[월간수소경제 이종수 기자] 국회신재생에너지포럼, 산업통상자원부, 국토교통부, 환경부, 수소융합얼라이언스추진단이 공동 주최한 ‘2018 국제 수소에너지산업 포럼’이 지난달 6일 국회의원회관에서 열렸다. 지난해  1월 세계경제포럼 개최 기간 중 발족한 수소위원회의 수소사회 전환 비전과 글로벌 수소에너지 동향을 살펴볼 수 있는 뜻깊은 자리였다.  

특히 이번 포럼은 수소위원회 회원사 경영층이 대거 참석해 큰 주목을 받았다. 수소위원회는 수소에너지를 활용한 파리기후변화협약 목표 달성을 위해 글로벌 완성차 기업과 부품업체, 에너지 기업 등 총 28개 업체가 뜻을 모아 출범했다.

매킨지는 이번 포럼에서 국가 차원의 수소사회 비전과 로드맵을 마련할 것을 한국에 조언하기도 했다. 수소위원회의 움직임과 주요 국가들의 수소에너지 동향은 우리에게 주는 시사점이 크다. <월간수소경제>가 이번 포럼에서 발표된 주요 내용을 정리했다.

세션01 - 수소사회 전환 비전

<선진사례 분석 및 한국 수소사회 전환 모델 연구 제안>
Bernd Heid(매킨지, Senior Partner)

“국가 차원 수소로드맵부터 마련해야”

전 세계 몇몇 주요 국가들이 수소산업 발전에 있어 앞서나가고 있다. 전 세계 리더국가라면 일본, 미국 캘리포니아와 동부, 독일, 한국, 스칸디나비아 국가들이 있다. 특히 중국은 수소와 관련해 매우 빠르게 움직이고 있다. 아주 역동적인 환경에서 성장하고 있다고 볼 수 있다.

우리가 시장 발전상황을 평가할 때 △시장 점유율(수요) △인프라 발전상황 △공급산업 △연구개발 발전 가능성 △장기적인 규제환경(장기적인 로드맵과 전략, 시장 어려움을 해결하기 위한 정책) 등 5가지 측면을 매우 중요하게 본다.

이러한 5개 요소를 바탕으로 다양한 국가들을 평가했다.

먼저 모빌리티 측면에선 노르웨이와 덴마크가 리드하고 있다. 이들 국가는 상대적으로 높은 보급률을 자랑하고 충전 인프라가 잘 돼 있다. 그리고 인센티브를 많이 제공하고 있다. 일본이 현재 수소 모빌리티 공급 국가로 떠오르고 있다. 그 다음으로는 한국, 독일, 미국이 한그룹으로 묶여 있다. 중국은 현재 뒤쳐져 있지만 앞으로 빠르게 성장할 것으로 예상된다. 

고정형 수소 어플리케이션을 보면 한국과 일본이 뚜렷한 선두를 보이고 있다. 가정용 CHP 설치사례를 보면 대부분이 일본이지만 약 25만개 유닛이 설치돼 있다. 보조금을 상당히 많이 제공하고 있기 때문이다. 특히 일본은 수소를 호주 등에서 수입해 온전한 에너지전환을 구현하는 데 노력하고 있다.

미국의 경우 연구개발 부문에서 경쟁력 갖고 있다. 또한 대규모 펀딩이 이뤄져 있다. 특히 대학에서 연구가 진행되고 있다. 그리고 좀 더 대규모 상업용 애플리케이션으로 많이 설치돼 있다. 애플, IBM, 마이크로소프트 같은 경우 각각 거의 10메가와트 설치 용량을 갖고 있다. 

독일의 경우 주거용, 주택용 난방 수소를 위해 많이 지원하고 있다. 제조에서도 수소를 활용하기 위한 노력을 하고 있다. 하지만 이제 막 시장이 성장하고 있는 상태이기 때문에 아시아보다는 뒤쳐져 있다. 독일의 고정용 CHP는 한국보다 경쟁력이 떨어진다.

다음은 좀 더 상세하게 앞서나가는 요소들을 살펴보겠다.

먼저 독일은 수소산업이 발전하는 데 있어 자동차 부문의 역할이 컸다. 탈탄소를 위한 자동차 업계의 노력이 있기 때문이다. 특히 중앙조율이 잘 되고 있다는 것이다. 독일은 ‘아이핀’이라는 목표를 설정함으로써 2016년까지 약 7억 유로 정도를 투자했다. 또 약 7억 유로 정도의 민간부문 투자도 병행됐다. 이것이 1단계였다.

2단계가 막 시작했다. 2단계는 시장 활성화를 위한 노력이 진행되고 있다. 또 흥미로운 것은 민관협력 프로젝트들이 진행되고 있다는 것이다. 자문위원회가 구성돼 있는데 업계, 정부, 연구기관 대표들이 참여하고 있다.

또한 정부, 업계 대표자들이 모여 있는 NOW에서 이해당사자들과 펀딩을 조율하고 있다. 특히 수송 부문에서 앞서나가고 있다. 수소차 이니셔티브가 진행되고 있어서 인프라를 구축하고 있다.

수소차와 관련해 현재 업계에서는 메르세데스벤츠를 시작으로 아우디에 이르기까지 상용차를 출시하기 위해 노력하고 있다. 수소를 에너지백터로 이용하기 위해 독일은 앞장서고 있다.

미국 캘리포니아는 미국 내에서 지속가능성 리더가 되기 위해 노력하고 있다. 연료전지와 관련된 다양한 연구개발 지원이 이뤄지고 있다. 아주 엄격한 무공해차 규제를 바탕으로 이를 추진하고 있다. 2025년까지 무공해차 비중을 25%까지 늘린다는 목표다.

캘리포니아에서 자체적으로 수소트럭을 생산하고 GM에서도 수소자동차 생산을 위해 노력하고 있다. 정부의 재정지원을 바탕으로 오는 2023년까지 100개소의 충전소 확보를 목표로 하고 있다.

일본에 있어서 흥미로운 것은 아주 통일된 비전을 갖고 있다는 것이다. 수소사회를 구축하기 위한 비전을 세우고 2009년부터 2040년까지의 로드맵을 명확하게 세웠다. 이러한 로드맵이 있기에 효율적으로 정책들을 조율할 수 있는 것이다. 또한 수소밸류체인을 구축하기 위해 노력하고 있다. 호주와 다른 국가들과 협력해 파트너십을 구축하고 있다.

일본은 모빌리티분야 산업발전도 주도하고 있다. 도요타와 혼다가 수소차를 생산하고 있다.  아주 명확한 비전을 갖고 추진 중이다. 도요타는 수소전기버스와 수소트럭 개발에 앞장서고 있다. 일본은 2023년까지 수소충전소를 320개까지 늘리는 것을 목표로 하고 있다.

일본은 고정용 애플리케이션의 경우 현재 20만개의 CHP가 설치돼 있다. 다양한 인센티브가 제공되고 있는데 아마 점차적으로 인센티브가 줄어들 전망이다. 비용이 낮아지고 있기 때문이다. 수소를 이용한 전력을 생산하기 위해 고베에서 올해 최초의 수소기반 발전소가 개소할 예정이다.

일본은 기술부문에서도 리더십을 갖고 있다. 많은 특허가 출원되고 있다. 비용을 절감하고 효율적인 수소기술을 발전시키는 것이 목표다. 또 수소생태계를 만들기 위한 빠른 움직임을 보이고 있다. 2020년 도쿄올림픽에는 일본에 약 4만대 이상의 수소차가 도로에서 운행할 것이다. 또 수소버스도 운행하게 될 것이다.

마지막으로 중국은 수소부문에서는 뒤쳐져 있었지만 최근 빠르게 성장하고 있다. 수소는 이제 중국의 주요 정책의 일부분이 됐다. 중국 정부는 오는 2030년까지 수소차 약 1,000만대 보급이라는 야심찬 목표를 갖고 있다.

충전소 확장을 위해 노력하고 있다. 여러 보조금을 제공하고 있다. 수소전기트럭과 수소버스에 보조금이 지급되고 있고 2020년까지 3,000대의 수소차 보급 계획을 갖고 있다. 버스공장 등 여러 공장에서 연구개발이 진행 중이고 최근 몇 년간 특허가 크게 증가했다. 고정용 애플리케이션에도 박차를 가하고 있다. 이에 따라 수소타운을 시범적으로 설치하게 됐다.

전세계적으로 수소산업 발전을 위해 약 8억5,000만달러 정도가 투자되고 있다. 수소와 연료전지 개발이 정부의 보조금뿐만 아니라 대학이나 연구소 차원에서도 펀딩이 이뤄지는 것을 유념할 필요가 있다. 일본이 가장 앞서가고 있다. 다음으로 미국은 1억2,300만달러 정도 된다.

시장 침투율 차원에서는 각 부문별 집중적인 투자가 필요하다. 특히 경쟁력을 가지고 있는 부문, 예를 들어 수소를 이용한 대중교통수단의 발전이 더 필요할 것이다. 인프라 확충도 필요하다. 기본적으로 일반대중이 수소기술을 받아들이고 수소차를 이용하기 위해서는 최소한의 인프라가 구축돼야 한다.

민관 연구개발 투자가 이뤄져야만 경쟁력을 가질 수 있다. 또한 지원을 할 수 있는 규제환경이 마련돼야 한다. 예를 들어 캘리포니아와 중국의 경우 핏인테리프를 허용하고 수소를 이용한 프로그램을 적극적으로 추진한다면 제대로 된 규제환경이 마련될 것이다.

또 수소를 이용한 산업화가 적극적으로 이뤄져서 다양한 수소관련 상품이 마련되고 그럼으로써 수소 사용자들에게 저렴한 수소제품과 기술들이 제공될 수 있어야 한다. 마지막으로 연구개발의 중요성을 간과할 수 없다.

국가들이 다양한 활동을 벌이고 있다. 먼저 국가 차원의 수소로드맵을 마련하는 것이다. 이러한 로드맵을 살펴보면 첫 번째로 2050년까지의 목표가 나와 있다. 두 번째로 각 부문별, 시기별 달성 목표가 나와 있다. 인프라 부분도 나와 있다. 세 번째는 영향평가가 나와 있다. 수소발전으로 인한 환경·경제 영향평가를 살펴보는 것이다.

이러한 영향평가를 해야만 수소발전에 있어서 직면하게 되는 여러 문제점들을 극복할 수 있을 것이다.

리드를 하는 시장들을 보면 이런 로드맵을 갖고 있다. 이런 로드맵을 가지고 움직여야 좀 더 효과적으로 성공할 수 있다. 한국도 국가 차원의 비전과 로드맵을 가지고 움직여야 좀 더 효과적으로 수소산업이 발전할 수 있을 것이다.

세션02 - 글로벌 수소에너지 동향

<독일 수소 인프라 건설 현황>
Nikolas Iwan (H2Mobility, Managing Director)

독일, 충전소 장소 선정에 입찰 방식 경쟁 도입

H2모빌리티는 전국 수소 유통망을 설치할 목적으로 2015년 설립된 회사이다. H2모빌리티 사업의 성공요인은 재정적·전략적으로 기업들과 정부가 아주 확고한 의지를 가지고 있다는 것이다. 독일 정부도 그렇지만 EU 정부도 수소충전 인프라 확대에 대해 많은 지원과 지지를 해왔고 실제 재원의 40% 정도를 마련해주고 있다.

모빌리티의 중요한 과제 중 하나가 수소충전소를 과연 어디에 설치하느냐를 판단하는 것이다. 매킨지가 그동안 데이터 분석을 많이 해왔는데 그것을 기반으로 7개의 포커스 지점을 선정했고 9개의 고속도로를 확인했다. 7개 지역과 9개 고속도로는 독일에서 특히나 인구 밀집도가 높은 곳이다.

그리고 장소 선정에 있어서의 혁신적인 매커니즘을 마련했다. 우선은 입찰 방식으로 시작했다. 지방정부 차원에서 경쟁을 한 것이다. 우리에게 가장 수요가 많다는 것을 설득력 있게 발제하는 지방정부 또는 지방기업에 기회를 주는 것이다.

실제 많은 지방정부와 기업들이 컨소시엄을 형성해 입찰에 참가했다. 아주 성공적으로 두 번 라운드에 걸쳐 입찰을 진행했다. 최근 라운드에서는 5개 지역을 설정해 5개의 충전소를 설치했다. 이에 따라 400여대의 수소차를 지원할 수 있게 됐다. 이런 식으로 계속 인프라를 확대하려고 한다.

우리가 하려는 일이 굉장히 비싸고 자본금이 많이 들지 않느냐라는 질문을 많이 받아왔다.

독일의 유망한 연구기관이 모델링 분석을 해봤다. 전기차 충전비용과 수소차 충전비용을 분석했는데 10만대를 봤을 때 각각의 기술이 경쟁력이 있다. 투자 경쟁력이 충분히 있다고 생각하고 있다.

왜냐하면 몇 천대를 위해 충전소를 설치하는 것은 어려움이 없지만 10만대 아니면 100만대까지 규모가 확대되면 거기서 어려움이 발생하는 것이다. 케이블과 변압기가 더 필요하고 전력그리드 자체도 더욱 더 확대해야 한다. 특히 많은 인구 밀집도가 있는 지역은 나중에 갑자기 기하급수적으로 비용이 증가하는 것이다. 300만대에서 비용이 크게 뛰는 것을 볼 수 있다.

수소차가 100% 무공해차라고 할 때 저장이나 수송, 교통, 파이프라인 등 모두를 고려할 때 수소차가 단기적으로 좀 비쌀 수는 있지만 결국에는 장기적으로 추가비용이 발생하는 것은 전기차 대비 수소차가 훨씬 낮다. 수소차가 워낙 충전시간이 적게 들기 때문에 장기적으로 봤을 때는 훨씬 경제적인 투자결정이 수소차다. 특히 규모가 확대될 수록 전기차 대비 수소차가 훨씬 경제적이라는 게 연구결과다.

독일은 수소충전 인프라 확대를 위해 많이 노력하고 있는 데 올해 말이면 3만대의 수소차 충전이 가능하다. 독일은 더 많은 수소차가 필요하고 수소에 대한 수요가 있기 때문에 한국의 자동차 회사가 독일에서 차를 판매할 수 있는 큰 기회가 있다고 말하고 싶다.

<일본 수소충전소 개발 현황>
S. Teraoka(이와타니, Senior Manager)

日 11개 회사, 합작법인 설립 수소충전 인프라 구축

이와타니는 일본에서 산업용 가스와 LPG를 공급하고 있으며, 1958년부터 수소 비즈니스를 시작했다. 이와타니는 일본의 주도적인 수소공급업체로서 액화수소 공급체인을 구축하기 위해 노력하고 있다.

수소공급망을 구축하는 데 있어서 생산, 액화수소, 인프라, 공급에 이르기까지 전과정을 커버하기 위해 노력하고 있다. 특히 액화수소 생산 규모를 늘리기 위해 노력하고 있다. 이를 통해 수소사회 구현에 기여하고자 한다.

이와타니는 지금까지 일본 내 23곳에 충전소를 구축했다. 오는 2020년까지 추가적으로 약 30곳에 충전소를 구축할 계획이다. 세븐일레븐과 협력해 모바일 충전소도 구현하고 있다.

최근 자동차회사와 수소공급업체들이 포함돼 있는 11개의 회사가 새로운 합작법인을 만들게 됐다. 이 합작법인을 통해 일본 내 수소충전 인프라를 구축하게 되는데 여기에 이와타니도 포함돼 있다. 이와타니는 수소공급 리더로서 수소충전 인프라 구축에 앞장서는 역할을 하게 될 것이다.

또한 도요타와 함께 이산화탄소가 발생하지 않는 수소공급체인 실증사업을 진행하고 있다.  풍력을 통해 수소를 생산하고 수소트럭으로 고객 사이트에 배송을 하면 바로 지게차에 주입하는 것이다. 이를 통해 안전성을 점검하고 이산화탄소가 발생하지 않는 수소공급망을 검증하고 있다.

<도요타 친환경차 개발 및 전망>
Katsuhiko Hirose (도요타, Professional Partner)

“수소차, 소비자 선호 충족시킬 수 있을 것”

도요타는 저공해차를 확산하는 것이 목표다. 2030년까지는 포트폴리오상 전기차를 50% 이상으로 두는 것이다. 사실 이런 사업이 연구개발부터 시작해 실제적으로 대량생산까지 가는 데 굉장히 많은 시간이 걸리고 그래서 많은 사람들의 협력이 필요하다. 

많은 사람들이 수소차가 ‘너무 비싸다’, ‘비용이 제한적이다’라고 하지만 결국에 가서 가격경쟁력이 도모될 것이다. 도요타는 3,000여대의 수소차를 판매했다. 전세계적으로도 많이 판매하고 있는데 3만달러에서 매년 가격이 많이 떨어지고 있다. 셋업차 및 승용차뿐만 아니라 다양한 종류의 차량도 판매하려고 있다. 그만큼 소비자 수요가 있기 때문이다. 도요타는 호주, 캐나다, UAE 등 세계 각국에서 수소차 실증 테스트를 하고 있다.

특히 우리가 중요하다고 생각하는 것은 자동차가 소비자의 선호에 따라 선택하는 소비재라는 점이다. 소비자는 자신이 원하는 편리성과 가격 등이 충족돼야 차를 구입하는 것이다. 이를 충족시키기 위해 도요타뿐만 아니라 업계, 정부 등 많은 이해당사자들이 함께 노력해야 하는데 단기간에 소비자의 선호를 충족시킬 수 있다고 생각한다. 많은 사람들이 지속가능한 세계를 원하고 깨끗한 자동차를 주행하고 싶어 하기 때문이다.

<중국 신에너지차 개발 및 전망>
Haoran Hu (웨이차이, VP & CTO)

中, 인센티브·보조금으로 수소차 보급 확대

중국은 이산화탄소 배출량을 낮추는 데 강력한 의지를 가지고 있다. 그래서 수소와 수소차를 개발하는 것이 중요하다. 중국은 수소로드맵을 갖고 있는데 2017년 수립했다. 2030년에는 약 1,000곳 이상의 충전소, 약 100만대 이상의 수소차 보급을 목표로 하고 있다. 단기적으로는 정부가 인센티브와 보조금을 제공해 수소차 보급을 확대하고 있다.

중국의 대부분의 연료전지 자동차들은 배터리가 장착돼 있다. 하지만 시간이 지나면서 좀 더 강력한 연료전지가 사용될 수 있을 것이다. 2026~2030년에 완전히 연료전지로 구동되는 기술을 구현하는 것을 목표로 하고 있다.

중국은 본격적으로 수소기술을 개발하고 있고 다양한 지역에서 수소충전소와 수소전기차 보급을 위해 노력하고 있다. 실제 지난해 800대 정도의 수소연료전지차를 보급했다. 수소버스도 본격 도입했다.

중국 내에서 많은 충전소가 빠르게 구축될 것으로 기대된다. 웨이차이는 올해 3곳에 충전소를 구축할 계획이다.

중국 내에는 연료전지 실증 영역들이 있다. 베이징과 상해 지역, 그리고 용푸 지역에 실증단지가 마련돼 있다. 최근 산둥지역의 수소차량을 위한 수소실증단지 조성 계획이 발표됐다. 웨이차이도 500억 위안을 들여 수소발전을 위해 투자하겠다고 밝혔다.

<아우디 친환경차 개발 현황과 계획>
Jurgen Jablonski (아우디, VP)

“가까운 미래에 100% 전기화 할 것”

아우디는 제로 배출량을 목표로 하고 있다. 대부분의 차를 전기화 할 것이다. 지금 포트폴리오상 35%가 전기차인데 가까운 미래에는 100%를 전기화 할 것이다.

배터리 전기차와 수소차는 제로 배출 차량이다. 배터리 전기차와 수소전기차 중 어느 한쪽만을 생각하는 것도 방법이겠지만 양쪽을 다 융합적으로 생각하는 것이 매우 중요하다. 배터리 전기차만의 장점이 있다. 수소차의 경우 주행거리가 길고 충전속도도 빠르다.

시장에서 성공하기 위해선 소비의 판단기준이 중요하다고 생각한다. 소비자가 선택해야 시장에서 성공할 수 있다. 배터리전기차와 수소차를 비교할 때 차량 사이즈가 커질수록 수소차가 적합한 것 같다. 특히 수소차는 주행거리가 장점으로 부각되고 있다. 배터리 전기차는 소형차에 많이 있다.

아우디는 전력밀도 스택을 개선하고 이를 통해 소비자의 편리성을 도모하려고 한다. ‘h-tron’이라는 시범차량이 있었는데 거기서부터 더 확대하려고 한다.

아우디를 비롯해 폭스바겐그룹은 연료전지 기술에 대해 많은 투자를 할 계획이다. 아우디라는 단독 브랜드뿐만 아니라 폭스바겐에는 ‘모이아’라는 새로운 브랜드가 있는데 신재생에너지 관련 이동성을 주로 다루는 브랜드다. 이런 ‘모이아’라는 브랜드를 통해 저공해 차량 출시와 보급을 확대할 계획이다.

<중국의 수소전기차 개발 현황>
Tobias Brunner (장성기차, VP)

수소차, 효율적으로 배터리 전기차와 경쟁

GWM(Great Wall Motor)은 중국의 최대 SUV 및 픽업 트럭 제조 업체로 수소시장에 새롭게 뛰어들었고 야심찬 계획을 갖고 있다.

GWM은 자체적으로 내연기관을 제조하고 배터리도 개발·생산하고 있다. 전기자동차 모터와 트렌스밋션도 생산하고 있다. 더 나아가 연료전지쪽으로 적극 진출하려고 한다. 부품부터 완성차에 이르기까지 커버하려고 한다.

새로운 수소R&D센터를 구축했다. 이 센터는 연료전지와 수소 저장부터 엔진에 이르기까지 다양한 부품을 개발하고 테스트할 수 있는 시설을 갖추고 있다. 연료전지뿐만 아니라 연료전지 충전과 차량 장착까지 연구할 예정이다. PHEV(플러그인 하이브리드 자동차)를 올해 봄에 출시할 예정이다. 새로운 연료전지자동차도 출시할 계획인데 곧 발표할 것이다.

수소를 이용한 연료전지차야말로 이산화탄소 배출을 줄이고 효율적으로 배터리전기차와 경쟁할 수 있다.

GWM은 수소전기차에 집중하고 있는데 배터리 전기자동차와의 호환성이 있다고 생각하기 때문이다. 조인트 플랫폼을 이용하면 배터리전기차에서 수소전기차로의 전환이 쉽게 이뤄질 것이다.

수소전기승용차의 사이즈와 무게가 크게 줄어들 것이다. 연료전지의 사이즈가 작아질 것이고 수소저장용기도 가벼워지고 작아질 것이다. 그러면서 효율은 유지할 수 있기 때문에 자동차에 초경량으로 들어가게 될 것이다. 모터와 트랜스밋션 등을 장착하더라도 경량으로 제작할 수 있기 때문에 미래에 경쟁력을 갖출 수 있다고 생각한다.   

배터리전기차는 출·퇴근용과 단거리용으로 2025년까지는 일상 운전에 있어 가장 최적화된 경쟁력을 가질 것이다. 하지만 장기운행의 경우 수소전기차가 더 경쟁력을 갖출 수 있을 것이다. 퍼포먼스라든가 충전시간, 극한 기후환경에서의 능력 등을 생각하면 앞으로 본격적으로 양산에 들어가면 수소연료전지차가 경쟁력을 가질 것이다. 

GWM은 장거리 운행이 가능한 수소전기승용차에 집중하고 있다. 오는 2025년 가격경쟁력을 갖춘 고용량 연료전지 승용차와 SUV를 출시할 계획이다.

수소충전 인프라는 액화수소를 이용하는 것이 가장 전망이 좋다고 생각한다. 중국의 경우에는 그렇다. 액체수소는 탄소 배출량이 매우 적고 비용효율적으로 충전을 제공할 수 있을 것이라고 생각하기 때문에 액체수소에 집중해 충전 인프라를 구축하기 위해 노력하고 있다.