[한중일 수소 패권 전쟁]③"수소 모빌리티에서 수소 생태계로"…생산·공급 밸류체인 완성 나가야

수소 모빌리티 주도하는 韓 기술 경쟁력
탄소 다배출 산업의 탈탄소 전환 기회
전력수요 증가에 따른 연료전지 적용↑

편집자주수소가 미래 에너지원에서 실제 공장과 선박, 자동차를 움직이는 연료로 쓰이기 시작했다. 중국과 일본은 수소를 생산하고 운반해 소비하는 시장을 선점하기 위해 정부와 기업이 함께 나섰다. 중국은 대규모 그린수소 생산시설과 산업단지를 조성하고, 일본은 기존 연료와의 가격 차이를 장기간 보전해 기업의 사업화를 뒷받침한다. 기술 개발에 이어 가격을 낮추고 사용처를 확보하는 경쟁이 본격화한 것이다. 수소차와 연료전지에 강점을 가진 한국도 시장 선점을 위한 대응이 시급해졌다. 아시아경제는 한중일의 수소 산업 전략을 살펴보고, 기술을 시장 경쟁력으로 키우기 위한 정부와 기업의 역할을 짚는다.

수소 산업화를 위해 세계에서 처음으로 정책적 기반을 마련했던 한국은 수소의 경제성 확보와 인프라 확대라는 과제를 여전히 안고 있다. 세계에서 가장 많이 팔리는 수소전기차를 만들었지만, 그 차에 넣을 수소를 경제적으로 생산하고 공급하는 일은 여전히 과제로 남아 있다. 수소차와 연료전지에서 쌓은 기술력을 산업 전반의 경쟁력으로 넓혀야 하는 단계에 이른 것이다.

중국은 대규모 생산과 클러스터 육성으로, 일본은 장기 보조금과 공급망 구축으로 수소 상용화에 속도를 내고 있다. 수소시장 선점을 위해 한국도 생산부터 저장·운송까지 생태계 확장을 서둘러야 하지만, 강점인 모빌리티 분야의 지원 예산마저 줄어드는 상황이다.

11일 기후에너지환경부의 2027년 예산안에 따르면 내년 수소차 보급사업 예산은 4457억원으로, 올해 수정계획 5762억원보다 1305억원(22.6%) 줄었다. 수소충전소 설치사업 예산도 올해 1897억원에서 1197억원으로 36.9% 감소했다.

이 때문에 2019년 '수소경제 로드맵' 수립에 이어 2021년 '수소법' 제정으로 이어진 노력에도, 주요 지원 사업이 규모가 줄어들거나 중단되면서 장기 목표 달성 가능성에 의문이 제기되는 실정이다.

한국 수소산업이 가장 앞선 분야로 꼽히는 모빌리티에서 지원이 줄어드는 것이다. 현대자동차그룹을 중심으로 수소전기차 생태계를 갖춘 한국은 차량 보급과 충전 인프라에서 경쟁력을 확보하고 있다. 현대차 넥쏘는 세계에서 가장 많이 팔리는 연료전지차로, 최근 10년간 국내에서 4만6585대가 팔렸다. 지난 8월 기준 전국 수소충전소는 309개소, 충전기는 493개로 일본(161개소)과 독일(113개소)을 웃돈다.

그러나 활용 분야의 성과와 달리 친환경 수소 생산에서는 아직 후발 주자로 꼽힌다. 좁은 국토에 산지가 많아 재생에너지 발전을 확대하기 어렵고, 이는 재생에너지 전력으로 만드는 그린수소의 생산에도 걸림돌로 작용한다.

2019년 수소경제 로드맵 수립에 이어 수소법을 마련하며 산업 육성과 안전 관리의 기반을 닦았지만, 수소의 경제성 확보와 인프라 확대는 여전히 과제다. 주요 지원 사업마저 축소되거나 중단되면서 장기 목표 달성을 우려하는 목소리도 나온다.

전문가들은 한국이 강점을 가진 활용 기술을 발판으로 생산부터 저장·운송까지 수소 밸류체인(가치사슬)을 넓혀야 한다고 조언한다. 각 단계가 긴밀하게 연결돼야 상용화가 가능한 만큼, 수소를 어디에 얼마나 쓸 것인지부터 구체화하고 공급 기반을 함께 갖춰야 한다는 것이다.

해외에서는 한국의 수소 활용 기술을 높이 평가하며 협력을 제안하고 있다. 장첸 중국에너지연구회 비서장은 "한국은 수소 연료전지와 모빌리티에 대한 준비를 잘했다고 생각한다"면서 "다만 수소 생산에서는 해외의존도가 높아 중국의 앞선 전해조(물을 전기분해해 수소를 생산하는 장치) 기술 분야와 상호 협력 가능성이 크다"고 말했다.

국제에너지기구(IEA)도 최근 보고서에서 "한국은 지난 10년간 재생에너지 발전량을 확대해왔음에도, 전체 전력공급에서 재생에너지가 차지하는 비중은 국제에너지기구(IEA) 회원국 중 가장 낮다"며 "대형 화물 운송과 같은 탄소 저감 부문에서 수소 수요를 확대하는 데 필요한 정책적 수단을 명확히 해야 한다"고 지적했다.

수소 수요를 넓힐 기회는 자동차 밖에서도 생겨나고 있다. 철강·화학 등 탄소 다배출 산업의 저탄소 전환과 인공지능(AI) 데이터센터의 전력 확보가 대표적이다.

유럽연합(EU)의 탄소국경세와 지속가능항공유(SAF) 사용 의무, 국제해사기구(IMO)의 해상운송 저탄소 규제 등으로 탄소 감축은 기업 생존의 과제가 됐다. 철강·화학은 물론 선박·항공 분야에서도 수소 활용이 확대될 것으로 예상된다.

EU는 2030년까지 항공유의 6%를 SAF로 사용하도록 의무화하고, 항공유 전체의 1.2%는 합성유로 채우도록 했다. 바이오 원료로 만든 SAF에 더해 포집한 이산화탄소와 그린수소를 결합한 합성유가 필요해지는 것이다. 항공산업의 탄소 감축이 수소 수요로 이어질 수 있는 대목이다.

AI 확산으로 급증하는 데이터센터 전력수요도 새로운 시장으로 꼽힌다. 데이터센터는 대규모 전력을 끊김 없이 공급받아야 하지만, 기존 전력망만으로 이를 충족하기가 갈수록 어려워지고 있다. 이에 오라클·인텔 등 글로벌 기업을 중심으로 현장에서 직접 전기를 생산하는 '온사이트(On-site) 연료전지' 도입이 늘고 있다.

국내에서는 높은 수소 가격을 고려해 적용 방식을 찾아야 한다는 제언이 나온다. 한국과학기술기획평가원은 '수소경제 활성화 로드맵 6년, 경과와 전망' 보고서에서 "수소 단가가 높은 우리나라 여건상 LNG 개질 연료전지 우선 적용하거나, 수소 허브와 데이터센터 연계 인프라 구축 등 현실적 적용 경로를 강구할 필요가 있다"고 지적했다.

날씨와 계절에 따라 발전량이 달라지는 재생에너지를 보완하는 역할도 기대된다. 전기가 많이 생산될 때 물을 전기분해해 수소로 저장하고, 필요할 때 활용하는 방식이다. 배터리로 감당하기 어려운 장기 에너지 저장에 수소를 활용하자는 구상이다.

김창희 한국에너지공대 교수는 "재생에너지로 만든 에너지를 10~20시간 사용한다면 배터리에 저장할 수 있지만, 일주일 그 이상 저장 시에는 경제성이 급격하게 떨어진다"며 "수전해(물을 전기분해해 수소를 생산하는 방식) 기술을 재생에너지와 연결해 이러한 문제를 해결할 수 있다"고 말했다.

오현길 기자 ohk0414@asiae.co.kr