문재인 정부가 미래 에너지경제시스템을 ‘탈원전+수소경제’로 하겠다는 야심찬 계획을 발표한 후 현대차가 중심이 되어 수소경제를 밀고 있다. 그러나 아직 수소경제의 성공을 예단하기 어렵고 향후 정권들이 현 정권의 수소경제를 계승할 것인지도 불확실하다. 전 세계 에너지 시스템이 수소 기반으로 전환된다고 해도 유럽 및 미국과 중국 등이 한국에게 핵심적 이익을 주지 않으려 할 것이므로 수소경제에 대해서는 여·야 공통의 미래 한국을 위한 거시적 합의에 기반을 둔 보다 면밀하고 철저한 계획이 필요하다는 관측이 설득력을 얻고 있다. <KJtimes>에서는 수소경제의 현재와 미래를 전문가들을 통해 분석, 4회에 걸쳐 연재한다.[편집자 주]
[KJtimes=김봄내 기자]한국형 수소경제의 핵심 포인트로 업계 전문가들이 꼽고 있는 것은 크게 네 가지다. 예컨대 ▲지속가능성▲현실과의 괴리 ▲수소는 그린에너지(?) ▲안전·인프라 등이 그것이다.
이중에서 가장 큰 영향을 주는 것으로 꼽히는 것은 지속 가능성 여부라고 할 수 있다. 현재 문재인 정부의 수소경제 로드맵을 보면 2020년에서 2022년 이후 2040년까지 국내 및 해외 수소차 생산과 판매가 급격히 증가해야 한다. 이는 글로벌 수소차 비중이 급격히 증가한다는 것과 맥을 같이 한다.
업계 한 전문가는 “이를 위해서는 글로벌 트렌드에서 수소가 최소한 1순위 내지 2순위의 에너지원이 되어야 한다”며 “여기에 연구·개발·상용화·판매가 ‘세계 초일류’ 수준을 유지할 수 있어야 하고 무엇보다 우리 정부의 정책 추진이 지속적이어야 한다”고 지적했다.
2040년 수소차 620만대 판매는 실현 가능한 숫자(?)
하지만 문제는 현재 제시된 한국형 수소경제는 ‘현실과의 괴리가 있다’는 우려의 목소리가 나오고 있다는 점이다. 그 중에서 대표적으로 꼽히는 것은 ‘2040년 수소차 620만대 판매가 실현 가능한 숫자일까’에 대한 의구심이다.
전문가들에 따르면 최근 추세로 미루어 2040년 예상되는 전 세계 차량 판매는 6500만대에서 9000만대 수준이다. 이는 현대차와 기아가 수소차로만 글로벌 시장점유율(M/S)가 8~10% 포지션에 있어야 가능하다는 얘기다.
업계 한 전문가는 “현대차와 기아가 전기차도 비슷한 수준일 경우 세계 자동차시장 M/S의 15~20%를 차지한다”면서 “2040년 즈음이면 자동차 대부분이 자율주행차일 것이므로 기대치만큼 차를 팔려면 자율주행에서도 ‘글로벌 탑 티어(Top tier)’가 되어야 할 것”이라고 설명했다.
‘현실과의 괴리가 있다’는 우려에서 관심이 높은 것으로 빼놓을 수 없는 것은 ‘수소 충전소’다. 이 같은 우려는 수소로드맵 상 2022년 310개, 2040년 1200개 충전소를 설립하겠다는 것인데 ‘1200개 충전소로 전국 수요를 감당할 수 있을까’라는 의문에서 출발하고 있다. 2020년 기준으로 전국 주유소 총수가 약 1만2000여 개라는 점을 감안하면 현실적이지 않다는 것이다.
전문가들에 따르면 2025년 수소차 누적 판매를 20만대로, 전국 수소충전소를 400~500개라고 가정 시 충전소당 400대 정도를 충전할 수 있다. 따라서 1대 당 한 달에 2회 충전 시 충전소 당 800회를 충전할 수 있는 셈이다.
업계 한 관계자는 “설립비용이 약 30억원인 충전소가 한 달에 800회 충전으로 유지가 가능하지 의문”이라며 “충전요금 8000원/Kg, 회당 충전 시 4Kg(넥쏘 완충 시 6.33Kg), 월 800회 충전이라고 한다면 월 약 2400만원, 연간 3억원 수익이 발생하는 것으로 계산되기 때문”이라고 지적했다.
그는 이어 “수소는 반응성이 매우 강한 화학적 성질을 가지고 있어 웬만한 소재·시설은 쉽게 부식되므로 탱커의 소재·제작·안전 기술 필수이고 10~15년 정도 지날 경우 충전소의 저장·충전 시설 리뉴얼 역시 필수적”이라면서 “게다가 수소충전은 교육받은 직원만 가능하므로 직원 채용이 필수적인데 과연 업주는 이익을 낼 수 있을까 반문하고 싶다”고 덧붙였다.
“안전문제는 거듭 강조해도 지나치지 않다”
과연 ‘수소는 그린에너지일까’라는 의문도 ‘현실과의 괴리가 있다’는 우려에 한몫을 하고 있다. 전문가들에 따르면 수소를 만드는 방법으로는 크게 전기분해와 부생수소, 개질 등 세 가지 방법이 사용된다.
유럽에서 초점을 맞추고 있는 전기분해 방식은 초고효율의 수전해 생산시설로 전기분해 하지 않는 이상 가성비 나오지 않는다는 단점이 있으며 아직까지 기술 확보가 되어 있지 않는 상태로 계속 연구개발이 계속되고 있는 상황이다.
부생수소 방식은 석유화학 나프타 분해 공정에서 부차적으로 수소를 얻으며 대부분 석유화학공정상 에너지 효율을 높이기 위해 리싸이클링 방식으로 공정에 필요한 에너지원으로 활용하고 있다.
국내에서는 지난 2018년 13만톤의 부생수소가 생산됐는데 수소충전소에 활용된 것은 극히 일부(2020년 기준 약 2500톤 활용)인데 이것은 리싸이클링 방식으로 공정에 필요한 에너지원으로 활용하고 있어서다. 따라서 만일 이 방법으로 수소경제에 필요한 수소를 얻으려면 석유화학공정 등을 엄청 늘려야 한다는 게 전문가들의 중론이다.
한국에서 초점을 맞추고 있는 개질 방식은 천연가스에 1000℃ 이상의 열을 가해 수소와 메탄을 얻고 메탄은 초기 공정으로 순환시키면서 계속 열을 가해 수소를 얻는 순환공정을 거치는데 최종단계에서 이산화탄소(CO2) 배출되는 단점이 있다.
업계 한 관계자는 “수소가 차에서 연료로 사용될 때 최종적으로 물만 남게 되므로 수소는 그린에너지라고 하는데 개질공정에서 열을 가하면서 한 번, 최종 CO2 배출에서 두 번 CO2가 나오기 때문에 이미 ‘그린’이라고 할 수 없다”며 “개질을 통한 CO2 배출량은 LNG 발전으로 동일 수준 에너지를 얻는다고 가정할 때의 두 배나 발생한다”고 밝혔다.
그러가 하면 업계에서는 ‘현실과의 괴리가 있다’는 것으로 안전 및 인프라를 지목하고 있다. 수소의 강한 반응성이나 폭발력을 감안했을 때 안전문제는 거듭 강조해도 지나치지 않는데 아무리 엄격한 안전규격을 적용해도 도심이나 주거지 등에 충전소 설립했을 때는 사고 리스크 존재한다는 이유에서다.
업계 한 관계자는 “수소로드맵 상 저장·물류인프라 부분에 ‘안정적·경제성 있는 유통체계 구축(액화/액상 기술 개발, 파이프라인)’이라고 되어 있는데 파이프라인은 리스크를 가중시킨다”면서 “관리소홀·재해·테러 등 발생 시 석유누출이나 가스폭발과 비교가 안 될 정도로 큰 피해가 우려된다”고 강조했다.
