지난 9월 1일 ‘H2 MEET 2022’의 SK E&S 전시관에서 특별한 토크쇼가 열렸습니다.

‘수소경제와 미래를 열어갈 연료전지’를 주제로 다양한 분야의 전문가들이 모였습니다. 수소경제의 활성화를 위한 전문가들의 제언과 인사이트를 SK E&S 미디어룸 독자들께 소개 드립니다.

“수소 경제 활성화와 미래 성장 산업 육성이라는 두 마리 토끼를 한 번에 잡을 방안, 수소연료전지!”

본격적인 토크쇼 시작에 앞서 SK E&S 추형욱 대표이사 사장은 환영사를 통해 토크쇼에 참여한 전문가들과 관람객들에게 감사의 인사를 전했습니다. 이어 추 사장은 18조 5,000억원의 대규모 투자를 통해 ‘수소 시대의 꿈’을 하나씩 ‘현실’로 만들어가고 있는 SK E&S의 수소사업을 소개하며, 수소 경제 활성화를 위해 수소연료전지를 육성해야 한다는 메세지를 전했습니다.

추 사장은 “정부의 목표에 따르면 2025년에는 150만톤 규모의 수소시장이 형성될 것”이라며, “청정수소 중심의 수소경제가 빠르게 안착되기 위해서는 수소 활용 기술 확보와 수소의 수요처 확대가 중요하다”고 강조했습니다. 더하여 미래의 성장 산업 육성까지 잡을 수 있는 현실적인 방안이 바로 수소연료전지가 될 것이라고 덧붙였습니다.

수소연료전지는 그 자체로 최종 수요처인 동시에, 유해물질을 배출하지 않고 안전하며, 수소만 있다면 전기를 생산할 수 있는 유일한 기술 방식입니다. 대규모 발전은 물론 미래 모빌리티에도 적용이 가능하고, 대규모의 일자리를 창출할 수 있으며, 반도체와 이차전지에 이어서 대한민국이 글로벌 시장을 주도할 수 있는 신성장 산업이기도 합니다.

추 사장은 “수소연료전지는 수소사업의 쌀과 같은 핵심 분야로 미국, 중국 등은 국가적으로 다양한 지원정책을 통해 기업의 투자를 유치하고 있다”고 언급하며, 아래와 같이 정부의 담대하고 혁신적인 지원 정책을 촉구했습니다.

추 사장은 “초기 수소 시장의 규모의 경제 달성을 위해 수소발전시장을 파격적으로 확대할 것”을 요청하며 “신산업 육성 기반을 마련하기 위해 대규모 연료전지 발전에 대한 정부차원의 정책적 지원이 필요하다”고 강조했습니다. 이어 “청정수소 시대가 조기에 안착하고 청정수소의 생산과 소비가 촉진될 수 있도록 청정수소 인증제를 연내 도입해야 한다”고 덧붙였습니다.

마지막으로 추 사장은 정부와 기업이 원팀을 이루고 다른 국가보다 신속하게 움직여 대한민국의 수소 시대가 조기에 안착되기를 기원한다며 환영사를 마쳤습니다.

이번 토크쇼에서 좌장을 맡은 김창섭 가천대학교 교수(前 한국에너지공단 이사장)는 “대한민국은 그동안 원전, 석탄, 천연가스의 연료체계를 기반으로 성장해온 제조업 강국”이라고 설명했습니다. 하지만 이제는 탄소중립 시대에 발맞춰 연료체계를 수소, 재생에너지, 원전 등의 중심으로 전환해야 하는 흐름을 거스를 수 없다고 분석했습니다. 컬러TV가 처음 등장했을 당시 반대하는 목소리가 있었지만 결국 전환이 이뤄졌던 것과 유사합니다. 김 교수는 “지금은 흑백TV를 고도화화는 것보다는 컬러TV로 빠르게 혁신해야 할 시점”임을 강조했습니다.

김 교수는 이러한 에너지 전환 과정에서 수소가 핵심적인 역할을 할 것으로 내다보았습니다. 수소는 재생에너지의 한계점을 보완해 탄소중립을 위한 에너지믹스를 완성하며, 대한민국이 글로벌 주도권을 가져갈 가능성이 높은 에너지원이기 때문입니다. 따라서 수소 밸류체인을 전 주기적으로 구축하는 것이 중요하다는 점을 강조하며 토크쇼의 문을 열었습니다.

백철우 덕성여대 교수는 우리나라의 연료전지 주도권을 다른 에너지원처럼 선진국에 뺏기지 않도록 노력해야 한다고 주장했습니다. 백 교수는 화력발전용 가스터빈 시장은 미국, 독일, 일본 등이 전체 시장의 92%를 장악한 ‘선진국의 각축장’이기 때문에 우리나라는 해외 기술에 의존할 수밖에 없었다고 설명했습니다. 반면 수소연료전지 분야는 우리나라가 기술적 우위를 가지고 있습니다. 2021년 한국의 발전용 연료전지는 세계 시장의 45%를 점유해 세계 1위를 기록했습니다.

수소연료전지 시장은 연평균 21% 정도로 빠르게 성장할 것으로 전망됩니다. 이에 다른 나라들은 인플레이션 감축법(IRA, Inflation Reduction Act) 등 청정수소에 대한 인센티브 정책을 발표하고 있어 국제적인 경쟁 환경이 치열해질 것으로 예상됩니다. 백 교수는 “이러한 환경에서 기업들이 오프쇼어링^[1]하지 않고 수소연료전지 기술이 국내에서 과실을 맺을 수 있도록 정부가 적극 지원해야 한다”고 덧붙였습니다.

^[1] off-shoring, 기업들이 경비를 줄이기 위해 해외에 생산과 일자리 등을 내보내는 것

조윤성 대구가톨릭대 교수는 에너지믹스^[2] 구축에 있어서 수소연료전지의 중요성에 대해 설명했습니다. 조 교수는 “탄소중립 달성을 위해 원전과 재생에너지를 포함하여 에너지믹스를 구축해야 한다”고 역설하면서 “원전과 재생에너지는 수요에 따라 발전량을 조절하는 것이 어려운 경직성 전원으로 구분되기 때문에 양수발전^[3], 에너지저장시스템(ESS) 및 수소를 통해 이를 보완해야 한다고” 주장했습니다.

ESS는 빠르게 응동^[4] 할 수 있으며, 양수발전은 대용량 전력을 생산할 수 있다는 장점이 있습니다. 하지만 ESS는 이용 가능 시간이 짧으며, 양수발전은 응동에 오랜 시간이 걸린다는 명확한 단점이 있습니다. 조 교수는 “수소연료전지에는 이러한 한계점들이 없으며, 다양한 목적으로 사용할 수 있기 때문에 에너지믹스를 완성시키는 결정적인 역할을 할 것으로 평가받는다”는 점을 강조했습니다.

^[2] 다양한 에너지원을 활용해 에너지 수요에 효율적으로 대응하는 것으로 한 종류의 에너지원 수급이 어려워져도 다른 에너지원을 활용해 안정적으로 에너지를 수급할 수 있는 것이 장점

^[3] 물의 위치에너지를 이용해 전력을 생산하는 수력발전의 한 형태로 야간이나 전력이 남을 때 펌프를 가동해 아래쪽 저수지 물을 위쪽으로 끌어올려 저수지를 채우고 전력이 필요할 때 방수해 발전

^[4] 우리나라 전력시장은 필요한 전력량만큼만 전기를 생산하도록 한국전력거래소(KPX)가 발전 지시를 내리는 구조로 발전소들이 발전 지시에 따라 전력 생산에 돌입하는 것을 ‘응동’이라 칭함

조 교수는 “수소연료전지가 다양한 위치에서 그리고 다양한 목적으로 활용될 수 있도록 제도적인 보완을 한다면, 전력망의 효율성도 개선되고 성공적 에너지믹스의 구축도 가능할 것”이라고 말했습니다.

이지영 SK 플러그 하이버스 대표 겸 SK E&S 수소Global Group 부사장은 수소시대가 실현되기 위해서는 생산뿐만 아니라 수요처 확보까지 포함하는 밸류체인이 구축돼야 한다고 역설했습니다.

이 대표는 “수소를 생산하는데 있어 가장 큰 어려움은 수요 창출”이라고 설명했습니다. 이어 “암모니아 혼소발전, 수소터빈발전은 아직 연구개발 및 실증 단계에 있으며, 다른 에너지원을 섞어야만 하는 개념”이라며 기술적으로 이미 성숙하고 온전히 수소만을 사용하는 유일한 발전 방식인 수소연료전지의 장점을 조명했습니다. 따라서 수소배관, 충전소 등 장시간이 소요되는 전국적 인프라가 마련되기 전에, 바로 시작할 수 있는 대규모 수소연료전지 발전을 통해 일정 수준 이상의 수소 수요처를 신속하게 창출할 것을 제안했습니다.

이어 “수소연료전지는 우리나라가 글로벌 리더십을 확보한 분야”라고 설명하면서, 이를 대규모 발전에 적용할 것을 촉구했습니다. 또한 대규모 발전은 기술 발전 및 단가 하락 이어져 항공, 선박, UAM, 드론 등 수소모빌리티 분야 성장의 마중물이 될 것”이라고 주장했습니다.

또한 이 대표는 “수소연료전지 기술 발전이 수전해 설비의 발전, 즉 그린수소 생산까지 이어지며 한국이 친환경 발전 분야에서도 선도 국가로 나아갈 수 있을 것”이라고 덧붙였습니다.

건국대학교 항공우주공학과 교수이자 수소드론 전문 벤처기업 엑센스의 대표인 윤광준 교수는 발표에 앞서 “우주 전체 원소 중 수소의 비중이 74%가 넘는다”며 “그런 자원을 잘 활용하는 민족과 국가가 전 세계의 미래를 리드할 것”이라고 말했습니다. 이어 윤 교수는 풍부한 자원인 수소가 자동차, 트럭, 항공 등 모빌리티 분야에서도 활발하게 활용될 수 있는 만큼 이에 대한 준비가 필요하다고 주장했습니다.

윤 교수는 특히 하늘을 나는 택시라고 일컬어지는 UAM(Urban Air Mobility) 시장에 주목했습니다. 윤 대표는 “UAM 시장은 2040년에는 1조 4,739억 달러(약 1,800조 원)에 달할 것으로 예상되고 있다”며 “10년 후에는 항공모빌리티에 의해 3차원적으로 이동하는 세상이 열릴 것”이라고 정의했습니다. 이 과정에서도 수소연료전지가 중요한 역할을 할 것으로 내다보며 “대한민국이 관련 기술을 개발해 선점해야 한다”고 강조했습니다.

윤 대표는 액화수소드론의 성능에 대해 높게 평가했습니다. “전기 배터리 드론은 1회 충전으로 30분가량, 기체수소드론은 2~3시간 연속 비행이 가능하지만, 액화수소드론은 이를 10시간 이상으로 연장할 수 있는 가능성이 있다”며 “2022년 2월 4일, 13시간 24분 동안의 연속 비행에 성공한 바가 있다”고 자신감을 드러냈습니다. 이어 “현재 대부분 차량 운전을 통해 점검하고 있는 도시가스 배관 안전 점검에 액화수소드론을 활용한다면 시간과 인력적인 측면에서 효율적인 모니터링이 가능하다”고 부연했습니다.

이제동 국토부 산하 항공기술안전원 실장은 앞서 윤광준 교수의 수소항공모빌리티 분야에 대한 주제를 이어 나갔습니다. 이 실장은 “탄소중립이라는 트렌드에 맞물려서 수소가 항공기의 에너지원으로 대두되고 있다”고 말하면서 “수소항공모빌리티가 기존의 자동차, 선박 등과는 운용 환경에서 차이가 크기 때문에 보다 철저한 검증이 이뤄져야 한다”고 설명했습니다.

이 실장은 “수소를 동력원으로 사용할 경우 항공기뿐만 아니라 추진시스템을 구성하는 수소저장탱크와 연료전지 등 부품에 대한 검증도 필요하다”고 제언했습니다. 이어 “국내외를 막론하고 수소항공모빌리티에 대한 명확한 인증체계가 마련되지 않은 상황 하에서 국제적인 수준에서 인정되는 인증체계를 마련하고 이에 따라 국내 개발 제품들에 대한 인증이 이루어져야 해외에서도 경쟁력을 갖출 수 있다”고 덧붙였습니다.

국내 수소항공모빌리티의 안전성 담보를 위해서는 정부와 산업계, 학계가 모두 적극적으로 나서야 한다고 언급했습니다. 이 실장은 “정부는 제도적 측면을 보완하고, 산업체는 기술에 대한 투자를, 학계에서는 체계적인 교육을 병행해야 한다”며 “세 축이 모두 모자라지 않아야 수소항공모빌리티의 안전성 확보가 가능하다”고 말했습니다.

“수소시대로의 전환은 결국 속도전이다.”

김창섭 가천대학교 교수는 수소시대로 전환을 위해 가장 중요한 것은 “변화의 속도”라는 점을 강조하며 토크쇼를 마무리했습니다. 앞으로도 인허가, 수요 창출, 기술 발전 등의 난관들이 기다리고 있겠지만 무엇보다도 전 주기적인 체계를 빠르게 구축하는 것이 중요함을 강조했습니다. 마지막으로 탄소중립시대에 핵심적인 역할을 할 에너지원, “수소”의 시대가 실현되도록 모두가 결연한 의지를 갖고 속도전에 임하여 전 주기적인 생태계가 빠르게 구축될 수 있기를 염원했습니다.