“재생에너지 가격 하락 등으로 수소 생산 비용이 감소하고 있다. 최근 이상기후로 인한 재난 복구 비용이 천문학적으로 늘고 있는 점을 고려하면 각국의 수소 기술 개발 투자가 더욱 가속화될 것이다.”
독일 율리히 연구소 산하 기술경제 시스템분과 데틀레프 스톨튼 소장(아헨대학교 교수)은 8일 한국기계연구원이 ‘탄소중립의 기반, 수소 기계기술’을 주제로 개최한 ‘2021 글로벌 기계기술 포럼’에서 이같이 말했다. 국제에너지기구(IEA·International Energy Agency) 연료전지 분과위원장을 역임한 수소경제 분야의 세계적 석학인 스톨튼 교수는 이번 포럼의 기조연설을 맡아 ‘수소기술: 탄소 중립 사회로의 전환’을 주제로 발표했다.
스톨튼 소장은 “예전에는 탄소중립 시나리오가 매우 달성하기 어렵다고 생각했지만, 지금은 수소 생산 비용이 합리적인 금액으로 낮아져 충분히 목표 달성이 가능하다고 본다”고 밝혔다.
전 세계적으로 2050년 온실가스 순 배출량이 0이 되는 탄소중립(넷제로(Net-Zero)) 목표를 달성하기 위한 노력이 추진되고 있는 가운데 수소 에너지가 탄소중립 사회 실현의 열쇠로 떠오르고 있다. 수소를 이용해 열 및 전기에너지를 생산하면 부산물로 물만 배출되기 때문에 수소는 이상적인 청정에너지다. 많은 전문가들은 모든 에너지 공급이 수소를 기반으로 이뤄져야 탄소중립이 가능하다고 보고 있다. 수소를 생산할 때도 온실가스 배출을 억제하기 위해 재생에너지를 통해 수소를 생산하는 것이 핵심이다.
데틀레프 스톨튼 소장은 독일이 탄소중립 사회로 가기 위해 드는 비용을 2019년과 2021년을 기준으로 각각 시뮬레이션한 결과에 대해 설명했다. 그는 “불과 2년 사이에 태양열, 수력, 풍력 등 재생에너지 가격이 낮아지면서 탄소중립을 위한 수소 생산 비용이 20% 정도 낮아졌다”고 밝혔다. 그는 “재생에너지 가격이 낮아져 독일 내에서의 수소 생산량이 늘어나게 됐다”며 “그동안 사우디아라비아나 적도 부근에서 태양광 에너지를 통해 생산한 수소를 수입해왔는데 이를 일부 대체할 수 있게 된 것”이라고 덧붙였다.
독일의 경우 2050년 현재보다 탄소 배출을 85% 저감할 경우 400만 톤의 수소가 필요하고, 95% 저감을 목표로 하면 1,200만 톤의 수소가 필요하다.
스톨튼 소장은 전 세계적으로도 수소 생산이 순조로울 것으로 내다봤다. 모로코에서는 태양광을 통해 연간 2천 500만 톤의 수소 생산이 가능하고 알제리는 약 9천만 톤, 사우디아라비아에서는 1억 톤 이상 생산이 가능하다. 유럽 국가들은 풍력을 통한 수소 생산에 강점이 있다. 프랑스는 킬로그램당 3유로 미만 비용으로 연간 1천만 톤 생산이 가능하고 독일은 100만 톤 생산 시 킬로그램당 3유로 미만의 비용이 소요될 것으로 분석됐다.
이렇게 비용이 줄어들면서 전 세계적으로 탄소중립 관련 투자가 본격화될 것이라는 전망이다. 그는 “이상 기후로 인한 재난이 나타나면서 미국에서는 이미 피해복구 예산과 탄소중립 적용 예산 간의 예산 배분 경쟁에 대한 이야기가 나오고 있다”고 전했다.
이어 발표에 나선 최병일 한국기계연구원 플랜트융합연구실장은 탄소중립 사회로의 이행이 빠르게 진행되고 있는 가운데 우리나라가 갖는 산업 경쟁력 측면에 대해 설명했다.
우리나라는 작년 10월 ‘2050 탄소중립’을 선언하고 후속조치로 지난 8월에 ‘2050 탄소중립 시나리오’ 초안을 발표한 바 있다. 2050년 탄소저감 목표는 2018년 기준 온실가스 배출량 7억 3000만 톤의 95% 이상을 감축하는 것이다.
최병일 실장은 “우리나라는 탄탄한 제조업 기반이 있는 만큼 미래 탄소중립 사회가 국내 산업을 꽃피울 기회가 될 수 있다”고 밝혔다. 그가 말한 바로는 우리나라는 수소 모빌리티, 수소 연료전지, 수소 운송(선박) 부문 등에서는 글로벌 최상위 경쟁력을 갖고 있다. 그러나 대용량 수전해, 암모니아·수소액화 플랜트, 암모니아·수소 터미널 등 관련 인프라에 대해서는 속도감 있는 기술 개발과 구축이 필요한 상황이다.
이에 따라 기계연구원 등에서는 수소 관련 기술의 국산화를 위해 ‘상용급 액체수소 플랜트 핵심기술 개발’, ‘액체수소 공급시스템 핵심 기자재 개발’, ‘수소 가스터빈 연소기 개발’ 등 연구개발 사업을 추진하고 있다. 최 실장은 “우리나라가 보유한 수소 관련 선도 기술을 더욱 강화하는 한편 수소 인프라 관련 기술 개발에 매진해야 한다”고 제언했다.