수소경제

수소경제(水素經濟, 영어: hydrogen economy)는 수소를 주요 에너지원으로 사용하는 경제산업구조를 말한다. 즉 화석연료 중심의 현재 에너지 시스템에서 벗어나 수소를 에너지원으로 활용하는 자동차, 선박, 열차, 기계 혹은 전기발전, 열 생산 등을 늘리고, 이를 위해 수소를 안정적으로 생산- 저장- 운송하는 데 필요한 모든 분야의 산업과 시장을 새롭게 만들어내는 경제시스템이다. 이 용어는 GM에 있던 존 벅크리스가 1970년 한 대담에서 만들었다. 이 개념은 유전 학자 JBS Haldane가 이전에 제안한 바 있다.

수소 플랜트

수소경제의 요소

타임 라인

글로벌

글로벌 수소경제의 전망

2050년, 수소산업은 年2.5조 달러의 부가가치와 누적 3,000만 개의 신규 일자리를 창출할 것으로 전망된다. 또한, 전 세계 수소에너지 수요는 2015년 8EJ에서 2050년 78EJ로 급속하게 증가하면서 에너지 수요의 18%를 차지할 것으로 예상된다.

※ 맥킨지 전망 기준 (2018년)

국가별 수소전기차 지원책

글로벌 자동차 최대시장인 중국, 미국, 유럽, 일본 등 주요 국가에서 수소전기차 로드맵을 발표하고 보급 진행 중이며, 차량 보조금 및 세제, 인프라 구축비용, 운영비 등을 지원하였다.

※ 2030년 글로벌 수소전기차 보급 1,000만대 이상 예상(수소위원회)

구분	주요내용	2030 수소 비전(누적)
		수소전기차	수소충전소
일본	・ 아베 정부 수소기본전략 발표(2017년) ・ 민간 합작 투자회사(JHyM)설립 ・ 최첨단 기술 확보 및 글로벌 선행 지향	80만대	900기
미국	・ 캘리포니아주 중심 수소전기차 추진 ・ 민간협의체(CaFCP)설립 ・ AB8(2013년)법안 통한 법/지원체제 완비	100만대	1,000기
독일	・ 연방정부 산하기관(NOW) 통한 정책 수립 ・ 민간 합작 투자회사(H2Mobility)설립 ・ 수전해 수소 생산 및 가스그리드 프로젝트 추진	180만대	1,000기
중국	・ 중앙정부 차원에서 정책적 수소전기차 육성 ・ 지방정부별로 지원정책 별도 추진 ・ 지역별 성숙단계 '30년 성장단계 진입	100만대	1,000기

대한민국 내

한국 수소경제의 전망

수소는 미래 한국의 청정 에너지 사회 진입을 위해 필수적인 요소이며, 산업 발전 및 국민 삶의 질 개선에도 다음과 같은 상당한 기여를 할 것으로 예상된다. 첫째, 빠르게 성장하는 글로벌 수소 경제에서 한국은 앞선 기술을 바탕으로 세계시장을 선도할 수 있다. 한국은 이미 수소전기차 및 연료전지 부문에서 상당한 기술을 보유 중이기 때문이다. 둘째, 수소는 한국의 발전, 수송, 산업 및 건물을 비롯한 다양한 부문의 탈탄소화에 지대한 기여를 할 수 있다. 셋째, 수소 도입을 통한 에너지원 다각화로 국가 에너지 안보를 향상시킬 수 있다. 수소는 재생에너지 전력을 기반으로 생산된 후 대량으로 저장 및 운송될 수 있는 에너지 캐리어이다.

맥킨지의 ‘한국 수소산업 로드맵’에 따르면, 2050년 국내에서만 연간 약 70조 원의 경제효과 및 약 60만 명의 고용창출 효과가 있을 것으로 전망된다. 정부 역시 수소 경제 로드맵을 통해 2040년 연간 약 43조 원의 경제효과 및 약 42만 명의 고용창출 효과가 있을 것으로 전망하고 있다.

수소경제 관련 정부의 주요 정책 동향

정부의 수소경제에 대한 의지는 노무현 정부의 “친환경 수소경제 구현 마스터 플랜(2005년)”발표로 거슬러 올라간다. 이후, 정권의 변동 및 시장 환경 등의 사유로 소강국면에 접어들다가 문재인 정부 들어서 “혁신성장을 위한 3대 전략투자 분야로 선정(2018년)” 및 “수소경제 활성화 로드맵 발표(2019년)” 등 적극적 추진 의지를 표명하였다.

수소경제 활성화 로드맵의 주요 내용

정부는 『 2040년 세계 최고수준의 수소경제 선도국가로 도약 』을 선언하였다. ‘수소전기차’와 ‘연료전지’를 양대 축으로 수소경제를 선도할 수 있는 산업생태계를 구축하고, 수소경제로의 전환을 통해 미래성장동력 확보 및 온실가스 감축을 도모할 예정이다.

주요 목표는 다음과 같다.

구분		'18년	'22년	'40년
수소전기차 (누적)		1.8천대 (내수 0.9천대)	8.1만대 (내수 6.7만대)	620만대 (내수29만대)
수소충전소 (누적)		14개소	310개소	1,200개소 이상
연료 전지	발전용	307MW (내수 전체)	1.5GW (내수1GW)	15GW (내수 8GW)
	가정 ・ 건물용	7MW	50MW	2.1GW
수소공급 ・ 가격		연 13만톤, 정책가격	연 47만톤, 6,000원/kg	연 526만톤 이상, 3,000원/kg

수소전기차/충전소 관련 정부의 규제 해소 노력

정부는 수소전기차 규제혁신 추진 계획을 발표하고 추진 중에 있으며, 규제 샌드박스 1호로 국회 수소충전소 설치를 허용하는 등 정책 지원 중이다. 아울러 수소충전소 설치 기준 완화(준주거 /상업지역 내 설치 허용, 설치 이격거리 완화 등), 셀프충전 허용, 수소 운송 트레일러 용기압력 제한 완화, 수소전기차 부품 인증기준 개선 등 다방면에 걸친 규제 해소 노력을 기울이고 있다.

※ 정부, 수소전기차/충전소 규제완화 계획 발표 : 국무총리 국정현안점검조정회의, 2018년 11월 15일

정부의 수소전기차 관련사 지원 상황

수소전기차는 현대차를 비롯하여 300여개 이상의 부품업체가 참여하여 공동개발 하였다. 즉, 국내 완성차 및 부품업계가 힘을 모아 최고의 기술들이 집약된 차량이라고 할 수 있다.

수소전기차 부품 협력사들은 지난 15년간 정부과제 등을 통해 핵심기술 개발에 투자해왔으며, 높은 기술력을 축적해왔다. 넥쏘의 연료전지 전용부품 국산화율은 99%에 달하며, 특히 연료전지에서 산소와 수소의 화학적 반응을 이끌어 내 전기에너지로 변환시키는 핵심부품(MEA)의국산화에 성공했다.

이러한 중소기업의 투자를 상용화 성과로 연결할 필요가 있다. 수소전기차 및 연료전지의 협력 부품업체가 대부분 중소·중견기업으로, 활용 확대에 따라 협력기업의 성장과 고용창출로 연계 가능하다. 실제로, 부품업체들은 독자적으로 해외업체로 납품선 확대하는 등 수출경쟁력 확보 중이다.

수소전기차 관련사 성과 사례

① 세종공업 : 수소센서 개발 및 중국에 독자적 수출, 기존 내연차 부품중심에서 전기전자 부품으로 영역 확대

② JNTG : 10년간 기체확산층을 개발하여 해외 대기업과 동등한 기술 확보

③ 일진복합소재 : CNG 고압용기 소량생산 부품업체에서 세계적인 수소전기차 고압수소용기 업체로 성장 중

④ 한온시스템 : 세계최고 내구성을 가진 공기압축기 개발

⑤ 코멤텍 : Gore-tex사와 동등한 다공성 PTFE 소재기술 개발(강소중소기업)

⑥ 한조 : 선박용, 군수용 부품업체 수소전기차 분리판 부품 New player로 진입

⑦ 대원강업 : 기존 차체 샤시 부품과 더불어 연료전지 스택 부품업체로 성장 중

⑧ 두산퓨얼셀 : 연료전지 원천기술을 바탕으로 발전용 및 주택용 연료전지 제품 라인업을 구축.

수소 경제와 재생에너지의 관계

정부는 재생에너지 3020 계획(’17.12)을 통해 태양광, 풍력 등 재생에너지 발전량 비중을 7%(’16년)에서 20%(’30년)까지 확대하겠다는 내용을 발표하였다. 하지만 재생에너지는 자연을 이용한 힘이기에 간헐성 (발전량이 계절/주야마다 다름), 경직성(수요에 따라 조절이 어려움), 지역편차 (지역마다 편차가 큼) 등 근본적 한계를 가진다. 이러한 제약을 해소하고자 대안으로 제시 된 에너지가 수소이다.

수소는 저장·수송이 가능한 각광받는 2차 에너지로 재생에너지와는 떨어질 수 없는 상호보완적 관계이다. 정부는 “재생에너지 3020” 계획을 통해 “P2G(수소수송), ESS(수소저장), 연료전지(수소발전)”와 같은 수소 관련 분야의 육성을 재생에너지 확대의 큰 과제로 삼았다. 수소전기차의 보급 확대는 이와 같은 수소 저장·수송 및 연료전지 기반 산업 육성의 촉매제로서 역할 할 것이며, 결국 재생에너지 확산과 더불어 수소 경제로 발돋움 할 수 있는 밑거름이 될 것으로 전망된다.

외부 링크

• 가스 월드 웹 사이트 Archived 2016년 1월 8일 - 웨이백 머신
• 인도 수소 프로그램 개요
• 수소 학회
• 수소 경제를위한 국제 파트너쉽
• 유럽 수소 협회
• 유럽 에너지 네트워크 ( Energy Network) 로서의 수소 안전성 (HySafe)
• 세계 최초의 수소 안전 공학 교육 프로그램
• NSERC 수소 캐나다
• 미국 에너지 부
• 유럽 프로젝트 2002-2006 FP6
• EU- 연료 전지 및 수소 공동 사업
• 20 수소 신화 - 주요 수소 경제 지지자 인 록키 마운틴 연구소 (Rocky Mountain Institute)에서 발행.
• 수소 경제가 센스를 만드나요?
• 수소와 연료 전지 위키
• ITM Power - 저비용 소재 (비 백금, 플루오로 카본 사용 불가) 및 제조 공정 - 전해 기 및 연료 전지로부터 재생 가능한 경제적 인 수소
• 새로운 아틀란티스의 Robert Zubrin 의 Hydrogen Hoax 기사
• 수소 발전소에 대한 자료