[월간수소경제 이종수 기자] 최근 수소생산량이 부족해 강원도 등 일부 지역에서 수소충전소에 대한 수소공급 지연 문제가 발생한 바 있다. 지난 7월 이후 전국 수소충전소 123개소 중 하루 평균 7.4개소(6.0%)의 수소공급이 지연된 것으로 나타났다. 이로 인해 수소전기차 운전자들이 수소연료 충전을 하는 데 큰 불편을 겪었다.
<월간수소경제>가 지난 9월 중순 이후 취재를 해보니 이러한 수소 수급난은 많이 정상화된 것으로 확인됐다. 그러나 향후 이번과 같은 수소 수급난이 재발하지 않도록 중장기 수소수급 안정화 방안 마련이 시급하다는 지적이 제기된다.
우선 정부는 수소공급사의 충전소용 수소공급 기피 현상을 해소하기 위해 수소공급가격 현실화에 나섰다. 이번 수소 수급난을 계기로 LNG 추출수소 생산기지의 역할도 그만큼 중요해졌다.
충전소 수소 수급난 ‘진정’
산업통상자원부는 수소충전소의 수소수급 부족 문제를 해결하기 위해 에너지수급 비상대책반 회의 등을 통해 수소수급 상황을 지속 점검하고, 대응방안을 모색해왔다.
수소유통전담기관인 한국가스공사에는 수소수급 대책반을 구성해 수소출하시설 가동현황, 수소 유통상황 등을 모니터링하고 현장점검반 운영 등 비상대응체계를 가동해왔다.
생산기지 조기 가동을 위해 검사 기간 단축 등을 통해 평택 수소생산기지(7톤/일)의 일부 시설(0.5톤/일)은 지난 8월 말부터 수소를 생산하고 있다. 나머지 시설(6.5톤/일)은 오는 10월 말 또는 11월 초에 수소생산을 개시할 예정이다.
특히 평택 생산기지는 당진 수소출하센터 가중 중단 기간에 백업 역할을 맡게 된다. 수소를 생산하는 현대제철(당진)이 올해 공장 정비를 위해 한달간 가동을 중단할 예정인데, 이때 당진 수소출하센터도 가동을 멈추게 된다.
수소에너지네트워크(하이넷)가 운영 중인 당진 수소출하센터는 수소승용차 1만3,000대가 사용할 수 있는 수소(연간 최대 2,000톤)를 서울, 경기, 충남, 충북(일부), 전북(일부)까지 공급하는 핵심 시설로, 가동을 중단하게 되면 수소공급에 큰 치명타를 입게 된다. 평택 생산기지가 당진 수소출하센터의 수요처에 안정적으로 공급하게 됨으로써 이러한 우려를 해소할 수 있게 됐다.
삼척 수소생산기지(1톤/일)는 지난 9월 중순부터 하루 0.5톤을 생산하기 시작해 10월 중순에 추가로 0.5톤을 생산할 예정이다. 수소공급 지연의 원인 중 하나였던 여수 출하센터의 증설(4톤/일)공사가 조기 마무리되어 지난 9월 초부터 수소를 공급하고 있다.
또한 산업용 중 수송용으로 전환이 가능한 물량에 대해 수소유통사, 정유사 등과 협의한 결과 SK에너지와 현대오일뱅크가 하루 1.5톤 규모의 물량을 올해 말까지 공급한다.
산업통상자원부 수소경제정책과 관계자는 “관계 기관, 업계와 협력해 생산·출하시설 조기 가동, 산업용 수소의 수송용 전환 등 수소공급 확대를 위해 노력한 결과 8월 이후부터는 수급난이 많이 해소되었다”고 밝혔다.
수소 수급난 왜?
국내 수소 수요 전망에 따르면 2030년 이후 해외생산 그린수소를 도입하기 전까지는 부생수소와 추출수소를 병행 공급해야 한다.
지난 2020년 7월 기준으로 국내 석유화학 및 제철 공정에서 발생하는 부생수소는 연간 196만 톤으로, 자체 소비 후 외부로 유통할 수 있는 물량은 26만 톤 가량이다. 이 중 10%인 2만6,000톤은 수요증가에 따라 수송용으로 충분히 공급이 가능하다는 게 전문가들의 견해였다.
게다가 지난 2021년 4월 수소출하를 개시한 현대제철(당진)의 부생수소(연간 2,000톤)까지 합하면 수송용으로 공급이 가능한 물량은 2만8,000톤이다. 한편 SK E&S가 2023년 준공 목표로 SK인천석유화학의 부생수소를 활용한 액화수소플랜트(연산 3만 톤)를 건설 중이다.
이에 따라 정부는 2022년까지 수소 수요(연간 2만9,150톤)는 부생수소 물량으로 대부분 충당이 가능하다고 판단했다. 여기서 수소 수요는 수소차 보급 목표(2022년 승용차 6만5,000대, 버스 2,000대)를 말한다.
그런데 국토교통부 자동차등록현황을 보면 지난 8월 말 기준 수소전기차 등록 대수는 총 2만5,570대로, 2022년 보급 목표에 한참 모자란다. 2만5,570대 중 승용차보다 수소 사용량이 많은 상용차는 195대(버스 190대, 화물차 5대)에 불과하다.
정부는 부생수소의 지역 편중, 생산량 변동성, 운송비용 문제 등으로 인해 추출수소를 활용한 안정적인 전국 수소공급망을 확보하기 위해 LNG 기반 수소생산기지 구축사업도 추진해왔다.
이러한 상황에도 불구하고 이번에 발생한 수소 수급난의 가장 큰 원인은 석유화학사들이 러시아-우크라이나 전쟁과 코로나19 사태 장기화, 세계적인 인플레이션(물가상승)과 미국의 지속적인 기준금리 인상 등에 따른 수요 부진으로 생산량 감축을 위해 공장 가동률을 줄여 공정과정에서 나오는 부생수소가 크게 줄었기 때문이다.
실제 LG화학, 롯데케미칼, 한화솔루션, 금호석유화학 등 국내 4대 화학사의 2022년 상반기 보고서를 보면 상반기 LG화학의 석유화학 부문 공장 가동률은 1분기 92.0%에서 2분기에 80%대로 하락해 90.1%를 기록했다.
지난 1분기에 공장을 100% 이상 가동한 롯데케미칼(본사 기준)은 상반기에 PE(폴리에틸렌)·PP(폴리프로필렌) 공장 가동률을 93%로 낮췄다. 한화솔루션 케미칼 부문의 여수와 울산 공장 가동률은 각각 97.6%, 95%를 기록해 1분기 대비 1~2%씩 줄었다. 금호석유화학도 합성고무와 합성수지 공장 가동률을 1분기 80% 이상에서 각각 75%, 80%로 낮췄다.
두 번째는 수소공급 기업들이 수익이 적다는 이유로 충전소용으로 수소공급을 꺼리기 때문이다.
어프로티움(구 덕양), SPG 등의 수소공급 기업들이 석유화학사로부터 부생수소를 받아 고순도 수소가스로 만들어 수소충전소에 공급하고 있다. 정부가 수소차 보급 확대를 위해 수소충전소의 판매가격을 경유차 수준인 최고 8,800원/kg으로 고정해놓다 보니 생산과 유통 과정에서 인상요인이 발생해도 가격에 반영하기 힘든 구조이다.
A 수소공급 업체의 한 관계자는 “유가 상승으로 수소생산 원가와 튜브트레일러 운송비가 크게 올랐다. 그런데 수소충전소의 판매가격이 kg당 약 8,500원(전국 평균)에 고정되어 있고, 공급계약 가격은 5,000~6,000원 수준이다. 이 금액으로는 이익을 남기기가 힘들다. 석유화학사들이 생산하는 부생수소 물량이 줄고 이익도 적으니 수소충전소에 수소공급을 꺼릴 수밖에 없다”고 토로했다.
이 관계자는 “산업용 물량은 한 번 계약하면 장기적으로 수소를 공급할 수 있고, 인상요인이 생기면 인상해달라고 협상을 할 수 있지만 수송용은 수요가 불안정한 데다가 이익도 적고, 인상요인이 생겨도 협상할 수 있는 여지가 없다”고 덧붙였다.
정부, 수소공급가격 현실화
수소공급사들은 이번 수소수급 부족 문제를 해결하기 위한 정부와의 회의에서 중장기 방안으로 수소공급가격 현실화를 건의했다.
산업부는 지난 8월 19일 보도설명자료를 통해 “10차례 이상의 업계 간담회, 유관기관 회의 등을 개최해 수소공급가격 조정방안과 수소수급 안정 방안을 마련 중”이라며 “수소공급 지연 원인 중 원가상승에도 불구하고 수소공급가격 고정으로 인한 공급 기피를 해소하기 위해 조속한 시일 내 공급가격이 인상될 수 있도록 할 계획”이라고 밝힌 바 있다.
이에 따라 수소유통전담기관인 한국가스공사는 지난 8월 31일 광주 임암 수소충전소 등 9개 수소충전소가 공동구매 형태로 공급받고 있는 수소 가격을 최초 계약단가 대비 12.2% 인상한다고 밝혔다.
가스공사는 공동구매 중개역할만 해주는 수소충전소 42개소에 대해서는 이번 가격 인상 내용을 안내했고, 실제 이들 충전소는 수소공급사와 가격 인상을 협의 중이다.
이번 가격 인상은 러시아-우크라이나 전쟁으로 인한 유가 및 원자재 가격 급등으로 부생수소 구매 원가 및 수소 튜브트레일러(T/T) 운송비 등이 상승함에 따른 것이라는 게 가스공사 측의 설명이다.
가스공사 관계자는 “그간 정부, 지자체, 공공기관, 수소공급사 및 충전소 운영기관 등과 수소 가격 및 수급 관련 간담회를 수차례 갖고 현안 공유 및 대책 협의를 통해 수소공급가격 인상 불가피성에 대한 공감대를 형성했다”고 설명했다.
수소충전소의 소매 판매가격은 지자체 협의 등을 통해 결정되고 있다. 이번 공급가격 인상분 적용 계약 대상인 9개 수소충전소를 시작으로 전국 수소충전소별 공급·판매가격의 순차적 인상이 예상된다. 실제 울산지역 8개 수소충전소가 지난 9월 추석 이후 kg당 7,000원에서 8,500원으로 판매가격을 인상했다.
가스공사는 이번 가격 조정에도 불구하고 수소 판매가격은 여전히 휘발유・경유 대비 저렴한 수준에서 유지될 것으로 전망했다.
한국석유공사의 유가 정보 서비스 ‘오피넷’에 따르면 국내 자동차용 경유의 주유소 판매가격은 지난해 12월 리터당 평균 1,468.9원에서 올해 8월 4주 평균 1,904.9원으로 약 30% 상승했다.
또한 수송용 수소보다 고가로 유통되고 있는 산업용 수소공급가격도 지난해 말부터 원자재 및 유가 등 상승분이 반영돼 올해 1분기에 이미 10% 인상됐다.
이에 비해 지난 8월 현재 전국 충전소 수소 가격은 수소유통정보시스템(Hying) 기준 kg당 평균 8,374원으로, 지난해 12월 이후 동일 수준으로 유지돼왔다는 설명이다.
그러나 수소차 오너들은 수소충전소 판매가격 인상에 뿔이 난 상태다.
수소충전소 실시간 정보 앱 ‘밥집’ 운영자인 김길호 씨는 “울산지역의 경우 8개 수소충전소 모두 아무런 예고 없이 판매가격을 kg당 7,000원에서 8,500원으로 인상해 밥집 회원들 사이에서 ‘제소하겠다’, ‘담합이 아니냐’는 목소리가 나오고 있다”라며 “정부가 친환경 미래차, 연비와 주행거리, 연료비 등의 측면에서 수소차가 장점이 많다고 해서 수소차 구매를 장려했는데 이렇게 판매가격이 오르니 이해가 안 된다”고 말했다.
김씨는 “수소차 오너를 위해 판매가격 인상분을 보전할 수 있는 지원책이 마련되었으면 좋겠다”라며 “예를 들어 전기차의 경우 전용 카드(할인, 포인트 적립)들이 많은데, 수소차는 H카드 딱 하나 있는 것으로 알고 있다. LPG충전소나 주유소는 지역화폐 사용이 가능한데 울산의 경우 수소충전소는 지역화폐 사용이 안 된다. 지역화폐를 사용하면 10% 할인을 받을 수 있어 수소충전소에서도 지역화폐 사용이 가능했으면 한다”고 밝혔다.
한 지자체 산하 기관의 관계자는 “수소충전소의 판매가격을 고정해놓은 것은 수소전기차 구매를 유도하기 위한 정책 목표를 달성하기 위한 것”이라며 “이번 수소공급가격 인상으로 판매가격도 오를 것으로 보이는데, 당분간 판매가격은 고정해놓고 정부가 수소충전소 연료 구입비 지원과 같은 수소사업자의 경제성 확보 지원사업을 확대할 필요가 있다”는 의견을 밝혔다.
정부는 수소수급 안정화 방안으로 수소 가격 현실화를 지속 추진할 것으로 보인다. 최근 유가가 하락 추세를 보이지만 향후 급격한 시장 변동성 등으로 인해 고유가가 다시 찾아와 수소 가격 인상요인이 제때 이뤄지지 않는 경우 이번 수소 수급난이 재현될 가능성이 있기 때문이다.
실제 한국가스공사는 오는 2023년부터 공동구매 계약 방식을 시장 상황에 유연하게 대처할 수 있도록 변경할 예정이다. 계약 기간을 기존 1년에서 2년으로 변경하고, 공급원가를 시장가격에 연동하도록 한다는 것이다. 가격 인상・인하 요인을 반영할 수 있게 된다는 의미다.
LNG 추출수소 역할 커져
이번 수소 수급난으로 인해 추출수소의 역할이 더욱 커질 전망이다. 정부는 평택・삼척 생산기지의 조기 가동에 힘써 수소공급 정상화를 이룰 수 있었다. 정부는 지난 2019년부터 LNG 추출수소 생산기지 구축사업을 추진하고 있다. 현재 창원·평택·삼척 등 3개의 수소생산기지가 가동 중이고, 대전·부산·완주 등에서 7개의 수소생산기지 구축이 진행 중이다.
특히 평택·삼척 생산기지는 부생수소 생산지에서 가장 먼 거리에 있는 수도권과 강원권의 수소 운송비용을 절감할 수 있어 그 중요성이 크다.
정부는 지난 2020년 10월 ‘제2차 수소경제위원회’를 통해 추출수소 경쟁력 확보 방안을 내놓은 바 있다.
먼저 기존 도시가스사만 공급이 가능했던 천연가스 공급체계를 개선해 가스공사도 대규모 수소제조사업자에게 천연가스를 직접 공급할 수 있도록 허용하기로 했다. 또 수소제조시설의 생산성 향상을 위해 필요 시 도시가스사가 고압의 도시가스 배관을 설치할 수 있도록 허용하기로 했다.
시장 변동성 등으로 인해 유가가 오르면 추출수소의 원료인 LNG 가격도 상승한다. 추출수소 제조비용에서 가장 많은 부분(55%)을 차지하는 천연가스 요금이 오르면 제조비용도 상승할 수밖에 없다.
정부는 그간 천연가스 공급비용 개편으로 연료전지용(100MW 이하)과 수송용(차량충전용 수소) 요금을 신설해 도매공급비를 각각 70%, 37% 인하했다. 하지만 추출수소 제조비용(kg당 3,000~4,000원)을 고려할 때 수소제조·충전사업자 등 수소사업자의 자력 운영이 가능한 수준까지 천연가스 요금 추가인하 방안이 필요하다.
이에 따라 수소제조용 천연가스에 ‘개별요금제’를 적용해 하락한 가격으로 천연가스를 별도로 수입할 수 있게 해 원료비를 절감하도록 할 예정이다. 개별요금제는 가스공사가 수요자 맞춤형으로 가스 수입계약을 별도 체결해 가스를 공급하는 제도로, 올해 1월부터 발전용에 한정해 시행 중이다.
이밖에 차량충전 목적의 수소제조용 천연가스 제세 공과금(개별소비세, 수입부과금, 안전관리부담금)을 한시 감면하기로 했다. 실제 지난해 11월 1일부터 차량충전 목적의 수소제조용 천연가스 요금(원료비)이 한시적으로 25% 인하됐다. 산업부는 3년간 한시 적용 후 그린수소 확산속도를 감안해 추후 연장 여부를 재검토할 예정이다.
수전해 수소생산기지도 수소수급 안정에 기여할 전망이다. 특히 재생에너지 전력을 사용해 수전해 수소를 생산하는 경우 청정수소 인센티브 제도가 도입되면 이산화탄소가 많이 배출되는 추출수소 생산시설 대비 가격 경쟁력에서 우위를 차지할 것으로 예상된다.
정부는 올해부터 하루 1톤 이상 규모의 수전해 수소생산기지 구축사업을 시작했다. 지자체를 대상으로 공모를 한 결과 전북 부안군 새만금과 강원도 평창이 구축지역으로 선정됐다.
중장기 수소수급계획 수립한다
‘2050년 탄소중립 시나리오’에 따라 2050년 국내 수소 수요는 2,740만~2,790만 톤까지 늘어날 전망이며, 이 중 80~82%는 해외수입이 차지한다.
이에 따라 수소기업협의체인 ‘코리아 H2 비즈니스 서밋’은 해외수입 의존도가 높고, 생산량과 생산단가가 불안정한 그린수소 도입에 대비하기 위해 수소 비축 의무화제도의 신설을 제안했다.
정부가 2년마다 수립하는 ‘장기천연가스수급계획’과 같이 안정적인 수소 인프라 구축과 수소공급을 위해 전력 믹스, 천연가스 수급, 탄소중립 등을 종합적으로 고려한 ‘중장기 수소수급계획’의 필요성도 제기했다.
실제 정부는 중장기 수소수급계획을 마련할 계획이다. 최근 한국가스공사는 수소수급계획 수립을 위한 연구용역을 발주한 바 있다. 이번 연구용역을 통해 연도별(2020~2022년) 수소 수요현황 분석, 용도별(발전용, 산업용, 수송용) 수소 및 암모니아 수요전망, 수소(그린, 블루, 핑크, 그레이) 및 암모니아의 생산·도입계획 등 공급전망, 수소 및 암모니아 생산·공급 인프라 건설계획, 공급 인프라 투자계획 등 수소수급계획(안)과 수소에너지의 안정적 수급관리 방안 등을 도출하게 된다.
산업부 수소경제정책과 관계자는 “이번 수소충전소의 수소수급 부족 문제를 교훈 삼아 향후 이런 문제가 재발하지 않도록 중장기 수소수급 안정방안을 마련하는 데 힘쓰겠다”고 말했다.
