[수소경제로 가는길, 일본서 배운다]"2030년 30만톤 생산"…단가 낮춰 수소경제로 액셀

<하>경제 패러다임 전환 핵심은 '수소 확보'

액화수소 연간 수입량 210톤

미라이 4만2,000대 충전 규모

탄소 발생없는 생산시설도 추진

정부 전폭 지원 속 민간투자 촉진

내년이면 일본 가와사키시 부두에 액화수소를 한가득 실은 배가 들어온다. 배가 출발한 곳은 가와사키에서 5,000여㎞ 떨어진 브루나이. 현지의 값싼 액화천연가스(LNG)를 개질해 확보한 수소를 액체로 만들어 들여오는 것이다. 액화수소는 인근의 탈수소화 공장에서 기체로 바뀌면 도아석유가 받아 발전용 등으로 사용한다. 연간 수입하는 양만 210톤으로 도요타의 수소전기차 미라이 4만2,000대를 완전 충전할 수 있는 규모다.

일본은 브루나이뿐만 아니라 호주에서도 수소를 들여오는 방안을 추진하고 있다. 현지 갈탄에서 추출한 수소를 액화해 들여오는 방식이다. 액화한 수소는 수소 전용 운반선에 싣고 고베시로 옮겨진다.

일본은 수소경제 실현을 위해 일찌감치 수소 확보에 뛰어들었다. 국내에서 폐플라스틱 등을 통한 신재생에너지로서의 수소 생산은 한계가 있기 때문이다. 해외에서 진행 중인 프로젝트들은 검증을 마치는 대로 대량 생산에 시동을 걸 예정이다. 수소 생산 단가를 낮춰야만 수소 수요를 확대하고 수소경제로 에너지 패러다임을 전환할 수 있을 것으로 보고 있다. 일본 정부는 현재 200톤가량의 수소를 오는 2030년 30만톤 가까이 늘리면 수소 단가는 현재의 3분의1 수준으로 떨어질 것으로 전망하고 있다.

수소 확보를 위해 일본이 가장 심혈을 기울이는 것은 수소 생산방식의 전환이다. 국내에서 천연가스를 개질해 수소를 만들 수 있지만 이 과정에서 탄소가 생겨난다. 수소는 친환경 에너지지만 탄소는 온실가스를 유발하는 이산화탄소가 된다. 유엔기후변화협약에 따라 일본 내 이산화탄소 배출을 줄여야 하는 터라 적합하지 않다. 정유 공장 등에서 나오는 부산물인 부생수소를 사용할 수도 있으나 사용량이 한정돼 있다. 2015년 확보한 부생수소의 최대치가 연간 170억N㎥ 정도인데 2030년이 되도 5% 정도밖에 늘릴 수 없다고 보고 있다.

일본은 수소를 확보하기 위해 해외로 눈을 돌렸다. 해외에서 수소를 확보하면 수급 창구를 다양화하는 한편 화석연료에서 수소를 얻는 데 따른 자국의 부담도 최소화할 수 있다. 브루나이에서 수소 프로젝트를 진행하고 있는 치요다화공건설의 마사시 나가이 총괄 매니저는 “탄소포집·저장(CCS) 기술로 발생한 이산화탄소를 바다에 집어넣는 방안도 연구 중”이라며 “현지에서도 이산화탄소가 가능한 많이 나오지 않게 제어할 것”이라고 말했다.

치요다화공건설이 가와사키시 사업장에서 세운 수소·툴루엔 결합 및 정제 장치. 치요다화공건설은 브루나이에서 수소를 확보해 톨루엔을 결합시킨 뒤 MCH라는 화합물로 정제해 가와사키시에 들여올 계획이다. MCH는 가솔린과 유사한 성질을 갖고 있어 운송 시 별도의 수소 탱크가 필요하지 않다. /가와사키=김우보기자

탄소를 아예 만들지 않는 생산 방법도 추진하고 있다. 일본은 우리나라 면적의 5배에 달하는 호주 필바라 지역에 태양광 발전시설을 구축하고 전기로 물을 분해해 수소를 생산하는 시스템을 건설하고 있다. ‘탄소-프리’ 프로젝트는 일본 국내에서도 움트고 있다. 후쿠시마에 들어서는 수소 공장에서는 태양광을 통해 얻은 전기로 물을 분해해 수소를 만든다. 오는 10월 완공 예정인 이곳에서는 연간 도요타의 수소전기차 미라이 18만대를 충전할 수 있는 규모(900톤)의 수소가 만들어진다.

개별 프로젝트에는 민간기업이 연합해 참여하고 있으나 동력을 제공한 것은 일본 정부다. 현재는 수소 기반 전력 단가가 화석연료를 바탕으로 생산한 전력 가격보다 월등히 비싸기 때문이다. 해외에서 화석연료를 활용해 수소를 확보하더라도 적지 않은 운송비 탓에 사업성을 보장하기 어렵다. 개별 기업으로서는 참여에 리스크가 따를 수밖에 없다는 얘기다.

일본 정부는 직접 보조금을 주는 등 지원책을 쏟아내며 기업의 우려를 덜어냈다. 후쿠시마에서 태양광을 활용해 수소를 확보하는 프로젝트만 하더라도 2020년까지 설립부터 운영에 필요한 모든 자금을 정부가 지원한다. 무타 도루 경제산업성 수소연료전지전략실 과장 보좌는 “현재 추진하고 있는 수소 확보 프로젝트는 대부분 실증 단계로 사업성이 보장되지는 않았다”면서도 “실제 해보지 않으면 앞으로 어느 정도의 수소를 확보할 수 있을지, 목표치에 달성하기 위해 해결해야 할 과제가 무엇인지조차 알 수 없다”며 지원 배경을 설명했다.

일본 정부는 과감한 지원을 바탕으로 수소 확보 창구를 다양화해 대량의 수소를 확보하려 한다. 수소를 대량으로 확보할수록 국내 수소 가격을 낮출 수 있기 때문이다. ‘수소 사회’에 진입하기 위해 수소차 확대 발전 등 수소 수요를 키우고 있는데 이를 더 늘리기 위해서는 수소 유통 가격을 낮추는 게 필수다. 일본은 2030년이면 ㎏당 10달러 수준인 수소 가격을 3달러까지 낮추고 최종적으로 2달러 수준에 도달할 계획이다. 수입 가격이 ㎏당 1.6달러 수준인 천연가스와 유사한 수준의 가격 경쟁력을 확보하겠다는 목표다.

수소 단가가 낮아져 수요가 늘면 기업으로서는 정부의 지원금이 없어도 대량의 수소를 생산할 유인이 커진다. 결국 수소 수요 독려→수소 공급 확대→수소 단가 인하→수소 수요 확대로 이어지는 선순환 고리가 구축되는 것이다.
/도쿄=김우보·박민주기자 [e-mail]