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수소, 4차 산업혁명 성공을 위한 필수 에너지

정부, 4차 산업혁명 통해 제조업 위기 타파…에너지전환 필요
4차 산업혁명, 안정적·효율적인 에너지 공급체계 선행돼야
수소전기차, 수소산업의 전부?…新경제시스템 도래의 촉매제 역할

[월간수소경제] 우리나라 국가경쟁력 저하에 대한 우려의 목소리가 커지고 있다. 특히 그간 한국 경제를 지탱해온 조선, 철강, 자동차, 반도체 등 핵심 제조업에서 위기가 커지고 있다. 통계청에 따르면 2017년 제조업 평균 가동률은 1998년 이후 최저 수준인 71.9%를 기록했다.


외부환경도 어렵다. 미국과 중국의 무역 분쟁은 끝날 조짐이 보이지 않아 불확실성을 키우고 있다. 중국 제조업체들은 내수시장을 기반으로 제품 경쟁력과 글로벌 진출을 강화하고 있어 한국 업체들을 위협 중이다.


이에 정부는 ‘4차 산업혁명’을 키워드로 선정해 국내 기업들의 경쟁력 제고와 제조업 부흥을 추구하고 있다. 4차 산업혁명은 ‘디지털화’가 핵심으로 사물인터넷(IoT), 빅데이터, 인공지능, 센서, 기가인터넷 및 5G 이동통신 기술 등을 기반으로 제조업의 새로운 패러다임을 제시하는 것이다.


이를 통해 제품 개발 및 디자인, 생산, 유통 등 모든 과정에서 혁신을 이루자는 것으로, ‘제조’뿐만 아니라 자율주행차와 금융, 물류, 스마트시티 등을 통해 ‘삶의 질’을 높일 수 있는 광범위한 파급 효과를 가지고 있다. 정부는 4차 산업혁명으로 2022년 기준 최대 128조 원의 경제효과가 발생할 것으로 예상하고 있다.



에너지, 4차 산업혁명 성공 위한 필수 인프라
4차 산업혁명을 이루기 위해서는 다양한 기술 요소가 필요하지만, 관련된 모든 영역에서 공통적으로 요구하는 필수 인프라가 존재한다. 바로 에너지다. 충분한 양의 에너지가 안정적이고 효율적으로 공급되어야 4차 산업혁명을 이룰 수 있다.


앞으로 에너지 수요는 지속적으로 늘어날 수밖에 없다. 치솟는 수요를 감당하기 위해서는 발전량을 늘려야 하는데, 탈원전 트렌드로 인해 전통적인 에너지 공급 방식으로는 한계가 존재한다. 또한 지구 온난화 문제를 해결하기 위해 전 세계 국가가 서명한 파리협정으로 기존 석유 에너지에 의존하지 않는 신재생에너지 시스템으로 전환해야 할 필요성 역시 커졌다.


이에 따라 태양광이나 풍력발전 등 친환경 에너지원이 각광받고 있으며 국내에서도 재생에너지 활용 비중을 2030년까지 20%로 높인다는 계획을 추진하고 있다. 그러나 이 같은 새로운 공급 방식이 산업계와 민간 영역에서 요구하는 수준의 에너지를 충분히 공급하기에는 한계가 있을 것으로 보인다.


즉, 현재 에너지 업계는 장기적으로 지금보다 ‘더 많은’ 양의 에너지를 ‘친환경적’으로 공급해야 한다는 딜레마를 갖고 있다. 이 점에서 수소산업은 에너지 업계의 딜레마를 해결할 수 있는 좋은 방안이 될 수 있다.


수소는 안전성과 경제성, 그리고 안보성까지 높은 에너지원이며 동시에 이산화탄소 배출을 줄이는 친환경 에너지원이다. 미래학자인 제러미 리프킨(Jeremy Rifkin)은 2002년 저술한 ‘수소 혁명(Hydrogen Economy)’을 통해 이미 화석연료의 대체재로 수소를 지목하고 장차 수소 기반의 경제 시스템이 도래할 것이라 주장한 바 있다.


수소에너지는 모든 경제 시스템에 활력을 불어넣는 심장과 혈맥의 역할을 할 것이다. 수소경제와 4차 산업혁명 모두 이제 시작에 불과하다. 에너지산업이 수소를 중심으로 패러다임을 변화시키지 않는다면 4차 산업혁명의 성공은 요원해질 수밖에 없다.


수소전기차, 수소산업의 전부 아냐
이미 주요 선진국을 중심으로 다양한 부문에서 수소에너지 이용을 늘리기 위한 국가 정책이 추진되고 있으며 주요 기업들도 기술개발에 나서고 있다. 이중에서 대중적으로 가장 잘 알려진 활용 영역이 바로 ‘수소전기차’일 것이다.


수소전기차 시장을 개척했으며 이미 세계적인 경쟁력을 보유한 현대자동차를 비롯해 일본의 도요타와 혼다 등 주요 자동차 업체들은 친환경 차량으로서 수소전기차 사업을 확대하고 있다.



수소전기차는 상용 차량의 부족, 높은 판매가, 충전소 부족 등의 문제가 복합적으로 작용하면서 아직 대중화 단계에 이르지는 못했다. 그러나 높은 에너지 효율과 빠른 충전시간, 그리고 긴 운행거리 등의 장점으로 인해 시장이 점차 확대될 것으로 보인다. 특히 트럭과 버스 등 상용차 중심으로 도입이 증가될 전망이다.


승용차와 트럭 외의 영역으로도 수소 연료전지 도입이 확대되고 있다. 수소 연료전지는 특수목적 차량과 기차 등 다양한 모빌리티(mobility) 영역에 영향을 줄 수 있으며, 이미 일부 업체들에 의해 상용 제품이 출시되고 있다.


독일은 지난해 9월부터 수소 연료전지 기차의 운행을 시작했으며, 유럽의 몇몇 업체들을 중심으로 수소 연료전지 여객선도 개발되고 있다. 독일의 프라그마 인더스트리(Pragma Industries)는 1회 충전으로 100km를 이동할 수 있는 수소 연료전지 자전거를 출시했다.



또 하나 주목해야 할 영역은 바로 드론이다. 지난해 9월, 영국의 바샤크(BSHARK)는 1회 충전 시 30km를 비행할 수 있는 수소 연료전지 드론 ‘나활2(Nawhal 2)’ 판매를 시작했다. 현재 중국의 DJI가 전 세계 드론 시장을 장악하고 있다. 드론은 다양한 산업 영역에 활용돼 그 중요성이 점차 커지고 있으며, 최근 해외 일부 업체들은 택시와 같은 대중교통 수단으로 활용 가능한 유인 드론 개발에 나서고 있다.


이 같은 상황에서 수소 연료전지 드론은 해외 업체에 뒤처진 국내 드론 산업을 한 단계 발전시키는 계기가 될 수 있다. 이동통신 사업자들은 5G 이동통신과 접목한 드론 사업을 강조하고 있으며, 두산은 지난 2016년 두산모빌리티이노베이션을 설립해 드론용 연료전지 사업을 진행 중이다.


또한 수소 연료전지 기반의 모빌리티는 수소산업의 전부가 아니며, 다양한 부문에 걸쳐 파급효과를 가져올 수 있다. 수소산업은 수소의 생산과 운반, 저장 및 충전, 활용으로 이어지는 가치사슬을 갖는다. 수소 생산 부문에서는 태양광이나 풍력 등 신재생 에너지를 활용할 수 있다. 수소 운반선 개발이 추진되면 조선업에도 활력이 생길 수 있으며, 굴뚝산업의 대명사인 제철산업도 수소환원제철 기술을 통해 친환경 산업으로 변모할 수 있다. 또한 수소에너지 공급 시스템 구축을 통해 4차 산업혁명의 핵심인 스마트 공장뿐만 아니라 거주 지역의 전력 및 난방 시스템 모두 변화할 수 있다.



수소산업은 지금까지 화석연료 중심으로 편성된 경제 시스템을 한 단계 발전시키고 효율화할 수 있다. 즉, 수소산업의 활성화는 장기적인 관점에서 국가경쟁력을 높일 수 있는 전제조건이다.


정부의 투자 확대는 긍정적이나 해결해야 할 과제도 많아
최근 정부가 수소경제에 대한 투자를 확대하기로 결정한 것은 분명 긍정적인 움직임이다. 정부는 지난해 8월 주력산업 부진과 규제혁신 지연으로 인한 미래 먹거리 발굴 지체에 대응하기 위해 4대 정책방향과 8대 핵심 선도 사업을 선정했다. 이를 위한 3대 전략 투자 분야 중 하나로 ‘수소경제’를 지목했다.


특히 지난해 12월 17일 발표한 ‘2019년 경제정책 방향’에서 수소 기반 시범도시 3곳을 조성하고 수소충전소 설치 규제를 완화할 것이라고 밝히면서 업계의 기대감은 높아지고 있다. 준주거지역이나 상업지역에 수소충전소를 설치할 수 있도록 하고, 운전자가 스스로 충전할 수 있도록 한다는 정책은 도심 내 수소충전소 보급 확대를 이끌어 수소전기차 대중화 시대를 열 수 있을 것으로 평가받고 있다.



국내보다 수소산업이 활성화된 일본의 경우, 세븐일레븐이 수소충전소를 갖춘 편의점을 도쿄와 아이치 현에 구축했으며, 지난해 6월에는 도요타자동차와 함께 수소 연료전지 프로젝트를 추진할 것을 발표했다.


정부의 발표 이후 국회에서도 수소경제 시대에 대비하기 위한 입법 논의가 활발히 이뤄지고 있으며, ‘국회수소경제포럼’이 결성되었다. 지자체 차원에서도 수소경제 시대에 대비한 중장기 플랜 마련과 수소전기차 및 수소전기버스 도입 확대, 충전소 확충 등의 정책이 경쟁적으로 추진되고 있다. 이제 수소경제의 중요성은 충분히 인식되었으며, 본격적인 규제 완화와 투자를 통해 한국의 수소산업이 발전할 수 있는 기반이 마련되고 있는 것이다.


그러나 아직 해결해야 할 과제들이 존재한다. 우선 보다 구체적이고 체계적이며 민간 영역의 투자를 충분히 이끌어 낼 수 있는 세부 계획이 포함된 국가 차원의 로드맵이 필요하다. 이를 통해 각 지자체들이 경쟁적으로 발표하고 있는 수소경제 관련 정책들의 일관성과 실효성을 높일 수 있다.



무엇보다도 적극적인 홍보가 중요하다. 아직 일반 국민들은 수소산업을 수소전기차 자체와 동일시하고 있다. 또한 폭발 등에 대한 위험성이 높다는 잘못된 인식도 팽배해 도심 내 수소충전소 설치에 대한 반발이 크다. 특히 반재벌정서로 인해 수소전기차 정책이 특정 업체 밀어주기라는 잘못된 인식도 퍼져 있으며, 미국의 테슬라로 대표되는 전기차(BEV)가 친환경 차량의 대명사처럼 여겨지고 있기도 하다.


수소산업, 그리고 이를 통해 구현될 새로운 수소경제 시스템이 단순히 특정 산업이나 특정 업체에게만 해당되는 문제가 아니며 한국의 국가경쟁력을 높이고 새로운 경제 시스템을 이룰 수 있는 필수 전제조건임을 알림으로써 국가적 공감대를 형성할 필요가 있다. 이러한 작업이 선행되지 않는다면 불필요한 사회적 논쟁이 거듭되어 새로운 경제 시스템의 도래는 더욱 요원해질 것이다.




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