7화. 수소경제 관련 시장 및 정책 정보

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수소경제의 최근 동향과 전망

시리즈 총 8화

2023.02.28

읽는시간 4분

해외 주요 국가들의 발전 및 산업부문 중장기 탄소중립 기본 전략

□ 발전 및 에너지 : 중장기 관점에서 태양광/풍력 등 재생에너지 확장 기조 유지, 원자력 및 수소/암모니아 확대, 과도기 천연가스 활용

탄소저감 큰 부담되지만, 장기적으로 재생에너지 확장 기조 자체는 변화 없음 (EU는 ’22년 재생에너지 비중 ’30년까지 40%→ 45% 확대 추진 발표)
원전, 수소/암모니아 등 재생에너지 보완과 다양한 에너지원 확대 노력도 강화. 중장기 천연가스와 CCUS(탄소포집저장활용)의 브릿지 역할 불가피
원전에 대해서는 장기적으로 이견 존재 (독일, 이탈리아 등은 완전 탈원전 추구. 다른 국가들은 원전 활용. 활용 및 증감 강도는 국가마다 상이)

□ 산업부문: 주요국가들의 탄소중립 정책 공통점

전 부문 에너지효율 혁신 및 전동화, 온실가스배출 공정 개선 및 연료 전환, 리싸이클 순환경제 전환, CCUS(탄소포집저장활용), 전기차 등

주요 국가들의 탄소중립 중장기 기본 전략

주요 국가들의 '탄소중립'에 관한 중장기 기본 전략에 대한 표.

자료: 국제무역통상연구원, 에너지경제연구원 등 각종 자료 종합

재생에너지와 원전만으로는 탄소중립 어려운 국내 현실 → 다양한 저탄소 에너지원 활용 불가피

□ 장기적으로 전력 수요가 생각보다 더 커질 것으로 예상되는 가운데, 재생에너지 전환 속도가 탄소중립 목표 속도를 따라가지 못할 가능성 있음

낮은 효율 및 경제성, 협소한 국토 등의 국내 현실에서 주민들의 반대로 사업이 지연되는 경우가 특히 많음 → 획기적 상생 방안 필요
재생에너지의 저장/보완 수단인 ESS와 수소/암모니아 등의 확장 속도도 각각 물량 부족과 기술경제성/인프라 확충이 늦어질 가능성이 있음

□ 신규 원전 확대 추진도 현실적으로 난관이 많을 수 밖에 없음

지역 주민들의 반대와 원전 방폐장의 장기 부족 가능성 등으로 적극적인 신규 원전 확대도 쉽지 않은 현실 (확충 논의는 주민들의 반발로 번번히 무산)
최근 떠오르는 소형모듈원전(SMR)도 기술 및 안전 인증/허가 문제로 적어도 10년 이상 걸릴 전망이며, 방폐물 처리 문제도 여전한 과제

□ 불리한 재생에너지 환경, 산업 패러다임 변화에 따른 전력 수요 증가 등으로 다양한 저탄소 에너지원 추구 불가피

✔ 차세대 산업은 대부분 전동화 기반. 산업 패러다임 변화의 가속으로 예상보다 더 전기 수요가 클 전망 : 기계시대/화석연료시대 → 전동화/디지털/전기시대

국내 원자력발전소의 고준위 방사능폐기물 장기 부족 가능성

국내 '원자력발전소'의 '고준위 방사능폐기물'의 장기 부족 가능성을 설명하는 표.

자료: 제2차 고준위 방사선 폐기물 관리기본계획 (2021.12)

국가별 재생에너지 균등화발전단가(LCOE) - 불리한 한국과 일본

국가별 '재생에너지 균등화발전단가'에 대한 그래프.

자료: KTB투자증권 (BNEF 자료 인용)

주요 국가들의 수소경제 로드맵 발표 자료

EU의 '수소전략 발표'의 주요 내용 (2020년 7월)

'EU'의 '수소전략' 발표에 대한 주요 내용 설명 표.

독일 '국가 수소 전략 발표'의 주요 내용 (2020년 6월)

'독일'의 '수소전략'에 대한 내용을 설명한 표.

미국의 수소경제 로드맵 (2020년 3월)

'미국'의 '수소경제'를 설명한 로드맵.

일본의 수소경제 로드맵 (2018년 3월)

'일본'의 '수소 전략' 로드맵.

산유국 및 신흥국가들의 신재생에너지 및 수소경제 추진 현황

주요 중동국가들의 신재생에너지 개발 계획

주요 '중동국가'들의 '신재생에너지' 개발 계획 표.

자료: KOTRA

주요 중동국가들의 수소 프로젝트 추진 현황

주요 '중동국가'들의 '수소 프로젝트' 추진 현황 표.

브라질의 수소 프로젝트 추진 현황

'브라질'의 '수소 프로젝트' 추진 현황을 설명함.

자료: KB경영연구소 정리

주요 동남아 국가들의 수소 프로젝트 추진 현황

주요 '동남아 국가'들의 '수소 프로젝트' 추진 현황 표.

새 정부 첫 수소 로드맵 세부 발표 내용 (5차 수소경제위원회. 2022.11.9)

자료: 국무조정실 (제 5차 수소경제위원회, ’22.11.9), 정부합동발표자료(2019,2021)를 바탕으로 KB경영연구소 재구성

수소 안전성 관련 이슈

□ 수소 자체는 안전성 우려 있지만, 안전장치기술 성숙도 높아 종합적으로 도시가스 수준 위험도 평가되고 있음

수소는 가볍고 반응성이 높아, 폭발 위험 존재하고 폭발력도 강함 (단, 수소폭탄과는 성격이 완전히 다름)

다만 발화점이 높고 화염 반경이 적으며, 저장 수소와 산소 혼합 위험만 효과적으로 통제/관리하면 종합적으로 도시가스 수준의 위험도로 평가되고 있음

이미 안전장치기술의 성숙도가 높은 편이며, 과거 사고 사례 이후 관리 감독 체계 강화함

✔ 2019년 강릉 벤처 실험실 폭발 사고는 임의적인 통제 장치 부재와 각종 부품 불량이 원인으로 밝혀짐

✔ 2019년 사고 직후, 정부와 업계 수소안전전담기관 설치 및 관리 강화 → 안전관리자 상주, 매일 자체점검, 매년 매분기 정밀진단, 이중점검체계

수소탱크는 고온 고압 견디도록 탄소섬유강화플라스틱 재질로 구성되며 연결부위 포함해 다중 안전장치 설치

□ 대안이 적은 상황에서 이런 이슈로 수소경제의 방향성 자체가 달라지지는 않을 전망

□ 다만, 지역주민들의 반대로 발전소 프로젝트가 지연ㆍ재개되었던 사례들이 있어 개별 사업 시 고려 리스크 중 하나

인천 동구 연료전지발전소의 경우, 지역주민 반발로 2019년 1월 공사 중단되었다가 11월 재개함 (※합의조건은 증설금지, 주변 녹지 및 벽 설치, 발전기금 지원 등)

수소의 위험성 평가 - 폭발 위험 있지만 종합적으로 도시가스 수준 위험도로 평가 중

'수소'의 '위험성'을 확인하기 위한 평가표와 사고 현황 표.

자료: 한국산업안전공단 (미국화학공학회 자료 참고), 고용노동부

수소전기차 폭발 시험(上) / 강릉 벤처실험실 사고(下)

'수소전기차'의 폭발 시험과 강릉에서 발생한 벤처실험실 사고를 설명함.

자료: NHTSA, 유튜브

블루수소의 탄소포집효율 및 포집탄소 저장에 대한 논쟁

□ 일부 환경단체들, 실제 탄소포집장치의 효율이 낮고 포집탄소의 장기저장/활용도 불안하다고 비판하고 있어 업계와 논쟁

업계는 환경단체가 주로 과거 초기 설비를 근거로 비판하고 있으며, 기술은 계속 진화하고 있으며 신규 시스템의 포집 효율은 80~90%이상이라 항변

탄소저장도 안정된 액화 상태 기반으로 장기 저장 가능하며 비용과 효율도 진화 중이고 탄소의 재활용 연구도 활발히 진행 중이라 항변

✔ 포집된 탄소는 심층 유정/가스전에서 저장/활용되거나 탄산광물로 재활용되고 있음

✔ ‘20년 기준 상업 운영중인 CCUS 설비의 80%는 석유업체의 원유회수증진에 사용

✔ 국내에서는 블루수소 포집탄소를 동해가스전에 저장하는 실증 테스트 중(~’25년)

□ 탄소포집활용저장(CCUS)기술은 진화하고 있으며, 향후 기대치도 높음