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제안 방법
- 2014년 GH2 방식의 국내 수소 충전소의 건설 비용에 대한 분석을 수행하였다. Fig.
- 2014년에 공급용량 100 kg/day의 GH2 수소 충전소의 건설단가 $28,077는 실제 국내 건설 회사 견적의 평균값이다. 2014년의 국내 건설 환경을 실증 단계로 가정하고 이 평균 건설 단가를 대입한 후 H2A모델에서 제시하는 연차별 건설 비용의 감소 비율을 적용하였다. 이를 통해 국내 수소 인프라 성숙에 따른 건설 비용의 동향을 예측하였다.
- 따라서 이 논문에서는 미국의 DOE (Department of Energy) 산하 NREL (National Renewable Energy Laboratory) 에서 작성한 미국의 수소 충전소 경제성 분석 자료를 응용하였다. NREL에서 제시한 수소 충전소 건설 단가의 동향과 한국의 건설 단가를 비교하여, 국내 수소 충전소의 건설 단가의 변화를 분석 하였다. 본 연구에서 사용한 데이터는 2014년 공급 용량 100 kg/day의 GH2 방식 수소 충전소 건설에 대해 4개 업체에서 제출한 견적을 사용하였다.
- 미국의 H2A 모델과 비교하여 한국의 GH2와 EL 방식의 수소 충전소 건설 단가의 변화를 예측하였다. H2A 모델에서는 실증 단계에서 공급용량 100 kg/day 의 GH2 충전소의 건설단가를 100%로 했을 때 초기 상업화 단계에서는 56%의 비용 하락이 있을 것으로 예측하였다.
- 2014년의 국내 건설 환경을 실증 단계로 가정하고 이 평균 건설 단가를 대입한 후 H2A모델에서 제시하는 연차별 건설 비용의 감소 비율을 적용하였다. 이를 통해 국내 수소 인프라 성숙에 따른 건설 비용의 동향을 예측하였다. 그 결과는 Table 6과 같다.
- 이런 큰 폭의 변화는 수소 충전소의 종류와 상관없이 공통적으로 나타나는 특징이다. 통합 예측 모델에서는 수소 인프라 건설의 Value Chain 에 속한 각계의 이해 당사자들의 의견을 반영하여 이런 특징을 도출해 내었다. 각 핵심 부품과 장비 및 관련 시설들이 표준화가 이루어지고 건설 노하우가 축적되면 각 단계에서 가격의 하락이 나타나는데 이를 모두 고려하면 실증단계에 비해 약 62%의 단가 하락이 나타난다고 분석하였다.
대상 데이터
- 그러나 2015년 충남 내포의 수소 스테이션이 건설된 이후 한국의 수소 충전소 건설 사례가 없어서 비교 분석할 수 있는 추가적인 데이터가 없다. 따라서 본 연구에서는 건설 환경과 건설 단가 2가지 요소를 사용하여 2009년 미국과 2014년 한국의 건설단가를 비교군으로 선정하였다. 이는 제한적인 국내 건설 정보를 가지고 현시점에서 적용할 수 있는 합리적인 가정이라고 판단된다.
- 2015년을 기준으로 69기의 수소 충전소를 운영하고 있는 미국의 건설 환경에서의 단가와 8기를 운영 중인 한국의 건설 환경에서의 단가를 직접 비교하기는 적절하지 않다. 따라서 본 연구에서는 한국의 2014년 공급용량 100kg/day의 GH2 충전소 건설 단가와 미국의 2009년 공급용량 100kg/day의 GH2 충전소 건설단가를 비교군으로 선정하였다. Table 4에서 보면 충전소의 종류가 GH2 방식으로서 같으며 건설단가가 한국 28,077$/kg와 미국 24,700 $/kg으로서 서로 유사하다.
- 절대적인 분석 수량이 부족하기 때문에 이를 가지고 경제성을 분석할 수는 없다. 따라서 이 논문에서는 미국의 DOE (Department of Energy) 산하 NREL (National Renewable Energy Laboratory) 에서 작성한 미국의 수소 충전소 경제성 분석 자료를 응용하였다. NREL에서 제시한 수소 충전소 건설 단가의 동향과 한국의 건설 단가를 비교하여, 국내 수소 충전소의 건설 단가의 변화를 분석 하였다.
- NREL에서 제시한 수소 충전소 건설 단가의 동향과 한국의 건설 단가를 비교하여, 국내 수소 충전소의 건설 단가의 변화를 분석 하였다. 본 연구에서 사용한 데이터는 2014년 공급 용량 100 kg/day의 GH2 방식 수소 충전소 건설에 대해 4개 업체에서 제출한 견적을 사용하였다.
- 국내의 경우 2015년 관계부처합동 “수소 자동차 보급 및 시장 활성화 계획”에 따르면 수소 자동차의 경우 2020년까지 9,000대, 2025년까지 1만대의 보급 목표를 세우고 있다. 이에 발맞춰 수소 충전소를 2020년까지 80개소, 2025년까지 210개소를 구축할 계획을 수립하였다10).
- 미국의 경우 CaFCP (California Fuel Cell Partnership) 프로그램을 통하여 캘리포니아 지역에서만 수소 충전소 40개소가 설치 및 실증 중에 있다. 현재 실증 4단계로서 FCEV 승용 466대, 버스 21대를 실증하고 있다. 일본은 2020년 동경 올림픽과 함께 수소 사회로 진입하고자 수소 자동차 및 인프라 구축을 추진 중이다.
이론/모형
- 수소 통합 예측 모델(HSCC)은 2013년 11월 NREL이 작성하여 발표하였다. 통합 예측 모델은 수소 시장의 성숙도 및 규모, 수소 인프라 발전 단계 등을 반영하고 모든 종류의 수소 충전소의 데이터를 반영함으로서 수소 인프라 전체의 동향을 예측한 경제성 모델이다.
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