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수소 R&D 정책 국제 동향

  • 이성곤 (한국에너지기술연구원 정책연구실)

최근 전 세계 에너지 분야 선도국은 탄소중립 실현 및 수소경제사회1 구현을 위하여
자국의 에너지환경에 맞는 다양한 에너지기술 개발 계획 및 정책을 추진하고 있다.
이 중 탈탄소화 및 탄소중립 실현을 위한 중요 대안으로 에너지 소비가 높은
교통, 건물, 산업 부문 등 광범위한 범위에서 수소에너지 기술에 대한 역할 및 필요성이 확대되고 있다.
이에 따라 각국은 수소기술 개발을 통하여 수소경제사회를 실현하고
국제 수소산업 생태계를 선도하기 위한 정책 지원을 강화하고 있다.

미국, 일본, 유럽 등 선진국은 수소에너지 기술의 보급을 가속화하고
관련 투자 기반 구축을 마련하면서 수소 산업 규모는 이미 증가하고 있으며,
정부 및 민간부문에서 상당한 규모의 투자가 이뤄지고 있다.
이처럼 글로벌 수소경제사회 추진이 가속화되면서 수소에너지 기술의 밸류체인 전반에서
연간 2조 5,000억 달러(2,871조 원)에 달하는 시장이 열릴 것으로 예측되는 등2
본격적인 성장을 위한 모멘텀이 강화되고 있다.
주요국들은 수소에너지의 생산, 저장, 운송, 충전, 활용 등 밸류체인의 적극 육성 및 지원을 중심으로
수소경제 활성화 및 탄소중립 목표 실현을 위한 장기 계획을 마련하고, 범정부적 지원을 추진하고 있다.

  • 1. 수소를 에너지원으로 하는 경제체제로 수소생산, 저장·운송, 이용을 포괄하여 현재 우리가 사용하는 화석연료가 수소로 대체되는 사회
  • 2. 삼정kpmg “수소경제 가속화, 연간 2,871조 시장 열린다”, 한국경제, 2021.11.01

수소경제에 한 걸음 더 가까이 가기 위한 각국의 노력

2020년 7월 유럽연합 집행위원회는 2050년까지의 기후중립(탄소배출량 제로) 목표를 위한 수소전략을 전격 발표했다. 태양광과 풍력을 이용, 물을 전기 분해해서 수소를 생산하는 그린수소 생산능력을 갖추는 것이 목적으로, 생산 설비와 충전 설비에 대한 대대적인 투자 계획을 밝혔다. EU 수소전략은 크게 현재~2024년, 2025~2030년, 2030년 이후 이렇게 세 단계로 나뉜다. 전체 에너지 소비량에서 수소에너지의 비중을 2050년까지 12 ~ 14%로 높이기 위해 2024년까지 최소 6GW(현재 1GW), 2030년까지 40GW의 그린수소 생산능력을 갖추는 것이 목표다. EU 집행위는 이를 위해 2050년까지 약 1,800억 ~ 4,700억 유로 규모의 투자가 필요할 것으로 전망했다.

  • 독일

    유럽 중에서는 독일이 수소에너지 기술개발 및 정책 추진에 가장 적극적이다. 독일은 수소를 재생에너지를 저장하는 다목적 에너지 운반체이자 에너지 시스템 연결을 위한 필수 요소임과 동시에 독일 정부가 제시한 탈탄소 전략의 핵심으로 판단하고 있다. 독일 정부는 2020년 6월 「국가수소전략(National Hydrogen Strategy)」을 발표하고 EU 의장국으로서 유럽연합 차원의 수소시장 구축에 집중하고 있다. 궁극적으로 수요의 13~16%를 자국 내에서 충당하기 위하여 2030년까지 수소생산 설비 5GW 규모를 건설하고, 2035년까지 5GW를 추가 설치할 계획이다. 또한, 수소시장 확대와 R&D에 70억 유로, 해외 수소 수입경로 확보를 위한 국제 파트너십 구축에 20억 유로를 투자할 예정이다. 독일 국기

  • 영국

    영국은 2021년 8월 「UK Hydrogen Strategy」를 발표했다. 영국 정부는 2050년까지 탄소 순 배출량 제로(Net Zero)를 달성하고 에너지 소비의 최대 35%를 수소로 대체할 계획이며, 특히 수소를 2035년까지 ‘6차 탄소 예산’ 목표를 달성하기 위한 핵심 방안으로 결정하였다. 영국은 2030년까지 5GW의 저탄소 수소생산 능력을 확보하여 300만 가구에 전력을 공급함으로써 저탄소 수소경제의 기반을 마련할 계획이다. 영국 국기

  • 프랑스

    프랑스는 2018년 6월 1억 유로 규모의 「수소 연료 발전 계획」을 발표했다. 프랑스 정부는 산업용 그린수소 생산, 수소 모빌리티 기술, 분산형 발전시스템 구축 등 3대 분야에 집중할 계획이다. 2019년 11월 프랑스 국회의 에너지법 발효로 EU의 2050 탄소중립 목표에 맞춰 에너지 생산, 수입 및 판매 관련 규정을 수립하였고, 2030년까지 산업용 수소 소비량의 20~40%를 저탄소 수소로 대체하겠다는 목표를 수립하였다. 2020년 9월에는 ‘국가 청정 수소 개발 전략’을 발표하여 2030년까지 수소 인프라 구축 및 기술개발에 70억 유로를 투입할 계획임을 발표했다. 또한, 환경부·경제부·산업부가 참여하는 수소위원회는 수소기술통합 프로젝트 27개와 수소 철도 프로젝트(열차 차량 14대, 3,000억 유로)를 추진할 계획이다. 프랑스 국기

  • 일본

    일본은 2011년 3월 동일본 대지진으로 인한 후쿠시마 원자력발전소 사고 이후 2014년 4월 「에너지기본계획 (제4차)」에서 수소 사회 실현을 향한 대처를 가속화하겠다고 발표하였고, 2014년 6월 수소사회 실현을 공식화하는 「수소·연료전지 전략 로드맵」을 발표했다. 이후 2019년 「수소·연료전지 전략 로드맵」의 재개정을 추진하여 수소 생산및연료전지시스템의가격저감목표및이행방안을 제시하였다. 2030년 336엔/kg, 2050년 224엔/kg 수소 공급 가격달성을위하여수전해시스템저가화및해외수소공급망 구축을 추진할 예정이다. 또한 체계적인 수소사회 실현을 위해 2030년까지 고정형 연료전지 그리드패리티의 조기 달성과 수소터빈 발전 상용화를 목표로 가정용 연료전지 530만 대를 보급하고 2030년까지 해외 수소 공급망을 구축할 뿐 아니라 자국 내 수소 제조 기술을 확립할 계획이다. 일본 국기

  • 미국

    미국은 에너지부(Department of Energy, DOE) 주도로 2020년 11월 수소기술의 중장기적 기술개발을 위한 「수소프로그램(Hydrogen Program)」을 발표함으로써 그간 추진해온 다양한 연구개발 실증 프로젝트를 통합하고, 수소 경제를 위한 단계별 전략과 수소기술의 밸류체인별 목표를 제시하였다.
    미국은 2050년까지 연간 최대 4,100만 톤으로 수소 수요를 확대하고, 에너지 수요의 14%를 수소로 대체할 계획이다. 또한, 저가·고효율 및 내구성이 강화된 수전해 설비를 건설하고, 저비용 수소저장 시스템을 구축하며 또한 저가·내구성과 신뢰성이 확보된 연료전지를 대량생산할 예정이다. 특히 지난 6월 에너지부 장관이 청정에너지 솔루션 개발을 가속하기 위한 ‘DOE Energy Earthshots Initiative’를 출범하면서 그 첫 번째 행동 지침인 ‘Hydrogen Shot’을 통해 10년 안에 수소 생산 단가를 현재 $5/kg에서 $1/kg로 낮추는 것을 목표로 수립하였다. 또한 자본비용을 80% 이상, 운영·유지 비용은 90% 이상 절감하는 것을 목표로 한다. 미국 국기

  • 호주

    호주 정부는 2019년 「호주 국가수소전략(Australia’s National Hydrogen Strategy)」을 발표하며 2050년까지 국내 전체 수소 생산량의 75%를 수출하고, 약 8,000개 일자리를 창출하는 등 국가 차원의 수소경제 전환 가속화를 추진할 예정이다. 수소생산 단가는 2030년까지 2-3AU$/ kg를 달성하고 수전해, 개질 및 석탄가스화 방식을 활용한 대량생산을 위한 거점을 발굴할 계획이다. 호주 정부는 2030년까지 CO₂-free 수소 기반 내수·수출 산업 육성을 통하여 추가 경제성장, 일자리 창출, 재생에너지-수소 통합, 수입연료 의존도 감소, CO₂ 배출량 감축을 위한 단계별 이행과정을 제시하였다. 호주 국기

  • 중국

    중국은 2019년 3월 전국인민대표회의에서 수소에너지 설비 및 충전소 건설 관련 사항을 보고안건으로 상정하며 정부차원의 수소에너지 산업육성 본격화에 돌입하였다. 국가발전개혁위원회, 과학기술부 등 4개 부처 공동으로 신에너지 차량 보급을 위한 보조금 정책 개선안을 발표하고, 수소차 및 충전소 보급 목표를 수립하였으며 2019년 4월에는 산업구조조정 지침목록에 수소충전소 사업을 추가하였다. 2020년 3월, 2021년까지 수소 산업의 육성에 집중 지원할 것을 발표함과 거의 동시에 에너지자원법에서 최초로 기존에 위험물로 분류해왔던 수소를 에너지에 편입(’20년 4월)하여 수소 산업 육성에 박차를 가하고 있다. 또한, 국가발전개혁위원회, 과학기술부 등은 2020년 10월 공동으로 향후 인력양성, 기술사업화, 신기술 개발 지원 등을 포함하는 연료전지 차량 시범 사업 계획을 발표하였다. 중국 국기

우리나라는 2019년 1월 「수소경제 활성화 로드맵」을 발표한 이후 6대 분야별 정책³을 마련하고 수소경제위원회를 출범하였으며 수소경제 R&D 예산을 (’19년) 855억 원 → (’21년) 2,400억 원으로 급격하게 확대함으로써 수소경제 이행을 위한 제도적 기반을 구축하였다.
4대 전략을 추진하기 위해 수소법 시행 이후 첫 법정 기본계획인 「제1차 수소경제 이행 기본계획」을 발표하였다.

본 계획은 이전에 발표된 로드맵 이행을 위해 구체적인 수소 생산과 해외 수소 공급망 확보 목표를 나타냄으로써 국내 수소 생산 자급률 제고와 청정수소 공급체계로의 전환을 위한 과정을 제시하였을 뿐 아니라 기존 인프라를 활용한 수소 항만 및 배관망 구축과 수소를 이용한 발전 및 이를 위한 제도 확립, 수송·산업 부문에 대한 수소 활용 계획을 제시하였다.

지금껏 우리나라 수소 산업은 승용차 및 특정 연료전지 분야가 주도해 왔으며 나머지 수소 생산·저장·운송·충전·건설기계 등의 분야는 중소기업 중심의 시장 구조로 인하여 산업 생태계 기반이 미약한 상황이었다. 이번 「제1차 수소경제 이행 기본계획」에서 발표한 내용은 그간 미흡하다고 여겨진 수소 수급에 관한 구체적인 조달 방안이나 민간 지원 및 육성 관련 정책 보완, 기술 및 제품의 보급, 인프라 구축 및 인증·표준화, 민간지원, 국제협력 등을 포함하고 있어 향후 우리나라가 수소경제 선도국가가 되는 데 필요한 첫 이정표가 될 것으로 기대한다.

  • 3. (표준)수소경제 표준화 로드맵(’19.4), (수소차)미래자동차 산업 발전전략(’19.10), (충전소)수소 인프라·충전소 구축방안(’19.10), (R&D)수소 기술개발 로드맵(’19.10), (인프라)수소 시범도시 추진전략(’19.10), (안전)수소 안전관리 종합대책(’19.12), (산업생태계)수소산업 생태계 경쟁력 강화 방안(’20.7)

제1차 수소경제 이행 기본계획 주요 내용

제1차 수소경제 이행 기본계획 주요 내용 - 구분, 내용으로 구성
구분 내용
국내·외 수소생산 그린수소 : (’30년) 25만톤 / 3,500원/kg → (’50년) 300만 톤 / 2,500원/kg
청정 블루수소 : (’30년) 75만톤 → (’50년) 200만 톤
공급망 : (’50년) 40개 (해외 재생에너지-수소생산 프로젝트 추진, 블루 암모니아 도입)
비축기지 건설(’30년), 국제거래소 설립, 청정수소 인증제, 원산지 검증체계 구축
인프라 구축 석탄·LNG발전소, 산단 인근에 수소항만 구축 및 인센티브 부여
수소생산·도입 주요 거점을 중심으로 수소 배관망 구축
수소충전기(기관장 : (’22) 310 → (’30) 660 → (’40) 1,200 → (’50) 2,000
활용처 다변화 수소발전 상용화 : 수소연료전지, 석탄·암모니아 혼소발전(’27~), LNG 수소 혼소, 청정수소 발전의무화 제도 도입
수소 발전량 : (’20) 3.5TWh → (’30) 48.2TWh → (’50) 287.9TWh
수소차 : (’50년) 526만대, ’30년까지 내연기관차 수준으로 성능 제고
철강·석유화학·시멘트 산업 분야의 저탄소화를 위한 연료·원료를 수소로 대체