수소경제는 원자력과 함께 비상할 수 있을까?
현안과이슈 / by 세종시 고라니 / 작성일 : 2022.07.19 / 수정일 : 2022.07.19

수소는 새로운 에너지원으로써 주목을 받고 있습니다. 전문가들은 탄소중립을 위한 열쇠로써 수소경제를 강조합니다. 
그러나 수소를 생산하는 방식에 따라서 수소가 청정한 에너지인지 아닌지 구분하는 것도 중요한 이슈입니다. 특히 원자력 에너지를 바탕으로 생산되는 핑크수소가 친환경 에너지로써 수소 경제를 뒷받침 해줄 수 있는지 지켜보아야 할 문제이죠. 


EU와 한국의 택소노미(Taxonomy)에 원자력 에너지가 신재생 에너지로써 분류되었습니다. 이로 인하여, 원자력 관련 산업들뿐만 아니라 이 분야도 추진력을 얻을 수 있을지 관심을 받고 있습니다. 바로 수소입니다.


우리나라는
2005년부터 수소경제 활성화를 외쳐왔습니다. 2005년의 고유가에 대응하기 위해서 전 세계는 새로운 대안으로써 수소를 생각했으며, 우리나라도 2005년을 수소경제 원년으로 선포했었습니다.


그 후 우리나라의 수소 자동차로써 현대자동차의 넥소
(Nexo)부터 2019년 수소경제 활성화 로드맵, 2020년 수소경제 육성 및 수소 안전관리에 관한 법률(약칭: 수소법)이 제정되면서 우리나라의 수소경제 활성화에 대한 법적, 제도적 인프라는 다른 나라들에 비해서 탄탄하게 구축된 것으로 보입니다그럼에도 불구하고 여전히 수소경제에 대한 불신과 회의는 존재합니다. 그 이유는 무엇일까요?

 

출처: 산업통상자원부 보도자료 10쪽

 

 

100% 그린 수소가 가능하지 않다.

전문가들은 석유 에너지 시대 이후의 에너지 전환의 핵심은 자원의 매장 지역이 아니라 기술이라고 강조합니다. 왜냐하면 석유 에너지도 매장된 석유를 더 효율적으로 추출하고, 가공하는 기술도 중요하지만, 핵심은 얼마나 더 많은 양의 석유가 매장되어 있느냐에 따라서 경쟁력을 나눌 수 있었기 때문이죠.


그러나 미래의 에너지로써 주목받고 있는 태양광
, 풍력 등처럼 신재생 에너지는 모두에게 공평하게 주어진 에너지이기 때문에 고도화된 기술로 개발된 발전원을 통해서 가격이 저렴한 에너지를 공급할 수 있는지 여부가 경쟁력을 결정하는 요인이 되었습니다.


이 주장은 수소에도 동일하게 적용됩니다
. 수소 에너지를 효과적으로 활용하려면 제조, 운송, 이용 등 에너지 생산, 관리, 저장, 보급 등 모든 분야의 기술적인 문제들을 해결해야 하기 때문이죠. 게다가 이 과정에서 수소 에너지를 생산하는 단가가 높아질수록 소비자들도 수소 에너지를 사용할 때 높은 가격을 지불 해야 합니다. 결국 소비자는 수소 에너지에 비해 가격 경쟁력이 있는 석유·화학 에너지를 선호할 수밖에 없겠지요.


포스코 경영연구소의 보고서에 따르면
, 천연가스 개질법을 이용한 수소 제조 방법이 가장 경제적이라고 밝혀졌습니다. 그럼에도 불구하고 이 공정을 통해서 생산된 수소 에너지는 가솔린보다 2배가 높은 비용이 소요됩니다. 신재생 에너지(: 풍력, 태양광 등)를 통해서 생산된 수소 에너지는 2.5~5배 더 많은 비용이 소요된다고 합니다.

게다가 수소 에너지를 생산하는 과정도 중요합니다. 우리가 생각하는 친환경 수소는 그린수소라고 합니다. 수소 에너지 생산 공정에 따라서 수소는 그린수소, 그레이 수소, 블루 수소, 브라운 수소로 구분됩니다.

 

생산 방식에 따른 수소 구분

 

그린수소

(Green Hydrogen)

태양광·풍력 등 재생에너지에서 나오는 전기로 물을 전기분해(수전해)해 생산한다. 생산 과정에 이산화탄소를 전혀 배출하지 않아 이상적인 수소에너지로 분류되나, 생산 단가가 높아 상용화까지 시간이 걸릴 전망이다.

그레이 수소

(Gray Hydrogen)

천연가스를 고온·고압 수증기와 반응시켜 물에 함유된 수소를 추출하는 개질 방식이다. 석유화학이나 철강 공정 등에서부산물로 발생하는 부생수소도 여기에 포함된다. 수소 생산을 위한 추가 설비 등이 없어 경제성이 높다.

블루 수소

(Blue Hydrogen)

그레이 수소를 만드는 과정에서 발생한 이산화탄소를 포집·저장해 탄소배출을 줄인 수소를 말한다. 그린 수소에 비해 환경친화성은 떨어지나 경제성이 뛰어난 게 장점이다.

브라운 수소

(Brown Hydrogen)

석탄이나 갈탄을 고온·고압에서 가스화해 수소를 추출하는 방식이다. 수소 생산 과정에서 이산화탄소가 가장 많이 발생해 탄소중립을 위한 친환경 에너지로서 의미는 없다.

 

출처: 한겨레. 수소경제는 친환경?문제는 수소 생산방식이다.(2021.4.12.)

 

앞서 말한 것처럼, 우리가 기대하는 수소 경제의 핵심은 그린수소로 이루어진 수소경제를 의미합니다. 그러나 높은 단가와 기술력의 한계로 인하여 지금은 블루수소와 그레이 수소에 의존하는 것이 현실입니다. 왜냐하면 기술력도 중요하지만, 수소 에너지 생산의 경제성으로 인해 기업들이 수소 에너지 생산 방식을 결정하기 때문입니다. 그래서 지금 우리에게 주어진 선택지는 그레이 수소와 CCS(이산화탄소 포집기술)을 활용한 블루수소가 현실적인 대안으로 주어지고 있습니다.

 

핑크수소가 대안이 될 것인가?

하지만 새로운 대안이 수면 위로 떠오르고 있습니다. 핑크 수소입니다. 핑크 수소는 원자력 에너지를 기반으로 생산되는 수소 에너지를 의미합니다. 특히 EU와 한국의 택소노미에 원자력 에너지가 포함되었기 때문에 깨끗한 에너지를 생산하기 위한 수단으로써 원자력 에너지가 효과적인 수단이 될 수 있다는 근거는 확실해졌습니다.


이런 환경에서
, 수소 에너지 관련 업계는 탄력을 받는 것으로 보입니다. 왜냐하면 다른 에너지원들에 비해서 수소 에너지 생산 단가가 낮아지기 때문입니다. 한무경 의원실은 국제원자력기구(IAEA)의 자료를 바탕으로 원자력 발전을 통해서 생산하는 청정수소 1kg의 단가는 2.5달러라고 말합니다. 우리나라의 원자력 발전은 낮은 원가 덕분에 1.7달러/1kg(수소)까지 단가를 낮출 수 있다고 말합니다.

 

관련 기사 바로가기: 원전 활용 수소생산 적극 추진해야”(투데이 에너지. 2022.4.18.)

 

더욱이 개정된 수소법에 따르면, 청정 수소의 개념을 그린 수소에만 제한하지 않고 온실가스 배출량을 맞추는 청정 수소를 그린수소로 간주하는 방향으로 개정되었습니다. , 수소 에너지를 생산하는 발전원을 기준으로 수소 에너지의 청정 여부를 결정하는 방식과 다른 접근법을 선택한 것입니다. 그래서 수소 에너지를 생산하는 업계들은 블루 수소, 핑크 수소도 온실가스 배출량 기준만 충족한다면 그린 수소로써 역할을 할 수 있다는 것이죠. 이와 관련해서, 에너지 관련 법률 전문가들은 산업통상자원부가 추후 시행령을 통해서 온실가스 배출 수준에 따라서 청정 수소 여부를 결정할 수 있는 구체적인 기준을 제시할 것이라고 예상하고 있습니다.


그러나 핑크수소 도입부터 수소법 개정에 대한 우려의 목소리도 존재합니다
. 일부 관계자들은 기술적 검증의 문제, 안전성, 정치적 논리로 인하여 수소 경제의 방향이 명확하게 제시되지 않는 것이 문제점이라고 지적합니다.

 

관련 기사 바로가기: 원전 기반 핑크수소공론화 될까에너지업계는 갸우뚱(에너지 플랫폼 뉴스. 2022.5.13.)

 

게다가 수소 에너지는 1차 에너지가 아니라 2차 에너지라는 점을 고려해야 합니다. 수소 에너지가 생산되기 위해서 천연가스와 물을 활용하는 추출(개질) 방법, 석유, 코크스, 나프타의 화학 공정을 통해서 생산되는 부생수소, 그리고 그린수소로 대표되는 수전해 방식은 모두 1차 에너지원을 통해서 생산되는 수소입니다.

이를 위해서, 소요되는 1차 에너지가 청정 에너지원에 해당 되지 않는다면 그 에너지를 깨끗한 에너지로써 인정할 수 있느냐에 대한 논란이 있는 것이죠.

 

관련 기사 바로가기: 수소법 개정 불발, 어떤 일?양이원영 “‘핑크수소아세요?” 산업부 국장 못 들어봤는데요...” (조선일보. 2021.12.3.)

  

출처: KDI 경제정보센터


 

비록 위와 같은 논란 속에서 수소법이 개정 되었기 때문에 핑크수소뿐만 아니라 다른 수소들을 청정 수소 여부를 엄격하게 구분할 수 없게 되었지만, 현재 다양한 환경들을 고려해보면 핑크 수소는 유력한 대안으로써 논의되는 것을 알 수 있습니다.

 

안전 제일!

수소 경제에 대한 전문가들의 조언은 기술력, 경쟁력 등을 갖추는 것도 중요하지만 그 중에서 안전을 강조합니다. 일부 전문가들은 수소는 다양한 산업 분야에서 사용되었기 때문에 안전성이 입증되었다고 주장합니다. 그럼에도 불구하고 수소는 폭발성이 강하기 때문에 충전 인프라 설치, 보급, 관리 등에 대한 문제를 해결할 수 있는 안전성이 먼저 보장되는 것이 핵심이라고 전문가들은 말합니다.


이와 관련해서
, 정부의 로드맵은 저장방식의 다양화, 전주기 안전관리 체계 확립 등을 통해서 수소 에너지의 안전성을 확보하겠다고 밝혔습니다. 또한 수소 안전성을 확보하기 위해서 수소산업 전주기제품 안전성 지원센터를 20222월부터 운영을 시작했습니다.

 

관련 기사 바로가기: 산업부, 수소산업 전주기 제품 안전성 지원센터 본격 가동(ZD Net Korea. 2022.2.28.)

 

지속가능한 발전원으로써 수소가 오래 전부터 관심을 받은 것은 다행이라고 생각합니다. 비록 기술 개발의 난이도, 가격 경쟁력 확보, 안전성 등 수소 에너지가 넘어야 할 산들이 많습니다. 그럼에도 불구하고 수소경제에 대하여 다양한 논의들이 이루어지는 것은 그만큼 수소가 미래에 도움이 될 수 있는 에너지로써 가치를 지니고 있기 때문이겠죠.

 

참고문헌

뉴스펭귄. [수소경제 톺아보기] 수소에너지는 친환경일까. 2022.7.4

산업통상자원부. 세계 최고수준의 수소경제 선도국가로 도약. (보도자료) 2019.1.16.

이상규, 탁승문. 수소경제 어떻게 볼 것인가? 포스코경영연구소. 2005.9.21.

한겨레. 수소경제는 친환경? 문제는 수소 생산방식이다. 2021.4.12.

KDI경제정보센터. 수소에너지에 대한 궁금한 것 몇 가지!


 



작성자 : 세종시 고라니 / 작성일 : 2022.07.19 / 수정일 : 2022.07.19 / 조회수 : 190

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