- 2030년 청정수소 수요, 예상치 3배 더 필요 “구체적 로드맵 나와야”
- 청정수소 시장 형성 위한 자연 발생 수요, 정책과 규제, 기술, 자산·인프라 및 공급, 협력 등 5가지 측면에서 해결책 제시

유엔기후변화협약(UNFCCC) 제27차 당사국총회(COP27)를 통해 큰 관심을 받은 청정수소는 탄소감축이 상대적으로 어려운 산업과 미래 에너지 산업 전체에서 중요한 역할을 수행할 전망이다.
한국 딜로이트 그룹은 청정수소 보급 촉진 및 탄소배출 감축 목표를 달성하기 위한 해결책을 담은 ‘수소 경제 실현을 위한 딜로이트의 솔루션 제안(Hydrogen: Making it happen)’ 국문본 리포트를 발간했다.
최근 탈탄소 전략이 각광을 받으며 청정수소에 대한 관심이 커지고 있다. 온실가스 배출 저감은 물론 경제활동과 고용도 활성화시킬 것으로 예상된다. 실제로 유럽연합(EU)은 2030년까지 투자된 10억 유로당 약 1만 개의 직간접 일자리가 창출될 것으로 전망하고 있다.
문제는 구체적인 로드맵이 불명확한 데다 아직까지 수소경제로의 전환을 위한 청정수소 공급량이 부족하다는 것이다. 국제에너지기구(IEA)의 ‘2050년 순제로 배출 시나리오’가 제시한 예상 수요를 충족하려면, 현재까지 발표된 청정수소 예상 공급량의 약 3배가 필요한 것으로 파악됐다. 딜로이트는 이번 보고서를 통해 수소 생산과 수요, 규모의 경제 실현을 위한 솔루션을 제시하고, 수소 허브 조성을 위한 구체적인 방안을 제시한다.

"2050년 전체 에너지 소비 중 10%는 수소로 채워질 것"

딜로이트의 분석에 따르면 분자 기반의 에너지 전달체는 2050년까지 에너지 총 소비의 약 30~35%를 차지할 것으로 예상되며, 이 중 수소는 분자 기반의 에너지 전달체의 35%를 차지할 것으로 예상된다. 이는 전체 에너지 소비의 약 10% 또는 35엑사줄(EJ, 에너지 단위로 1EJ는 10의 18 제곱 줄(J) 또는 100경 줄)을 차지하는 것을 의미한다.
수소의 구체적인 잠재력과 상업화 시기는 각 분야의 특정 요인에 따라 달라질 전망이다. 실제로 그레이 수소가 이미 사용되고 있는 석유화학 및 원유 정제 분야에서는 적은 투자로도 청정수소를 활용할 수 있다. 그러나 항공 및 육상 운송산업 뿐만 아니라, 언급된 정유 및 석유화학산업에서도 2030년까지는 새로운 규제 도입으로 인한 청정수소의 수요가 촉발될 가능성이 있다. 또한 해운업의 경우 관련 기술이 아직까지 성숙화 단계에 접어들지 못한 상태이고, 탈탄소화에 대한 이행방안이 불분명하기 때문에 2030년 이후에나 실질적인 수요 증가로 이어질 것으로 예상된다.
청정수소 공급 계획도 변수가 많다. 딜로이트 에너지전환모니터(DETM)가 분석한 청정수소 공급(수소화합물 포함)과 관련된 전 세계 공급 프로젝트 분석에 따르면, 최근 청정수소 공급 신규 프로젝트 계획은 빠르게 수립되었으나 이 중 절반은 계획이 구체화되기 위해서는 좀 더 시간이 필요한 상황이다. 특히, 수소 프로젝트 관련 투자발표는 유럽, 중동, 미국, 중국, 호주에 집중되어 있으며 약 600개의 생산 프로젝트 중 상위 25개 프로젝트가 전체 생산량의 약 70%를 차지하는 등 원만한 공급 계획의 현실화는 요원한 상황이다.

청정수소 시장 형성을 위해 딜로이트가 제안하는 5가지 솔루션

딜로이트는 청정수소 시장 형성을 위해 ‘시장 니즈 기반의 자연발생적 수요, 정부의 정책과 규제, 기술, 자산·인프라 및 공급, 협력’ 등 5가지 측면에서 각각 솔루션을 제시했다. 먼저 자연 발생 수요 창출은 녹색산업이 왜 필요한지에 대한 명확한 가치제안을 통해 청정수소 수요를 촉발시켜 나감으로써 수요와 지원, 투자를 유도하자는 것이다. 딜로이트는 청정수소가 정책과 규제에 의해서가 아니라 시장수요에 기인한 자연발생적 수요 창출로 연결되기 위해서는 첫째, 수요 활용을 통해 기업과 소비자에게 돌아가는 이득을 명확히 전달할 것, 둘째, 청정수소로 전환하지 않을 경우 사회와 정부로부터 기업이 감당하게 될 리스크를 인식할 수 있도록 할 것, 셋째, 청정수소 도입으로 인한 기업의 부담을 줄이기 위해 수요자에게 최소한의 필요 비용을 전가할 수 있을 것 등 3가지 측면의 가치제안을 언급했다.
이어 딜로이트는 주요 수소경제 선도국이 제시하고 있는 정책과 지원 규제를 크게 수요와 공급 중심형, 공급 중심형, 수출 중심형, 암중모색형으로 유형화하고, 특히 호주의 블루 및 그린수소 생산과 허브개발 촉진을 위한 수출중심의 공급 전략을 소개했다. 호주는 2억 달러의 국가 정책자금 및 3억 3,500만 달러 지방 기금 투입과 별도 인센티브 정책을 진행하고 있다. 또한 그레이, 블루, 그린수소 투자 촉진 및 배출량 감축을 위해 딜로이트 산업 전문가들은 ‘수소의 탄소배출집약도지수(HCII)’ 도입도 제안하고 있다. 해당 지수는 탄소 배출량 감소를 위한 다양한 수소생산 기술 발전 및 경제적 측면을 고려해 더 가치 있는 솔루션을 도출하는 것이 핵심이다.
기술적 측면에서는 특히 어떤 기술이 수소경제 달성에 효과적인지 시장합의를 확보하지 못한 영역은 연구개발(R&D)의 목표 및 실증 프로젝트를 통해 산업 전반을 아우르는 목표 설정이 중요하다고 말한다. 딜로이트는 기술적인 한계와 공급망 제약 해결과 함께 ‘초기에 작은 규모로 시작해 빠르게 확장하는’ 전략이 필요하다고 조언한다. 또한 연구개발과 디지털화를 통한 공급망 확대도 중요한 솔루션으로 제시한다.
자산과 인프라 및 공급에 대한 해결책도 제시했다. 특히 온실가스 배출 저감이 상대적으로 어려운(hard-to-abate) 산업군에서 전 세계 자산의 1%가 채 되지 않는 비율로 탈탄소 노력이 이어지고 있다. 자산 교체 사이클은 장기간 이어지며 교체율도 낮은 경향이 있다. 따라서 빠른 자산 사이클로 즉각적 전환 노력이 필요하다는 것이다. 인프라 투자의 경우 투자 개발형 사업(PPP)을 통한 민관 협력을 제시한다. 실제로 그린수소 수요를 충족하려면 2030년 기준 현재 운영중인 발전량의 8배에 해당하는 8테라와트(TW)의 풍력 및 태양광 발전량이 필요하다. 이를 감안하면, 태양광과 풍력이 풍부하고 저렴한 중동 및 호주 등 나라가 공급 주도 허브 구축에 나서는 것을 고려할 수 있다고 딜로이트는 제안한다.
협력 솔루션은 곧 에너지 공급자와 구매자, 그리고 정부, 금융기관 및 연구기관이 협력하며 수소 가치사슬을 구축하고 자본, 리스크, 역량을 함께 공유하며 협력할 필요가 있다는 뜻이다. 딜로이트는 나아가 수소 가치사슬을 따라 통합적이고 새롭게 조정된 비즈니스 모델 고안이 절실하다는 점도 빠뜨리지 않고 제시한다.

수소 허브 컨소시엄 참여한 기업, 구축 관련 비용 최대 95% 절감...’5가지 솔루션+수소 허브 전략’ 필요

딜로이트는 앞서 제안한 5가지 솔루션과 ‘수소 허브’ 전략을 통해 단기간에 규모의 경제를 창출할 수 있다고 주장한다. 이를 위해서는 ▲저비용 자원의 유기적 결합 ▲충분한 규모의 산업 오프테이커 중심 클러스터 ▲정부 지원 정책 ▲규모의 경제와 인프라 규제 해소를 통한 수소 비용 절감에 대한 협력 의지가 전제되어야 한다.
딜로이트가 조사한 ‘수소 허브에 대한 사례 연구’에 따르면 허브 컨소시엄으로 참여시 동일한 생산량과 배출량 감축을 달성하기 위한 투자 방법과 비교했을 때 기업의 인프라 구축 관련 투자비용을 최대 95%까지 절감할 수 있었다.
수소 허브는 공급 주도형, 수요 주도형, 공급과 수요 양 측면 모두에 의해 주도되는 허브로 분류된다. 공급 주도형 허브는 에너지 수요가 부족한 지역 혹은 에너지 전체 공급 부족으로 수익성 높은 수소 수출시장이 형성될 수 있는 지역에 조성될 가능성이 높다. 청정수소 생산량이 지역 수요를 초과하는 중동 또는 미국 걸프 연안 지역이 대표적이다. 다만 수출 잠재력에 대해서는 사회적 합의 차원에서 면밀한 합의와 토론이 필요하다.
수요 주도형 허브는 불충분한 재생 에너지, 천연가스, 이산화탄소 저장 용량 등의 요인으로 인해 구조적으로 자체 청정수소 공급량이 낮은 곳에 조성될 전망이다. 한국과 일본이 대표적이다. 이 곳에서는 수요와 공급자의 쌍방향 거래가 우선적으로 진행되기 때문에 수요 및 공급 주체가 함께 공급 역량 개발에 투자할 가능성이 높다.
마지막 공급과 수요 양 측면 모두에 의해 주도되는 허브는 공급망 및 비용 감축을 통해 청정수소 도입을 촉진시킬 것으로 기대된다. 정부가 투명한 규제, 표준, 프레임워크 수립 및 보조금 지원 등을 통해 공급과 수요 양 측면에서 지원이 가능하며 이를 바탕으로 새로운 비즈니스 모델이 창출될 가능성도 있다.
최용호 한국 딜로이트 그룹 수소 CoE(Center of Excellence) 리더는 "청정수소 프로젝트는 많은 관심을 받고 있지만, 아직까지 FID 이후 단계로 넘어가기에는 많은 고려사항이 존재하고 있다”면서 “딜로이트가 제안한 5가지의 솔루션과 수소 허브 전략을 바탕으로, 규모의 경제를 빠르게 실현할 수 있는 길을 찾아야 한다”고 말했다.

■ Contact: 한국딜로이트그룹 www2.deloitte.com