현재 수소는 석유 등 탄화수소 개질과 부생수소 등을 통해 얻고 있어 100% 친환경 에너지가 아님에도 유럽, 중국 및 일본 등 선진국은 차세대 에너지원으로 집중 육성하고 있다. 수소를 친환경적으로 조달하기 전에도 수소‧연료전지는 마치 이론적으로는 불합리하지만 현실에서는 충분히 유용한 양수발전과 같은 에너지 저장원으로서의 역할이 요구되고 있다. 그리고 장기적으로는 화물차뿐만 아니라 일정 구간을 왕복하는 운송수단의 에너지원으로 주목받고 있다. 수소(연료전지 포함)를 차세대 에너지로 집중 육성하고 있는 중국과 일본 등의 움직임을 살펴보고 우리의 대응방향을 모색해 본다. <편집자 주>

 

 

[뉴스투데이=곽대종 산업연구원 연구위원] 2021년 12월 초 가와사키 중공업에서 건조한 세계 최초의 액화수소 운반선 ‘수소 프론티어호’가 정식 취항하였다.

 

이 배는 길이 116m, 총톤수 8000톤으로서 액화 수소 1250m3를 실을 수 있는데 약 1만5000개의 연료전지에 해당하는 양이다. ‘수소 프론티어호’는 2021년 12월 말 호주 갈탄에서 생산된 수소를 싣고 2022년 2월 말 코베항으로 입항할 예정이다.

 

가와사키 중공업은 이보다 32배 큰 4만m3를 실을 수 있는 고압수소탱크와 이 탱크를 4개 탑재하는 선박을 개발하고 있다. 이 배는 ‘수소 프론티어호’의 운반량보다 128배 많은 수소를 운반할 수 있으며 길이도 300m에 달할 것으로 예상된다.

 

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• 일본 수소에너지 실현 목표는 우리보다 소규모

 

그러나 일본이 설정한 중기 수소에너지 도입목표는 우리보다 작다.

 

우리가 2019년 수립한 ‘수소경제 활성화 로드맵’에 의거, 2030년 수소 공급량 목표를 194만톤으로 설정한 데 비해, 일본은 2030년 도입목표가 불과 30만톤이다. 2030년에 도입될 30만 톤의 수소는 일본 기준으로는 원전 1기의 1년 가동분에 해당된다.

 

2050년 목표는 2000만톤으로 대폭 확대를 계획하고 있는 바, 이는 원전 60기 이상에 해당되며 가동률을 고려하지 않은 현재 기준 일본 내 총발전설비의 20%에 해당되는 양이다.

 

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• 수소 실증 및 기획 프로젝트에 집중

 

일본의 수소 프로젝트는 공급 측면에서는 해외 생산 수소의 해상운송 도입 기술 개발을, 수요 측면에서는 국내 수소발전 등 사용을 목표로 하고 있다.

 

또한 일본은 향후 연간 약 500~1000만톤의 국내수요를 기반으로 하여 2050년까지 전세계적으로 누적 도입용량 기준 약 3억kW(약 23조 엔)에 달하는 글로벌 수소발전 터빈 시장의 상당 부분 점유를 목표로 하고 있다.

 

이를 위해 수소 수송에 초점을 맞추어 액화수소 운반선, 하역 및 국내 운반 등 수소 공급망 기술과 수소 활용 발전을 중심으로 실증 및 상용화 관련 연구개발에 집중하고 있다.

 

 

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• 수소 도입 프로젝트에 관련기업 참여 활발

 

 

수소는 추출 방법에 따라 친환경 정도를 구분하는데 천연가스로부터 추출한 것을 ‘그레이 수소’, 석탄에서 추출한 것을 ‘브라운 수소’라 하고 여기에 탄소 포집, 이용 및 저장(CCUS: Carbon Capture, Utilization and Storage)기술을 적용한 것을 ‘블루 수소’라고 하며 순수하게 재생에너지로 물을 분해하여 얻은 수소를 ‘그린 수소’라고 한다.

 

따라서 향후 궁극적으로 그린 수소로 가기 위한 단계로서 그레이, 브라운 및 블루 수소의 활용은 불가피하다.

 

일본은 호주, 브루나이 및 사우디 등 수소 생산을 위한 재생에너지 및 화석연료 부존량이 풍부한 국가를 대상으로 하여 광범위한 관련기업들의 활발한 참여를 바탕으로 수소 생산 및 수송 프로젝트를 추진 중에 있다.

 

대표적인 사업으로서 HySTRA는 호주의 갈탄을 바탕으로 CCUS 기술을 적용하여 개질된 블루수소를 도입하는 프로젝트이다.

 

 

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• 2050년을 지향한 수소사회 실현 로드맵 추진

 

일본은 2050년을 목표로 수소 사회 실현을 위해 수소의 이용, 수송 및 발전에의 활용과 병행하여 제철 및 화학 등 에너지 다소비 산업에의 공정 활용 기술의 개발/상용화를 추진하고 있다.

 

뿐만 아니라 연료전지 및 수송수단에의 적용/상용화를 위한 다양한 수소 적용 분야를 포괄하여 수소 사회 실현을 위한 중장기 로드맵을 추진하고 있다.

 

 

 

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