에너지정책소통센터

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수소

수소는 우주를 구성하는 원소 중 90%를 차지할 만큼 무궁무진한 자원이다. 지구 면적의 2/3를 덮고 있는 물 역시 수소원자를 포함하고 있어 부산물 없이 깨끗하게 쓸 수 있는 지속가능한 에너지인 셈이다. 수소와 산소의 화학반응을 이용해 에너지를 생산하며, 이 과정에서 오직 물만 배출하기 때문에 환경오염물질이 발생하지 않는다. 수소는 생산부터 소비에 이르는 전 과정을 고려해도 다른 에너지원에 비해 이산화탄소와 미세먼지 발생량이 훨씬 적다.

수소 (2021년 기준)

수소승용차 누적보급량 : 19,404대 (출처 : 국토교통부, Marklines)
연료전지 발전설비 : 767,5MW (출처 : 한국에너지공단)
수소충전소 : 170기 설치 (출처 : 환경부)

수소를 이용하는 다양한 방법 중 대표적인 것이 연료전지다. 연료전지는 연료의 화학에너지를 전기화학반응을 통해 전기에너지로 직접 변환하는 장치다. 발전효율이 높으며 대형·가정·건물용 발전, 수송용, 휴대용 등 활용도가 다양하기 때문에 미활용 에너지나 재생에너지 등 값싼 자원으로부터 수소를 만들어 대체 에너지로 이용하면 에너지 비용을 낮추면서 에너지 조달처를 다변화하는 효과를 거둘 수 있다.

현재 전 세계 수소에너지의 50% 이상은 천연가스를 고온·고압에서 분해해서 얻는 ‘그레이 수소’이며, ‘블루수소’는 이러한 그레이수소를 만드는 과정에서 발생한 이산화탄소를 포집·저장하여 탄소 배출을 줄인 수소를 말한다. 반면 ‘그린수소’는 태양광이나 풍력 등 재생에너지로 생산한 전기로 물을 분해하여 생산하는 방식으로 탄소배출이 없어 탄소중립 달성을 위한 미래 에너지원으로 각광받고 있다.

에너지 패러다임 변화의 상징, 그리드 패리티!

그동안 화석연료의 고갈 및 지구온난화 같은 문제를 해결하기 위해 다양한 신재생에너지가 개발되어 왔습니다. 신재생에너지는 환경에 미치는 부정적인 영향을 최소화한 에너지이기는 하나, 이 또한 산업의 일부이며 비용이 소요되는 일이므로 경제적인 측면의 효율성을 따져볼 수밖에 없습니다. 이를 위해 생겨난 용어가 바로 그리드 패리티(Grid Parity)입니다.

그리드 패리티란 석유·석탄 등을 쓰는 화력발전의 비용과 태양광·풍력 등의 신재생에너지로 전기를 생산하는 비용이 같아지는 시점을 뜻합니다.

그림입니다. 원본 그림의 이름: 그리드패리티.PNG 원본 그림의 크기: 가로 849pixel, 세로 386pixel

그리드 패리티는 에너지 패러다임의 변화를 상징적으로 나타내는 용어이기도 합니다. 100년 넘게 사용되고 있는 화석연료와 새롭게 개발된 신재생에너지의 발전 비용이 같다는 것은 환경적 측면뿐만 아니라 경제적 측면에서도 재생에너지가 더 경쟁력 있는 에너지원이 되었음을 의미하죠. 이는 더 이상 인류가 화석연료에 의존하지 않아도 된다는 뜻이며, 에너지 대전환 시대가 도래했음을 뜻합니다.

그림입니다. 원본 그림의 이름: CK_wmtg079115.jpg 원본 그림의 크기: 가로 6000pixel, 세로 3508pixel 사진 찍은 날짜: 2015년 12월 02일 오후 6:55 프로그램 이름 : Adobe Photoshop CC 2014 (Windows) (PHP JPEG Metadata Toolkit v1.12) EXIF 버전 : 0221

그리드 패리티를 달성하게 되면 신재생에너지의 발전 원가가 화석연료의 발전 원가보다 낮아지기 때문에 신재생에너지가 전력시장에서 우위를 차지하게 됩니다. 그렇게 되면 정부가 나서서 신재생에너지를 구매하도록 장려하지 않아도, 시장의 경쟁 원리에 따라 신재생에너지가 시장에서 각광받게 될 것입니다.

현재 신재생에너지의 가장 큰 단점 중 하나가 바로 경제적 효율성이 떨어진다는 것인데, 향후 그리드 패리티를 달성해 경제성까지 갖추게 된다면 화석연료를 대체하는 훌륭한 에너지원으로 자리매김할 것으로 예측됩니다.

그림입니다. 원본 그림의 이름: CK_yaytg325447.jpg 원본 그림의 크기: 가로 4200pixel, 세로 2800pixel 사진 찍은 날짜: 2012년 11월 03일 오후 8:35 카메라 제조 업체 : Canon 카메라 모델 : Canon EOS 5D Mark II 프로그램 이름 : Adobe Photoshop CS5 Windows F-스톱 : 4.0 노출 시간 : 1/160초 IOS 감도 : 50 노출 모드 : 수동 화이트 밸런

최근 들어 신재생에너지 기술의 발전과 산업 규모의 증대, 환경 비용 증가로 인해 그리드 패리티를 달성한 국가들이 하나 둘 생겨나고 있습니다. 대표적인 국가가 미국의 일부 주, 독일, 호주입니다. 미국과 호주의 경우 높은 일사량을 통한 태양광 발전, 독일의 경우 정부의 적극적인 지원이 그리드 패리티 달성에 큰 기여를 한 것으로 분석됩니다.

그림입니다. 원본 그림의 이름: CK_cm28000849.jpg 원본 그림의 크기: 가로 5616pixel, 세로 3744pixel 사진 찍은 날짜: 2013년 09월 06일 오후 10:37 카메라 제조 업체 : Canon 카메라 모델 : Canon EOS 5D Mark II 프로그램 이름 : Adobe Photoshop CS6 (Windows) F-스톱 : 14.0 노출 시간 : 1/160초 IOS 감도 : 100 노출 모드 : 자동 화이

우리나라의 경우, 현재 태양광 발전 등의 신재생에너지로 전기를 생산하기 위해서는 화력발전보다 더 많은 비용이 필요합니다. 신재생에너지 시장에서 큰 비중을 차지하는 선진국의 경우 신재생에너지 발전 비용을 대폭 낮췄지만, 우리나라의 경우 여전히 많은 비용이 소요됩니다. 특히 미국, 독일 등에 비해 두세 배 정도의 비용을 필요로 합니다.

최근 대한상공회의소가 국내 재생에너지 발전 사업자를 대상으로 우리나라 그리드 패리티 달성 시기에 대한 조사를 실시했는데요. 대한민국 그리드 패리티 달성 시기로 ‘3년 이내’를 꼽은 응답자는 11.6%에 불과했고, 88.4%의 응답자가 ‘3년 이상’이라고 답했습니다. 아예 불가능하다는 답변도 3.6%였습니다.

한편, 에너지 조사업체 블룸버그 뉴에너지 파이낸스(BNEF)는 한국의 그리드 패리티 달성 시기를 2027년으로 예측했습니다. 현재의 기술력과 시장 규모를 감안할 때 지금으로부터 약 3년 후, 대한민국이 그리드 패리티를 달성할 것이라는 예측이죠. 이와는 달리 한국경제연구원에서는 2041년이 되어야 달성할 것이라는 전망을 내놓기도 했습니다.

그림입니다. 원본 그림의 이름: CK_cm28002887.jpg 원본 그림의 크기: 가로 5616pixel, 세로 3744pixel 사진 찍은 날짜: 2016년 08월 03일 오후 13:21 카메라 제조 업체 : Canon 카메라 모델 : Canon EOS 5D Mark II 프로그램 이름 : Adobe Photoshop CS4 Windows F-스톱 : 9.0 노출 시간 : 6/1초 IOS 감도 : 100 노출 모드 : 자동 화이트 밸런스

현재로서는 그리드 패리티를 정확히 예측하는 것은 불가능하지만, 신재생에너지 관련 기술이 꾸준히 발전하고 있기 때문에 머지않아 우리나라도 그리드 패리티를 달성하게 될 거라는 희망적인 견해가 많습니다. 뛰어난 기술력과 고된 노력으로 그리드 패리티를 앞당기고 있는 신재생에너지 관련 전문가들에게 멀리서나마 응원을 보냅니다.

<참고자료>

연합인포맥스, [시사금융용어] 그리드 패리티(Grid Parity)

https://news.einfomax.co.kr/news/articleView.html?idxno=4166201

LX인터내셔널, 신재생에너지가 화석연료보다 저렴하다고? 청정 에너지 시대의 출발선, ‘그리드 패리티’

https://blog.lxinternational.com/30391/

출처 한국에너지정보문화재단

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정책

제1차 수소경제이행기본계획

정부는 「수소선도국가 비전」의 실현을 위해, “청정 수소경제 선도국가(First Mover)”로의 도약을 목표로, 「제1차 수소경제 이행 기본계획」을 수립하였습니다.

의의 및 비전

금번 계획은 올해 2월 수소법 시행 이후 첫 법정 기본계획으로써, 「수소선도국가 비전」에서 제시한 △국내‧외 청정수소 생산 주도, △빈틈없는 인프라 구축, △모든 일상에서 수소활용, △생태계 기반 강화 등 4대 추진전략을 바탕으로 15개 과제*를 추진합니다.
* △그린‧블루수소 생산‧도입, △수소 유통인프라 확충, △수소발전‧모빌리티‧수소산업공정 확산, △수소 클러스터·도시·규제특구 육성, △수소안전‧기술개발‧국제협력 등
특히, 2050년 연간 2,790만톤의 수소를 100% 청정수소(그린‧블루수소)로 공급하고, 국내 생산은 물론 우리 기술·자본으로 생산한 해외 청정수소 도입으로 청정수소 자급률도 60% 이상 확대할 계획입니다.
* 청정수소 비중 / 자급률 목표 : (’20년) 0% / 0% → (‘30년) 75% / 34% → (’50년) 100% / 60%

주요 추진과제

1 국내·외 수소 생산을 ”청정수소 공급체계“로 전환합니다.
- 재생에너지와 연계한 수전해 실증을 통해 그린수소의 대규모 생산기반을 구축하고, 생산단가를 감축하겠습니다.
  * 그린수소 생산확대 / 단가 : (‘30년) 25만톤 / 3,500원/kg → (’50년) 300만톤 / 2,500원/kg
- 동해가스전 실증 등 탄소포집저장기술(CCS) 상용화 일정에 맞추어 탄소저장소를 ‘30년까지 9억톤 이상 확보하여, 이산화탄소 없는 청정 블루수소를 ’30년 75만톤, ‘50년까지 200만톤 생산하겠습니다.
  * ’25년 국내 블루수소 최초 생산(25만톤급, 보령)
- 아울러, 국내 자본·기술을 활용한 해외 재생에너지-수소 생산 프로젝트를 추진하여 ‘50년 40개의 수소공급망을 확보하겠습니다.
  * 블루 암모니아 해외 생산 개시(’25), 블루 암모니아 해외 도입 개시(‘27)
- 특히, 안정적인 수소 수급을 위해 비축기지 건설(’30) 및 국제거래소를 설립하고, 수소 생산국들과 협의하여 국제적으로 통용될 수 있는 청정수소 인증제 및 원산지 검증체계를 구축하겠습니다.
2 청정수소를 어디서나 편리하게 사용할 수 있는 인프라를 마련하겠습니다.
- 석탄·LNG발전소, 산단 인근에 수소항만을 구축하고, 항만시설 사용료‧임대료 감면 등 인센티브 부여를 통해 항만 내 선박·차량·장비 등을 수소 기반으로 전환해갈 계획입니다.
- 또한, 수소생산·도입 주요 거점을 중심으로 수소 배관망을 구축하고, 기존 천연가스망을 활용한 수소혼입도 검토(‘22~)하겠습니다.
- 주유소·LPG 충전소에 수소충전기를 설치하는 융복합 충전소 확대 등을 통해 수소충전소를 ‘50년까지 2,000기 이상 확보할 계획입니다.
  * 수소충전기 보급목표(기): (’22) 310 → (‘25) 450 → (’30) 660 → (‘40) 1,200 → (’50) 2,000 이상
3 발전‧모빌리티‧산업 등 모든 일상에서 수소를 활용할 수 있도록 하겠습니다.
- 수소연료전지에 더하여 석탄에 암모니아 혼소발전(‘27~), LNG 수소 혼소 등 수소발전을 상용화하고, 청정수소 발전의무화 제도(CHPS) 도입, 환경급전 강화 등으로 이를 뒷받침 하겠습니다.
  * 수소발전량 : (‘20) 3.5TWh → (’30) 48.2TWh → (‘50) 287.9TWh ('20년 대비 82배↑)
- 수소차 생산능력의 대폭 확충(’50년 526만대)과 함께 ‘30년까지 내연기관차 수준으로 성능을 제고하고 선박‧드론‧트램 등 다양한 모빌리티로 수소 적용을 확대하겠습니다.
4 수소산업 육성 저변 강화를 위한 제도 기반을 마련하겠습니다.
- 수소 관련 기술개발의 시너지 효과 제고를 위해 각 부처별로 개발 기술 규모를 상향, 범부처 통합실증을 실시하겠습니다.
- 아울러, 선제적 안전기준 수립, 국제표준 선점 지원 등을 통해 수소 산업 경쟁력을 강화하고, ’글로벌 수소 연합회‘를 출범하여 수소생태계 구축을 위한 국내·외 기업간 협력을 더욱 강화하겠습니다.