수소 통해 탄소중립 선진국 되어야

글로벌 환경규제가 지속적으로 강화되고 있는 가운데 탄소저감 실현은 국제사회에서 살아가기 위한 필수 관문이 되었다. 이런 흐름 속에 에너지원으로서 수소의 역할이 매우 중요해지고 있다. 탄소에 기반한 에너지시스템을 수소 중심으로 바꾸는 수소경제로의 전환이 필수적이 되었기 때문이다.

세계 수소기업 협의체인 수소위원회(Hydrogen Council)는 2050년이 되면 세계 수소 소비량이 5억4600만t에 이를 것으로 추산했다. 이는 132억6000만배럴의 석유를 대체하는 규모로, 전 세계 에너지 수요의 20%에 육박한다. 그러나 지구상에 순수한 상태로 존재하는 수소는 거의 없고 대부분 화합물 형태로 존재한다. 그렇기 때문에 순수한 수소를 얻기 위해서는 수소화합물에 에너지를 가해 분리하는 과정이 필요하다. 그리고 수소가 탄소중립 달성 수단으로 의미를 갖기 위해서는 수소를 분리하는 과정에서 온실가스 배출을 최소화해야만 한다.

결국 수소는 많은 비용과 노력을 투입해야 생산할 수 있는 것이다. 생산 과정에서 탄소 배출이 없는 '그린수소'를 생산하기 위해서는 재생에너지로 물을 전기분해해 수소를 생산해내는 수전해 기술이 사용된다. 이 수전해 설비를 대형화하면서도 효율성과 내구성을 높이고, 전력단가를 낮추는 등 경제성을 개선하는 일이 그린수소 생산 상용화의 핵심이다.

그린수소를 생산하는 다양한 수전해 방식 중 고체산화물 수전해 방식(Solid Oxide Electrolysis Cell·SOEC)은 일반적 수전해 기술과는 달리 750~800도의 고온 수증기를 전기분해해 수소를 생산하는 기술이다. 이 방식은 물을 분해하는 데 필요한 전기에너지가 고온일수록 더 낮아지는 현상을 이용한 방법으로, 수소 생산효율이 뛰어나 혁신기술로 각광받고 있다. 즉, 같은 양의 수소를 생산하는 데 더 적은 전기가 사용된다는 의미다. 전력비용이 수소 생산비용의 약 80%를 차지하는 만큼, SOEC 방식은 다른 수전해 기술과 비교해 15%에서 45%가량 전력 사용량이 적어 수소 생산비용을 현저하게 낮출 수 있다는 점에서 주목을 받고 있다.

특히 SOEC 방식은 원전과 연계하면 재생에너지원을 공급받을 때 보다 안정적으로 그린수소를 생산할 수 있고, 열원(스팀)까지 공급받을 수 있어 높은 효율성은 물론이고 비용적인 측면에서도 월등히 경쟁력을 갖는다. 친환경 수소 생산에 전 세계가 경쟁에 돌입한 가운데 탄소중립의 중요한 한 축을 담당할 SOEC 설비의 선전을 기대해 본다.

2022년 현재 수소 로드맵을 발표한 국가는 약 30개국이다. 앞으로도 수소경제 도입 정책을 발표하는 국가는 지속적으로 증가할 것이며 각 정부의 강력한 탈탄소화 정책이 수소산업 확대를 장려하고 있다.

우리나라 역시 최근 국회에서 수소법 개정안이 통과되며 국내 수소기업들의 사업 확장이 한층 속도를 올릴 것으로 전망된다.

대한민국은 수소경제로 전환을 위한 법적·제도적 정비가 뒷받침되어 있는 만큼 이제 세계 탄소중립 시대의 핵심이 될 그린수소 생산에 제일 앞장서기 위해 노력할 때이다. 글로벌 협력을 통한 선진기술 습득과 정부의 지속적인 투자, 정책적 지원을 바탕으로 대한민국이 탄소중립에 기여하는 수소경제 선도국가가 되길 바란다.

오준원 블룸에너지코리아 대표이사