친환경 에너지인 수소의 활용 분야가 점차 확대되고 있습니다. 과거 석유화학, 반도체, 정유 등 일부 산업 중심으로 제한적으로 활용되었던 수소가 이제 상용차, 지게차, 드론 등 다양한 모빌리티(Mobility) 시장의 중요한 에너지로 각광받고 있습니다.
‘수소는 상용차로, 전기는 승용차로’ 에너지 밀도에 따른 상호 보완적 활용
수소차와 마찬가지로 전기차도 운행 시 이산화탄소를 배출하지 않습니다. 수소, 전기 모두 탄소를 배출하지 않는 친환경 에너지라는 공통점이 있지만 에너지 밀도 차이로 인해 활용하는 모빌리티의 종류는 달라집니다. 에너지 밀도가 낮은 전기차는 장거리를 운행할수록 배터리 용량 및 중량이 커져 효율이 떨어지는 문제가 있습니다. 따라서 전기는 주로 단거리를 운행하는 ‘승용차’에 많이 활용됩니다.
반면, 전기 대비 에너지 밀도가 높은 수소는 장거리/고출력 운행에 적합합니다. 수소의 에너지 밀도는 120MJ/kg이며 전기의 에너지 밀도는 5MJ/kg[1]로, 단시간에 강한 힘을 쓸 수 있어 대형-고출력이 요구되는 ‘상용차’에 보다 유리합니다. 또한, 완충 소요 시간도 전기 상용차(트럭 등)가 8시간, 수소 상용차는 10~20분 정도로 내연기관차와 비슷한 수준입니다.
[1] 2022 Deloitte Insights 참고
또한 수소차는 달리는 공기청정기 역할도 할 수 있습니다. 필터로 거른 공기 속의 산소와 차량 연료인 수소의 반응을 통해 전기를 만들어 사용한 후에는 깨끗한 물만 배출합니다. 수소차(버스) 1대가 정화할 수 있는 공기량은 연간 418톤으로, 성인 76명이 1년간 마실 수 있는 공기의 양과 같습니다.[2]
[2] 제조사 측정 기준
수소의 특징에 대해 더욱 자세히 알고 싶다면?(바로가기)
국제에너지기구(IEA)는 파리협약 목표 달성에 필요한 로드맵이 실현된다고 가정했을 때 2030년 수소차 누적 판매 대수가 1,500만 대를 넘어설 것으로 예상합니다. 에너지 전문 시장 조사기관 블룸버그 NEF(Bloomberg NEF)는 2020년 8천 대 수준이던 수소 승용차 신규 판매량이 2040년 221만 대까지 증가할 것으로 예측하기도 했습니다.
또한, 기존 수소 모빌리티가 수소차, 기차, 선박 등에 한하여 활용됐다면 최근 그 범위가 새로운 운송 수단까지 확장되고 있습니다. 도심항공기(UAM[3]), 수소 드론 등이 그 예입니다.
[3] Urban Air Mobility 도심 항공 이동 수단으로 도심 내에서 항공기를 활용해 사람과 화물을 운송하는 도시교통체계를 뜻함.
공중에서 사람 혹은 화물을 운송하는 UAM과 드론은 수소 활용에 최적화된 모빌리티입니다. 수소 모빌리티는 수소 연료가 추가되어도 무게가 거의 변하지 않아 기체를 더 가볍게 만들 수 있습니다. 따라서 무게가 가벼워야 더 오랜 시간 먼 거리를 이동할 수 있으므로 항공 모빌리티 분야에 수소는 최적의 에너지원입니다.
수소 모빌리티 확대를 위한 과제 ‘수소 운송/충전 인프라’ 확충
친환경 수소 모빌리티 시장의 성장을 위해서는 ‘수소 운송/충전 인프라’의 확충이 필수입니다. 수소 운송은 기체, 액화 그리고 암모니아와 결합된 화합물 상태로 저장된 수소를 운송하는 다양한 방법이 있습니다. 수소 활용이 증가함에 따라 대규모 수소 운송이 필요성이 증대되어 ‘수소의 액화 저장’ 및 ‘액화 수소 운송’이 많은 관심을 받고 있습니다.
기체 상태의 수소를 영하 253℃로 냉각시킨 액화수소는 기체수소에 비해 부피가 800분의 1로 줄어 수소의 수송과 보관이 더욱 유리해집니다. 이때 수소를 냉각시키는 공장이 바로 ‘액화수소 플랜트’입니다. 정부는 “2023년까지 290억 원을 투입해 액화수소 플랜트의 핵심 기술 개발 사업을 지원할 것[4]”을 발표하며 수소 운송 인프라 구축을 향한 계획을 공유하기도 했습니다.
[4] 수소경제 활성화 로드맵(’19.01, 산업부)
SK E&S도 수소의 생산뿐만 아니라 ‘수소 운송/충전 인프라 확충’에 주력하며 수소 모빌리티 시장 확대를 위해 노력하고 있습니다. 2024년 연간 3만 톤 규모의 액화수소를 생산할 수 있는 액화수소 플랜트를 인천에 건설하고 있습니다. 생산된 액화수소를 전국 주요 거점 충전소에 공급하고 수소버스를 포함한 수소상용차 확산을 지원할 예정입니다. 또한 올해 초 인천시와 ‘수소버스 선도도시 조성을 위한 실시협약’을 체결하여 인천 지역에 ‘액화수소’ 공급과 수소버스를 포함한 ‘수소상용차 시대’ 활성화를 주도하고 있습니다.
나아가 부산시, 인천시 및 인천공항에도 액화수소 충전소를 설치해 대규모 액화수소 충전 인프라를 구축할 계획입니다. 특히 인천공항은 고객용 공항버스와 직원용 통근버스 등 장거리 버스 운행의 수요가 많고, 화물차나 지게차 등 다양한 모빌리티가 운행되기 때문에 수소상용차 전환이 가져올 탄소감축 효과도 더 클 것으로 예상됩니다. 앞으로 SK E&S가 열어갈 수소 모빌리티 시대에 많은 관심 부탁드립니다.
