소수경제 로드맵 이행을 위한 세부전략과 과제 - 1

1. 우리나라 수소경제의 중요성, 잠재력 및 한계

1-1. 수소경제란

• 수소경제는 수소를 중요한 에너지원으로 사용하고, 수소가 국가경제, 사회전반, 국민생활 등에 근본적 변화를 초래하여, 경제성장과 친환경 에너지의 원천이 되는 경제를 의미
• 경제적 측면에서 혁신성장의 동력인 동시에 에너지를 보다 친환경적으로 사용하도록 이끌어주는 수단으로서 수소가 지닌 무한한 잠재력이 실제 구현된 사회를 지향

수소경제와 탄소경제 비교

1-2. 수소경제의 경제적 중요성과 기대효과

• 수소 활용산업은 수소전기차를 중심으로 한 수송 분야에서 전기, 열 등 에너지 분야까지 다양한 새로운 미래 신산업으로 육성이 가능함
• 수소 활용산업의 육성은 수소 생산-저장·운송-활용 등의 밸류체인 전반에 걸쳐 다양한 산업과 연계되어, 상당한 부가가치 및 고용유발효과를 거둘 수 있다는 또 다른 장점도 존재함
• 한국의 수소경제가 성장할 경우, 2040년 수소경제로 말미암아 발생하는 부가가치 유발규모를 2017년 우리나라 GDP의 약 2.5%를 초과하는 43조원으로, 고용유발인원을 2018년 자동차 산업 고용인원의 75%를 초과하는 42만명으로 추산됨
• 에너지 측면에서 수소를 활용할 경우 온실가스 감축 및 미세먼지 저감 등을 통해 깨끗하고 안전한 청정사회 진입을 촉진하는데 기여할 수 있음
• 한국의 수소경제가 성장할 경우, 2040년 수소를 활용함으로써 대체되는 최종에너지의 규모는 2040년 최종 소비에너지의 약 5%인 10.4백만TOE(석유환산톤)으며, 이는 2016년 기준 국내 가정에서 사용하는 천연가스 소비량에 맞먹는 규모가 됨
• 이를 통해 500MW급 석탄 발전 9기의 배출량에 해당하는 약 2,728만톤의 이산화탄소가 감축되고, 2015년 도로에서 발생되는 미세먼지 배출량의 6.1%에 해당하는 2,373톤이 줄어들 것으로 추정된

1-3. 우리나라 수소경제의 잠재력

• 사회적 가치를 지닌 수소경제 활성화를 국내에서 추진하기에 충분한 여건은 이미 조성되어 있음
• 우리나라는 수소경제의 물적 기반이 잘 갖추어져 효과적으로 수소경제를 활성화시킬 수 있음
  • 대규모 석유화학단지(울산,여수,대산)를 중심으로 수소 파이프라인과 고순도 수소생산 기술이 확보되어 있으며, 이미 연간 약 164만톤 정도의 수소가 생산, 유통, 활용되고 있음
  • 수소 공급에 필요한 석유화학 및 플랜트 산업 기반과 경험이 풍부하여 충분한 수소 수요와 경제성이 확보될 경우, 설비증설, 공정전환 등을 통해 대규모 부생수소 공급이 가능함
• 더구나 발달된 LNG 공급망을 활용할 경우, 추가적인 인프라 투자 없이도 쉽게 안정적이면서도 경제적으로 전국단위의 수소 생산 및 공급체계 구축이 가능함
• 이러한 물적 기반과 함께 수소 활용산업도 이미 세계적 수준의 기술력이 확보된 상태임
  • 수소전기차의 경우, 2013년 세계 최초 양산에 성공한데 이어 세계 최장 주행거리를 자랑하는 일반보급형 보급모델이 2018년 출시된 바 있음
  • 연료전지 부문에서도 원천기술을 보유한 국내외 기업과의 제휴 및 M&A 등을 통해 최고 수준의 기술력을 보유하고 있음

1-4. 우리나라 수소경제의 한계

• 수소전기차는 가격부담, 대중교통 적용의 어려움, 충전인프라 부족 등으로 인해, 연료전지는 설치비 부담, 높은 연료비 등으로 인해 아직 ‘시장’이라고 이름붙이기 민망한 수준
  • 이를 타개하기 위해 적극적인 수요창출과 보급 확대를 통해 경제성 확보와 자생적 확산의 동력 창출이 요구됨
• 수소생산 분야에서 부생수소 외에 천연가스 추출수소 및 수전해 등에 대한 핵심 원천기술과 상용화 실증도 부족하며, 저장, 운송 분야에서 고압기체 저장운송은 가능하나 장거리·대용량 운송에 필요한 액화·액상기술은 아직 개발단계 이므로 조속한 기술경쟁력 제고가 요구됨
  • 부생수소는 석유화학 및 제철 산업 등의 공정에서 부수적으로 발생하는 수소로, 수소전기차 및 연료전지 발전용 연료로 사용될 수 있다
• 정책적 측면에서도 수소차, 충전소, 연료전지 개발 및 보급 등 단편적인 지원은 있으나, 종합적인 수소경제 활성화 전략과 법적 지원 기반이 부족한 것이 사실임
• 결국 이러한 시대적 요구가 반영되어 구체화된 것이 바로 한국 정부의 “수소경제 활성화 로드맵”임

1-5. 수소경제 활성화 로드맵의 비전

한국의 수소경제 활성화 로드맵은“수소전기차 및 연료전지 세계시장 점유율 1위 달성”을 목표로 수소 활용산업에서의 시장창출과 육성에 우선적인 방점을 찍었음

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1-5-1. 수소전기차

• 수소전기차의 시장창출을 위해 수소차 양산체계 구축 및 보급 확대, 수소 택시·버스 등 대중교통 전환, 공공부문 수소 트럭 활용 등이 구체적인 방안으로 시행될 예정임
• 이를 통해 내수 및 수출물량 포함 2018년 약 1,800대인 수소전기차 시장의 규모를 2022년 8만천대, 2040년에는 620만대 이상 규모로 확대시킬 계획임
• 물론 수소전기차는 차량만으로 운행이 불가능하며, 충전용 수소를 공급할 수 있는 인프라, 특히 수소충전소가 함께 확대 구축되어야 함
• 이를 위해 2018년 14개소에 불과한 충전소를 2022년 310개소, 2040년에는 1,200개소까지 확대할 예정임

1-5-2. 연료전지

• 발전용 연료전지는 연료전지 전용 LNG요금제를 신설하고, 일정기간 연료전지의 신재생공급인증서(REC) 가중치를 유지하여 투자 불확실성 제거 및 경제성 확보를 지원함으로서, 발전용 연료전지의 설치 확대를 유도함.
• 설치 규모를 현재 307.6MW에서 2022년 1.5GW 수준으로 확대하며, 양산을 통해 설치비와 발전단가를 대폭 절감하여 2025년경에는 중소형 가스터빈 수준까지 인하하여 2040년 수출 및 내수물량을 합산하여 15GW 이상으로 확대할 계획임
• 자가용 연료전지는 정부 보급사업 예산의 단계적 확대, LNG 전용 요금제 신설, 전력계통 부담 완화에 따른 전기요금 특례제도 연장 등 경제적 인센티브 제공과 공공기관, 민간 신축건물에 연료전지 의무화를 통해 확산을 지원할 예정임.
• 이를 통해 현재 7MW 정도의 보급규모를 2022년 50MW, 2040년에는 2.1GW 이상으로 확대하려 함

1-5-3. 수소공급

• 만일 정부의 의도대로 수소 활용산업이 육성, 확대되면, 파생수요인 수소 자체에 대한 수요가 확대되며, 자연스럽게 에너지 부문을 중심으로 수소시장의 규모도 커짐
• 현재 수소전기차와 연료전지 등 수소 활용산업에서 창출되는 수소수요는 연간 13만톤 정도이지만, 정부 로드맵대로 수소 활용산업이 성장할 경우, 2022년에는 연간 47만톤, 2030년에는 194만톤에서 2040년에는 526만톤까지 확대될 전망임
• 수소수요가 이와 같이 확대되면, 수소 생산단가가 가장 저렴한 생산방식(기술)부터 수요를 충족시키기 위한 공급이 이루어짐
• 수소수요가 충분치 않은 초기에는 천연가스 추출수소를 핵심 공급원으로 삼아, LNG 공급망, 수요처 인근 등에 규모별 수소생산기지를 구축해 나갈 예정임
• 그러나 수소수요가 확대될 경우, 상대적으로 생산단가가 높아 현재는 경제성이 낮은 재생에너지 잉여전력을 활용한 친환경 수소 생산이 확대될 수 있음. 이를 대비하기 위해 2022년까지 대규모 재생에너지 연계 수전해(P2G) 연구개발 및 실증이 추진될 예정이며, 해상풍력, 태양광 등 대규모 재생에너지 발전단지와 연계한 수소 생산도 추진될 계획임
• 추가적으로 제한적인 친환경 수소 생산여력을 감안하여 2030년부터는 해외 재생에너지, 갈탄 등을 활용하여 생산된 친환경 수소를 수입, 부족분을 보충함으로서 2040년에는 전체 수소수요량의 70%를 이산화탄소가 발생하지 않는 친환경 수소로 공급할 계획임

1-5-4. 수소 저장 및 운송 부문

• 수소 활용산업 육성은 수소생산을 확대시키고, 그 과정에서 자연스럽게 저장 및 운송 부문의 성장을 유도함
• 현재 500대 정도 운행 중인 중저압기체 튜브트레일러가 대규모 운송을 할 수 있도록 고압(700bar) 용기를 개발하고, 현재 울산, 여수 등 수요처 인근 약 200km 정도 구축된 수소 파이프라인도 고압용 수소 전국망으로 확대 구축할 예정임
• 궁극적으로는 대량 저장 및 운송에 필요한 액화수소나 액상기술을 개발, 탱크로리로 대체해 나갈 계획임

1-5-5. 수소경제 생태계 조성

• 결국, 이러한 저장 및 운송 부문의 성장은 다시 수소 활용산업의 효율화로 이어져 해당 부문의 성장을 촉진하는 선순환 구조가 형성됨
• 그리고 이러한 시장창출과 성장은 시장에서 요구되는 기술개발을 촉진, 시장유도형 혁신체제를 구축하게 된다는 것이 이번 수소경제 활용화 로드맵의 기본적 구조임
• 이처럼 수소경제 활성화 로드맵을 통해 분명히 들어난 한국정부의 지원의지를 실행해 옮기기 위해, 범정부 컨트롤타워의 역할을 할 “수소경제 추진위원회”와 추진단도 구성하여 표준화나 전문 인력 양성, 중견중소기업 육성 및 지원, 국제협력 등 수소경제 생태계 조성을 위한 프로그램들의 실제 이행을 추진함

Reference

• 수소경제 로드맵 이행을 위한 세부전략과 과제, 에너지경제연구원