[에너지플랫폼뉴스 김예나 기자]수소(H₂)가 무탄소에너지원으로 주목받고 있지만 안전성과 경제성이 검증되지 않은 기술이 도입되면 좌초 자산이 될 수 있다는 우려가 제기돼 주목을 받고 있다.

정부의 수소 관련 정책 추진 과정에서 청정수소 생산에 필요한 기반 확보가 중요하다는 점도 지적됐다.

국회입법조사처 경제산업조사실 유재국 선임연구관은 ‘기존 수소 정책의 점검과 정책 과제’ 리포트에서 수소는 무탄소에너지 시스템으로 전환을 가능케 하는 궁극의 에너지원이지만 자연계에서 다른 물질과 결합해 존재하기 때문에 수소를 분리하는 과정에서 환경, 경제성을 극복해야 한다는 한계를 지적했다.

특히 수소 자체로는 이산화탄소 배출이 없는 에너지원이지만 수소에 대한 접근성ㆍ이용 가능성과 관련된 기술진보 속도가 느리고 화석연료 기반의 그레이 수소에서는 이산화탄소가 발생하며 현실적으로 청정수소 제조 비용이 높다는 점에도 주목했다.

전기에너지를 투입해 수전해 등으로 수소를 생산하고 이를 다시 전기에너지 방식으로 변환하는 과정이 비경제적이라는 점도 걸림돌로 지목했다.

에너지의 형태 변환 단계마다 추가적인 에너지가 투입돼 온실가스가 발생되고 이용 가능 에너지가 감소하는 ‘엔트로피 증가의 법칙’으로 경제성은 낮아진다는 설명이다.

정부가 청정수소 기준으로 수소 1kg당 4kgCO₂ 미만의 이산화탄소 배출을 규정하고 있는데 탄소포집(CCS) 없는 천연가스 개질 수소는 물론이고 물을 전기분해한 수전해 수소도 청정수소로 인증받기 어려울 것이라고 보고서는 지적했다.

EU의 경우 회원국이 저탄소 전력을 사용해 수소를 생산하면 청정수소 입증을 면제하는데 면제 기준이 18gCO₂e/MJ(≒ 65gCO2e/kWh) 미만으로 해당 기준을 충족하는 국가는 원자력 위주의 프랑스, 수력ㆍ원자력ㆍ풍력 위주의 스웨덴 정도에 불과하다는 설명이다.

여전히 석탄, 천연가스 발전 비중이 절대적인 우리나라 전력 생산 현실에서는 수전해 수소도 EU의 청정 기준을 충족하지 못하는 셈이다.

이와 관련해 보고서에서는 ‘국내에서 경제성 있는 청정수소 개발 환경이 형성되지 않아 기업은 청정수소를 액화수소나 암모니아 형태로 해외에서 도입할 것을 선호하고 있어 청정수소 보급과 국내 수소 관련 산업 육성 정책 간 연계성을 낮추게 되고 청정수소ㆍ암모니아 수입 과정에서 원료 조달 문제 등 공급망 교란 시 국내 청정에너지 수급 불확실성을 높일 수 있다’고 우려했다.

청정수소 인증제 도입을 추진중인 정부는 2030년 기준 80만t H₂의 청정수소 공급을 목표로 삼고 있는데 청정 기준을 맞추기 위해 수전해 방식으로 해당 물량을 생산하려면 10차 전기본에 명시된 태양광 발전량 4만 6,500MW와 별개로 3만 5,312MW에 달하는 추가 설비가 필요한데 이와 관련한 계획이 수립되어 있지 않아 경제성 있는 청정수소 생산 가능성이 불확실하다는 점도 지적했다.

◇ 청정수소 경제성 제고 방안 필요

이와 관련해 유재국 선임연구관은 ‘전력수급 안정, 효율성 확보, 기후변화 대응, 국내 기술 축적 및 연관 산업 육성, 공급망 안정성 확보 등을 종합적으로 고려한 수소 정책이 추진돼야 한다’고 주문했다.

그 일환으로 촉매 개발 등 그린수소 생산, 수소 혼소, 수소 배관망, 탄소포집, 철강의 수소환원 등 청정수소 관련 연구개발을 실효성 있게 추진하고 연구개발의 결과와 타당성 있는 예측 등을 기초로 수소발전 및 수소 이용 기술 도입계획을 수립해야 한다고 지적했다.

특히 안전성과 경제성이 검증되지 않은 기술 도입으로 좌초 자산 발생과 기업 부실 위험을 방지하기 위해 성과에 기반한 연구개발과 비용효과적 실증사업 추진이 요구된다는 설명이다.

충분한 양의 청정수소 생산이 가능한 전력시스템 구축도 요구되고 있다.

국내에서 적정 원자력 발전량을 확보하고, 풍력발전이 여의치 못한 현실을 감안할 때 영농형 태양광을 포함한 태양광 발전 보급 기반을 확충하는 것이 필요하다는 지적이다.

국가전략기술 세액공제 제도도 명확하게 청정수소 중심으로 개편할 필요성이 있다.

태양광 설비 수출, 해외 현지 태양광 발전사업 추진, 청정수소 생산 시설 구축, 국내 반입 등 사업성이 높은 인바운드(inbound) 청정수소 공급망 체계를 구축하고 벙커링(bunkering) 구축 사업은 청정수소 도입량에 대한 정확한 예측을 바탕으로 규모와 시기를 판단해야 한다는 주문이다.

10차 전기본에 명시된 2030년 태양광 및 풍력 보급 목표는 각각 4만 6,500MW, 1만9,300MW 등 총 6만 5,800MW인데 전력수요가 적은 상황에서 원자력과 태양광의 과잉 전기를 수소로 전환하는 시스템 마련도 주문했다.

이외에도 수소 자동차ㆍ선박 등의 보급은 소비자 선호도, 공급자의 기술개발 속도, 친환경 운송수단의 세계적 보급 흐름, 미국 대통령 선거 결과에 따른 정책 변화, 수소의 친환경성 여부에 대한 체계적 분석 및 청정수소 인증 체계 구축에 대한 평가 등을 기초로 현실적 관점에서 추진할 필요가 있다고 유재국 선임연구관은 지적했다.