환경이 전 지구적인 이슈로 떠오른 가운데, 수소와 수소도시에 대한 관심이 높아지고 있다. 우리 정부 역시 국토교통부 20대 유망기술 중 국토분야의 10번째로 수소도시를 선정하기도 했다. 이에 수소도시의 개념부터 주요 선도국들과 우리 정부의 전략을 살펴보았다.
수소는 탄소를 대체할 궁극의 에너지로 그 필요성이 인정되며, 선진국을 중심으로 수소의 상용화를 위한 기술개발과 연구 등이 활발하게 이어지고 있다. 특히 주요국들에서는 수소에너지 촉진을 위한 국제협력체계 및 민관파트너 관계 구축이 가속화되는 추세다. 1974년 탄생한 국제에너지기구(IEA)는 1977년 수소이행협정(IEA-HIA)을 출범시켜 수소의 잠재력을 점검하는 계기를 만들었다. 2003년에는 미국 주도하에 정부 간 국제조직인 IPHE(국제수소-연료전지 파트너십)가 출범함으로써, 수소 및 연료전지 관련 기술개발, 표준화, 정책기준 및 정보교환을 촉진하는 국제협력체계(한국 포함 19개국 가입)가 구축됐다. 2017년 1월 다보스포럼에서는 수소를 청정에너지로 사용하는 것을 가속화하고 기후변화를 일으키는 온난화가스를 저감하기 위해 수소위원회가 구성됐다. 여기에는 약 53개의 다국적기업이 참가했는데 우리나라의 현대자동차는 프랑스 에너지기업인 에어리퀴드와 함께 공동 회장직을 맡았다.
2020년 7월 문재인 정부는 우리나라의 경제혁신을 위하여 한국판 뉴딜정책을 선언하였으며 뉴딜정책으로 디지털 뉴딜과 그린 뉴딜을 표명하였다. 산림청은 한국판 뉴딜정책을 이행하기 위한 전략으로 K-포레스트 추진계획에서 4대 뉴노멀 전략으로 ‘디지털·비대면 기술의 산림분야 도입’, ‘저성장시대, 산림산업활성화’, ‘임업인의 소득안전망 구축’, 그리고 ‘기후위기 시대의 지속가능한 산림관리’를 제시했다. K-포레스트 추진계획을 성공적으로 실현하기 위해서는 디지털 기술의 산림분야 도입에 의한 산림자원에 관한 정확하고 정밀한 디지털 산림공간정보 구축이 필수적이다. 우리나라 산림은 대부분 복잡한 산악지형에 위치하고 있어 현지방문에 의한 산림자원정보의 취득에 많은 어려움이 있다. 따라서 효율적이며 정확한 자료를 수집할 수 있는 드론, 항공사진, 위성영상 등의 원격탐사 기술을 활용한 산림정보를 구축하면 효과적인 디지털 산림정보 구축이 가능하다. 특히 LiDAR 장비는 산림 및 도시권 숲내 입목에 관한 입체정보의 수집이 가능하여 디지털 산림경영, 지능형 산림재해 대응, 도시권 숲의 효과 분석 등을 위한 기초자료를 제공할 수 있으며 디지털 트윈기술과 접목해 가상의 숲(VR·AR)을 구현함으로써 비대면 산림복지서비스 및 산림경영의 의사결정 지원 등 다른 중점과제의 실현을 위한 기초자료로 활용될 수 있다.
[표] 수소도시의 정의, 미래 수소사회 대비 수소도시 기반 시설 및 수소 그리드 기술 개발 사전 기획 최종보고서
국토교통부·국토교통과학기술진흥원, 2019.9
![[표] 수소도시의 정의, 미래 수소사회 대비 수소도시 기반 시설 및 수소 그리드 기술 개발 사전 기획 최종보고서<br>국토교통부·국토교통과학기술진흥원, 2019.9](../img/sub2/sub2-2/deepsight2.png)
2014년 수소사회를 실현하기 위해 수소연료전지 전략 로드맵을 마련했으며, 2017년 12월 수소기본전략을 채택해 2050년까지의 수소경제 방향을 제시했다. 수소기본전략에는 2030년까지 수소차 80만 대, 수소버스 1,200대, 수소충전소 900개 소, 가정용 연료전지(에네팜) 530만 대, 수소 발전단가 17엔/kWh 등이 담겼다. 일본은 온실가스 대응을 위한 에너지 대응과 민간요구를 반영한 정치적 뒷받침으로 타 국가와 달리 연료전지 업체 및 수소자동차 업체가 기술을 개발한 이후 정책을 도입할 수 있었다. 또한 지진 등의 자연재해에 따른 국민의 에너지 자립화와 분산발전 등에 대한 요구가 확대함에 따라 단독주택 위주로 분산전력 공급정책을 수립했고, 재난 대응을 위한 비상 전략 및 에너지원으로서의 연료전지 시스템을 구축 중이다. 현재 기술 개발 이후 산업 확대를 위한 전략을 통해 세계 최고 기술 수준을 이미 확보했으며, 특히 연료전지 효율성은 세계 최고 수준에 이르렀다.
[그림1] 수소도시 예시, 미래 수소사회 대비 수소도시 기반 시설 및 수소 그리드 기술 개발 사전 기획 최종보고서
국토교통부·국토교통과학기술진흥원, 2019.9
![[그림1] 수소도시 예시, 미래 수소사회 대비 수소도시 기반 시설 및 수소 그리드 기술 개발 사전 기획 최종보고서<br>국토교통부·국토교통과학기술진흥원, 2019.9](../img/sub2/sub2-2/deepsight3.png)
수소기술개발 로드맵은 DOE(Department of Energy)와 민간단체, 협회와 함께 수립함에 따라 경제성 논리에 입각하고 있으며, 시기별 목표와 최종 목표를 제시하여 기술개발 목표 수준을 평가하고 있다. 전 세계 기술 개발 로드맵상 경제성에 대한 부분은 미국이 제시한 목표를 기준으로 국가별 상황을 대입해 수립할 만큼 기본이 된다. 2013년에 처음 로드맵을 제시한 이후 2017년 한 차례 개선했지만, 전반적인 로드맵과는 큰 차이점이 없다. 미국은 주정부(에너지부)와 캘리포니아주를 중심으로 수소도시 프로젝트를 추진 중이며, 캘리포니아주는 2023년까지 수소전기차 3만 대, 충전소 123기 보급을 목표로 한다. 이에 따라 자동차 제조사에 친환경차 판매를 의무화하는 조항인 ‘ZEV(Zero Emission Vehicle)’ 규정을 도입했다. 캘리포니아주는 풍력발전의 잉여전력과 천연가스 인프라를 활용해 수소를 생산 및 공급하는 수소도시 프로젝트를 진행 중이며, 주 정부와 기업의 협력을 원활하게 하기 위해 민관 합동으로 ‘수소연료 파트너십’을 구축해 수소전기차 보급 및 수소 충전 인프라 확대를 추진하고 있다.
2030년까지 재생에너지를 50%까지 보급하는 인프라와 수소경제를 융합한 정책을 추진 중이다. 독일 연방교통부는 2030년까지 수소차 180만 대 보급과 수소충전소 1000개 소 건설을 목표로 하며 태양광과 풍력의 잉여전력을 활용한 수전해(P2G) 그린수소를 생산하고 있다. 특히 2017년부터 ‘H2 모빌리티 프로젝트’를 추진해 수소열차를 계획하고 있으며, 수소충전소 사업계획 책정과 보급지역 분석 및 실제 운영을 위해 에너지 기업체 6개사가 공동출자하여 참여하고 있다. 세계 최초의 여객용 수소연료전지 열차를 운행할 계획이며, 이 열차는 최대 시속 140km/h의 속도로 한 번에 1000km를 주행할 수 있다.
[그림2] 정부의 수소경제 로드맵, 수소에너지·수소경제 30문30답
수소융합얼라이언스추진단, 2020
![[그림2] 정부의 수소경제 로드맵, 수소에너지·수소경제 30문30답 수소융합얼라이언스추진단, 2020](../img/sub2/sub2-2/deepsight4.png)
영국은 지난 몇 년간 수소 에너지 생산 및 수소 기기 상용화에 대한 투자를 지속해왔다. 특히 교통운송 분야의 온실가스배출량 비중이 27.5%로 가장 높은 만큼 향후 친환경 수소 모빌리티 분야에 대한 지원이 확대될 가능성이 높다.
‘중국제조 2025’에서 신 에너지자동차를 핵심 사업으로 선정하고, 국제 연료전지차 대회를 통해 ‘차이나 수소 이니셔티브’를 선언했다. 2030년까지 수소차 100만 대, 수소충전소 1천 곳을 만들 예정이며, 신재생에너지 및 원자력 이용, 메탄의 개질 등을 통한 수조 제조기술을 중점적으로 개발 중이다.
우리 정부는 2018년 8월 에너지 패러다임 전환과 에너지 안보, 미래산업 육성 등 혁신성장을 위한 전략투자 분야로 수소경제, 데이터경제, 인공지능(AI)을 선정했다. 이듬해 1월 수소경제 활성화 로드맵을 수립하고, 수소차와 수소버스 보급, 수소충전소 확대를 유도하기 위해 보조금을 지급하고 나섰다. 그러나 정부는 수소차 수요에 기반한 R&D(산업부), 보조금 지급(환경부) 등이 근본적인 수요 창출 및 조기 양산 체계 구축에 한계가 있다고 판단했다. 정부는 현시점에서 기술적 한계와 지역적 제한, 경제성 부족, 시민 수용성 등의 제약으로 수소도시를 급진적으로 조성하기보다 수소 시범도시를 지정해 단계적으로 접근하고 있다. 정부는 2019년 12월 세계 최초 수소도시 조성으로 수소도시 세계시장을 선점한다는 계획 하에 울산시와 안산시, 전북 완주·전주를 수소 시범도시로, 삼척시를 수소 R&D 특화도시로 선정했다. 수소경제 선도국이 되기 위한 정부의 움직임은 이뿐만이 아니다. 2020년 7월 수소경제 컨트롤타워 역할을 하는 수소경제위원회도 조기 출범했다. 수소경제위원회는 수소경제 기본계획을 수립·시행·점검·평가하고 관련 정책조정, 국가 간 협력, 생태계 구축 등 수소경제 선도국가로 도약하기 위한 주요 정책을 수립·추진한다. 정부는 경기 안산, 울산, 전북 완주·전주 등 3곳을 대상으로 2022년까지 수소도시 조성을 완료한다는 계획으로 2040년까지 전국지자체의 30%를 수소도시로 조성하는 것이 최종 목표다. 올해 2월에는 수소경제 선도국으로 도약하기 위한 수소경제 육성 및 수소 안전관리에 관한 법률이 시행됐다. 그간 국내(2020)에서는 1만 906대의 수소차가 보급됐으며, 2년 연속 수소차 판매 세계 1위를 달성했다. 발전용 연료전지 보급도 세계 1위다. 우리 기술로 만든 수소트럭을 유럽과 중동에 최초로 수출하는 성과도 있었다. 부생수소를 활용해 전기를 생산하는 연료전지 발전소를 세계 최초로 준공했고, 수소차 1만 3000대에 부생수소를 공급하는 당진출하센터도 지난 4월 준공됐다. 정부는 부생수소 출하센터 준공으로 현재 수소충전소에 공급되는 수소가격이 약 7천 원대 초반에서 최소 20% 이상 내려갈 것으로 예상했다. 정부는 올 하반기 수소경제 활성화 방안을 담은 신규 로드맵을 공개할 예정이다. 관련 로드맵은 석유화학·플랜트 산업 기반, 풍부한 수소 관련 기술 경험, 완비된 액화천연가스(LNG) 공급망 등을 활용한 촘촘한 수소 인프라 구축 방안이 담길 것으로 보인다. 실제 울산·여수·대산 등 대규모 석유화학단지를 중심으로 수소 파이프라인과 고순도 수소 생산기술은 이미 확보된 만큼 관련 인프라 구축 시 시너지 효과를 기대하고 있다.
이렇듯 수소경제 강국을 향한 경쟁은 이미 시작됐다. 무역협회가 지난해 10월 발간한 ‘앞으로 다가올 수소경제의 미래’ 보고서에서 ‘우드 맥킨지’(Wood Mackenzie)는 2050년 수소가 전 세계 에너지 수요의 18%를 담당하며 이산화탄소를 매년 60억톤 감축하고, 수소 및 관련 장비에서 연간 3천조 원의 시장과 3천만 개 이상의 누적 일자리를 창출할 것으로 전망했다. 우리뿐만 아니라 미국·일본 등 주요 선도국가도 수십조 원의 예산 투입 계획을 밝히며 에너지 패러다임의 대전환을 시작했다. 수소는 석유와 달리 독점할 수 없는 에너지원이다. 수소 자체보다 생산·저장·이송·활용하는 각 단계의 기술 경쟁력이 중요하기에 원천기술 개발과 국민의식 제고, 인프라 구축에 더욱 박차를 가해 세계적인 수소도시의 모델을 제시하길 기대해 본다.
[그림3] 수소도시 구상도, 수소에너지·수소경제 30문30답
수소융합얼라이언스추진단, 2020
![[그림3] 수소도시 구상도, 수소에너지·수소경제 30문30답 수소융합얼라이언스추진단, 2020](../img/sub2/sub2-2/deepsight6.png)