[월간수소경제 이종수 기자] 정부 차원의 수소전기차 기술개발 로드맵이 마련될 것으로 보인다. 현재 지자체 중심으로 운영되고 있는 수소충전소 시장에 민간 참여를 활성화 해야 한다는 지적이 또 나왔다. 일단 내년부터 민간에 대한 수소충전소 설치 보조금 지원이 이뤄질 것으로 예상된다. 내년 상반기 수소법 제정안 국회 통과도 기대된다.  

국회신재생에너지포럼과 산업통상자원부가 주최하고 수소융합얼라이언스추진단이 주관한 ‘제1회 수소융합얼라이언스 포럼’이 7일 국회의원회관 제1소회의실에서 열렸다. 

이날 이원욱 국회의원(국회신재생에너지포럼 공동대표, 더불어민주당)은 환영사를 통해 “수소사회 구현과 관련산업 육성을 위해 수소법 제정을 준비하고 있다”라며 “수소법 제정안을 마련해 정부 등과 논의 중으로 내년 상반기 입법발의와 국회 통과를 목표로 추진 중”이라고 말했다.

이 의원은 “산업통상자원중소벤처기업위원회 소속 자유한국당, 국민의당 의원들도 수소법 제정을 적극 돕겠다고 했으니 수소법 제정안의 국회 통과를 기대하고 있다”고 말했다.

■ 수소전기차 기술로드맵 방향 나와

박종원 산업통상자원부 자동차항공과장은 ‘수소차 기술로드맵’ 방향에 대해 발표했다. 환경규제 강화, 다양한 수소차 출시 등 글로벌 수소차 시장이 성장할 것으로 전망하고 있기 때문이다.

박 과장의 발표내용에 따르면 자동차 최대 시장인 중국, 미국, 유럽 등을 중심으로 수소차 보급이 진행 중이다. 도요타, 혼다 등 주요 자동차회사들은 수소차 기술개발 및 양산대수 증대를 통한 수소차 가격저감 전략을 추진하고 있다. 이러한 해외의 상황변화와 수소차 기술현황 분석을 통해 2022년 수소차 시장‧기술 선도를 위한 전략 수립이 필요하다.

국내 수소차 및 부품기술은 해외대비 동등 또는 이상으로 평가된다. 수소차 가격은 현대차, 도요타, 혼다 모두 8,000~8,500만원 내외로 유사한 가격을 형성하고 있지만 생산대수가 많아지는 2018~2020년에 실질적인 가격경쟁이 심화될 전망이다.

국내 수소차 부품기술은 시장경쟁이 가능하지만 소재기술은 다소 미흡한 것으로 평가된다.

박 과장은 “기술개발 로드맵 방향으로 공용화가 가능한 부품과 수소차 전용부품 기술개발, 수소차 보급에 필수적인 수소 및 수소충전소 가격저감 기술개발 강화로 설정했다“고 밝혔다.

현 내연기관 수준의 엔진가격(수백만원)과 내구성(승용 30만km, 버스 50만km)을 확보하고  수소차의 강점(주행거리, 충전시간)을 이용한 해외시장(버스→상용차)을 반영할 필요가 있다는 설명이다. 또 내연기관차 대비 저렴한 수소가격 형성, 수소충전소 부품 국산화(40%→80%)와 충전소 구축비용 저감, 충전소의 신뢰성 확보 등이 가능한 기술개발이 이뤄져야 한다는 것이다.

주요 부품별 기술개발 전략을 보면 먼저 수소차의 엔진이라 할 수 있는 연료전지 스택은 △카본파이버 소재 개발을 통한 기체확산층 국산화 및 가격저감 유도 △백금촉매 사용량 저감 및 일체형 가스켓, 전해질막 소재(아이노머) 개발을 통한 가격저감 △출력‧효율 향상, 내구성 한계 극복 및 팩 단위 스택 등의 기술개발이 제시됐다.

수소공급장치는 △농도 수소센서, 재순환수소 유량부족 방지, 영하 40℃ 이하에서 사용가능한 차단밸브 △연료전지 스택 앤드플레이트 또는 인클로저 일체형 수소재순환장치 기술개발을 추진한다는 전략이다.

공기공급장치는 △고내구 공기압축기용 베어링 △BLDC 모터 및 능동제어 가습기 기술 △에어필터 소재 국산화 기술개발 △저전력 소비 공기압축기 및 산소농도 제어 기술 개발 등이 있다. 

열관리장치는 △스택 성능유지 및 내구성 향상을 위한 가변밸브 △전동식 워터펌프 △이온필터 차압 최소화 △정밀히터 △고온(60℃ 이상)에서 작동할 수 있는 이온필터 소재 및 스택 내 전기누설을 원천적으로 방지하는 냉각수 개발 등이 제시됐다.

전장장치의 경우 수소차 전용 전장장치 개발은 부품가격 상승요인으로 작용해 친환경차 부품공용화를 추진해 가격저감을 유도한다는 전략이다. 수소차용 고전압 직류변환장치 기술개발도 필요하다.

수소저장장치는 해외경쟁업체와의 기술격차 최소화를 위한 기술개발을 추진하고 고가의 탄소소재, 고압 배관‧피팅 소재 및 수소 미세누설 방지를 위한 고압‧내한성 실링소재 개발이 제시됐다. 

수소상용차의 경우 소형은 시내주행에 유리한 전기트럭 중심으로 하고 중형은 수소버스(시내) 기술을 적용한 화물차(카고), 대형은 고출력 모터‧감속기 등 전장부품을 적용한 고속버스, 화물차, 특장차 개발을 추진한다는 전략이다.

수소 및 수소충전소의 경우 수소가격 저감을 위해 수소 이송, 충전소 수소 생산‧저장 및 고효율 압축기 원천기술 개발, 충전소 구축비 저감을 위해 모듈형(패키지) 및 융합충전소, 수입부품 국산화, 대체소재 기술개발이 필요하다. 

충전소 모델 확대를 위해선 초기 CNG충전소 보급시 활용한 이동식 수소충전소 기술개발, 용량증대를 위해선 일일 500kg급 이상을 대비해 대용량 수소 카트리지 수소이송 실증이 제시됐다. 

충전소 성능검증은 설비업자 자가검증 매뉴얼, 수소순도‧충전량‧충전시간‧충전방식 검증장비 개발이 필요하다.  

박 과장은 “기술개발을 통해 국내 중소‧중견기업의 부품 가격 및 기술 경쟁력을 확보하고 수소 이송비용과 충전소 구축비용이 줄어들 것으로 기대된다”고 밝혔다.

■ 수소차·수소충전소 보급 방안 제시

신재행 수소융합얼라이언스추진단장은 ‘수소차, 수소충전소 보급 및 제도개선’에 대한 구체적인 방안들을 발표해 눈길을 끌었다.  

신 단장의 발표내용에 따르면 먼저 수소차 시장 활성화 전까지 수소차 구매보조금(정부) 지원을 유지하는 한편 지자체 보조의 경우 지역내 수소차 보급 시 추가 보조금을 지원하는 지역을 중심으로 수소차를 보급토록 매년 상반기 친환경차 보급계획 발표 시 지자체의 보급대수 및 보조금을 명기토록 해야 한다는 것이다.  

충전소 설치비 보조의 경우 지자체 보조에서 민간 보조로 전환할 필요가 있다. 2020년까지 75%, 2025년까지 50% 국고보조를 실시하고 2026년부터 융자사업으로 전환하는 한편 충전소 증설비용 지원도 필요하다. 민간 충전소 운영사업자의 적자해소를 위한 민관합동 운영비 지원방안도 마련해야 한다.

수소가격 안정화를 위한 체계 수립 방안도 제시됐다. 

일단 수소가격 산정이 시급하다. 내년 수소차가 일반인을 대상으로 출시되기 때문에 내년 1월까지는 수소가격이 공시돼야 한다. 이에 따라 동급차량(수소차 투싼ix, 경유 SUV) 대비 유사한 수준의 연료비 기준을 책정하기 위한 산업부의 연구용역이 진행 중이다. 7년(10만km) 운행 시 경유차와 운영비가 같은 적정 판매가격은 6,000~8,000원/kg 수준으로 나왔다.

수소차 전용 수소유통구조를 확립하고 수소가격 인하를 유도하기 위한 방안도 제시했다. 전문기관(한국가스공사)이 수소를 대량 구입해 충전소에 재분배하는 방안이다. 충전소(지자체 소유) 위탁운영 또는 구축 등을 통해 데이터베이스를 구축, 수소차 전용 수소유통구조를 마련하자는 것이다.

수소차 구매자 이용 혜택를 강화하는 방안으로는 △수소차 전용 홈페이지 개설 △구매자 선택 방식의 수소차 전용 보험료 개설 △리스‧렌탈 판매, 무이자 할부 등 소비자 선택 확대 △국내 수소차 외 해외 수소차 보급 검토 △고압용기 및 부품의 내구성과 안전검증을 위한 기술개발 및 평가기반 구축 등이 있다.

수소택시 실증사업을 통해 경제성, 부품 내구성 등을 실증해 지역 확산모델을 확립하는 한편  수소택시 내구성 50만km 달성을 위한 실증차량 부품 성능 및 내구성을 분석, 개선할 필요가 있다.

또한 용량과 수소활용방식이 다른 충전소와 수소버스 실증을 통해 효과적인 수소버스 도심보급 모델을 수립하는 한편 굴절버스, 경찰버스, 헌혈버스, 비상 발전차, 전철, 소방차, 군용 차량 등 다양한 특수용도 상용차 모델 확산을 위한 실증이 이뤄져야 한다.

LNG와 재생에너지를 활용한 수소 생산‧저장, 수요공급, 활용체계를 구축해 관련산업을 육성하기 위한 실증단지(수소전기파크)를 구축, 다양한 수소에너지 활용모델을 발굴해야 한다. 미국, 유럽, 일본 등은 수소사회를 위한 소규모 및 대규모의 P2G, P2H 실증을 진행 중이다.

수소에너지의 보급과 효율적인 활용 및 관련산업 육성을 위한 수소 관련 국가 R&D 통합관리 체계도 필요하다.

이밖에 △공공기관 친환경차 의무구매 확대(승용차에서 상용차까지) △수소버스 보급 로드맵 수립 △수소충전소 구축지연 방지와 구축비용 저감을 위해 일괄입찰 또는 일본 등과 같은 보조금 교부방식 제도 도입 △해외에서 시행 중인 수소충전(융복합충전소) 사례의 경우 동일기준 적용을 통해 선 보급 및 후 제도화 △개발제한구역 및 연구개발특구 내 융복합충전소 설치 허용 △수소충전소 수익 개선 시까지 인증비용 면제 또는 지원 △수소차 및 수소충전소를 비롯해 수소연료를 이용하는 신산업의 규제 면제‧유예 항목 선정 △충전소 가동률, 고장 등의 모니터링을 위한 충전소 통합관리센터 운영 등을 위한 법‧제도 개선의 필요성도 제기됐다.   

신 단장은 “중앙정부와 지방정부가 함께 만들어가는 수소차 보급 종합로드맵을 수립하고 안정적인 보급을 위한 중장기 예산을 확보해야 한다”라며 “수소에너지는 지속가능한 에너지로 느리더라도 미래세대를 위해 체계적인 전략수립이 필요하다”고 강조했다. 

■ “수소사회 구현 위한 강력한 리더십 있어야”

김종원 한국에너지기술연구원 박사는 ‘수소에너지 해외동향과 시사점’에 대한 발제에서 일본내각 총리의 강력한 리더십을 소개했다.

아베 총리는 2015년 COP21 연설에서 이산화탄소 프리(free) 사회 실현을 위한 수소 생산‧운송‧저장 기술과 현재 수준보다 5배 오래 사용할 수 있는 배터리가 있다고 역설했다. 지난해  3월 후쿠시마 방문 시 2020년까지 1만대 이상의 수소전기차를 공급할 수 있는 충분한 수소를 후쿠시마 신재생에너지 프로젝트를 통해 생산할 것임을 밝혔다.

올해 1월 정책연설에서는 2018년 봄 수소발전에 의한 전기를 고베시에 공급하는 한편 액화수소를 이용한 대량 수소이송을 실현하고 수소 생산‧이송‧소비에 이르기까지 수소공급체인을 구축하기 위해 부처간 모든 규제를 재정립할 것이라고 밝혔다.

올해 4월 재생에너지위원회에서는 수소발전의 전면적 도입, 수소공급체인 마련, 수소충전소 건립 가속화를 위한 기본전략을 올해 안으로 수립할 것을 각부 장관에게 지시했다.

일본 정부의 2017년 수소‧연료전지 예산은 267.6억엔으로 이 중 138.6억엔을 연료전지와 수소충전소 보급, 나머지 129억엔을 연구개발비로 각각 편성했다.

미국의 부시 전 대통령도 어린들이 향후 수소전기차를 탈 수 있게 될 것이고 그렇게 되도록 할 것이라고 천명한 바 있다.

김 박사는 미국의 성과 사례로 수소전기 지게차를 제시했다. 납축전지 지게차를 수소전기 지게차로 대체해 현재 세계에서 가장 큰 지게차를 포함해 1만6,000대 이상의 수소전기 지게차가 보급됐다.

김 박사는 “일본이 수소사회 실현을 천명한 이후 로드맵을 마련해 지금까지 일관되게 수소사회 구현을 추진해오고 있다”라며 “우리나라도 수소사회에 대한 의지를 천명해줘야 추진력 생긴다”고 말했다.

■ “수소충전 인프라 확대 지원 시급”

주제발표에 이어진 토론에서는 수소충전 인프라 문제가 주로 제기됐다.

박진남 경일대학교 신재생에너지학과 교수는 “우리나라는 석유화학산업 강국으로 석유화학단지에서 나오는 부생수소가 많아 부생수소 공급기술이 있고 수소전기차 기술도 높은 수준으로 올라왔지만 수소충전 인프라 기술은 많이 부족하다”고 말했다.

박 교수는 “수소충전소 보급의 주축이 민간으로 넘어갈 수 있도록 정부의 지원이 필요하다”라며 “현재 충전소 설치에만 보조금이 지급되고 있지만 수소충전소 운영사업자의 수익개선을 위해 운영사업자에게도 보조금을 지급할 필요가 있다”고 밝혔다.

김세훈 현대자동차 이사는 “현재 지자체 중심으로 수소충전소가 구축되고 있는데 수소충전소 시장 민간 참여를 활성화 해야 한다”라며 “당장 내년부터 일반인에게 수소전기차를 판매하려고 해도 일반인이 충전할 수 있는 상업용 충전소가 전무해 일단 현재 지자체가 운영하고 있는 충전소만이라도 민간에게 이양하는 게 필요하다”고 말했다.

김 이사는 또 “우리나라 수소충전기술은 너무 부족해 외국기업들과 경쟁할 수 있을지 의문”이라며 “수소충전 기술개발을 위한 정부의 지원이 이뤄져야 한다”고 덧붙였다.

신재행 수소융합얼라이언스추진단장은 “수소충전 인프라 시장에 민간참여 활성화가 필요하다“라며 ”내년부터는 일부라도 민간에 직접 보조금을 지원하는 형태로 민간 보조를 실시하는 방안을 정부가 검토 중으로 조만간 확정될 것으로 기대하고 있다“고 말했다.

신 단장은 “내년부터 민간보조가 일부 시작되면 일본, 독일과 같이 SPC 설립을 추진해 충전소 보급 확대에 기여할 것”이라며 “수소충전소 부품 국산화율(40%)을 끌어올리기 위한 기술개발 지원도 필요하다”고 덧붙였다.