2022.12.16 (금)

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글로벌 청정수소 주도권 경쟁 ② 새로운 무역 상품으로 떠오른 ‘수소’

日, 호주서 생산한 수소 수입…글로벌 수소 첫 거래
전세계 2030년까지 연간 1,200만톤 수소 수출 전망
수출 프로젝트들, 재생에너지 기반 청정수소 생산 ‘초점’
수소 수입 협정・인프라, 계획된 수출 규모보다 부족
IEA “글로벌 수소 거래 활성화 위한 국제 협력 필요”

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[월간수소경제 이종수 기자] 호주, 칠레, 사우디 등 재생에너지원이 풍부한 국가는 그린수소를 대량 생산해 수소 수출국 지위 확보를 위한 정책지원에 집중하고 있다. 특히 장기적으로 국제 수소 거래시장 개설에 대비한 국가 간 협력이 확산되고 있다. 


글로벌 수소 거래 시장은 일본과 호주가 처음으로 열었다. 일본은 올해 2월 호주에서 갈탄을 활용해 생산한 수소를 액화 형태로 운반선에 선적해 일본으로 들여왔다. 이는 글로벌 수소 시장 발전의 중요한 이정표다.


현재 전세계 여러 국가에서 개발 중인 수소 수출 프로젝트를 바탕으로 2030년까지 연간 1,200만 톤의 수소가 수출될 전망이다. 2026년까지는 연간 240만 톤의 수소가 수출될 예정이다. 그러나 오프 테이크 및 수입 협정은 계획된 수출 규모보다 한참 뒤처져 있다. 


이에 따라 프로젝트 개발자와 투자자들은 초기 수소 거래 시장에서 높은 불확실성에 직면하고 있다. 많은 정부가 아직 프로젝트의 성공적인 개발에 필요한 구체적인 수소 무역 정책을 시행하지 못하고 있다.


IEA(국제에너지기구)는 지난 9월 23일에 발표한 ‘2022 글로벌 수소 리뷰’ 보고서를 통해 수소 거래 시장의 발전을 지연시킬 수 있는 장벽을 확인하고 조정을 촉진하기 위한 국제 협력이 필수적이라고 강조했다.
 
글로벌 수소 수출 전망
전 세계적으로 수소 무역은 초기 단계이지만 많은 양의 수소 수출을 위한 수소생산 프로젝트가 진행 중이다. 에너지 시스템의 탈탄소화를 위해 저탄소 수소에 대한 수요가 증가하고 있고, 수소 수입은 연료와 공급원의 다양화를 통해 에너지 안보 문제를 해결할 수 있기 때문이다.


일부 국가들은 산업 부문 등의 탈탄소화를 위해 저탄소(청정) 수소의 사용을 크게 확대할 계획이지만 자국 내에서 필요한 양을 비용 효율적으로 수소를 생산하는 데 한계가 있다. 다른 나라들은 수전해 수소를 생산할 수 있는 재생에너지 자원이 풍부하거나 CCUS로 화석연료 기반의 수소를 생산할 수 있는 능력을 갖추고 있지만 국내 수소 수요는 낮다. 


이렇게 수소 무역은 수입업자들이 증가하는 수소 수요를 충족시키고, 저탄소 수소 수출업자들이 무역에서 수익을 얻을 수 있도록 한다. 

 


IEA의 ‘2022 글로벌 수소 리뷰’ 보고서에 따르면 현재 개발 중인 수소 수출 프로젝트를 통해  2029년에만 연간 600만 톤 증가해 2030년까지 연간 총 1,200만 톤 정도의 저탄소 수소가 수출될 전망이다. 이 중 연간 240만 톤 규모의 수소가 2026년까지 수출될 예정이다.


추가로 2031년 이후 개발 계획이 있는 프로젝트는 잠재 수출량으로 연간 800만 톤이다. 또 다른 연간 600만 톤은 개발 시기가 아직 정해지지 않았다. 이 물량까지 합하면 수소 수출 프로젝트의 잠재 수소 수출량은 연간 약 2,600만 톤이 되는 셈이다. 


이러한 수출 계획은 대부분 최근 2년 동안 발표되었다. 수소 무역이 초기이지만 빠르게 성장하고 있음을 보여주는 대목이다.  


대부분의 프로젝트는 개발 초기 단계에 있다. 연간 1,600만 톤 규모의 프로젝트는 개념 단계에 있다. 연간 1,000만 톤 규모의 프로젝트는 타당성 조사가 진행되었고, 이 중 연간 20만 톤 규모의 프로젝트는 FID(최종투자승인) 또는 그 이상에 도달했다.


연간 20만 톤 규모는 거의 전적으로 사우디아라비아 네옴의 ‘헬리우스 녹색 연료 프로젝트’에 기인한다. 건설이 이미 시작되었고, 오는 2026년 수전해 수소생산이 계획되어 있다. 


그러나 IEA는 “지금까지 발표된 프로젝트들이 대부분 초기 단계에 있기 때문에 실현가능성에 유리한 타당성 조사 결과, 자금 조달, 허가 및 부지 확보, 필요한 에너지 투입 및 부품 조달과 같은 계획을 지연시키거나 심지어 취소할 수 있는 일련의 장애물을 가지고 있다”고 설명했다.


프로젝트 개발 지연은 흔하고, 이미 여러 프로젝트에서 그런 일이 발생했다. 이는 2030년까지의 수출 물량 전망을 바꿀 수 있다. 예를 들어 호주 태즈메이니아에서 진행되는 수전해 수소 생산 프로젝트는 전력회사가 프로젝트에 필요한 저탄소 전력의 극히 일부만 제공해 어려움에 직면했다.

 


또한 아직 완전한 수소 수출 가치사슬이 구축되지 않은 곳에서도 많은 프로젝트가 개발되고 있다. 인프라와 네트워크를 구축하는 데 필요한 리드 타임(물품의 발주로부터 그 물품이 납입되어 사용할 수 있을 때까지의 기간)과 투자도 수출을 지연시킬 수 있다. 


IEA는 “전체 잠재적 수출량은 수백만 톤 규모의 대규모 개별 프로젝트에 의해 영향을 받기 때문에 이러한 계획의 변경은 수소 무역 지형을 바꿀 수 있다”고 밝혔다.


계획된 수소 수출 프로젝트는 지리적으로 다양하며, 세계 주요 지역마다 상당한 물량이 계획되어 있다. 


2030년까지의 수출 계획 물량인 연간 1,200만 톤 중 가장 많은 양을 차지하는 지역은 중남미(300만 톤)이다. 이어 호주(270만 톤), 유럽(179만 톤), 아프리카(170만 톤), 북미(110만 톤), 중동(100만 톤), 아시아(70만 톤) 순이다. 특히 유럽은 대부분 유럽 국가 간 수소 거래 형태이다.  


이들 계획은 CCUS 기술을 활용해 화석연료에서 블루수소를 생산하는 계획도 포함되어 있지만 대부분 재생에너지 기반 수전해 수소를 생산해 수출하는 게 핵심 목표다.  

 


많은 수출 프로젝트들이 항구 근처에 있는 산업 허브에서 이뤄질 계획이라는 점에 주목할 필요가 있다. 대표적으로 브라질의 페셈 산업・항구 단지와 이집트의 수에즈 운하 경제 구역(SCZone)이 있다.


IEA는 “재생에너지 단지와 수소생산 프로젝트 및 수출 시설이 함께 배치되면 공유 인프라와 에너지 통합을 통해 비용을 절감할 수 있다. 인구가 많거나 인프라 설치에 민감한 곳에서 멀리 떨어진 산업・항구 단지 지역에 수소생산과 수출을 위한 대규모 전용 구역을 설정하는 것은 인프라 설치 민원을 해결할 수 있고 수출 활동에 집중함으로써 특정 기술 표준과 수소 운반선 및 무역 경로의 지배력을 확립하는 데 도움이 될 수 있다”고 설명했다.


현재 개발 중인 수소 수출 프로젝트는 암모니아를 운반체로 하는 수전해 수소를 생산해 수출하는 데 초점을 두고 있다. 수소 수출(운송) 방식이 확인된 프로젝트를 보면 대부분 암모니아를 선택했다. 그 다음으로 액화수소(선박)가 많았고, 합성 액체 연료, LOHC, 압축수소(선박) 순으로 나타났다. 2030년까지 계획된 수출 물량의 40%를 차지하는 프로젝트는 아직 수소 운송 방식이 결정되지 않았다. 

 


수전해 수소생산은 2030년까지의 수출 계획 물량 중 88%를 차지한다. 유럽 등 주요 수입국들이 수전해 수소를 강력히 선호하는 정책을 발표하고 있기 때문이다. 나머지 12%는 CCUS를 활용한 화석연료 기반 블루수소 생산이다.    


프로젝트 개발자들은 수전해 수소의 중・단기 비용 감소를 예상하고 있고, 화석연료의 가격 변동성을 피하기 위해 수전해 수소생산에 더욱 주력할 것으로 보인다. 
 
수출계획 물량 대비 수입 수요 부족 
그러나 오프-테이크(광산・광구 등에서 생산되는 산출량의 특정 지분을 장기로 구매하는 계약) 및 수입 협정이 계획된 수출 규모보다 뒤떨어진다는 점이 문제다. 2030년까지 제안된 수출량(연간 1,200만 톤) 중 연간 200만 톤을 차지하는 프로젝트들만 프로젝트 컨소시엄에서 오프-테이크 협정을 맺었거나 잠재적 오프-테이커를 가지고 있다.  


추가적인 연간 260만 톤 규모의 프로젝트들은 특정 지역으로의 수출을 목표하고 있지만 오프-테이크 협정은 아직 없다. 나머지 연간 750만 톤 규모의 프로젝트들은 수출 지역을 발표하지 않았다.


수입국들은 화석연료의 순 수입국인 경향이 있고, 총 에너지 수요를 충족시키기에는 국내 재생에너지 자원이 충분하지 않다. 유럽과 아시아가 2030년까지 주요 수소 수입국이 될 수 있다는 게 IEA의 전망이다. 


유럽과 아시아 정부들은 기업 간 오프-테이크 협정 외에도 높은 수준의 수소 수입 계획을 수립하기 시작했다. 유럽연합 집행위원회가 올해 발표한 ‘REPowerEU’ 계획은 러시아의 화석연료에 대한 의존도를 줄이기 위해 2030년까지 재생에너지 기반 수소를 연간 1,000만 톤씩 수입하는 것을 목표로 하고 있다. 몇몇 유럽 연합 회원국들은 이 총량에 기여하기 위해 국내 수입 목표를 설정했다.


한국은 2030년까지 연간 200만 톤에 가까운 저탄소 수소 수입을 목표로 하고 있다. 일본은 2030년까지 연간 30만 톤을 수입할 계획이다. 일본은 저탄소 수소 수입의 목표 비율이 불특정하지만 2030년까지 수입을 포함해 연간 300만 톤을 소비할 계획이며, 이 중 42만 톤이 저탄소 수소가 될 예정이다.

 


현재 개발 중인 프로젝트들 중 파이프라인을 통한 수소 수출 물량은 2030년까지 유럽연합 외부에서 생산된 수소를 EU 국가로 수입하기 위한 연간 90만 톤이 포함되어 있다. 이는 REPowerEU 계획 물량의 9%에 해당한다. 


대부분의 수출 프로젝트들은 수소생산과 수소운송, 그리고 선박을 통한 수소의 파생 상품, 확장된 해운 및 항만 인프라가 필요하다. 그러나 항만들이 특정 수소 규모와 그 파생상품을 수입하기 위한 계획은 계획된 수출 규모에 이르지 못했다.


현재 네덜란드, 독일, 일본 정도가 수소 항만 계획을 수립한 상태이다. 이들 국가의 2030년까지 수입 물량은 연간 약 600만 톤이다. 이는 2030년까지 수출계획 물량인 연간 1,200만톤 보다 2배 모자라는 수치다. 2040년까지는 그 격차가 더 벌어질 것으로 보인다. 계획된 수출이 연간 2,000만 톤으로 증가하는 동안 수소 항만 계획이 추가적으로 가동되지 않으면 수소 거래의 활성화는 요원해질 수밖에 없다.


게다가 오프-테이커가 있는 대부분의 프로젝트도 아직 확정된 수입 터미널이나 항구가 없다. 수입 인프라 측면에서 보면 개발 중인 터미널 프로젝트들의 수입 역량은 연간 70만 톤에 불과하다. 2030년까지의 수출계획이 실현되려면 수소 수입 인프라 구축에 속도를 내야 하는 상황이다.  
 
전 세계 정부 지원 방향
IEA에 따르면 수소 수입국들은 수입하는 수소가 저탄소 수소임을 보장하기 위한 틀을 개발하고 있다. 수입업체들은 에너지 안보 우려와 맞물려 특정 지역에서 발생할 수 있는 공급 충격을 방지하기 위해 다양한 공급원에서 저탄소 수소를 다각적으로 공급받는 것을 가장 큰 목표로 삼고 있다.


많은 정부는 민간 기업이 정부가 제공하는 프레임워크로 수출입 프로젝트를 개발하는 등 기존의 자유화된 에너지 시장 구조와 프레임워크 내에서 수소 무역을 육성할 계획이다. 우루과이 등 일부 국가는 민간이 시작한 사업이 병행 추진되는 가운데 1차 수소교역사업에 대한 입찰을 발표하는 등 정부가 보다 적극적인 역할을 하고 있다.


IEA는 “정부는 무역 프로젝트를 촉진하기 위한 프레임워크를 만들면서 개발자와 투자자에게 확실성을 제공하려고 노력하고 있고, 시장을 국가 우선 순위에 맞게 조정하고, 시장을 활성화하기 위한 정책 지원을 하고 있다”고 설명했다.  


대표적인 예로 EU는 연간 1,000만 톤 규모의 재생에너지 기반 수소생산을 목표로 하고 있다. 2030년까지 추가로 연간 1,000만 톤을 수입한다는 계획이다. 재생에너지 기반 수소는 유럽연합집행위원회가 첫 번째로 제시한 수소 수입의 조건이다.  

 


또 유럽연합 집행위원회는 올해 ‘REPowerEU’ 계획과 함께 재생에너지 지침(RED II)에 명시된 회원국의 구속력 있는 재생에너지 목표에 수소 또는 그 파생물(이산화탄소)이 계산될 수 있도록 공정・생산 방법(PPM) 요구사항을 제안하는 두 가지 위임된 법률 초안을 발표했다. 


세부 요구사항 중 초안에는 수소 1kg당 이산화탄소 3.38kg(kg CO2-eq/kg H2)의 배출 임계값이 포함되어 있다. 이는 운송 및 기타 비생산 배출을 포함한 사전 정의된 화석연료 비교치보다 70% 낮다.


초안에는 기존 재생에너지 발전기에 수소생산을 위한 발전기를 추가할 수 있도록 새로 만들어진 지 36개월이 지나지 않은 재생에너지 발전 설비를 수소 생산에 사용해야 한다는 내용도 포함됐다. 


이러한 규칙들이 채택되면 수소 수출업자들에게 정확한 기준을 제시하는 것은 물론 궁극적으로 유럽연합에 판매할 수 있는 적합한 수소생산 구성과 수출 물량을 결정할 수 있게 된다. 


IEA는 국제 수소 거래의 활성화를 위해서는 전세계 정부와 시장 참여자들이 수소 무역을 위한 표준, 규정 및 인증, 무역 인프라, 수요 창출 및 오프-테이크, 수출업자의 국가 내 가치, 세계무역기구(WTO)의 무역 규칙 명확화 등의 의제에 대해 논의하고 협력해야 한다고 강조했다. 


특히 거래된 수소의 생산 공정과 방법을 효과적으로 파악하는 것이 중요하다. 이를 위해 IEA는 PPM(수소 생산 공정・방법) 측정 기준에 대한 방법론을 상술하는 국제 표준, 이러한 측정 기준을 사용해 정의되고 국가 간 조화를 이룬 국가 PPM 규제, 프로젝트가 규정을 준수하는지 검증하는 인증 시스템 등의 3가지 핵심 요소의 필요성을 제시했다. 


인증 시스템의 경우 대표적인 예로 EU가 지원하는 ‘CertifHy 이니셔티브’는 자발적 시장에서 사용되고 있고, 향후 규제 준수에 사용하기 위해 채택될 수 있는 인증 시스템을 개발했다. 


한국의 국제 수소 거래 정책 방향
한국은 국내 수소 수요에 대응하기 위해 2030년 이후 본격적으로 해외에서 생산한 수소를 국내로 도입할 계획이다. 국내 재생에너지 발전 및 수소 생산기술을 해외에서 적용해 생산한 수소를 국내로 도입하겠다는 것이다.  


에너지 안보 제고를 위한 공급망 다변화 차원에서 2050년까지 해외 수소공급망 40개를 구축해 수소자급률 60% 이상을 확보한다는 계획이다. 


정부는 지난해 11월 발표한 ‘제1차 수소경제 이행 기본계획’을 통해 2025년에 처음으로 해외에서 수소를 생산하고, 2027년에 국내에 도입할 것으로 전망했다. 

 


또한 글로벌 수소시장을 선도하기 위해 국제 수소거래소와 청정수소 인・검증체계를 구축할 계획이다. 


먼저 수소 국제거래소를 설립해 수소 기준가격으로서 역할이 가능한 물량 확보를 위해 국내 생산자-구매자간 거래가격과 해외수소 국내 도착기준 가격을 공시하고, 글로벌 주요 경로 거래가격, 수송수단(액화수소・암모니아・메탄올・메탄 등) 등에 따른 다양한 수소종류별 공시를 통해 글로벌 인덱스화한다는 계획이다. 


정부는 수소 국제거래소의 선제적 설립이 국제 수소경제에 대한 영향력을 강화하고, 국제교역을 주도할 발판이 되어줄 것으로 기대하고 있다. 다만 거래소 설립의 타당성과 재원, 시기 등의 공론화 과정과 법제적 검토를 거쳐 추진할 계획이다. 


또한 청정수소 인증제를 도입해 수소생산 과정에서 발생하는 CO2 배출량기준 그린・블루수소 인증을 부여하고, 판매・사용시 인센티브를 제공할 계획이다. 올해 수소생산・도입 방식별 CO2 배출현황을 조사하고, 2023년에 CO2 배출량 실증 및 인증기관 선정 후 2024년에 인증제도 운영을 고시할 예정이다. 


아울러 수출국의 수소생산 플랜트 정보, 공정별 적합성평가 결과 등 청정수소 원산지 검증체계를 구축할 계획이다. 


이를 위해 잠재적 수소 수출국과 청정수소 원산지 검증 관련 실무 논의를 위한 워킹그룹을 구성하고 거버넌스 체계를 구축할 예정이다. 한국이 호주, 독일, 사우디 등 10여 개 수소 관심국들에 처음 제안한 청정수소 공급망 이니셔티브를 출범해 청정수소 원산지 검증체계를 구체화한다는 것이다. 


청정수소 공급망 이니셔티브에서는 영국, 독일, 호주, 인도네시아, 말레이시아, 카타르, 칠레, 사우디, 아랍에미리트(UAE), 뉴질랜드, 노르웨이 등 수소 수요·공급 등 교역 관련 사업계획이 구체화 된 국가를 중심으로 청정수소 인증, 원산지 규정 등 교역규칙, 이산화탄소 포집‧저장, 수소 가격 공시, 실증 사업 등도 논의할 계획이다.


수출국 발급 청정수소 인증서 활용 및 시험자료 기반 수입국에서의 인증서 발급 등 수소제품에 대한 상호인정협정(MRA) 방안도 마련할 계획이다.





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