수소경제 활성화를 위한 각종 노력을 기울이는 것은 한국만이 아닙니다. 한국이 수소연료전지차의 글로벌 리더이고, 한국을 제외하곤 수소연료전지차의 시장이 제대로 형성되어 있지 않다 보니, 얼핏 '해외는 수소에 관심이 없다' 또는 '한국만 수소경제를 외친다'는 오해를 하기 십상이나 결코 그렇지 않습니다. 선진국 대부분에서 국가 차원의 정책적, 기술적 지원이 이뤄지고 있죠. 도리어 우리나라의 정책적, 기술적 지원이 부족하다고 느껴질 정도입니다. 글로벌 수소 이야기 두 번째 순서로, 이번엔 주요 선진국들의 수소 정책은 어떻게 펼쳐져 왔는지 살펴보겠습니다.
미국은 주요 선진국 가운데 가장 먼저 수소 전략을 세운 나라 중 하나입니다. DOE(Department of Energy, 에너지부)를 중심으로 수소경제 전략을 세웠습니다. 〈미국의 2030년 및 그 이후 수소경제 전환에 대한 국가 비전〉을 수립한 것이 2002년의 일이었죠. 수소경제에 대한 글로벌 붐이 일자, 미국이 이 흐름을 주도하겠다며 나선 것이죠. 하지만 초창기인 만큼 기술적인 한계도, 그로 인한 경제성 확보의 어려움도 컸습니다. 때문에, '반짝'하고 사라지는 정책이 되고 말았죠. 하지만 그로부터 18년이나 지난 2020년, 미국은 〈미국 수소경제를 향한 로드맵〉을 발표했고, 이듬해 DOE는 다시 〈하이드로젠 플랜 2020〉을 발표하기에 이르렀습니다.
미국의 이러한 '수소 회귀'를 부른 것은 유럽의 적극적인 공세의 영향도 있습니다. 독일은 미국 못지않게 수소경제 비전을 일찍이 구상한 나라입니다. 그런데, 미국과 달리 그 노력엔 끊임이 없었죠. 2006년과 2016년, 10년 단위의 중장기 계획인 〈수소 및 연료전지기술 국가혁신 프로그램(NIP)〉을 두 차례 발표했습니다. 여기엔 수소의 생산 및 저장, 활용까지 밸류 체인 전반에 걸친 세부 전략이 담겼고요. 그러곤 2020년, 〈국가 수소 전략〉을 공개했습니다. 한층 더 세부적이고도 실질적인 로드맵이 등장한 겁니다.
1차 NIP 기간(2006~2016년), 독일 연방교통·디지털인프라부와연방경제·에너지부는 수소 충전소뿐 아니라 연료전지 전력공급 시스템 등의 기술개발과 실증을 위해 7.1억유로 규모로 765개의 프로젝트를 진행했습니다. 이후 현재 진행 중인 2차 NIP 기간(2016~2020년), 독일 연방정부는 수소기술 관련 인프라를 넘어 시장의 활성화에 집중하고 있습니다. 연방교통·디지털인프라부 1개 부처가 투입하는 예산만도 3억유로 규모로, 관련 프로젝트는 260개에 달합니다. 또, 기존 '중앙집중형' 발전 방식과는 차별화된 '분산형' 시스템인 재생에너지의 특성을 반영해 그린수소 관련 프로젝트들 또한 지역사회 차원의 접근을 꾀하고 있죠. 이른바 〈HyLand 프로젝트〉가 이러한 접근법 중 하나입니다. 연방정부와 주, 지역 단위 정부의 유기적인 협력을 위한 거버넌스를 구축하는 겁니다. 우리나라의 대외경제정책연구원은 이 프로젝트들이 독일의 FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle, 연료전지전기차) 인프라와 연료전지 산업을 “실험실에서 시장으로 옮겨가는 데 기여했다”고 평가했죠.
2차 NIP 기간 발표된 〈국가 수소 전략〉에서 독일 연방정부는 “그린수소는 미래의 크루드 오일(원유)”이라며 “유연한 에너지원은 에너지전환에 필수불가결하고, 독일 기업들에 새로운 시장을 열어준다”고 강조했습니다. 실제, 전략 문서에 담긴 수소의 역할은 크게 5가지로, ① 원료물질, ② 에너지 저장체, ③ 에너지원, ④ 섹터 커플링의 열쇠, ⑤ 특정 탄소 배출 산업과의 연계를 꼽고 있습니다. 이를 통해 ① 수소 생산, ② 수소 적용(수송, 산업, 열 공급 등), ③ 인프라 및 수소 공급, ④ 연구, 교육 및 혁신, ⑤ 유럽 역내 수소경제 활동, ⑥ 국제 수소시장 및 경제 파트너십 총 6개 영역에 걸친 다양한 활동을 계획 중이고요.
'뜬구름 잡는 소리', '먼 미래의 일'로 치부되기 십장인 에너지전환 이슈가, 그것도 어느 정도 '손에 잡히는 변화'인 재생에너지가 아닌 수소 분야 정책이 이처럼 연속성을 갖고 추진될 수 있었던 배경엔 독일 정부와 정계, 시민사회와 산업계 전반의 '공감'이 있습니다.
독일 역사상 '최장수 총리'였던 앙겔라 메르켈은 2005년 11월 독일 총리로 선출됐습니다. 메르켈의 총리 선출은 '대연정'으로 가능했는데, 당시 대연정에 참여한 각 당은 외무부와 환경, 자연보전 및 핵안전부 장관 자리를 맡게 됐습니다. 이전까지 그린뉴딜이나 에너지전환 등 기후변화 대응 이슈가 녹색당을 중심으로 한 일부 정당의 당론에 머물렀다면, 대연정은 이를 국가 차원의 '녹색 어젠다'로 끌어올린 것이죠.
2007년 상반기, 독일이 EU 이사회 의장직을 맡게 되면서 '녹색 어젠다'는 유럽 전반으로 퍼져나갔습니다. 의장국이 된 독일은 온실가스 감축, 재생에너지 확대, 수소연료전지 및 스마트 그리드 구축 등의 내용이 담긴 EU 의회 선언문을 만들어냈습니다.
2021년 5월 서울에서 열린 P4G 서울 정상회의를 맞아 앙겔라 메르켈 당시 독일 총리가 축사를 하고 있다. (자료: P4G 공식 유튜브 채널)
그러다 EU 차원의 수소 전략이 등장한 것은 2019년 12월의 일이었습니다. “유럽이 2050년에 세계 최초 탄소중립 대륙이 되길 바란다”는 취임 일성으로 임기를 시작한 우르줄라 폰 데어라이엔 EU 집행위원장 체제 출범과 함께, 〈유럽 수소 로드맵〉이 발표된 겁니다. EU는 곧이어750억유로의 대규모 투자로 중장기 수소 사회를 실현하는 〈수소산업 육성 전략〉을 발표했습니다.
“재생에너지가 2050년까지 유럽 내 전력 소비 대부분의 탈탄소에 기여하겠지만, 모든 부문의 소비를 탈탄소화할 수는 없다. 배터리와 더불어 수소가 재생에너지 저장체로서 틈새를 메꿀 수 있을 것이다. 또한, 수소는 산업공정에서 화석 연료를 대체하고, 수송부문의 탈탄소화에 기여하며, 현존 천연가스 인프라를 재사용할 수 있게 해준다.” EU가 당시 밝힌 수소의 '역할'입니다. 탈탄소. 즉, 에너지전환을 통한 기후변화 대응이 수소의 제1 역할이었던 겁니다.
그럼, EU의 〈수소산업 육성 전략〉의 세부 내용은 어땠을까요. 1단계 기간(2020~2024년)은 수소로의 전환이 요구되는 산업과 수소 생산기지의 연계를 도모하는 '준비 기간'의 성격을 갖습니다. 연간 100만톤의 그린수소를 생산할 수 있는 수전해 시설을 제철소나 정유·정제소 등 수소 수요처 인근에 설치하는 겁니다. 또, 이러한 수요처 부근엔 그린수소 생산을 위해 GW급 대규모 재생에너지 발전단지 건설을 추진합니다. 이 과정에서 EU는 그린수소를 중심으로 수소의 공급과 수요 시장 양측 모두에 인센티브를 제공하고요.
2단계의 시작인 2025년부턴 수소의 가격 경쟁력을 확보해 수소의 역할을 점차 확대해나가는 것을 목표로 합니다. 현재까진 각종 인센티브를 통해 그린수소의 생산 여건(재생에너지)과 수전해 설비의 비용을 지원하고, 소비자(제철, 제강, 정유, 정제 등)가 그린수소를 구입하는 비용 또한 지원하고 있지만, 점차 생산과 소비 양쪽의 규모가 커지면 비용을 줄일 수 있기 때문입니다.
때문에 EU는 이 기간 역내에 40GW 이상의 수전해 설비를 설치, 연간 1천만톤의 그린수소를 생산한다는 계획입니다. 이렇게 늘어난 그린수소의 첫 역할은 '에너지 캐리어(저장체)'의 역할입니다. 잉여 전력을 수소로 전환하고, 전력 공급이 부족할 때 이를 다시 전기로 전환함으로써 태양광과 풍력발전의 간헐성을 해결하고, 전체 전력 시스템의 유연성과 안정성을 확보하는 것이죠. 또한, 증대한 수소 생산 역량을 활용해 유럽 역내를 넘어 역외 국가들과 수소 교역에 나선다는 계획입니다. 이렇게 되면 EU는 '에너지 수입국'에서 '에너지 수출국'으로의 전환을 꾀할 수 있습니다.
3단계(2030~2050년) 기간엔 수소경제를 완성한다는 것이 EU 〈수소산업 육성 전략〉의 주요 내용입니다. 재생에너지 발전량 자체를 크게 늘린 만큼, 전체 발전량의 4분의 1을 실제 전력 사용이 아닌 그린수소 생산에 사용하고, 이 수소의 쓰임을 탈탄소 '주요 난제' 분야로 확대하는 겁니다. 배터리를 이용한 전동화 및 전기화에 한계가 분명한 비행기와 배, 전기화로 감당하기 어려운 엄청난 고열이나 차가운 냉기가 필요한 각종 산업 및 상업용 건물이 그 대상인데, 수소는 이들의 탈탄소를 가능케 하는 구원투수인 셈이죠.
이 기간, 무엇보다 중요한 것은 EU와 각 회원국의 정부, 기업, 시민사회가 원활히 소통하고 협력하는 일입니다. 그 수단으로써 EU는 ECHA(European Clean Hydrogen Alliance, 유럽청정수소연맹)을 발족했고요. ECHA는 ① 주거 적용, ② 운반 및 유통, ③ 수송, ④ 발전, ⑤ 산업 적용, ⑥ 수소 생산 총 6개 분야를 중심으로 그린수소의 수요와 공급을 잇는 가교 역할을 합니다. 이를 위해 2030년까지 4,300억유로 규모의 투자를 이끌어내 수소 생태계를 형성하는 것을 목표로 하고요.
이쯤 되면, '수소차만 만든다고 다가 아니구나'라는 생각이 조금씩 들기 시작할 겁니다. 수소경제 전반에 있어 FCEV는 수소를 소비하는 하나의 요소일 뿐이니까요. 그런데, 이러한 수소 경제는 유럽만 앞서나가는 것일까요? 앞서 표로 살펴본 주요 선진국의 수소경제 로드맵 및 전략을 다시 살펴보겠습니다. 이웃 나라인 일본도 2014년 〈제4차 에너지기본계획〉과 〈수소연료전지 전략 로드맵〉을 발표한 이래 차근차근 수소경제의 기틀을 마련하고 있습니다. 2018년엔 〈제5차 에너지기본계획〉이, 이듬해엔 〈수소연료전지 전략 로드맵〉의 3차 개정이 이뤄졌고요.
일본과 우리나라의 가장 큰 공통점 하나는 1차 에너지의 수입 의존도가 매우 높다는 점입니다. 다만 우리나라와의 차이가 있다면, 일본은 우리보다 훨씬 일찍 에너지 안보의 중요성을 깨달았다는 점입니다. 과거 세계대전 과정에서, 일본은 송진으로 군용차의 연료를 대체하고자 시도할 정도로 심각한 연료 부족에 시달린 바 있습니다. 연합군이 일본의 석유 공급선을 차단하고, 저장시설을 파괴한 결과였습니다. 이렇게 일본은 '안정적인 에너지원 공급'의 중요성을 체감했고, 수입원의 다각화 등 자원외교의 노력을 일찌감치 기울였습니다. 1970년대 오일쇼크 당시, OPEC 회원인 아랍권 국가들과 서구권 국가의 대립 구도 속에서 OPEC 회원국의 입장을 지지하는 노선을 택한 적도 있었을 만큼요. 이후 일본은 상사를 중심으로 석유의 다양한 공급원 확보에 나섰습니다.
수소에 있어서도 일본의 정책 방향은 비슷한 모습을 보이고 있습니다. 수소경제의 준비 단계서부터 수입원을 다양화함으로써 안정적인 공급망을 구축하는 것에 중점을 두었습니다. 그리고, 안정적인 공급을 꾀하게 된 배경엔 이 공급을 받아줄 탄탄한 수요가 있습니다. 2020년 10월, 스가 요시히데 당시 일본 총리는 '2050년 탄소중립'을 선언했습니다. 이어 그해 12월, 일본 정부는 〈2050년 탄소중립에 따른 그린 성장전략'을 수립했는데, 여기엔 2030년까지 300만톤, 2050년까지 2,000만톤이라는 구체적인 수소 소비 목표량이 담겼습니다.
일본 정부는 세부 추진전략으로 ① 국제 수소 Supply Chain 개발, ② 일본 내 재생에너지 자원을 활용한 수소 생산 확대라는 투 트랙 전략을 세웠습니다. 그리고, 공급망의 구축은 과거 석유 시절과 마찬가지로 종합상사의 몫이었고요. 오랜 세월 석유 수입에 노하우를 쌓은 상사들은 크게 ① 해외 생산-국내 수송, ② 현지 생산-현지 소비, ③ 암모니아 연료화 총 3가지 프로젝트를 준비했습니다. 석유뿐 아니라 LNG 등 자원개발에 있어 이미 프로젝트의 기획, 탐색, 투자 유치 및 사업 개발까지 전 과정을 경험한 만큼, 이들의 수소 프로젝트 또한 각 기업이 충분한 역량을 발휘할 수 있다는 평가를 받고 있습니다.
미쓰비시 상사와 미쓰이 물산은 이미 지난 2020년 3~12월, 브루나이의 LNG 플랜트에서 수소를 제조하고, 이를 MCH(메틸 사이클로헥세인)로 바꿔 일본에 수송하는 실증 시험을 마쳤습니다. 수소와 톨루엔을 합성시켜 상온에서 액체 상태로 존재하는 MCH로 만들어 운송하는 겁니다. 이들은 앞서 2017년 7월, 프로젝트를 위해 AHEAD라는 회사를 세우기도 했습니다. 미쓰비시 상사는 프로젝트를 총괄하고, 미쓰이 물산을 기술 조사를, 치요다 화공은 수소 및 MCH 제조를, NYK는 해상 수송을 맡는 것이죠.
스미모토 상사의 경우, 해외 생산-국내 수송 프로젝트뿐 아니라 현지 생산-현지 소비 프로젝트도 함께 추진 중입니다. 해외 생산-국내 수송 프로젝트로는 마루베니와 함께 호주의 갈탄 광산에서 수소를 만들어 액화수소의 형태로 일본에 들여오는 프로젝트와 스미모토 상사 자체적으로 말레이시아에서 수력발전으로 만든 청전 전기로 수전해 수소를 생산해 이를 MCH의 형태로 일본에 들여오는 프로젝트가 추진중입니다. 호주 프로젝트는 2018년 4월 사업에 착수해 지난 2021년 3월, 수소 제조 및 액화 설비의 가동이 시작됐습니다.
스미모토는 현지 생산-현지 소비 방식으로 오만과 호주에서 각각의 프로젝트 또한 진행 중입니다. 오만에선 ARA Petroleum의 정유 플랜트에서 나온 부생가스를 개질해 수소를 생산하고, 이를 광구 내 차량(FCEV)에서 소비하는 프로젝트입니다. 호주에선 자국 엔지니어링 기업인 JGC와 함께 태양광 발전으로 생산한 청정 전기로 그린수소를 생산해 현지에서 판매하는 것을 계획하고 있고요.
또한, 전통의 거래국인 산유국들과의 프로젝트도 진행 중입니다. 미쓰비시 상사는 사우디아라비아 아람코의 LNG 플랜트에서 추출한 수소를 암모니아로 변환해 일본에 도입, 이를 발전용 연소 연료로 활용하는 사우디 프로젝트를 진행 중입니다. 이 프로젝트의 실증은 이미 2020년 9월에 실시됐습니다. 이토추 상사는 러시아 이르쿠츠크 석유공사의 LNG 플랜트에서 추출한 수소를 암모니아로 바꿔 들여오고, 이를 자국 내 석탄화력발전소에서 혼소용으로 사용하는 러시아 프로젝트를 추진하고 있고요. 이 또한 2020년 12월에 실증시험이 이뤄졌습니다.
2008년 8월 15일 열린 제63주년 광복절과 대한민국 정부수립 60주년 경축행사에서 이명박 당시 대통령이 연설하고 있다. (사진: 한국정책방송원)
유럽 각국과 미국, 일본에서도 이처럼 활발히 진행 중인 수소 정책은 단순히 정부의 로드맵 발표 수준을 넘어선 지 오래입니다. 로드맵은 착실한 실천으로 옮겨갔고, 이는 점차 탄탄한 수소경제의 기틀로 거듭나고 있죠. 그렇다면, 우리나라는 어떨까요. 2008년 8월 15일, 이명박 당시 대통령은 다음과 같은 광복절 경축사를 통해 녹색성장을 강조했습니다.
“녹색성장은 한강의 기적에 이어 한반도의 기적을 만들어 낼 것입니다.우리가 처음 자동차를 만들 때 선진국과의 기술격차는 50년 이상 길었습니다. 반도체는 20년 이상이었습니다. 그러나 지금은 자동차 세계 5위, 반도체 1위, 조선 1위 이렇게 기술국가로 성장했습니다. 우리가 먼저 결단하고 행동에 나선다면 녹색성장을 이끌고 새로운 문명을 주도할 수가 있습니다. 저는 이 녹색성장을 통해 다음 세대가 10년, 20년 먹고 살 거리를 만들어내겠습니다.(중략)비록 탄소시대에는 뒤졌지만 다가올 수소시대에는 앞서 나가야 합니다. 그 길은 어려운 일임에 틀림없습니다. 단절의 고통과 불편도 따를 것입니다. 하지만 산업화는 늦었지만 정보화를 앞당겼듯이 대담하고 신속하게 나아간다면, 반드시 녹색강국으로 거듭날 수 있습니다.”그로부터 15년이 지난 지금, 우리는 과연 얼마나 수소경제를 향해 나아갔을까요. 다음 주 연재에서 자세히 살펴보도록 하겠습니다.
박상욱 기자 park.lepremier@jtbc.co.kr