[이슈논쟁] 진입장벽만 보고 수소경제 우려하긴 섣부르다 / 박진남

박진남
‘수소경제활성화로드맵’ 생산분과위원장(경일대 신재생에너지학부 교수)

2018년부터 수소전기차 산업을 필두로 한 수소경제에 대한 언급이 많아지기 시작했다. 지난달 17일 문재인 대통령이 직접 울산을 방문한 자리에서 ‘수소경제 활성화 로드맵’을 발표하면서 수소경제에 대한 관심은 정점에 이르렀다. 이런 영향 때문인지 수소경제 및 수소전기차에 대한 우려 혹은 비판도 다수 제기되고 있어, 이에 대해 논의해보고자 한다.

탄소경제에 기반한 현재의 사회는 에너지원의 고갈과 환경문제가 심각하게 대두되고 있으며, 이의 해결책으로 지속가능한 수소경제 사회가 제시되고 있다. 수소경제의 구현은 수소의 에너지원 활용 확대를 통하여 수소에너지 그리드(Grid·전력망)를 구축하는 것을 목표로 하고 있다. 그 외에도 신재생에너지와 배터리에 기반한 전기 그리드 또한 상호보완적으로 보급되어야 지속가능한 에너지 사회의 구축이 가능할 것이다. 수소경제의 전제 조건은 값싸고 친환경적인 수소의 공급이며, 이를 위해서는 수소 시장 자체가 커져야 한다. 수소 시장을 키우기 위한 첫 단계가 수소전기차와 수소충전소의 보급이며, 이의 성공 여부가 수소경제의 실현 가능성을 결정하게 된다.

먼저 “수소전기차는 친환경인가”라는 질문이 나올 수 있다. 수소전기차의 발전장치인 연료전지 스택에는 수소와 공기를 공급하여야 하며, 수소는 공기 중의 산소와 반응하여 물이 되면서 전기를 생산하게 된다. 즉, 물만이 배출되므로 대기 오염물질의 배출은 전혀 없다. 또한 연료전지의 안정적인 운전을 위해 깨끗한 공기를 공급해야 하므로 공기 필터가 필요한데, 이를 통해 미세먼지 제거 효과까지 제공할 수 있다. 그렇지만 연료로 사용되는 수소의 생산 과정에서의 이산화탄소 발생은 문제가 될 수 있다. 재생에너지 전력으로 물을 전기분해하여 수소를 생산하면 탄소 배출 없이 수소를 공급할 수 있다. 이는 이상적인 방법이지만 경제성을 고려할 때, 지금은 널리 적용하기 어렵다. 현실적으로 한참 동안은 천연가스에서 수소를 추출하여 사용할 수밖에 없으며, 이 과정에서의 이산화탄소 배출은 불가피하다. 천연가스를 연료로 하여 차량을 운행할 경우와 천연가스로 수소를 만들어서 수소전기차를 운행할 경우를 비교하면 약 30~50%의 탄소 배출량 저감 효과가 발생한다. 천연가스에서 수소를 추출하여 사용하면 이산화탄소가 배출되기는 하지만 기존의 내연기관 차량에 견줘서는 탄소 배출량 저감 효과가 있다는 얘기다. 또한 장기적으로는 탄소 배출이 없는 물 전기분해 수소 및 수입 수소의 비율이 상승할 것이므로 수소전기차의 탄소 배출량 저감 기여도는 계속 높아질 것이다.

다음으로 “수소충전소 구축 비용이 비싸다”는 우려가 있다. 수소충전소 1기를 구축하는 비용은 약 30억원이다. 수소전기차의 1회 충전 주행거리가 600㎞ 정도이므로 열흘에 한번 충전한다고 가정할 수 있다. 시간당 5대를 충전할 수 있는 수소충전소를 하루에 15시간 운영한다면, 수소충전소 1기가 750대를 감당할 수 있다. 계산해보면 수소전기차 1대당 수소충전 인프라 구축 비용은 400만원이며, 앞으로 더욱 낮아질 것이다. 수소충전소 구축 비용을 전기충전 인프라 구축 비용과 비교해보면 큰 금액이 아니다.

이어서 “수소경제 활성화 로드맵의 목표치들이 과연 달성 가능한가”라는 비판도 뒤따른다. 이번에 발표된 로드맵은 상당히 도전적인 목표들을 제시하고 있다. 이런 목표치는 수소전기차를 시작으로 수소경제를 활성화하고 관련된 신산업을 육성하겠다는 의지의 표출로 보는 것이 적절하다. 기술의 발전 상황 및 시장의 성장 정도에 따라 앞으로 이를 계속 수정하고 보완하는 것이 바람직할 것이다. 아울러 수반되는 재정적 부담 또한 신중하게 고려하여 정책이 추진되어야 할 것이다.

마지막으로 최근 많이 나오는 주장은 “이미 전기차가 친환경 자동차의 표준으로 자리 잡았는데 수소전기차를 보급하는 것이 적절한가”이다. 전기차는 배터리와 모터가 핵심 부품이며, 진입장벽이 대단히 낮다. 테슬라 이후로 많은 자동차 업체가 전기차를 출시하고 있는데, 이는 전기차의 우월성 때문이라기보다는 진입장벽이 낮은 것에 기인하는 것으로 생각된다. 수소전기차는 연료전지 스택이 핵심 부품이며, 현대자동차와 도요타자동차 등이 20여년간 개발하여 지금의 수준에 이르렀으며, 수소전기차의 상용화 역시 전기차보다 늦었기에 후발 주자라고 할 수 있다. 수소전기차의 진입장벽이 높기 때문에 수소전기차를 출시하는 회사가 적다고 보아야 하며, 아직은 전기자동차가 친환경차의 표준이라고 단언하기에는 이른 것으로 생각된다.

수소경제와 관련되거나 관심을 가지는 모든 이에게 다음과 같이 제언하고자 한다. 지금은 친환경 자동차의 보급에 주력하여야 할 때이며, 여기에서 고려하여야 할 사항은 탄소 배출량 저감, 에너지 효율 향상, 투자 비용, 산업 파급 효과, 에너지 안보 등이다. 현시점에서 수소전기차와 전기차 중 어느 것을 중점적으로 보급하는 것이 적절한지를 소모적으로 논쟁하는 것은 적절하지 않다. 이런 기술들은 아직도 완성된 것이 아니며, 각각 장단점이 있어 향후 기술 발전의 정도와 소비자의 수용성에 따라 시장에서 그 위치가 자연스럽게 정해질 것이기 때문이다. 수소전기차와 전기차, 넓게는 하이브리드 자동차까지 포함하여 전방위적으로 친환경 자동차를 널리 보급하는 방안을 함께 고민해야 한다.

[이슈논쟁/ 수소경제] 지난달 17일 정부는 ‘수소경제 활성화 로드맵’을 발표했다. 전후방 산업 파급 효과가 크고 친환경적인 수소 에너지원을 활용해 새로운 미래 먹거리로 만들겠다는 구상이다. 로드맵은 크게 수소차 생산 확대와 연료전지 보급 확대, 수소 생산 및 공급 시스템 조성 등 세 축으로 짜여 있다. 2040년까지 수소차를 누적 620만대 생산하고 수소충전소를 전국에 1200곳 구축한다는 계획이 포함됐다. 하지만 이를 두고 우려와 비판도 뒤따르고 있다. ‘수소경제 활성화 로드맵’ 생산분과를 맡고 있는 박진남 경일대 신재생에너지학부 교수와 김지석 그린피스 기후에너지 스페셜리스트의 견해를 나란히 싣는다.