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인류의 생존을 위한
불가피한 선택,
수소 에너지
수소 에너지는 온실가스 감축을 위한 방안으로 요즘 초점을 받고 있는 분야이다. 수소는 친환경 산업의 한 부분으로, 재생에너지, 전기차 보급 등과 함께 친환경 3대 분야로 이야기할 수 있다. 그럼 왜 수소가 요즘 이슈가 되는지 지구온난화, ESG의 강화, 탄소국경세의 도입 등의 글로벌 트렌드를 중심으로 소개하려 한다.
[글 이승훈 H2KOREA(수소융합얼라이언스) 정책·기술 본부장]
지구온난화
‘대기 중에 있는 온실가스가 지표로부터 방출되는 장파인 적외선을 흡수하여 지구가 더워지는 현상’을 지구온난화라 하며, 이로 인하여 사막화, 해수면상승, 생태계 변화 등의 이상 기후가 발생하고 있다. 결국 지구온난화가 진행되면, 인류의 지속가능성이 어려워지고, 인류의 생존과 직결되는 문제를 발생시키게 된다.
특히, 지구의 온도는 산업화 이전보다 1.09℃ 상승하였으며, 우리나라의 경우도 1912년 대비 1.8℃ 평균온도가 상승하였다. 대기의 온도가 1℃ 상승할 경우, 대기가 함유할 수 있는 수증기의 양이 7% 증가하게 되고, 대기 중의 수증기 잠열이 에너지원인 태풍은 더 많은 에너지를 흡수할 수 있어, 태풍의 강도가 점점 강해지고 있다.
이에 UN은 지구온난화를 막기 위해 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change, 기후변화에 관한 정부 간 협의체)를 만들어 온실가스 감축에 노력하고 있으며, 세계 각국의 온실가스 감축을 위한 목표를 제출받고 있다. 현재 14개 나라가 탄소 중립 선언을 발표하였다. 중국은 2060년, 일본, 한국 등은 2050년을 탄소 중립(Net-Zero) 시점으로 제시하였다. 중국은 현재 전 세계 온실가스 배출량의 약 27%를 배출하고 있어, 탄소 중립 시점을 2060년으로 제시한 것으로 예측된다.
우리나라의 온실가스 배출 통계를 보면, 이산화탄소가 91.36%, 메탄가스가 3.81%이며, 나머지 가스가 소량 배출되고 있다.
| 분류 | 2018년(백만 톤, CO2eq.) | 점유량 |
| 계 | 727.6 | - |
| 이산화탄소(CO2) | 664.7 | 91.36% |
| 메탄(CH4) | 27.7 | 3.81% |
| 아산화질소(N2O) | 14.4 | 1.98% |
| 수불화탄소(HFCs) | 9.3 | 1.28% |
| 육불화황(SF6) | 8.4 | 1.15% |
| 과불화탄소(PFCs) | 3.2 | 0.44% |
분야별 온실가스 배출량을 보면, 에너지 분야가 86.9%로 가장 많고, 세부 분야 중 전기를 생산하는 에너지 산업이 39.5%, 모빌리티가 13.5%이며, 단일 분야로는 철강, 화학, 시멘트 분야 순으로 나타났다. 결국, 온실가스를 감축하기 위해서 태양광, 풍력과 같은 재생에너지 발전으로 전환하고 있고, 모빌리티 분야에서는 전기차 및 수소차 보급을, 철강 분야에서는 수소환원제철을, 화학·시멘트 분야에는 친환경 연료 전환을 추진하고 있다. 특히, 재생에너지의 확대 보급을 위해서 태양광, 풍력에서 생산되는 전력 중 미활용 전력을 이용해 에너지를 수소로 저장하는 방안을 추진하고 있다.
ESG 강화
ESG(환경·사회·지배구조)는 기업을 평가하는 비재무적인 항목이다. 최근, 글로벌 투자자 및 펀드들이 재무적인 성과보다는 미래 지향적인 친환경 사업에 대한 비중을 강화하고 있다.
특히, 100조 달러의 대규모 투자금을 운영하는 ‘블랙록’은 2020년 초 기업이 국제기준에 따라 비재무 정보를 공시할 것과, 2050년 온실가스 감축을 위한 기업의 전략을 공개할 것을 요구하였으며, 만약 이행하지 않을 경우, 투자 대상에서 제외하고 투자한 자금도 회수하겠다고 밝히면서, 기업들을 압박하고 있다. 이에 2020년 말까지 탄소 중립을 선언한 기업이 마이크로소프트, 애플, LG화학, SK그룹 등 1,000개 이상이다. 우리나라의 대기업도 2020년부터 기업들이 수소 전략을 연이어 발표하고 있으며, 그룹 직속으로 수소추진단을 신설하여 운영하고 있다.
기업들은 ESG의 강화에 따라 생존을 위한 불가피한 선택으로 친환경 산업을 검토하였는데, 재생에너지 발전단지를 건설하거나, 전기차를 만들어 파는 것보다는 기업이 가지고 있는 특성을 잘 활용할 수 있는 수소 분야를 선택한 것으로 판단된다. 수소 에너지는 에너지 전환을 지원하는 분야와 모빌리티 분야, 수소 에너지 국제거래, 산업분야의 열원 대체 등 거의 국내 전 산업과 연관이 되어있어, 재생에너지나 전기차에 비교해 선택의 폭이 훨씬 넓기 때문인 것으로 추정된다.
탄소세, 탄소국경세
또 하나의 글로벌 트렌드로 ‘탄소국경세’가 화제가 되고 있다. 현재 직접세로 탄소세를 부과하는 나라는 모두 24개국이다. 이 나라들 중 탄소세가 가장 높은 나라는 스웨덴으로, 무려 CO2 1톤 당 114달러를 부과하고 있다. EU는 탄소세를 자국의 기업에만 부과하다 보니, 국외기업과의 경쟁에서 불리할 수밖에 없어, 최근 EU는 외국기업에게도 탄소세를 부과하는 탄소국경세 도입을 지난 7월 입법화하였다.
EU는 2023년부터 3년간 시범운영, 2026년부터 직접 외국기업에게 탄소국경세를 부과하겠다고 공표하였다. 결국 우리나라의 기업들이 유럽에 수출하기 위해서는 제품을 만드는 데 발생하는 이산화탄소 배출량을 제시하여야 하고, 배출량에 따라 탄소세를 납부해야하는 입장이 된 것이다. 이는 기업이 온실가스 배출을 줄이지 않으면, 수출이 어려워지고, 결국 기업의 생존이 불확실하게 된 것이다.
전 세계의 정부는 환경규제 및 친환경 인센티브를 강화하고 있고, 기업은 ESG 강화와 탄소국경세 도입으로 온실가스 감축을 하지 않으면 생존을 위협받고 있다. 이러한 글로벌 트렌드는 결국 수소에너지에 대한 관심을 배가시키는 역할을 하였으며, 변화의 속도는 앞으로 가속화될 것으로 예측하고 있다.
수소는 얼마나 깨끗할까?
수소는 여러 가지 생산 방식에 따라 분류할 수 있으며, 생산 방식별 온실가스 배출 정도에 따라 정부의 인센티브가 차별화될 것으로 예상하고 있다. 특히, 미래에는 온실가스 배출이 거의 없는 재생에너지를 이용한 그린수소, 배출되는 온실가스를 포집하는 블루수소 등이 주가 될 것으로 예상하고 있다.
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| 태양광, 풍력에서 생산되는 전기를 물 전기분해로 생산되는 수소 | |
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| 화석연료에서 수소를 생산하면서, 배출되는 이산화탄소를 포집한다. 생산 단가는 그레이수소보다 더 높으나, 그린수소보다 저렴함. IEA(국제에너지기구)에 따르면 블루수소 1kg 당 생산비용은 △천연가스 1.2~2.1달러(한화 약 1,345~2,354원), △석탄 2.1~2.6달러(한화 약2,354~2,915원)이다. * 출처 : https://www.sisaweek.com |
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| 화석연료에서 수소를 생산(이산화탄소 공기 중 배출) | |
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| CH4(메탄)을 고온반응기에서 C와 2H2로 직접 분리하여 수소를 생산한다. 온실가스 배출 발생이 없다. | |
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| 원자력 발전에서 생산하는 전기를 이용해 수전해하여 수소를 생산하거나, 원전의 고온을 이용해 물을 수전해하는 기술 |
이와 같이, 수소 에너지는 에너지 전환, 탄소 중립에 중요한 친환경 핵심 분야로 부각하고 있으며, 이러한 변화 속도는 가속화할 것으로 예측된다. 기업은 지금이라도 제품 생산에서 온실가스의 배출이 얼마나 되는지를 점검해야할 시기라고 생각한다.
