'kg에 1만원'…"수소경제 앞당기려면 가격을 낮춰라"

[다가오는 수소경제]
美, 10년내 수소 1kg을 1달러에 생산
수소 생산방식에 따라 생산비용 달라
수소 소비 가격도 대중화 결정적인 열쇠

편집자주 - 지구 상에 가장 흔한 원소인 수소는 태울 때 물이 배출된다. 온실가스 배출이 없어 탄소중립 시대 새로운 에너지원으로 주목받고 있다. 세계 각국은 수소 경제를 육성하기 위한 노력이 이뤄지고 있다. 우리나라는 세계에서 가장 먼저 수소차를 개발하고 보급률 1위를 기록하고 있지만 아직도 갈 길이 멀다. 특히 새 정부 들어서면서 수소 정책이 뒷걸음질 치는게 아니냐는 우려가 확산되고 있다. 이에 미래 에너지원으로 수소의 역할과 정책적 지원의 중요성을 짚어본다.

조 바이든 미국 대통령은 2021년 11월 약 1조달러 규모의 초당적 인프라 법안(Bipartisan Infrastructure Law·BIL)에 서명했다. 이 법안은 95억달러를 청정 수소에 투자한다는 내용을 담고 있다. 향후 10년 내 물에서 수소를 만드는 수전해 방식의 ‘녹색 수소’ 생산 비용을 kg당 1달러대로 낮춘다는 목표다. 화석연료로 만드는 ‘회색 수소’보다 생산비를 떨어뜨린다는 것이다. 올해 시행된 인플레이션 감축법(IRA)은 탄소 배출이 없이 수소를 생산할 경우 1㎏당 최대 3달러의 세액공제를 지원하는 내용을 담고 있다. 역시 수소 가격을 낮추기 위한 것이다.

수소를 에너지원으로 활용하는 수소경제에 진입하기 위해서는 수소 가격을 낮춰야 한다. 미국을 포함한 선진국들은 청정 수소의 가격을 낮추기 위해 팔을 걷어붙였다. 생산비용을 낮추면 화석연료를 대체할 수 있는 시점을 앞당길 수 있다.

수소 생산비용은 현재 생산 방식에 따라 천차만별이다. 가장 저렴한 수소는 석유화학이나 제철 공정에서 배출되는 부생수소로, kg당 2000원을 넘지 않는다. 하지만 대량 생산이 불가능하다. 말 그대로 유화 제품이나 철강을 생산하는 과정에서 부수적으로 나온다. 생산량을 늘리려면 막대한 투자가 필요하다.

천연가스 같은 화석연료에서 생산하는 회색 수소는 생산비용이 kg당 2700원에서 많게는 5100원까지 든다. 원재료의 가격 변동에 따라 비용이 뛴다. 또 생산 과정에서 이산화탄소가 많이 나온다. 친환경적이지 않다는 의미다.

회색 수소 생산 시 발생하는 이산화탄소를 포집하는 방식의 청색 수소는 이산화탄소 포집·저장(CCS) 설비의 설치·운영비가 생산 비용에 추가된다. 모은 이산화탄소를 활용하거나 저장하는 방식에 따라 비용이 더 불어날 수 있다.

친환경 에너지로 꼽히는 녹색 수소의 생산비용은 현재 기술로 최대 1만원에 달한다. 신재생에너지로 만든 전기로 물을 분해하는 수전해 방식이다. 쉽게 말해 태양광 발전같이 친환경적인 방식으로 전기를 만들고 그 전기로 물을 분해해 얻는 수소다. 수전해 생산비를 부생수소만큼 낮추면 경제성이 있다고 전문가들을 보고 있다.

문제는 전기요금이다. 전기요금을 kw(키로와트)당 100원으로 가정하고 수전해 설비 가동률이 60%일 때, 수소 생산비는 kg 당 9100원까지 낮아지는 것으로 추정된다.

김상경 한국에너지기술연구원 책임연구원은 "전기료가 0원이라고 가정하면 현재 기술로 수소 생산가격을 3400원까지 떨어뜨릴 수 있다"고 말했다. 이어 "미국은 수소 1kg 당 1달러를 목표로 제시했는데 수전해설비 가격을 지금보다 약 80% 전기료도 kw당 2센트까지 떨어뜨려야 가능한 액수”라고 설명했다.

녹색 수소 생산비를 낮추기 위해 저렴한 전기료가 필수적이라는 얘기다. 즉, 대규모 전기를 저렴하게 생산하기 어려운 우리나라는 현재 기술로는 값싼 수소를 생산하기 어렵다는 의미다.

예를 들어 현재 국내에서 신재생에너지로 전력 1kw를 생산하는데 비용은 150~160원인 반면, 사우디아라비아는 kw당 20~30원이다. 이처럼 지형적 조건에 따라 전력 생산비에서 차이가 벌어지기 때문에 해외에서 저렴한 수소를 수입하는 것이 경제적이라는 주장도 나온다.

다만 시장조사기관 마켓앤마켓은 재생에너지 가격 하락으로 녹색 수소의 생산비용이 2020년 kg 당 4.6~4.9 달러에서 2026년에 2.5~2.9달러로 떨어질 것이라고 예측했다. 우리 정부도 2040년까지 수소 공급가격을 kg당 3000원 수준에 맞출 계획이다.

수소의 소비자가격도 수소 대중화에 결정적 열쇠다. 하지만 원자재 가격 인상 영향으로 수소 가격도 상승 추세다.

우리나라 수소 충전소는 모두 134곳으로 가격은 지역별로 조금씩 다르다. 산업통상자원부 수소유통정보시스템을 보면 15일 전국 평균 수소가격은 1kg에 9427원으로, 1월 셋째주 평균가격 9000원보다 5%가량 올랐다. 충전소 운영 주체나 수소 생산 시설 근접 여부에 따라 판매가격이 정해지는데 최근 원가와 물류, 인건비가 오르며 가격이 오르고 있다.

오현길 기자 ohk0414@asiae.co.kr