2019.08.04 (일)

  • 구름많음강릉 27.2℃
  • 구름많음서울 27.1℃
  • 연무인천 28.6℃
  • 맑음원주 29.3℃
  • 박무울릉도 25.4℃
  • 맑음수원 27.7℃
  • 박무대전 28.7℃
  • 구름조금대구 30.9℃
  • 구름조금전주 28.2℃
  • 맑음울산 26.7℃
  • 맑음창원 26.5℃
  • 구름조금광주 29.3℃
  • 맑음부산 27.4℃
  • 구름조금목포 28.0℃
  • 박무제주 27.0℃
  • 구름많음양평 29.5℃
  • 맑음보은 28.0℃
  • 구름조금천안 26.1℃
  • 구름조금김해시 28.3℃
  • 구름조금경주시 27.1℃
기상청 제공

IEA “전 세계, 수소에너지로의 전환 기회 잡아라”

‘G20 에너지·환경 장관회의’ 맞춰 ‘수소의 미래’ 보고서 첫 공개
화석연료 수소 생산, 연간 8억3,000만 톤 CO2 배출
“수소, 깨끗하고 안전한 에너지 미래 핵심적 역할 잠재력 보유”
재생에너지 활용 수소 생산 비용, 2030년까지 30% 가량 감소 전망
수소 생산거점 구축·기존 가스 인프라 활용 등 4가지 단기 기회 제안
장기 에너지 전략에 수소 역할 확립 등 7가지 핵심 권고안 ‘주목’


[월간수소경제 김정윤 기자] 전 세계 에너지산업의 대표적인 국제기구인 국제에너지기구(IEA; International Energy Agency)는 석유공급 위기에 대응하기 위해 각종 에너지 자원 정보를 분석 및 연구하는 경제협력개발기구(OECD) 산하 단체로, 제1차 석유파동 이후인 1974년 11월 벨기에 브뤼셀에서 19개국 대표들과 경제협력개발기구, 유럽공동체(EC) 집행위원회에 의해 설립됐다.


IEA는 신재생에너지 개발, 합리적인 에너지 정책, 국가 간 에너지 기술협력 등을 촉구하기 위해 세계 에너지 사용 추세, 미래 에너지 대책 등과 관련된 사회적 문제를 분석하고 이를 각종 보고서 형태로 발간한다.


국제 석유시장 정보를 공유해 석유공급 위기에 대비하고, 대체 에너지 개발 및 석유수급 비상 시 회원국 간 공동대처 방안 등을 마련하는 것도 IEA의 주요 업무이다. 산유국과 소비국 간의 협력, 구소련 지역 에너지 지원, 에너지환경 협력 등 국제 현안에 대한 협력사업도 펼치고 있다. 이밖에 에너지 시장 공동 대응, 긴급 소비 절약, 비축유 방출 협력, 긴급 석유 융통 등 다양한 국제 협력사업도 추진하고 있다.


현재 회원국은 30개국으로, 한국은 지난 2001년에 가입했다.


이처럼 전 세계 에너지산업에 상당한 영향력을 미치고 있는 IEA가 발간하는 보고서 역시 에너지 전망에 있어 가장 공신력이 있는 것으로 평가되고 있으며, 에너지산업의 현재를 분석하고 미래를 준비하는 중요한 지침서가 되고 있다. 




IEA가 수소에너지에 크게 주목하기 시작했다. 최근 IEA 차원에서 처음으로 수소에너지의 현황을 살펴보고 미래를 전망하는 보고서를 발행해 주목받고 있다. 이 보고서는 지난 6월 15~16일 일본에서 열린 ‘G20 에너지환경 장관회의’ 하루 전인 14일에 처음으로 공개됐다.


IEA가 발행한 ‘수소의 미래’ 보고서는 △수소 생산거점 구축을 통한 수소 가격 인하 △천연가스 파이프라인 등 기존 인프라 확대 활용 △수소 무역 전용 해상운송 경로개발 등 깨끗하고 안전한 미래 수소경제 사회 조기 구현을 위한 실질적이면서도 다양한 방안 등을 담고 있다.


<월간수소경제>는 IEA가 발행한 이 보고서의 요약본을 번역해 소개한다. 


전 세계 수소 현황  
산업용 사용자를 위한 수소 공급은 이제 전 세계적으로 중요한 산업으로 자리잡았다. 수소 수요는 1975년 이래로 3배 이상 증가했으며, 계속 증가세를 보일 전망이다. 수소는 대부분 화석 연료에서 생산되고 있으며, 세계적으로 천연가스의 6%, 석탄의 2%가 수소 생산에 쓰이고 있다.


결과적으로 이러한 수소 생산은 연간 약 8억3,000만 톤의 이산화탄소를 배출하며, 이는 영국과 인도네시아의 이산화탄소 배출량을 합한 것과 같다.


수소 기술 개발에 대한 투자 지원 정책을 펼치는 국가가 늘어나고 있다. 동시에 이들 국가가 지원하고자 하는 산업 분야도 다양해지고 있다. 수소를 직접 지원하기 위한 50가지 목표, 의무 및 정책 인센티브가 마련되어 있으며, 이는 주로 운송 수단에 집중되어 있다. 지난 몇 년간 정부가 주도하는 수소에너지 연구 개발 및 실험 예산은 증가했으나 2008년 최고치보다는 낮은 수준을 유지했다.



수소는 화석 연료와 생물 자원, 물에서 추출할 수 있다. 현재 전 세계적으로 연간 약 7,000만톤의 수소가 생산되는데, 이 중 3/4이 천연가스에서 추출된다. 이는 전 세계 천연가스 사용량의 6%에 해당한다. 천연가스 다음으로는 중국산 석탄에서 주로 수소를 생산하고, 석유와 전기의 비중은 적은 편이다.


천연가스로부터 수소를 생산하는 비용은 기술적·경제적 요소의 영향을 받는데, 천연가스 가격과 자본 지출이 가장 중요한 가격 결정 요인이다.


연료비는 생산 원가의 45%에서 75%까지 차지하는 가장 큰 원가 구성 요소다. 중동, 러시아 및 북미의 천연가스 가격이 하락하면 수소 생산 비용도 내려간다. 일본, 한국, 중국, 인도 같은 천연가스 수입국은 높은 가스 수입 가격이 수소 생산 비용을 높이는 주요 원인이다.


재생에너지나 원자력 발전에서 생산된 전기는 수소 생산 방법의 대안이 될 수 있다. 태양광과 풍력발전 등 재생에너지를 활용한 전기 생산 비용이 내려가면서 전기로 수소를 생산하는 것에 관심이 집중되고 있으며, 최근 몇 년간 시범 프로젝트가 진행됐다. 현재 수소 생산량을 모두 물 전기분해에서 생산한다면 3,600TWh의 전기를 사용하게 되며, 이는 EU의 연간 발전량보다 많은 양이다.




태양광과 풍력발전 비용이 감소하면서 재생에너지 전기 생산 지역에 수전해 시설을 설치하면 수소 생산 비용을 줄일 수 있다. 장거리 운송과 유통 비용을 고려하더라도 재생에너지 발전시설에서 수소를 생산한다면 가격 절감 효과가 기대된다.


수소는 이미 일부 산업에서 널리 사용되고 있지만 청정에너지 확산에 기여할 수 있는 수소의 잠재력은 아직까지 실현되지 못하고 있다. 여러 어려움을 극복하고 비용을 절감하기 위해서는 목표를 명확히 한 야심찬 행동이 필요하다.


에너지 미래를 위한 수소의 잠재력
수소는 깨끗하고, 안전하며, 저렴한 에너지의 미래를 위한 핵심적인 역할을 수행할 잠재력을 가지고 있다.


수소 정책과 관련한 프로젝트의 수가 빠르게 늘어나고 있으며, 청정 에너지원인 수소가 전례 없이 정치적·사업적으로 각광을 받고 있다는 사실을 파악할 수 있다. 또한 IEA는 지금이 수소가 더욱 널리 사용될 수 있도록 기술 개발에 박차를 가해야 하는 시점이라고 결론을 내렸다. 정부와 산업계에 실용적이고 활용 가능한 제안을 제공함으로써 이러한 움직임이 계속될 수 있을 것이다.


수소는 다양하고 중요한 에너지 문제를 해결하는 데 도움이 된다. 수소는 기존에 의미 있는 배기가스 감축이 어렵다고 판단되던 장거리 운송, 화학, 철강 등 다양한 분야에서 탄소 배출을 줄일 수 있는 여러 솔루션을 제공한다.




또한 대기 질을 개선하고 에너지 안보를 강화하는 데 도움을 준다. 기후변화 완화를 위해 야심차게 발표된 여러 국제 정책에도 불구하고 이산화탄소 배출량은 지난 2018년 사상 최고치를 기록했다. 대기 오염 때문에 매년 약 300만 명의 사람들이 조기에 사망하면서 이 또한 시급히 해결해야 할 문제로 떠올랐다.


수소는 다목적으로 활용될 수 있다. 이미 수소를 생산·저장·운송해 다양한 방법의 에너지로 활용할 수 있는 기술이 개발된 상태다. 재생에너지, 원자력, 천연가스, 석탄 및 석유 등 다양한 자원에서 수소를 추출할 수 있다. 수소는 가스 형태로 만들어 파이프라인을 통해 또는 LPG처럼 액체 형태로 만들어 선박으로 운송할 수 있다. 수소는 가정과 산업체에서 사용하는 전기나 메탄가스로 변형이 가능하며, 자동차나 트럭·선박·비행기의 연료로도 사용할 수 있다.


수소는 재생에너지 확산과 환경 보호에 더 큰 기여를 할 수 있다. 수소는 태양광 전지(PV)와 풍력 에너지 등 재생에너지가 다양한 방식으로 활용되도록 도울 수 있는 잠재력이 있다. 수소는 재생에너지를 저장하는 선도적인 방법 중 하나이며, 몇 달에 걸쳐 생산된 전기를 저장할 수 있는 가장 저렴한 방법이다. 풍부한 태양광·풍력 자원을 가지고 있는 호주나 라틴 아메리카에서 이러한 재생에너지를 통해 생산된 수소 및 수소 기반 연료는 수천 킬로미터 떨어진 에너지 부족 국가로 운송할 수 있다.


과거에 수소에 대한 잘못된 접근이 있었지만 현 상황은 다르다. 최근 태양광 전지, 풍력 발전, 배터리, 그리고 전기자동차가 성공적으로 대중화되면서 정책 및 기술 혁신이 전 세계 청정에너지 산업을 구축할 수 있다는 사실을 증명했다.




글로벌 에너지산업이 발전하면서 수소의 다목적 활용 가능성은 정부와 기업에게 더욱 큰 관심을 불러일으키고 있다. 정부가 수소의 수입과 수출을 지원할 뿐만 아니라 재생에너지 공급처와 산업가스 생산업체, 전기와 가스 시설, 자동차 업체, 석유와 가스 회사, 주요 엔지니어링 기업, 그리고 지자체에서도 수소 기술 개발을 돕고 있다. 수소에 대한 투자는 전 세계 경제에서 새로운 기술과 산업의 발전을 도모할 수 있으며 숙련된 일자리를 창출할 수 있다.


수소는 훨씬 더 광범위하게 사용될 수 있다. 오늘날 수소는 주로 석유 정제나 화학비료 생산에 활용된다. 수소가 청정에너지로 전환하는데 더욱 확실한 기여를 하기 위해서는 자동차, 트럭, 철강, 난방, 건물, 전기 생산 등의 분야로 수소 활용이 확대되어야 한다. 현재 전 세계 도로에는 약 1만1,200대의 수소전기차가 운행하고 있다. 기존의 정부 목표들은 2030년까지 250만대로 그 수를 급격하게 증가시킬 것을 요구하고 있다.


그러나 전 지구적인 에너지 전환을 돕는 수소를 더 깨끗하고 광범위하게 사용하기 위해서는 몇 가지 해결해야 할 과제가 있다.         
 


수소 사용 확대를 위한 해결 과제
아직까지 저탄소 에너지에서 수소를 생산하는 기술은 비용이 많이 든다. IEA 분석 결과 재생 가능한 전기에서 수소를 생산하는 비용은 2030년까지 30% 가량 감소할 수 있다고 판단한다. 수소가 대량 생산된다면 연료전지, 연료 보급 장비 및 수전해 기술도 함께 발전할 것으로 보인다.


수소 기반 시설의 개발은 천천히 확산되고 있다. 수소의 소비자 가격은 얼마나 많은 연료 보급소가 있는지, 얼마나 자주 사용되는지, 매일 얼마나 많은 수소가 운송되는지에 따라 좌우된다. 이 문제를 해결하기 위해서는 정부와 지자체, 산업계, 투자자들의 협력적인 계획과 조정이 필요하다.




현재 수소는 전적으로 천연가스와 석탄에서 생산된다. 수소는 이미 세계적으로 산업 규모에서 활용되고 있지만 수소 생산을 위해 배출된 이산화탄소의 양은 인도네시아와 영국의 연간 이산화탄소 배출량을 합친 것과 같다. 더 깨끗한 에너지의 미래를 위해 수소를 활용하려면 화석 연료에서 수소를 생산할 때 발생하는 이산화탄소 배출량을 줄이고, 더 많은 수소를 청정 전기에서 생산해야 한다.


여러 규제 때문에 청정 수소 산업의 발전이 제한되고 있다. 정부와 산업계는 기존의 규정이 불필요한 투자의 장벽이 되지 않도록 함께 협의해야 한다. 많은 양의 수소를 안전하게 운송·저장하는 것이 가능하고, 수소 공급이 환경에 미치는 영향을 측정하는 국제 표준이 있다면 수소 무역은 더욱 활발해질 것이다.      



수소 사용 대중화의 단기적인 기회
IEA는 수소를 더 깨끗하고 대중적으로 사용토록 하기 위한 4가지 단기적인 기회를 확인했다. 이 현실적인 출발점에 초점을 맞춘다면 필요한 정도로 수소의 가격을 낮추고 정부와 민간기업의 위험요소를 줄이는 데 도움이 될 것이다. 이 기회들은 모두 뚜렷한 목적이 있으며, 서로를 강화하는 역할도 할 것으로 보인다.


먼저 청정 수소 사용을 확대하기 위해서 산업적인 항구들을 수소 생산의 핵심 센터로 만드는 것이다. 현재 화석연료에서 만든 수소를 활용한 정제 및 화학 제품 생산은 유럽의 북해, 북아메리카의 걸프만, 중국의 남동부 등 해안가에 집중되어 있다. 이런 공장들이 깨끗한 방식으로 수소를 생산하도록 유도한다면 전반적인 생산 비용 또한 줄어들 것이다. 항구 기반시설에서 수소를 대량 공급하면 선박과 트럭에 연료를 공급할 수 있고, 철강 공장 등 근처의 산업 시설에도 전력을 공급할 수 있다.


두 번째는 수백만 킬로미터의 천연가스 파이프라인 같은 기존의 인프라에 수소 관련 시설을 구축하는 것이다. 수소가 국가의 천연가스 생산량의 5% 정도만 대체할 수 있도록 청정 수소를 개발한다면 수소의 수요를 크게 증가시키고 생산 비용을 절감할 수 있을 것이다.



세 번째는 육로 운송을 통해 수소의 유통을 확대해야 한다. 대중적인 경로로 승객과 물류를 수송하는 고연비 자동차와 트럭, 버스에 수소로 전기를 공급하면 연료전지 차량의 경쟁력이 강화될 것이다.


마지막으로 수소 무역을 위한 첫 번째 국제 항로를 런칭하는 것이다. 우리는 국제적인 LNG 시장의 성장을 벤치마킹해야 한다. 글로벌 에너지 시스템에 영향을 미치려면 세계적인 수소 무역을 곧 시작할 필요가 있다.


다용도이고 깨끗한 수소의 성장을 세계적으로 확산시키기 위해서는 국제적인 공조가 필수적이다. 만약 정부가 통합된 방식으로 수소 산업의 규모를 확대한다면 공장과 인프라에 대한 투자가 촉진되는 것을 돕고 비용을 절감하며, 관련 지식과 모범 사례를 공유할 수 있을 것이다. 국제적이고 공통된 기준이 있다면 수소 무역은 늘어날 것이다. 


수소 산업 확산을 위한 IEA의 핵심 권고안
IEA는 국제적인 공조를 돕고 최근 발전상을 효과적으로 기록할 수 있도록 엄격한 분석과 정책 조언을 계속해서 제공할 것이다. 미래를 위한 로드맵으로서 IEA는 7개의 핵심 권고사항을 제안한다. 청정 수소가 장기적인 잠재력을 꽃피울 수 있도록 정부와 기업 등이 이 기회를 놓치지 않기를 바란다.


먼저 장기적인 에너지 전략에 수소의 역할을 확립해야 한다. 이를 통해 정부와 지자체, 도시 정부는 에너지의 미래상을 제안할 수 있다. 기업도 명확한 장기적인 계획을 가지고 있어야 한다. 정제, 화학, 철강, 장기 운송, 건설, 전력 발전 및 저장이 주요 부문에 포함된다.


두 번째로 청정 수소에 대한 상업적인 수요를 촉진시켜야 한다. 청정 수소 기술은 이미 개발되어 있지만 여전히 비용 장벽이 높다. 화석연료를 기반으로 한 수소 생산에서 발생되는 배기가스 배출량을 줄이기 위해 청정 수소에 대한 안정적인 시장을 창출하는 정책이 필요하다.


이런 정책은 공급자와 유통업자, 사용자의 투자를 활성화하기 위해 반드시 필요하다. 공급망의 규모를 확대함으로써 저탄소 전력이나 탄소 포집, 활용 및 저장이 가능한 화석연료를 통해 비용을 절감할 수 있다.




세 번째로 수소 분야 개척자들의 투자 위험을 해소해야 한다. 현재 새롭게 수소를 산업에 적용하거나 청정 수소를 공급하고 인프라를 구축하는 일은 투자 위험성이 높은 편이다. 정부는 목표 및 시간에 제한을 둔 대출과 보증 등 다양한 제도를 활용해 사기업의 투자를 돕고, 위험과 보상을 함께 배우고 공유할 수 있다.


네 번째는 비용 절감을 위한 R&D를 지원하는 것이다. 연료전지, 수소 기반 연료 및 전해조 기술의 개발은 수소 생산의 비용을 줄이고 성능을 향상시키는 데 중요한 역할을 한다. 관련 경제 규모가 커지면 비용이 절감되는 효과도 따라올 것으로 보인다. 공공 기금 등을 포함한 정부의 조치는 연구 주제를 설정하고, 위험 부담을 나누며, 사적 자본이 혁신하도록 유도하는 데 필수적이다.


다섯 번째는 불필요한 규제를 제거하고 잘 조율된 기준을 만드는 것이다. 프로젝트 개발자들은 규제와 허가의 요구 사항이 불분명하거나, 새로운 상황에 맞지 않거나, 산업 분야와 국가 간에 일관성이 없는 등 여러 어려움을 겪게 된다. 생산 장비 및 안전 규정, 배기가스 배출량 인증을 포함한 여러 분야의 지식을 공유하고 표준 규정을 조화롭게 만드는 것이 중요하다. 수소는 공급망이 복잡해서 정부와 기업, 지역사회와 시민사회가 정기적으로 협의해 나가는 과정이 필수적이다.


여섯 번째는 국제적으로 공조하고 진행 상황을 공유하는 것이다. 표준을 정하고, 우수 사례를 공유하고, 상호 보완적인 인프라를 구축하는 등 국제적인 협력이 강화되어야 한다. 장기 목표를 이뤄내기 위해 수소 생산 및 이용을 정기적으로 모니터하고 기록할 필요가 있다.


마지막으로 향후 10년 동안 더욱 추진력을 높이기 위해서 4가지 주요 기회에 중점을 둬야 한다. 4가지 기회는 △기존의 산업적인 항구를 저비용, 저탄소 수소 생산을 위한 허브로 활용 △새로운 청정 수소 공급을 촉진하기 위해 기존의 가스 기반시설 활용 △육로 운송 수단을 지원해 연료전지 차량의 경쟁력 향상 △국제 수소 거래를 위한 첫 번째 해상운송 경로 수립이다.


이러한 기회들은 현재의 정책, 인프라 및 기술을 토대로 상호 협력을 통해 인프라 개발을 확장하고 투자자의 신뢰를 높이며 비용을 절감하는 데 도움이 될 수 있다.




파티 비롤(Fatih Birol) IEA 사무총장은 “세계는 보다 지속가능하고 안전한 에너지 미래에서 중요한 부분이 될 수 있는 수소의 엄청난 잠재력을 이용할 수 있는 중요한 기회를 가지고 있다”라며 “깨끗한 수소는 현재 전 세계 정부와 기업들로부터 강력한 지지를 받고 있으며, 정책과 프로젝트의 수가 급속도로 증가하고 있다는 것을 확인할 수 있다”고 밝혔다.


그는 “수소는 오늘날 에너지 수입과 수출, 그리고 재생에너지 산업, 전기 및 가스 설비, 자동차, 석유 및 가스 회사, 주요 기술 회사, 대도시에 의해 전례 없는 추진력을 누리고 있다”면서 “수소를 깨끗하고 안전한 에너지 미래의 중요한 부분으로 만들 수 있는 이 독특한 기회를 세계는 놓치지 말아야 한다”고 강조했다.


현대자동차그룹 정의선 수석부회장도 ‘G20 에너지환경 장관회의’에서 IEA가 수소위원회와의 협력을 강화하고, ‘수소의 미래’ 보고서를 내놓은 것에 주목했다.


정 수석부회장은 “석유소비국 모임이자 에너지 전망에 있어 가장 공신력 있는 기관인 국제에너지기구가 친환경 에너지로 전환하는데 핵심 역할을 수행할 수소에너지 관련 보고서를 최초로 발간했다는 점은 의미가 크다”라며 “IEA와 수소위원회의 긴밀한 교류를 통해 수소 기술의 장점이 확대 인지되기를 희망한다”고 말했다.




배너
배너



배너
배너