[월간수소경제 이종수 기자] 유럽특허청(EPO)과 국제에너지기구(IEA)의 수소 국제특허 공동 연구에 따르면 글로벌 수소 기술개발은 수전해와 같은 저 배출 솔루션 분야에서 가장 활발한 것으로 나타났다.

IEA는 지난 10일 보도자료를 통해 ‘청정에너지 미래를 위한 수소 특허(Hydrogen patents for a clean energy future)’ 보고서를 냈다고 밝혔다. 

IEA 홈페이지(www.iea.org)에서 다운로드가 가능한 이 보고서는 최초로 전 세계 특허 데이터를 사용해 수소의 생산, 저장, 유통 및 변환, 활용에 이르기까지 모든 수소 기술의 혁신에 대한 포괄적인 최신 분석을 제공한다. 

파티 비롤 IEA 사무총장은 “저 배출원에서 생산되는 수소는 장거리 운송과 비료 생산과 같이 탄소 배출을 줄일 수 있는 대안이 거의 없는 산업에서 화석 연료를 대체할 잠재력이 있는 청정에너지 전환에 중요한 역할을 할 수 있다”고 말했다.

그는 “이번 연구는 혁신가들이 경쟁력 있는 수소 공급망의 필요성에 대응하고 있음을 보여주지만, 특히 최종 사용자들 사이에서 더욱 노력이 필요한 분야도 파악하고 있다”라며 “IEA는 정부가 안정적이고 탄력적으로 지속 가능한 청정에너지 기술을 위한 혁신에 박차를 가할 수 있도록 계속 도울 것”이라고 밝혔다.

안토니우 캄피노스 EPO 회장은 “수소의 잠재력을 활용하는 것은 2050년까지 탄소중립을 달성하기 위한 유럽 전략의 핵심이다. 하지만 수소가 이산화탄소 배출을 줄이는 데 중요한 역할을 하려면 다양한 기술의 혁신이 시급하다. 이 보고서는 유럽이 새로운 수소 기술의 출현에 중요하게 기여하는 등 국가와 산업 부문에 걸쳐 일부 고무적인 전환 패턴을 보여준다. 또 수소 기술 혁신에 기여하고 있는 스타트업이 그들의 개발품을 시장에 내놓기 위해 특허가 중요함을 강조하고 있다”고 밝혔다.

EU・일본, 수소 국제특허 주도
이번 보고서는 2011년부터 2020년까지의 수소 기술 국제특허군(IPF)을 분석한 것으로, 각각 전 세계 2개 이상의 특허청에서 특허 출원이 이루어진 고부가가치 특허들이다. 

보고서에 따르면 수소에 대한 국제특허는 유럽연합(EU)과 일본이 주도하고 있다. 각각 전체 IPF의 28%, 24%를 차지하며, 지난 10년(2011~2020년)간 상당한 성장세를 보였다. EU 국가 중 독일이 IPF의 11%를 차지해 가장 많이 차지했으며, 프랑스(6%)와 네덜란드(3%)가 그 뒤를 이었다. 

반면 수소 관련 특허의 20%를 보유한 미국이 유일하게 지난 10년간 국제 수소 특허 출원이 감소했다. 한국과 중국은 수소 기술 분야 국제특허 활동이 미미했지만 상승세를 보였다는 점이 주목된다. 이밖에 상당한 양의 수소 특허를 출원하는 국가로는 영국, 스위스, 캐나다가 포함된다.

수소생산기술 특허 ‘최다’
2011년부터 2020년까지의 수소 특허 중 수소생산기술이 가장 많았다. 현재 전 세계 수소 생산은 거의 전적으로 화석 연료 기반이지만 국제특허 데이터를 보면 수소 전주기에 걸쳐 저 배출 수소 기술이 기존 기술보다 두 배 이상 많은 국제특허를 출원한 것으로 나타났다.

기후 문제가 동기가 된 기술은 2020년에 수소 생산 관련 모든 특허의 약 80%를 차지했으며, 주로 전기 분해 기술 혁신이 주도했다. 가장 혁신적인 지역들은 현재 첫 번째 상업화 단계를 유치하기 위해 경쟁하고 있는데, 유럽이 신규 수전해 설비 제조 규모에 대한 투자지역으로 우위를 점하고 있음을 시사한다.

수소 활용 특허, 자동차 분야 지속 성장 
수소의 많은 잠재적 최종 용도 중 자동차 분야는 오랫동안 기술 혁신의 초점이 되어 왔으며, 이 분야의 특허는 일본을 중심으로 계속 성장하고 있다. 장거리 운송, 항공, 발전 및 난방의 탈 탄소화가 가능한 수소의 잠재력에 대한 최근의 정책과 언론의 공동 관심에도 불구하고 자동차 이외의 최종 용도에서는 자동차 분야와 같은 유사한 경향이 아직 보이지 않는다. 

탄소중립을 선언한 국가들은 자동차 분야에서 화석 연료 사용 문제를 해결하지 않고서는 탄소중립을 달성할 수 없다. 

특히 최근 철강 생산의 탈 탄소화를 위한 수소 사용 관련 특허가 상승하고 있는 점이 주목된다. 이는 철강 부문이 이산화탄소 배출량을 신속하게 줄이기 위해 급진적인 해결책이 필요하다는 파리기후변화 협정 이후 철강 생산에 있어 수소 사용의 필요성이 높아진 데 따른 것으로 보인다. 

확립된 수소 기술의 경우 기술 혁신은 유럽의 화학 산업에 의해 주도되고 있다. 이 분야의 전문성은 전기 분해 및 연료전지와 같은 기후 동기화 기술에서도 앞서 나갈 수 있게 했다. 자동차 회사들도 자동차 기술 이외의 기술개발에도 적극적이다. 

프랑스와 한국을 중심으로 대학과 공공연구소가 2011~2020년 전체 수소 관련 국제특허의 13.5%를 전기 분해 등 저 배출 수소 생산방식을 중심으로 특허를 출원했다.