능성이 높아지고 있으며, 특히 교통, 가정용 에너지, 산업 공정 등에서 수소의 수요가 증가하고 있습니다.

• 세계 여러 나라가 탄소 중립 목표를 설정하고 있으며, 이는 수소 경제의 활성화를 더욱 촉진할 것입니다. 예를 들어, 유럽연합과 미국은 수소 관련 정책을 강화하며, 수소 인프라를 점진적으로 확장해 나갈 계획을 세우고 있습니다.

• 따라서, 수소는 단순한 에너지원 이상의 역할을 하게 될 것이며, 앞으로의 에너지 시장에서 중요한 축으로 자리 잡을 것입니다. 우리는 이러한 변화의 물결에 발맞추어, 수소 산업의 생태계를 지속 가능하고 효과적인 방향으로 발전시켜 나가야 할 것입니다.

결론

• 수소 연료전지 산업의 미래는 정부의 정책적 지원과 기업의 혁신적 발전이 조화를 이루어야 비로소 지속 가능한 성장을 이룩할 수 있습니다. 현재 수소 연료전지 산업이 직면한 주요 도전 과제들인 발전단가의 높음과 청정 수소 공급망 구축 문제는 해결해야 할 핵심 요인입니다. 이를 해결하기 위한 정책의 효과적 실행과 기업의 기술 개발이 활발히 이루어질 경우, 수소 연료전지 산업은 미래 에너지 전환 시대의 중심으로 자리잡게 될 것입니다.

• 또한, 수소 경제 발전을 위한 체계적이고 포괄적인 정책적 접근이 필요하며, 이는 궁극적으로 환경 문제 해결과도 연결되어 있습니다. 탄소 중립 목표를 향한 전 세계적인 노력이 가속화됨에 따라, 수소가 단순한 에너지원 이상의 역할을 수행하는 시대가 올 것입니다. 향후 수소 산업 생태계를 개선하고 지속 가능성을 높이는 방향으로 노력해야 하며, 이러한 노력이 수소 경제의 활성화에 결정적인 역할을 할 것입니다.

용어집

• 청정 수소 [에너지]: 환경 오염 물질과 온실가스를 발생시키지 않고 생산되는 수소로, 지속 가능한 에너지 생태계 구축에 필수적입니다.

• 수소 연료전지 [기술]: 수소와 산소의 화학 반응을 통해 전기를 생성하는 장치로, 친환경 에너지로 주목받고 있습니다.

• 수소 경제 [개념]: 수소를 중심으로 한 경제 체계로, 탄소 배출을 줄이고 지속 가능한 에너지 사용을 가능하게 합니다.

• 발전단가 [경제]: 전기 생산에 소요되는 비용으로, 수소 연료전지 산업에서의 경쟁력을 결정짓는 요소입니다.

• 액화수소 [기술]: 극저온에서 수소를 액체 상태로 변환한 것으로, 저장과 운송을 용이하게 만들어 수소 공급망 구축에 중요한 역할을 합니다.

• 수소 충전소 [인프라]: 수소 연료전지를 사용하는 차량에 수소를 공급하는 시설로, 수소 경제 확산에 필수적인 요소입니다.

• 수소법 [정책]: 한국 정부에서 수소 산업의 발전과 청정 대체에너지 확산을 위해 제정한 법률입니다.

• 수전해 [기술]: 전기를 이용해 물을 분해하여 수소와 산소를 생성하는 과정으로, 청정 수소 생산의 주요 방법 중 하나입니다.

• 수소 경제위원회 [조직]: 한국 정부 내에서 수소 경제의 발전을 위한 정책을 논의하고 추진하는 기구입니다.

출처 문서

• 22대 국회에 바란다 - 수소연료전지분야장기적인 정책도 좋지만 기업들이 이익낼 수 있도록 해야http://www.gasnews.com/news/articleView.html?idxno=115118
• 미래 에너지 핵심 수소·연료전지 성장, ‘쉽지 않다’http://www.inenews.kr/news/articleView.html?idxno=4232
• 에너지 전환 시대 주목받는 ‘수소 경제’https://jmagazine.joins.com/monthly/view/335895