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[수소의 가치④] 결국 ‘원전·핵폐기물’ 문제와 만나는 수소경제…솔로몬의 해법은?

디지털데일리 발행일 2022-02-18 16:06:54
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신제인
[디지털데일리 신제인기자] 전문기관들은 수소차 보급이 본격화되고, 연료전지 수요가 늘어나게 된다면 국내 수소 소비량은 오는 2040년 연간 980만톤에 육박할 것으로 예측하고 있다.

지난 2020년과 비교하면, 이는 무려 40배 가까이 늘어난 수치다.

그러나 2040년까지 이같은 수소경제 생태계가 살아있으려면 반드시 하나의 필수적인 전제가 필요하다.

다름아닌 수소 판매 가격이 지금보다는 50% 정도 떨어져야 한다는 것. 즉, 경제성을 확보해야만 수소경제 생태계에 대한 장밋빛 전망도 뒷받침될 수 있다.

이런 전제위에 오는 2040년 국내 수소생태계의 시장 규모가 약 30조 원이란 얘기다. 물론 경제성을 확보한다면 다양한 분야에서 수소 생태계의 경제적 부가가치가 창출될 수 있다.

앞서 자동차업계의 경우, 현대차는 ‘FCEV 비전 2030’을 통해 오는 2030년엔 50만대, 2050년까지 내수판매 차량 100%를 전기∙수소차로 공급하겠다고 발표한 바 있다.

수소차 뿐만 아니라 UAM(Urban Air Mobility∙에어택시 등), 드론, 수소열차 및 선박 등 수소 모빌리티 부문도 수소 에너지를 기반으로 한다. 이에따른 연료전지 소비량도 늘어나면 2040년엔 이 분야에서 연간 소비량이 300만톤에 달할 전망이다.

또한 수소 활용이 늘어나면 수소 충전 시장도 자연스레 확대될 수밖에 없다.

우리금융경영연구소는 지난 1월 수소경제와 관련한 보고서를 통해, 국내 수소 충전소는 2022년 1월 기준 89기에 불과하지만, 2040년엔 1200기로 늘어날 전망이다. 또한 고압저장용기는 같은 기간 약 500대에서 4만대까지 증가하고, 2040년에 이르러서는 시장규모 7조원에 달하게 된다.

한편, 정부는 글로벌 흐름에 발맞춰 2030년까지 저탄소 수소인 블루∙그린 수소를 국내 총 수소 생산량의 50%까지 끌어 올리겠다는 방침을 발표했다.

◆결국 수소생산 원가의 문제로 귀결… '원전을 어떻게 활용할 것인가?'

정부는 오는 2030년 블루·그린수소 생산 비중을 50%까지 끌어올리기 위해서는 '그린수소' 생산에 필요한 발전원의 가격 경쟁력을 먼저 확보해야 한다.

보고서에 따르면, '블루수소'는 지난 2020년 5만톤 수준에서 오는 2040년 300만톤으로 약 60배 이상 늘어날 것으로 예상되는데, 이보다 더 환경 친화적인 '그린수소'는 가격 경쟁력이 확보될 경우에는 블루수소와 유사한 수준에서 생산량을 확대할 수 있을 것이란 전망이다.

'블루수소'의 경우도 천연가스 도입단가가 높아 경제성이 썩 좋은 것은 아니지만 정부가 보조금 지급등을 통해 가격 경쟁력을 확보하고 있어 큰 문제는 되지 않는다.

그런데 문제는 '그린 수소'의 원가 경쟁력을 낮추는 것이 만만치 않다는 점이다.

우리금융경영연구소에 따르면, 2020년 기준 그린수소(수전해 방식) 생산비용(LCOH2)8)은 1kg당 1.2만원으로 여타 생산방식 대비 경제성이 크게 부족한 상태다. 참고로, 같은 양의 수소를 생산하는 데 있어 현재의 부생수소(그레이 수소) 방식은 2000원에 불과하다.

이처럼 그린수소 생산의 경제성이 낮은 것은 이를 생산하는데 필요한 태양광 발전비용이 높기때문이다.

예를 들어 수소 1kg 생산에 필요한 전력량(50kWh)을 태양광 발전(136.1원/kWh)으로 공급한다고 가정했을때 6805원의 비용이 소요된다.
보고서는, '그린수소' 생산을 위한 발전단가가 지금의 절반인 kWh 당 70원 미만으로 하락해야 블루수소와 유사한 가격 경쟁력을 확보 가능할 것으로 추정하고 있다.

결국 가장 저렴하게 그린수소를 만들어 낼 수 있는 재생에너지 방식을 찾아는 것이 우리나라 수소경제 생태계의 지속성 여부를 판단하는 핵심으로 귀결된다.

보고서에 따르면, 재생에너지 발전원별 오는 2030년 kg당 수소 생산비용은 ▲태양광 4710원 ▲풍력7515원 ▲원자력 2965원 수준으로 추정된다.

발전 원가가 싼 원전을 활용한 수소 생산 방식을 활용할 경우 블루수소와 수준의 가격 경쟁력을 가질 것이란 추정이다. IEA(국제에너지기구)는 오는 2030년 발전원별 단가를 가정했을때 kWh당 태양광 94원, 풍력 150원, 원전 59원으로 예측됐다. 물론 이러한 발전원별 단가는 전문기관들 마다 각각 다르다. 에너지경제연구원은 IEA의 예측보다 원전 발전 비용이 더 높다.

결국 뜨거운 감자인 원전을 어떻게 효과적으로 활용할 수 있는 방안을 찾는 것이 우리 나라 수소경제 생태계와도 밀접하게 관련이 있다. 다만 분명한 것은 '원자력'은 여전히 친환경 에너지가 아니라는 점이다.

◆알고보면 원전, 핵폐기물 관리 비용, 수소경제가 촘촘하게 맞물려있는 미래 에너지 생태계

앞서 EU가 지난 1월, '그린 택소노미'에 원전을 포함시킨 것은 '핵폐기물을 관리및 저장 계획을 오는 2045년까지 마련하고, 2050년에 실질적으로 이렇게 관리돼야한다'는 것을 단서를 달았기 때문이다.

국민적 갈등이 심각한 방폐장과 같은 구체적인 '핵폐기물 관리' 방안이 제시되지 못하면 여전히 '그린 택소노미'에는 포함될 수 없는 것이다.

같은 논리로 국내에서 '원자력 핵폐기물 관리' 계획을 구체적으로 제시하지 못하면 원전에 기반에 수소경제 생태계의 타격도 불가피하게 되는 것이다.
경주 방폐장 내부 모습
경주 방폐장 내부 모습

원전, 수소생산 비용, 핵폐기물 관리에 이르기 까지 수소경제는 단순히 새로운 신생 에너지의 한 종류가 아니라 국내 전체 에너지 생태계에도 민감한 영향을 미칠 수 밖에 없는 국가적 중대사인 이유다.

물론 앞으로 핵폐기물 관리및 저장시설에 소요되는 천문학적인 원전 사후관리 비용까지 고려한다면 원전을 통한 그린 수소 생산 단가가 그리 경제성을 갖는 것이 아닐 수도 있다.

원전에 대한 정치적 진영논리를 떠나서 미래 에너지를 확보하기위한 솔로몬의 지혜가 절실히 필요한 시점이다.
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