변동성 심한 재생 에너지보다

`친환경’ 수소경제 활성화 필요

“인류가 오는 2050년 탄소 중립을 위해서는 재생에너지 못지않게 수소가 굉장히 많이 필요하죠. 그때는 모빌리티·운송 분야에서 약 400만 톤을 비롯해 다른 산업 분야까지 합치면 1,200만 톤 정도 쓰게 될 겁니다.”

데틀레프 슈톨텐 RWTH 아헨대학교 교수(윌리히연구센터 기술경제시스템 소장)는 8일 한국기계연구원이 ‘탄소중립의 기반, 수소 기계기술’을 주제로 온라인으로 개최한 ‘2021 글로벌 기계기술 포럼’에서 기조발제를 통해 “2050년 이산화탄소 배출량 감축 목표치를 1990년에 비해 80%에서 95%로 높이면 수소가 3배나 필요할 것”이라며 “앞으로 8년에서 12~13년 사이에 수소사회 전환을 위한 기획·기술·설비 전환을 마쳐야 한다”고 강조했다. 그는 국제에너지기구(IEA) 연료전지 분과위원장을 지냈으며 수소 경제 분야의 석학으로 꼽힌다.

우선 그는 지난 7월 독일과 네덜란드 등을 강타한 서유럽 대홍수와 시베리아와 미주·남유럽·아마존 등의 대형 산불과 같은 기후이변으로 인해 이미 인류가 많은 피해 복구 예산을 지출하고 있다고 운을 뗐다. 이어 “최근 발표된 유엔 산하 기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC) 보고서는 ‘인간의 온실가스 배출로 대기·해양·빙권·생물권에서 광범위하고 빠른 변화가 발생하고 있다’고 지적했다”며 “올 들어 독일이 2045년까지 탄소 중립 목표를 제시했는데 매우 어렵고 많은 비용이 들겠지만 달성해야 한다”고 강조했다. 그러면서 수송 분야에서 시작해 산업과 가정으로 수소 경제를 본격 확산해야 한다고 했다.

슈톨텐 교수는 “재생에너지는 생산에서 변동이 심하기에 저장이 필요한데 배터리를 통해서는 최대 몇 시간 저장할 수 있으나 그 이상은 가스 형태로만 저장할 수 있다”며 “수소는 전기분해를 통해 효과적으로 생성될 수 있는 친환경 가스로 운송 과정에서 기존 천연가스 인프라를 상당 부분 사용할 수 있다”고 비교했다. 윌리히연구센터 에너지기후연구소가 지난 10여 년간 발전·교통·건물·산업 등을 하나로 연결한 에너지 모델링을 하고 이 시스템에서 경제성을 갖춘 이산화탄소 감축 방법론을 연구한 것도 이 때문이라고 했다.

노르웨이 빌헬름센 해운그룹은 수소배를 통해 노르웨이 해안을 따라 각지의 수소 허브에 액체수소를 공급할 방침이다.

그는 “통합 액체수소 인프라와 산업 생태계를 구축해 연 약 2만 5,000대의 트럭을 도로에서 줄여나갈 것”이라며 “HySHIP 사업을 위해 총 14개 유럽 파트너사가 협력해 설계와 건조, 액체수소 공급 체인과 벙커링 플랫폼 구축을 진행하고 있다”고 했다.

마르쿠스 바흐마이어 독일 린데 수소연료기술 디렉터는 “수소 시장이 성장하면서 수소액화 기술의 대형화와 맞춤형 설계를 통해 비용이 낮아질 것”이라고 전망했다. 그러면서 린데는 수소 분야에서 100년 이상의 경험을 토대로 수소 생산·가공·저장 및 유통 분야의 글로벌 리더로 성장했다고 소개했다. 뛰어난 액화수소 제조 역량은 물론 약 1,000㎞에 이르는 파이프라인 네트워크와 결합한 세계 최초의 고순도 수소 저장 동굴을 운영하고 있다는 것이다. 그는 “세계 약 200여 개의 수소충전소와 80여 개의 수전해 플랜트를 설치·운영하고 영국 ITM 파워와 합작사를 만들어 최신 수전해 기술도 개발하고 있다”며 “세계적으로 다수의 수소액화 플랜트를 건설했고 소형·대형 수소액화기의 원천 기술도 보유하고 있다”고 전했다.

김세훈 현대차 연료전지사업부 부사장은 “세계적으로 자동차 내연기관에 대한 규제가 강화되면서 자동차 업계에서 (전기차뿐 아니라) 수소차가 널리 활용될 것”이라며 “승용차, 연료전지 발전, 상용차(버스, 청소 트럭 등), 선박 분야 등으로 수소의 활용처를 넓혀 조기에 규모의 경제를 달성해야 한다”고 강조했다. 현대차는 ‘수소비전 2030’을 통해 2030년 수소전기차 연간 50만 대와 수소연료전지 시스템 70만 기 생산을 추진하고 있다.

최병일 한국기계연구원 플랜트융합연구실장은 “중국이 부상하면서 조선·해양, 스마트폰, 통신 장비 등 주력 산업의 주도권을 상실할 수 있는 시기가 임박해지고 있다”며 “수소차, 연료전지 발전 등 신산업을 육성해 조선·석유화학 플랜트 산업 등에서 대용량 수전해·암모니아·수소액화 플랜트, 운송 선박, 암모니아·수소 터미널 인프라를 구축하면 미래 성장 동력을 창출할 수 있다”고 힘줘 말했다.

박상진 기계연 원장은 “지구촌에서 코로나19 확산과 이상기후 현상으로 인해 탄소 중립이 세계적인 화두가 되고 있다”며 “이 과정에서 우리나라가 다양한 수소 기술의 테스트베드로 주목받고 있다”고 전했다.