2화. 국내외 수소경제 관련 최근 동향

수소경제의 최근 동향과 전망
시리즈 총 8화
2023.02.28

읽는시간 4

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해외: 글로벌 에너지 정책의 최근 동향

러시아 가스 공급 차질로 주요 국가들의 에너지 정책 변화 → 각자 처한 상황에 적합한 에너지 안보 전략 강조

 

  • 단기적으로는 부족한 가스 확보 경쟁, 석탄 일시 확대, 원전 사용 확대, 에너지 절감 등으로 당장의 위기 극복 추진을 우선 시
 
  • 장기적으로는 되도록 자급 가능할 수 있는 에너지 안보 추진 → 신재생에너지 확대 정책 유지 또는 강화
    결국 장기적으로 과도기 천연가스 활용 유지, 원전 활용, 신재생에너지 확대, 수소 등 다양한 에너지원 보강의 형태로 진행될 가능성이 가장 높음

    ✔ 원전도 리스크가 적지 않고 폐기물 처리, 주민 및 환경단체 반대 등의 문제가 있기 때문에 정치•사회적으로 적극 확대가 쉽지 않은 국가들이 많음

 

주요 국가들의 중장기 탄소중립 추진 의지는 유지 → 신재생에너지 중심 확대, 원전 활용 연장, 수소/암모니아 등 다양한 에너지원 보강

 

  • 유럽, 미국, 중국, 일본, 호주, 캐나다 등 주요 국가들은 여전히 중장기 탄소중립 의지 표명 → 신재생에너지 확대. 원전 연장, 다양한 에너지원 보강

    ✔ 줄곧 완전 탈원전을 주장했던 독일은 원전 일시 가동 확대 예상. 다만 중장기적으로는 탈원전 기조 유지 가능성 더 높음

    ✔ 태양광/풍력 등 재생에너지는 균일성 및 저장성에 단점 → 수소/암모니아 등으로 보완 추진 배경 (당장의 경제성 논리보다는 탈탄소 및 에너지 안보 차원의, 장기 관점)

    ✔ 가스 발전도 수소/암모니아 혼합(혼소)을 통해 CO₂ 저감 추진. CCUS(탄소포집저장활용)에 대한 기대 → 탄소중립까지의 과도기에 중요한 역할 기대

  • 탄소중립 여정에서 석유와 가스 산업에 대한 과도기 추가 투자 딜레마 → 과도기 타이트한 석유 및 가스 공급 초래 → 추가 탈탄소 에너지원 보완

☞ 자세한 ‘주요 국가들의 중장기 탄소중립 전략’은 [참고] 정책 및 시장 관련 추가 자료들 참조 

러시아 가스 차질로 인한 유럽 주요 국가들의 에너지 정책 변화

'유럽' 주요 국가들의 '에너지 정책' 변화 표.

자료: KB경영연구소

해외: EU와 미국, 수소에 대한 투자 확대 발표

EU: ’22년 5월 발표한 ‘REPowerEU’ 에서 중장기 수소 역할을 이전보다 더 확대

 

  • 기존 ‘Fit for 55’ 기준에서는 2030년 수소사용 목표량이 총 6.5Mt이었으나 러시아 사태로 인해 ‘REPowerEU’에서는 20Mt으로 3배 이상 확대

    ✔ Fit for55(21년 7월 발표)는 탄소배출량 ‘90년 대비 55%까지 절감하는 계획

    ✔  REPowerEU(22년 5월 EC 발표)는 에너지 자립을 위해 이전 Fit for 55보다 강화된 계획

    ✔ EU는 재생에너지를 주력으로 하고 수소/암모니아, 원자력,) CCUS(탄소포집저장활용) 등으로 탄소중립 추구

 

미국 : ’22년 8월 IRA (인플레이션 방지법) 발표하면서 신재생 에너지 및 수소 인프라 구축 지원 확대

 

  • 10년간 총 3,690억달러의 그린 부양책 추가 발표 → 탄소 감축 및 미국내 그린산업 육성 도모

  • 수소분야: 세제 혜택과 보조금으로 그린수소 생산 및 수소경제 인프라 지원 강화

    ✔ 미국은 과도기 천연가스와 CCUS(탄소포집저장활용)를 적극 활용하고, 장기적으로는 높은 재생에너지 경쟁력을 바탕으로 수소/암모니아로 보완 전략. 잉여 수소는 수출

EU, 최근 2030년 부문별 수소 사용 비중 목표 상향

'EU'가 2030년 부문별 '수소사용' 비중 목표를 상향함.

자료: EC (Europe Commission)

미국의 인플레이션 감축법의 주요 사업 항목별 예산과 수소 생산 세제 지원

'미국'은 '인플레이션 감축법'을 발표하면서 '수소' 분야에 대한 '세제 지원'을 말함.

자료: 유진투자증권 (BNEF 자료 정리)

해외: 중국, 지난 3월 중앙정부 차원에서 최초로 수소경제 로드맵 발표

지난 3월 중국 정부 차원에서 최초로 수소 로드맵 발표. 전략적으로 적극 육성

 

  • 지난 3월 중국 국가발전개혁위원회(NDRC)와 국가에너지국(NEA)은 정부 최초의 수소 계획인 ‘수소에너지산업 중장기 발전계획(2021~2035)’ 발표
 
  • 석탄과 풍부한 재생에너지(태양광, 풍력 등) 자원 활용해 수소를 생산
 
  • 생산은 물론 저장/운송/활용(발전, 자동차, 산업) 등 수소 사회 구축 목표

    ✔ 풍부한 중서부 재생에너지를 주축으로 원자력, 수소/암모니아 등을 통한 탄소중립 추구

 

현재 120여개의 수전해 그린수소 생산 프로젝트 진행. 대부분 ’25년까지 완공 계획

 

  • 2021년 말 기준, 글로벌 수전해기기 생산 CAPA의 절반은 중국에 위치

중국의 수소산업 중장기 발전 목표 (2019~2050)

'중국'의 '수소산업' 중장기 발전 목표 표.

최근 중국 발개위에서 발표한 수소경제 로드맵

'중국' 발전개혁위원회에서 발표한 '수소경제'의 로드맵.

자료: 유진투자증권 (중국 국가발전개혁위원회(NDRC) 자료 인용)

중국 수소 생산량 계획 - 중앙정부보다 지방정부 계획이 더 큼

'중국'의 '수소 생산량' 계획이 중앙정부보다 지방정부가 더 큼을 나타내는 그래프.

해외: 수소경제 전략 발표 국가 증가, 재생E 환경에 유리한 다수 신흥국들도 수소에 큰 기대

정부 주도의 수소경제 전략 로드맵 발표 국가들 점점 확대

 

  • 2022년 8월 기준 20개의 국가가 정부 주도의 수소 전략 발표
 
  • 주요 OECD 국가들 기발표. 발표 준비중인 국가도 다수

    ✔ 유럽과 중국은 재생에너지에 적극적이기 때문에 그린수소 생산 프로젝트 적극 진행 중

    ✔ 미국, 캐나다, 호주는 풍부한 재생에너지와 화석연료로 수소 생산 및 수출에 유리

    ✔ 한국과 일본은 불리한 재생에너지 약점으로 다량의 수소 수입 활용 불가피

 

중동, 아프리카, 남미, 동남아 등 재생에너지 유리한 후발 국가들도 수소 큰 기대

 

  • 향후 경쟁력 높은 태양광 등을 사용한 그린수소 생산/수출에 큰 기대
 
  • 선진국에 이어 신흥국에서도 수소경제 동참 점점 늘어날 전망

    ✔ 산유국들도 블루수소(화석연료), 그린수소(재생에너지) 모두 유리해 차세대 자원으로 기대

    ☞ 자세한 ‘주요 국가들과 신흥국들의 수소 경제 전략과 동향’은 [참고] 정책 및 시장 관련 추가 자료들 참조 

권역별 수소경제 선도국가

권역별 '수소경제' '선도국가'에 대한 설명 표.

정부 주도의 수소경제 전략 발표 국가들 - 점점 증가

'정부 주도' 하에 '수소경제' 전략을 발표하는 국가들이 증가하고 있음.

자료: IEA Global Hydrogen Review 2021

태양광 경쟁력 지도 - 호주, 아중동, 북남미, 동남아 등이 그린수소 생산에 유리

'그린수소' 생산에 유리한 국가들을 알 수 있는 '태양광 경쟁력' 지도.

자료: SOLARGIS

해외: 2021년 대규모 수소 관련 신규 프로젝트 투자 전년대비 2배 증가

2021년 수소 프로젝트 전년비 2배 이상 증가. 생산과 액화에 집중

 

  • Hydrogen Council 발표에 따르면 2021년 전세계에서 총 520여개의 대규모 수소 프로젝트가 발표됐으며, 4분기에만 150여개 이상 추가됨
 
  • 수소 생산과 관련된 기가급 프로젝트도 17개에서 43개로 증가
 
  • 대규모 프로젝트는 주로 그린 수소/암모니아의 생산과 액화에 집중. 철강/정유/화학 등 산업 공정에서의 활용에도 다량 투자
 
  • 정부 목표치 감안하면 추가 발표 이어질 전망 (현재 발표된 것은 20~30%에 불과)

 

청정수소 생산 전망치도 상향 추세

 

  • Hydrogen Council은 2019년 이후 청정수소(블루 및 그린) 생산 전망도 상향

청정 수소 생산 전망 - 상향되고 있는 중단기 전망치

'청정수소' 생산에 대한 '중단기 전망' 그래프.

수소 프로젝트, 기발표된 투자액과 목표 투자액 (2030년까지 누적기준)

'수소 프로젝트'에 대한 '투자액'과 '목표 투자액' 그래프.

자료: Hydrogen Council (2021.11)

2021년 11월 기준, 기발표된 대규모 수소 프로젝트 현황

2021년 11월 기발표된 대규모 '수소 프로젝트' 현황에 대해 알아봄.

자료: Hydrogen Council (2021.11)

해외: 수소경제의 운송 난관 극복 수단으로 떠오르고 있는 암모니아

□ 수소 에너지의 가장 큰 난관 중의 하나는 높은 저장과 운송 비용

 

  • 수소기체는 밀도가 작고 가벼워 고가의 고압 탱크와 파이프 필요 → 장거리 운송이 어려움
 
  • 따라서 근거리 이상은 액화가 바람직한데 액화(-253℃) 및 저온 운송에 높은 비용과 기술 요구

 

생산된 수소(H)와 질소(N)를 합성한 암모니아(NH₃)를 활용하면 운송비 크게 낮출 수 있음

 

  • 암모니아는 LPG와 유사한 물성(액화 -33℃)을 지니고 있으며, 기존 인프라(탱크, 파이프) 활용이 가능

    ✔ 향후 궁극적으로는 재생에너지를 통해 수전해로 생산된 그린수소를 질소와 합성해 생산 → 그린 암모니아

 

암모니아는 큰 틀에서 수소경제의 일부분. 액화 및 액상 수소, 암모니아가 병행 사용될 전망

 

  • 수소 이용해 암모니아를 생산하고 운송 후 최종 암모니아를 그대로 이용하거나 수소 재추출해 사용
 
  • 암모니아 활용 기술은 수소 활용과 원리 거의 동일 → 기존 수소 관련 업체들이 개발 중
 
  • 용도에 따라 액화수소와 암모니아 장단점 존재 → 둘 다 공존하면서 사용될 전망 (예를 들어 자동차나 건물용 연료전지에는 암모니아 독성 우려로 직접 사용 어려움)

수소, 암모니아, 화석연료가스의 물성 비교

  암모니아(NH₃) 수소
(H₂)
메탄
(CH₄)
프로판
(C₃H₈)
대기압에서 끓는점(℃) -33.4 -253 -161 -42.1
25℃에서 응축되는 압력(atm) 9.9 - - 9.4
발열량(MJ/kg) 18.6 120 50 46.4
가연성 한계(공기비) 0.63~1.4 0.1~7.1 0.5~1.7 0.51~2.5
단열불꽃온도(℃)  1,800 2,100 1,950 2,000
최대연소속도(m/s) 0.07 2.91 0.37 0.43
최소 자연발화 온도 650 520 630 450

자료: 에너지기술연구원

 

 

수소와 암모니아의 저장/운송 특성 비교

'수소'와 '암모니아'의 저장, 운송에 대한 특성 비교 표.

자료: 한국석유공사 석유정보센터

수소와 암모니아의 생산/운송/활용 구조

'수소'와 '암모니아'의 생산, 운송, 활용 구조 표.

자료: POSRI

국내: 발전 에너지 정책의 최근 동향

□ 최근 동향: 새 정부 에너지(전력) 정책 기조 변화: ‘탈원전 및 신재생에너지 적극 확대’ → ‘원전 확대와 신재생에너지 확대의 현실적 조정’

 

  • 전 정부: ①온실가스감축목표 상향(‘21년말 수정 NDC. ‘30년 감축 목표 ‘18년 대비 26%→ 40%), ②단계적 탈원전, ③신재생 적극 확대
 
  • 새 정부: ①상향된 감축목표는 유지, ②원전 비중 확대 및 수출 적극 지원, ③신재생 확대 기조는 유지하되, 현실적으로 총 목표 하향 수정
    ☞ 자세한 ‘국내 에너지 정책 현실’은 [참고] 정책 및 시장 관련 추가 자료들 참조 

 

※ 예상: 국내 현실에서는 태양광, 풍력, 원자력 외에 수소 등 다양한 저탄소 에너지원의 활용이 불가피

 

  • 태양광/풍력을 주력으로 늘리는 세계적 추세에 따르지만, 현실적으로 불리한 지리적 여건과 기저 발전원도 고려할 수 밖에 없음

 

  • 신규 원전도 방사능폐기물 처리장의 장기 부족과 극심한 지역 주민 반대 문제 등으로 적극적으로 확대하기 쉽지 않은 현실

 

  • 따라서 LNG를 브릿지로 활용하고, 수소/암모니아, 합성가스 등의 역할을 확대해 보완하는 등 다양한 에너지원을 추구할 수 밖에 없을 전망

신구 정부의 에너지(전력) 정책 비교

기존 정부와 새 정부의 '에너지 정책' 비교 표.

자료: KB경영연구소 (정부 7월 발표 자료 정리)

에너지원별 발전량 비중 추이 및 전망

에너지 종류에 따른 '에너지 발전량' 비중 추이 및 전망에 대한 설명.

자료: 정부합동 발표 자료, 본 연구자 추정 자료

국내: 새 정부도 전 정부에 이어 수소경제 확대 기조 유지

새 정부의 수소 경제 확대 정책은 대체로 전 정부 기조를 유지하는 방향 천명. 금년 6월 수소법 개정안 공포로 본격적인 사업 기틀 마련

 

  • 수소경제 확대 정책 유지 기조. 세계 1등 수소산업 육성 비전 천명. 에너지, 탄소중립, 산업 관점에서 수소경제가 중요함을 강조
 
  • 여야 갈등으로 각종 입법안이 차질을 빚음에도 불구하고, 수소법 개정안은 5월 국회 통과, 6월 정부 의결∙공포되어 12월부터 시행 예정
 
  • 이번 개정안은 ‘20년 제정된 수소법을 다듬어 산업의 육성, 안전, 유통을 위해 요금체계, 인증제, 의무 발전 등 하위 법규의 근거 마련을 위한 것

 

청정수소 경제를 중장기적으로 탄소중립, 에너지원 다양화, 리딩 산업 육성 관점에서 중요한 수단으로 강조 (11월 새 정부 첫 수소경제 정책 발표)

 

  • 청정수소의 생산과 수입 체계 구축을 통한 공급 확대, 액화 및 액화 운송 인프라 구축, 수소 활용(발전/모빌리티) 분야 지원 확대, 핵심기술 강화 지원 등 청정수소 경제의 생태계 기반을 갖추는데 역점 → 청정수소 중심 육성을 강조함으로써 그레이수소에 대한 환경단체 비판 및 반대 차단

 

□ 새 정부 첫 수소경제 정책방향 발표 내용: ①청정수소 생태계 조성방안 ②세계 1등 수소산업 육성 ③수소기술 미래 전략 (※참고자료 섹션에 세부 정리) 

 

  • 기존 로드맵 대비 주요 변화: 수소발전 비중 상향, 청정수소 해외 개발 지원, 액화 및 암모니아 인프라 육성, 수소상용차 강조 및 보급 지원 확대 등

    ✔ 수소발전량 목표 비중 상향, 수소/암모니아 활용 발전 다양화 (혼소 등 확대), 2030년 수소상용차 및 액화충전소 목표 신규 제시, 수소상용차 구매 지원 강화, 암모니아 플랜트 구축 및 기술 확보, 수소전문기업 육성 계획 확대, ’30년 글로벌 1등 품목 10개 육성, 산업용(철강, 화학)에서의 활용 계획 구체적인 시기 언급

새 정부의 수소정책 방향 주요 전략 ('22.11.9, 5차 수소경제위원회)

새 정부의 '수소정책' 방향 주요 전략에 대한 설명.

자료: 국무조정실 ‘5차 수소경제위원회’ (’22.11.9)

☞ 자세한 세부 발표 내용은 [참고] 정책 및 시장 관련 추가 자료들 참조 

최근 새 정부 수소경제 정책 발표에서 나온 새로운 내용들

새 정부의 '수소경제 정책' 발표에서 나온 새로운 내용들에 대한 설명.

자료: 국무조정실 ‘5차 수소경제위원회’ (’22.11.9), 수소경제활성화 로드맵(2019), KB경영연구소

채희근

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