신재생 에너지를 동력으로 하는 미래 경제를 위해 녹색 수소의 잠재적 성장 가능성이 시험대에 오르고 있습니다. 정부 정책가들과 산업 주도 기업들이 녹색 수소 기업 인수 및 투자로 선례를 보이며 녹색 수소 시장의 점진적이고 꾸준한 성장을 후원하고 있습니다.

녹색 수소는 여전히 국제 수소 연료 시장에서 매우 작은 니시에 불과합니다. 현재 천연가스로 생산되는 킬로 당 생산가 1~2 유로의 회색 수소에 대비, 풍력 및 태양열 발전 전기로 생산되는 녹색 수소는 3~8유로로 고가라는 사실 외에도 녹색 수소의 생산 공정이 회색 수소의 그것보다 환경에 더 유해하지 않을 수 있다는 시각도 있습니다.

한편, 다국적 회계 감사 및 경영컨설팅 기업인 프라이스 워터하우스 쿠퍼스(PwC)는 녹색 수소는 아직 연료 시장의 주류를 이루고 있는 회색 수소에 대비 니시 에너지인 것이 사실이나 오는 2035년 이후 수요가 급증할 것이라고 예측하고 있어 녹색 수소 업계는 장기적인 안목으로 지속가능성과 비이라는 두 가지 기술적 숙제를 안고 있습니다.

▲ 독일, 세계 최초 100% 수소 구동 여객 열차 투입하기로

세계적인 철도 교통수단 제조기업인 佛 알스톰(Alstom SA)은 업체가 개발한 100% 수소 구동 승객수송용 열차 ’코라디아 아이린트(Coradia iLint)’ 모델을 독일 여객 열차 노선에 투입하기로 했다고  8월 24일 발표했다.

‘코라디아 아이린트’ 여객 열차는 독일에서 운행되는 엘베-베저 열차 노선(Elbe-Weser, 줄여서 evb, 운영사: LNVG(獨 니더작센 지방 교통국)에 14대가 신규 투입될 계획이다.  엘베-베저 노선은 北 독일 브레멘-함부르크-쿡스하펜 3대 항구무역 도시를 잇는 주요 철도망이다. 기존 운영되던 디젤 구동 열차를 대체하게 될 새 수소 열차는 연소 후 증기와 응결수(condenced water) 만을 배출시킨다.

이번 알스톰이 세계 최초의 수소 구동 여객 열차를 독일 철도망에 투입하게 된 것을 계기로 앞으로 국제 철도시장에서 수소 열차 출시와 운행 경쟁이 뒤따를 전망이다.

수소는 유럽연합에서 미래 청정 대체 에너지로의 전환 목표 달성을 위한 핵심적 구성 요소다. 

특히 교통수단 산업을 포함, 풍력이나 태양열을 이용한 신재생 에너지로 급속한 전환이 어려운 산업 부문 — 철강 제조, 항만, 항공, 화학, 식음료 가공 — 에서 수소 연료는 이산화탄소 배출량 감축 의무 달성에 도움을 줄 대체 에너지원으로 주목받는다.

알스톰 측에 따르면, 코라디아 아이린트 열차는 1kg 분량의 수소 연료로 기존 열차에 필요한 디젤 연료 4.5리터를 대체할 수 있어 탄소배출량을 현저하게 감축시킨다. env 노선에서 이 열차는 평균 시속 80~120 km로 주행하게 되며 최고 속도는 시속 140km다.

열차 배터리용 수소 연료 급유 시스템은 가스 및 엔지니어링 부문 전문업체인 린데(Linde plc) 사가 제공한다. 이 수소 연료 급유 시스템은 열차의 운행 출발 전 1일 1회 최대 총 1,600 kg 분량의 수소 충전이 가능하다. 

또, 수소 퓨얼 셀은 자체적 녹색 수소 발전 기능도 할 수 있도록 통합 설계됐다. 청정 에너지 전환 장치, 융통성 있는 전력 저장 배터리, 열차 구동력 및 잉여 에너지의 인텔리전트 관리 시스템을 갖췄다는 점도 기술적으로 주목할 만하다.

코라디아 아이린트 수소 여객 열차는 2019년부터 유럽 여러 국가에서 시험 주행을 거쳐 현재 네덜란드, 독일 일부 주, 오스트리아, 폴란드, 스웨덴, 프랑스의 일부 구간에서 운행되고 있다.

▲ 아마존 - 최대 녹색 수소 투자 기업으로 등극 

글로벌 최대의 이커머스 기업인 아마존(Amazon)이 배송 현장 운영에 필요한 에너지 공급을 위해 수소 연료 생산 및 퓨얼 셀 솔루션 기업인 플러그 파워(Plug Power)와 사업 협력 협정에 합의했다고 8월 25일 발표했다. 

이 협상 결과, 아마존은 플러그 파워 사 총 주식의 23%에 해당하는 주식 최대 1,600만개를 매입할 수 있는 권리를 확보했다. 플러그 파워 사(PLUG∙NASDAQ 상장; 주가 $28,94)의 주가는 8월 26일 오후 8시 주식시장 폐장에서 9%라는 큰 폭으로 상승한 후 마감했다.

오는 2025년부터 플러그 파워 사는 아마존에 매년 약 1만 1천 톤의 녹색 수소를 아마존에 공급하기로 합의했다. 이는 아마존 물류 창고에서 가동되는 지게차 3만 대와 800대의 대용량 장거리 배송용 트럭에 연료를 공급하기에 충분한 량의 수소 연료다.

지난 2019년 ‘환경 서약(Climate Pledge)’을 발표 이후, 이번 녹색 수소 기업 인수 결정은 오는 2040년까지 아마존의 모든 기업 활동 및 운영 분야를 가로질러 탄소 배출 제로 목표를 달성하기로 한 아마존이 추진해온 여러 지속가능한 경영 전략들중 가장 최근의 사례다.

아마존은 이번 플러그 파워와의 사업 협력 체결 이전부터 탄소제로 목표를 위한 지속가능한 경영 의도를 실천해왔다. 예를 들어, 올 7월 아마존은 가스 소모량이 큰 기존 배송 트럭들을 교체하기 위해 리비안 오토모티브(Rivian Automotive; RIVN: NASDAQ) 사로 부터 전기배송차량 10만 대를 구매하기로 하고 일부 운행을 시작했다.

▲ 스페인 - EU 내 녹색 수소 산업 개발 선두 주자

유럽이 화석 연료 시대를 접고 탈탄소 경제로 이행에 한창인 가운데, 스페인이 녹색 수소 개발 부문에서 유럽에서 가장 많은 녹색 수소 개발 프로젝트를 진행하고 있는 것으로 나타났다.

글로벌 자원 연구 및 자문기업 우드 매켄지(Wood Mackenzie) 컨설팅의 보고서에 따르면, 스페인은 2022년 상반기 현재 기준 전 세계에서 추진중인 녹색 수소 연구 프로젝트 총건수중 20%를 진행하고 있어 이 분야에서 미국 다음으로 가장 활발한 연구 및 개발을 진행중인 국가로 조사됐다고 AFP 통신은 보도했다.

오는 2030년까지 탄소 배출량 감소 목표치 달성 압력을 받고 있는 유럽의 경우, 특히 올 초 발발한 러시아-우크라이나 충돌과 러시아 에너지 수입 단절과 에너지 가격 폭등 사태가 해결될 기미가 보이지 않는 가운데 수소 연료에 대한 EU 회원국들의 관심도 매우 높아졌다.

스페인은 EU 공동체 내에서 차세대 EU 에너지 정책을 위한 ‘선구자’로 불린다. 스페인은 기후와 방대한 건조지가 많아 태양열과 풍력 발전에 유리한 자연조건을 갖추고 있어 경쟁력 있는 대량 수소 발전이 가능한 ‘녹색 수소 발전의 새 허브’로서 막강한 잠재력을 지녔다고 평가된다.

또 스페인은 방대한 천연가스 수송망과 액화천연가스(LNG) 터미널을 보유하고 있어 생산된 수소 연료를 수출할 수 있는 용이한 인프라가 갖춰져있다.

이 같은 장점을 십분 활용하기 위해 스페인 정부는 작년인 2021년, EU가 배분한 코로나 복구기금을 활용해 3개년 녹색 수소 연구 프로젝트를 위한 지원 예산금 15억 유로를 후원하고 있다. 여기에 민간 부문 투자까지 합치면 스페인이 녹색 수소 연구에 투자하는 총 금액은 90억 유로에 이를 것으로 추정된다.

이베르드롤라(Iberdrola), 렙솔(Repsol), 에나가스(Enagas) 등 스페인 굴지 에너지 기업들도 모두 녹색 수소 연구 프로젝트를 진행하고 있다.

대표적인 예로, 에나가스는 글로벌 철강기업 아르셀로미탈(Arcelor Mittal)과 비료 생산 업체인 퍼티베리아(Fertiberia)와 협력한다. 이른바 ‘하이딜 에스파냐(HyDeal España) 프로젝트로 불리는 이 협력을 위해 에나가스와 아르셀로미탈의 하이딜 에스파냐 공동 수소 연료 개발 단지는 오는 2030년까지 태양열 발전소 15곳에서 연간 수소 연료 33만 톤을 생산하는 세계 최대 신재생 에너지 발전소로 등극하게 될 전망이다.

녹색 수소는 전기분해 - 물을 통해 전류를 관통시켜 수소와 산호로 분리시키는 과정 - 공정을 거쳐 생산되는데, 유독 이 수소를 녹색이라고 분류하는 이유는 신재생 에너지 - 태양열과 풍력 - 로 발전시키기고  무해한 수증기 외에 유해한 배출 가스를 생성하지 않기 때문이다.