'1900조 황금알' 수소 생태계… '퍼스트 펭귄' 레이스 뜨겁다 [수소가 미래다]

미래 시장 확보 위해 기업들 "퍼스트 펭귄"
글로벌 수소 시장 투자액만 780조 원 육박
HD현대, 현대차, SK, 포스코 앞다퉈 수소 투자 행렬

2023년 미국 네바다주 라스베이거스에서 열린 북미 최대 건설자재·장비 전시회 CONEXPO 2023에서 관람객들이 HD현대인프라코어의 수소연소엔진 'HX12' 시제품을 주의 깊게 살펴 보고 있다. HD현대인프라코어 제공

최근 유럽·북미에서 수소연소엔진 관련 문의가 이어집니다.
유덕근 HD현대인프라코어 팀장

5월 29일 인천시 동구 HD현대인프라코어 엔진 생산 공장. 연간 13만 개의 건설기계·선박·발전용 엔진을 생산하는 이곳의 연구동에 성인 남성 어깨 높이쯤 되는 크기의 11리터(L)급 수소연소엔진 'HX12' 두 대가 눈에 들어왔다. 이 엔진은 개발이 끝난 시제품으로 해외 협력사에 성능 테스트 등을 할 수 있게 보내려고 대기 중이었다.

유덕근 HD현대인프라코어 미래동력시스템개발팀장은 "수소연소엔진은 국내뿐만 아니라 해외에도 사례가 없고 개발된 부품도 거의 없다 보니 새로 연구하고 만드는 데 어려움이 많았다"며 엔진 개발 소식을 듣고 국내외 문의가 꽤 많이 들어오고 있다고 전했다.

수소연소엔진은 액화석유가스(LPG)나 압축천연가스(CNG)처럼 기체 형태의 수소를 산소와 섞어 연소시키는 방식을 택했다. 흔히 볼 수 있는 CNG 버스를 생각하면 쉬운데 내연기관과는 다르게 이산화탄소를 배출하지 않고 전기 배터리와 비교해 간편하고 출력이 높다. 이 덕분에 장시간 운영이 필요한 대형 건설기계나 버스, 트럭 등에 안성맞춤이다. 수소연소엔진은 전기 배터리, 수소연료전지와 함께 탄소 중립 시대에 적합한 3대 파워트레인으로 꼽힌다.

HD현대인프라코어는 국내에서 처음 수소연소엔진 시제품 개발을 끝냈고 4월부터 트럭에 이 엔진을 얹어 실증 테스트 중이다. 올해 말 버스, 2025년 건설기계를 대상으로 한 시험까지 마치면 내년 11월쯤 국내 최초 수소연소엔진을 상용화할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이 계획대로라면 대체로 2027, 2028년 양산을 계획하고 있는 유럽 대형 상용차 업체들보다 1년 정도 빠르게 파는 것도 가능해진다.

정욱 엔진개발부문 상무는 "유럽은 최근 전기 배터리차 위주로 짜였던 친환경차 규제 대상을 이산화탄소를 배출하지 않는 내연기관차까지 확대하는 방향으로 변경해 수소연소엔진이 시장에 들어올 수 있게 했다"며 "자동차나 소형 건설기계는 전기 배터리를 쓸 가능성이 높지만 대형 장비는 수소연소엔진이 현실적 대안이 될 것으로 보고 준비 중"이라고 말했다.

국내에서도 이어지는 수소 투자...앞서 나가는 현대차그룹

2023 굿디자인 어워드 본상 수상작으로 선정된 현대차 고성능 수소 하이브리드차 'N74' 콘셉트카. 현대차그룹 제공

글로벌 컨설팅기업 딜로이트는 2050년 수소 시장 규모를 1조4,000억 달러(약 1,900조 원)로 전망했다. 이는 2023년 우리나라 실질 국내총생산(GDP) 규모와 맞먹는 수치다. 2030년을 기점으로 수소 수요가 가파르게 늘어 탄소중립 목표 원년인 2050년에는 6억 톤을 넘는다는 예측(맥킨지앤드컴퍼니 보고서)이 나올 정도다.

하지만 제대로 된 인프라도 눈에 띄는 수요도 없는 게 현재의 수소 시장이다. 지난해 산업통상자원부 수소산업실태조사에 따르면 수소산업 관련 애로 사항 1위는 '국내외 수요 및 시장 불확실성' 2위는 '연구, 실증 인프라 부족'이 꼽혔다.

오히려 기업들은 이런 상황에 저마다 수소 시장의 '퍼스트 펭귄'을 자처한다. 미래 시장을 선점하기 위해 현재의 투자를 아끼지 않겠다는 것이다. 글로벌 수소경제 CEO 협의체인 수소위원회가 집계한 지난해 하반기 수소 시장 투자액은 상반기보다 35% 늘어난 5,700억 달러(약 780조 원)였다.

수소로 전기를 생산하는 수소연료전지차 대표 선수는 현대차그룹이다. 정의선 회장은 1월 미 라스베이거스에서 열린 세계 최대 가전·정보기술(IT) 박람회 CES 2024에서 "수소 기술은 저희 세대가 아닌 후대를 위해 준비해 놓는 것이 맞다"고 말했다. 수소차 개발의 끈을 놓지 않겠다는 점을 천명한 것이다. 수소 승용차 넥쏘 이후 이렇다 할 후속 모델을 내놓지 않던 현대차그룹은 현재 'N74'라는 코드명을 가진 '수소 슈퍼카' 생산을 목표로 개발에 힘 쏟고 있다.

현대차그룹 관계자는 "수소 슈퍼카 생산 목표량은 극소량이지만 개발 과정에서 수많은 수소차 관련 부품 업체와 협력 관계를 만들고 현대차그룹만의 수소차 생태계를 미리 짜고자 한다"고 설명했다. 더불어 현대차그룹의 '2025 전략' 세 가지 과제 중 하나는 수소 생태계 및 주도권 확보를 통해 연료전지를 바탕으로 한 수소 시장 경쟁에서 유리한 위치를 차지하는 것이다. 2030년까지는 수소연료전지 시스템 공급 능력을 연간 70만 기로 확대할 계획이다.

수소 밸류체인, 수소 발전까지 손 뻗는 대기업들

8일 인천시 서구 SK E&S 인천 플랜트에서 생산한 액화수소를 실은 탱크 트레일러들 모습. 인천=연합뉴스

SK그룹은 수소 생산, 유통, 소비까지 이어지는 '수소 밸류체인'에 집중한다. SK E&S를 중심으로 최근 5년 동안 18조5,000억 원을 투자한다. 그중 하나로 SK E&S는 8일 인천에 연간 3만 톤의 액화수소를 생산할 수 있는 세계 최대 규모의 액화수소플랜트를 준공했다. 포스코도 2050년까지 700만 톤의 수소 생산 체계를 만들어 그룹 내 철강, 발전 분야에 필요한 수소 500만 톤을 공급한다는 계획을 가지고 있다.

수소를 이용한 발전 사업에 뛰어든 기업도 있다. 효성중공업은 100% 수소로만 발전하는 수소엔진 발전기 상용화에 성공했다. 국내외 기업이 천연가스, 석탄 등 다른 연료와 함께 수소를 사용하는 수소 혼합 연소 발전기를 개발한 적은 있지만 100% 수소로만 발전하는 제품을 상용화한 것은 효성중공업이 세계 최초다. 회사 관계자는 "수소엔진 발전기 상용화는 2050년 수소 전소 목표 시기를 20여 년 앞당겼다는 데 의미가 있다"고 말했다.

이상무 기자 allclear@hankookilbo.com
인천= 강희경 기자 kstar@hankookilbo.com