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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.

- 지구의 날 특집 - 지구 살리는 수소경제

[지구의 날(4.22)] 우주 질량의 75% 차지하는 수소로 지구를 살린다! - 주요국 '수소경제＇ 동향 -

탄소배출 줄이고 풍부한 청정 에너지, 수소 ‘탄소중립’이 시대의 흐름이 되면서 수소가 지구를 살리는 에너지로 주목 받고 있습니다. 수소는 석유보다 발열량이 높아 효율적이고, 생산방법에 따라 탄소배출도 하지 않는 청정에너지입니다. 우주 질량의 75%를 차지할 만큼 부존량도 풍부합니다.

2050년 글로벌 수소 소비량, 전체 에너지 수요의 약 22% 전망 글로벌 수소 소비량은 오는 2030년 1.4억 톤, 2050년에는 6.6억 톤에 이를 것으로 전망*됩니다. * 맥킨지 분석 이는 전체 에너지 수요의 약 22% 수준입니다.

전 세계는 수소에너지 생태계 구축 중 이에 세계 각국은 수소경제 시대를 선점하기 위해 발빠르게 움직이고 있습니다.

유럽연합(EU), 대규모 그린수소경제 준비 유럽연합(EU)은 지난 2020년 ‘EU 수소전략’을 발표했습니다. 그 목표는 2030년까지 40GW 규모의 수전해장치를 설치해 그린수소 1천 만 톤을 생산하는 것입니다. EU는 더불어 충전소 확대 등 수소경제 인프라를 구축할 방침입니다. 이를 위해 정부, 산업계, 시민사회, 유럽투자은행이 힘을 모아 ‘유럽 청정수소 연맹(ECHA)’을 출범시켰습니다.

미국, 수소 1,700만 톤 자급자족 나서 미국은 오는 2030년까지 자국 수소 수요를 1,700만 톤으로 확대한다는 방침입니다. 자급률 100%를 달성하기 위해 수전해설비 등 수소 생산기술 개발에 박차를 가하고 있죠. 운송 인프라 확보도 중요합니다. 작년 2021년 미국 에너지부는 천연가스 배관망을 통해 수소를 운송하는 ‘HyBlend’ 계획을 발표했습니다. 미국은 더불어 2030년까지 5,800개의 수소 충전소를 구축하고 수소차 120만대를 보급한다는 방침입니다.

중국, 수소차 중심 수소굴기 추진 중국은 수소차 중심의 수소굴기를 추진 중입니다. 중앙정부는 보조금 지급 등 강력한 지원책을 바탕으로 2030년까지 수소차 100만대를 보급할 계획입니다. 또한 수소차 시범도시군을 따로 지정해 수소차 핵심 기술 부품 개발과 산업망을 구축하고 있습니다. 베이징, 상하이 등 지방정부도 함께하고 있습니다. (베이징) 2025년까지 충전소 74개 건설, 수소차 1만대 보급 (상하이) 2023년까지 충전소 100개 건설, 수소차 1만대 보급

일본, 글로벌 수소공급망 구축·가정용 연료전지 보급에 힘써 일본은 호주, 사우디아라비아, 러시아 등 국제 교류를 통해 글로벌 수소공급망을 구축한다는 방침입니다. 특히 세계 최초로 액상수소 저장 기술을 적용한 수소 운반(LOHC) 실증에 나섰습니다. 또한 수소차(2030년까지 80만대 보급) 외에도 가정용 수소연료전지 확산을 통해 수요기반을 구축한다는 방침도 밝혔습니다. 이를 위해 2030년까지 가정용 수소연료전지 530만 대를 보급할 예정입니다.

호주, 수소의 ‘수출 자원화’ 앞장 호주는 2050년까지 전체 수소 생산량의 75%를 수출한다는 목표를 세웠습니다. 특히 아시아를 대상으로 한 수소 공급망 구축 협상에 적극적인 모습입니다. 호주는 ‘수소 수출’을 위해 탄소 포집·활용·저장(CCUS) 기술에 약 3.5억 달러를 투자해 2030년까지 수소생산비용을 1kg당 1.39 달러 수준으로 낮추고자 합니다.

지구 살리는 수소경제, 탄소중립 도약 기대 우리나라 역시 2019년 ‘수소경제 활성화 로드맵’을 발표하며 2040년까지 수소차 생산량 620만대로 확대, 충전소 1,200개 구축, 200개의 수소 충전소 구축, 연간 526만 톤의 수소 공급이라는 목표를 세웠습니다. 지난 2020년 2월에는 수소법을 제정해 수소경제 활성화를 위한 법적 근거를 마련했습니다. 지구를 살리는 수소 에너지의 미래를 기대합니다!

[지구의 날(4.22)]
우주 질량의 75% 차지하는 수소로 지구를 살린다!
- 주요국 '수소경제＇ 동향 -

탄소배출 줄이고
풍부한 청정 에너지, 수소

‘탄소중립’이 시대의 흐름이 되면서
수소가 지구를 살리는 에너지로 주목 받고 있습니다.

수소는 석유보다 발열량이 높아 효율적이고,
생산방법에 따라 탄소배출도 하지 않는 청정에너지입니다.

우주 질량의 75%를 차지할 만큼 부존량도 풍부합니다.

2050년 글로벌 수소 소비량,
전체 에너지 수요의 약 22% 전망

글로벌 수소 소비량은 오는 2030년 1.4억 톤,
2050년에는 6.6억 톤에 이를 것으로 전망*됩니다.
* 맥킨지 분석

이는 전체 에너지 수요의 약 22% 수준입니다.

전 세계는 수소에너지 생태계 구축 중

이에 세계 각국은 수소경제 시대를 선점하기 위해 발빠르게 움직이고 있습니다.

유럽연합(EU),
대규모 그린수소경제 준비

유럽연합(EU)은 지난 2020년 ‘EU 수소전략’을 발표했습니다.
그 목표는 2030년까지 40GW 규모의 수전해장치를 설치해
그린수소 1천 만 톤을 생산하는 것입니다.

EU는 더불어 충전소 확대 등 수소경제 인프라를 구축할 방침입니다.
이를 위해 정부, 산업계, 시민사회, 유럽투자은행이 힘을 모아
‘유럽 청정수소 연맹(ECHA)’을 출범시켰습니다.

미국, 수소 1,700만 톤 자급자족 나서

미국은 오는 2030년까지 자국 수소 수요를 1,700만 톤으로 확대한다는 방침입니다.
자급률 100%를 달성하기 위해 수전해설비 등 수소 생산기술 개발에 박차를 가하고 있죠.

운송 인프라 확보도 중요합니다.
작년 2021년 미국 에너지부는 천연가스 배관망을
통해 수소를 운송하는 ‘HyBlend’ 계획을 발표했습니다.

미국은 더불어 2030년까지 5,800개의 수소 충전소를 구축하고
수소차 120만대를 보급한다는 방침입니다.

중국, 수소차 중심 수소굴기 추진

중국은 수소차 중심의 수소굴기를 추진 중입니다.
중앙정부는 보조금 지급 등 강력한 지원책을 바탕으로
2030년까지 수소차 100만대를 보급할 계획입니다.

또한 수소차 시범도시군을 따로 지정해
수소차 핵심 기술 부품 개발과 산업망을 구축하고 있습니다.

베이징, 상하이 등 지방정부도 함께하고 있습니다.

(베이징) 2025년까지 충전소 74개 건설, 수소차 1만대 보급
(상하이) 2023년까지 충전소 100개 건설, 수소차 1만대 보급

일본, 글로벌 수소공급망 구축·가정용 연료전지
보급에 힘써

일본은 호주, 사우디아라비아, 러시아 등 국제 교류를 통해
글로벌 수소공급망을 구축한다는 방침입니다.

특히 세계 최초로 액상수소 저장 기술을 적용한
수소 운반(LOHC) 실증에 나섰습니다.

또한 수소차(2030년까지 80만대 보급) 외에도
가정용 수소연료전지 확산을 통해 수요기반을 구축한다는 방침도 밝혔습니다.

이를 위해 2030년까지 가정용 수소연료전지 530만 대를
보급할 예정입니다.

호주, 수소의 ‘수출 자원화’ 앞장

호주는 2050년까지 전체 수소 생산량의 75%를 수출한다는 목표를 세웠습니다.

특히 아시아를 대상으로 한 수소 공급망 구축 협상에 적극적인 모습입니다.

호주는 ‘수소 수출’을 위해
탄소 포집·활용·저장(CCUS) 기술에 약 3.5억 달러를 투자해
2030년까지 수소생산비용을 1kg당 1.39 달러 수준으로
낮추고자 합니다.

지구 살리는 수소경제,
탄소중립 도약 기대

우리나라 역시 2019년 ‘수소경제 활성화 로드맵’을 발표하며
2040년까지 수소차 생산량 620만대로 확대,
충전소 1,200개 구축, 200개의 수소 충전소 구축,
연간 526만 톤의 수소 공급이라는 목표를 세웠습니다.

지난 2020년 2월에는 수소법을 제정해
수소경제 활성화를 위한 법적 근거를 마련했습니다.

지구를 살리는 수소 에너지의 미래를 기대합니다!

관련 링크 : https://blog.naver.com/energyinfoplaza/222707197368

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.