[손수석의 통상이야기] 수소에너지 전환의 향후 전망과 과제
[손수석의 통상이야기] 수소에너지 전환의 향후 전망과 과제
  • 승인 2023.12.06 21:31
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손수석 경일대학교 국제통상학전공 교수
오늘날 화석연료의 사용을 줄이고 온실가스 배출을 감소시키려는 노력이 강화됨에 따라 수소에너지가 중요한 대안으로 부상하고 있다. 수소는 우주에서 가장 풍부한 원소이며, 지구상에서도 물(H₂O)의 형태로 널리 존재한다. 수소는 연소 시에 물을 주된 부산물로 생성하며, 이산화탄소나 다른 유해한 온실가스를 배출하지 않아 화석연료에 비해 매우 친환경적이다. 수소는 질량 대비 매우 높은 에너지 밀도를 가지고 있고, 적은 양으로도 많은 에너지를 제공할 수 있다. 그리고 수소는 재생 가능한 자원(물)에서 전기분해를 통해 생산될 수 있으며, 이는 지속 가능한 에너지 순환을 가능하게 한다.

그러나 수소에너지는 다음과 같은 단점도 있다. 첫째, 천연가스에서 수소를 추출하는 방법은 비용이 많이 들고, 전기분해 방법으로 수소를 생산하는 데는 고비용의 에너지가 필요하다. 둘째, 수소는 매우 가벼운 원소여서 저장 및 운송이 어렵고, 고압 저장 탱크나 극저온 상태에서 액체로 변환하는 등 복잡한 과정이 필요하다. 셋째, 수소에너지를 널리 활용하기 위해서는 충전소, 파이프라인, 저장 시설 등의 인프라가 필요하다. 넷째, 수소는 가연성이 매우 높아 누출 시에 화재나 폭발의 위험이 있어 취급 시 주의가 필요하다.

글로벌 주요국들은 이러한 수소에너지의 친환경적인 장점을 활용하고, 단점이나 한계점을 극복하기 위해 적극 노력하고 있다. 이러한 덕분에 기술적으로는 수소의 생산, 저장, 운송의 효율성이 지속적으로 개선되고 있다. 그리고 태양광이나 풍력 등 재생가능한 에너지원을 이용한 물의 전기분해 기술 개발은 수소를 더욱 친환경적이고 지속 가능한 에너지원으로 만드는 데 기여하고 있다. 이는 기술 혁신과 환경 보호에 대한 증가하는 요구뿐만 아니라, 각국 정부의 정책적 지원과 투자에 의해 주도되고 있다.

이러한 정부의 정책적 지원과 투자 증가는 수소 인프라 개발을 촉진하고 있으며, 이는 수소에너지의 상업적 활용과 대중적 접근성을 높이는 데 중요한 역할을 하고 있다. 이에 따라 향후 수소에너지가 전 세계 에너지 시스템에서 중요한 역할을 할 것으로 전망되며, 수소에너지의 미래는 매우 밝다고 할 수 있다. ‘세계수소위원회’는 2050년에 수소가 최종 에너지 소비량의 18%를 차지하고, 시장 규모는 2.5조 달러(약 3천조 원), 일자리 약 3천만 개를 창출할 것으로 전망했다.

이처럼 성장성이 유망한 수소에너지 산업의 선점을 놓고 글로벌 주요국들의 경쟁이 치열하다. 수소에너지 산업은 미국보다 유럽에서 적극적으로 움직이고 있다. 실제로 EU는 2030년까지 수소 생산을 2배 확대하기 위한 ‘RepowerEU 프로젝트’(2022.5)를 추진하고, 수소 전용 파이프라인 건설을 시작했다. 우리나라도 2차전지와 같이 수소경제에 나름 경쟁력을 갖추고 있다. 즉, 세계 1·2위를 다툴 정도의 수송 분야 연료전지(배터리) 기술 보유, 700㎿급의 연료전지를 활용한 세계 최대 규모의 발전시스템 보유, 대규모 액화천연가스(LNG) 전국 단위 공급망 구축, 그리고 세계적인 수준의 수소 선박을 제조하는 조선사를 보유하고 있다.

게다가 2022년 5월에는 ‘수소경제 육성 및 수소 안전 관리에 관한 법률 개정안’(‘수소법 개정안’)이 제정돼 수소산업 생태계에 탄력을 받게 됐다. 이 개정안은 2050년 탄소중립 실현을 위해 청정수소 중심 수소경제로 전환을 가속화하는 것을 목적으로 하고 있다. 산업계에서도 2021년 현대자동차가 ‘수소차 확대 선언’을 했으며, ‘10대 기업 총수 주도의 수소기업협의체’도 출범했다. 녹색에너지연구원은 수소화합물 혼소 발전 실증 연구·개발사업을 본격 추진하고 있으며, SK E&S는 수소의 생산부터 유통, 소비에 이르는 수소 밸류체인을 구축하고 수소경제 시대를 주도해 나가고 있다. 이 밖에도 많은 국내기업이 수소연료전지, 수소저장용기, 수소충전소 관련 사업을 수행하고 있다.

석유화학 공업이 발달한 우리나라는 현재 석유화학 공정이나 철강 등을 만드는 과정에서 부수적으로 나오는 “부생수소”가 약 90%를 차지하고 있다. 결국 수소 경제로의 전환에 필요한 것은 기술력이며, 무엇보다도 태양광이나 풍력 등의 재생에너지로 생산한 전기로 물을 분해해 이산화탄소를 배출하지 않는 ‘그린수소’를 대량 생산할 수 있어야 한다. 그리고 수소에너지 전환은 수소의 생산, 운송 및 저장 등 다양한 산업과의 연관성이 높아 고용 창출률을 높일 수 있다.

따라서 수소경제 이행을 위한 정부 차원의 실행력을 갖춘 로드맵을 작성하는 한편, 수소에너지 전환에 따른 사회적 갈등이나 이해당사자 간 충돌을 잘 조율할 필요가 있다. 그리고 효율적인 수소에너지 보급을 위한 충전소, 파이프라인, 저장 시설 등의 인프라 구축이 시급한 과제라 할 수 있다.
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