정석환 기후솔루션 가스팀 연구원ㅣ기후변화가 심각해지면서 전 세계는 탄소중립을 향한 경쟁에 돌입했다. 올해 우리나라는 특히 추석 연휴마저 폭염경보 메시지가 울릴 만큼 국민 모두가 기후위기를 느꼈다. 이런 변화 속에 한국 역시 탄소중립을 위한 수단 가운데 하나로 수소경제를 추진하고 있다.
수소는 분자 구조상 탄소를 포함하지 않아, 연소할 때 이산화탄소를 배출하지 않는다는 점에서 탄소중립을 위한 청정에너지원으로 주목받고 있다. 하지만 한국의 수소경제는 화석연료에 지나치게 의존하고 있어 진정한 청정에너지로의 전환을 이루지 못하고 있다는 비판이 나온다.
수소는 크게 보면 재생에너지 전기로 물을 분해하여 생산한 그린수소, 화석연료를 개질한 블루수소와 그레이수소로 구분된다. 수소를 얻으려면 일정한 공정을 거쳐야 하기에 수소의 청정 여부는 수소를 만들면서 남겨진 온실가스 발자국에 의존한다.
화석연료로 생산한 블루수소와 그레이수소는 생산 과정에서 필연적으로 온실가스를 발생시킨다. 원료로 사용되는 천연가스 채굴 과정에서 악성 온실가스인 메탄이 배출되기 때문이다. 따라서 진정한 청정수소는 재생에너지로 생산한 그린수소라고 할 수 있다.
단, 그린수소가 탄소중립의 진정한 수단이 되기 위해서도 몇 가지 조건이 수반된다.
첫째, 그린수소를 조달하는 과정에서 많은 온실가스 발자국을 남겨서는 안 된다. 2022년 한국수소및신에너지학회에 발표된 '한국의 호주 청정 수소 수입을 위한 공급망의 경제성 및 환경영향 평가' 논문에 의하면 수소를 해외에서 도입하는 경우 운반체로 변환(Conversion)하고 운송(Transportation)한 뒤 재변환(Reconversion)하는 과정에서 막대한 온실가스가 배출된다.
예를 들어, 호주에서 100만 톤의 그린수소를 암모니아 형태로 변환해 국내에 도입할 경우, 최종적으로 1200만 톤 이상의 온실가스(CO₂ 환산량 기준)가 배출된다. 이는 서울시가 1년간 배출하는 온실가스의 약 26%에 해당하는 양이다.
둘째, 그린수소가 화석연료 사용을 지속시키는 방식으로 활용되어서는 안 된다. 수소경제의 목표는 인류가 화석연료 의존에서 벗어나 기후 위기를 극복하는 데 있다. 수소 활용을 명분으로 화석연료 사용을 유지한다면 수소경제의 본래 취지와는 어긋나게 된다.
한국은 가스발전소의 수명 연장 방편으로 가스에 수소를 섞어 태우는 혼소 발전 방식을 추진하고 있는만큼 수소를 기존 화석연료와 함께 사용하는 '혼소 발전' 도입을 명분으로 화석연료 발전을 계속한다면, 기후위기 대응을 지연시키는 결과를 초래할 수 있다.
마지막으로, 그린수소를 생산하기 위한 재생에너지가 함께 확대되어야 한다. 그린수소는 재생에너지 발전량이 충분해야 안정적이고 경제적으로 확보될 수 있다.
그렇다면 한국의 수소정책은 이러한 조건들에 부응하고 있을까?
정부는 올해 3월 '청정수소 인증제도 운영에 관한 고시'를 통해 청정수소 인증제를 처음 시행했다. 청정수소 인증제는 수소 생산 과정에서 배출되는 온실가스를 기준으로 청정수소 여부를 인증하는 제도다. 인증된 청정수소는 청정수소발전 입찰시장을 통해 발전사에 공급될 예정이며, 올해 말 계약을 체결함에 따라 향후 15년간 약속된 청정수소 발전을 이행하게 된다.
정부가 검토 중인 청정수소 인증 대상의 대부분은 해외에서 도입될 예정이다. 청정수소의 수요자인 발전사의 입장에서 그린수소 생산 물량이 부족한 국내보다는 생산 여건이 양호한 해외로부터 수소를 공급받는 것이 현재로선 유리하기 때문이다.
하지만 앞서 설명했듯이 해외에서 수소를 조달하게 되면 막대한 온실가스를 수반하게 된다. 현행 청정수소 인증제도에선 해외 그린수소를 조달하는 과정에서 발생하는 온실가스가 산정 범주에서 제외되지만, 만약 이러한 영향이 제대로 반영된다면 해외에서 도입하는 수소는 '청정'과는 거리가 멀어진다.
더욱 심각한 것은 이렇게 해외로부터 가져온 수소들이 대부분 화석연료 사용을 지속하는 데 활용된다는 사실이다. 청정수소발전 입찰시장에 참여하는 발전기 대부분이 기존 화석연료에 수소를 일부 혼합해 사용하는 '수소·암모니아 혼소 발전' 방식을 적용할 것으로 예상되는데, 이는 화석연료 의존에서 빠르게 벗어나야 할 상황에서 기존 방식을 고수하며 수소를 단지 면책성 수단으로 사용하는 셈이다.
비용도 상당하다. 태안 석탄화력 9, 10호기에 암모니아 혼소 발전을 적용해 운영하는 데 드는 비용은 3조 원을 넘는다. 그에 비해 온실가스 감축 효과는 기존 배출량인 960만톤의 8% 수준으로 매우 미미하다. 막대한 비용을 화석연료 발전에 사용하는 대신, 온실가스 배출이 없는 재생에너지에 투자하여 그린수소 확보 여건을 개선하는 것이 훨씬 더 합리적이다.
수소도 인간과 닮은 점이 있다. 어떤 길을 걸어왔고, 어떤 목적을 지니고 있는지에 따라 그 진정성을 평가할 수 있기 때문이다. 진정한 청정수소는 국내 재생에너지로 생산한 그린수소라는 점, 화석연료를 지속하는 데 사용해선 안 된다는 점을 잊지 말아야 한다.
■정석환 필자 : 기후솔루션 가스팀에서 수소와 가스 정책의 변화를 촉진하는 역할을 맡고 있다. 한국에너지기술평가원에서 다년간의 경험을 쌓았으며, 에너지 기술정책, 산업, 그리고 기후위기 대응을 중심으로 에너지의 미래를 설계하는 활동을 지속해왔다.
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