청정수소는 탄소중립 목표 달성을 위한 하나의 지속가능 에너지로 수소 생태계를 위해 새워진 개념이지만 완벽한 무탄소는 아닙니다. 즉, 완벽한 무탄소인 그린수소로는 규모의 경제 달성이 쉽지 않기 때문에 포괄적인 산업군을 포함시켜 청정수소란 개념이 새워졌죠.
청정수소 정의, 한국 vs 미국
세계 각국은 청정 수소 경제를 육성하기 위해 정제된 정책을 만들고 다양한 지원을 하면서 정부차원에서 투자를 확대하고 있습니다. 즉, 청정 수소의 미래를 중요하게 생각한 것이겠죠.
수소에 대한 기술 발전과 지원 확대에 따라 수소 생산 비용을 낮추고 인프라를 구축 함으로써 지속 가능한 친환경 에너지원으로 널리 사용하려는 의지를 엿볼 수 있습니다.
이러한 청정수소는 생산방식에 따라 3가지 수소로 나눌 수 있습니다.
- 그린수소 : 신재생 에너지인 풍력, 태양광 등을 이용하여 전기를 생산한 다음, 그 전기를 사용하여 물을 전기분해함으로써 얻어지는 수소를 말합니다.
- 블루수소 : 화석연료, 천연가스 등을 개질(탄화수소 구조 변화)하여 생산하는 수소로 기존 산업 인프라와 유사합니다. 다만 이때 발생되는 이산화탄소를 포집하여 저장하는 기술을 접목시켜 탄소 배출을 최소화하면서 생산되는 수소이죠.
- 핑크수소 : 원자력 발전을 이용하여 전기를 생산한 다음, 그 전기를 사용하여 물을 전기분해 함으로써 얻어지는 수소입니다. 그린 수소와 전기 전력원만 다른 개념이며, 원자력을 사용한다는 점이 지속가능한 에너지가 어렵다는 것이 특징입니다.
한국의 청정수소 정의
한국은 2022년 12월에 수소법을 개정하여 청정수소 정의를 법률적으로 아래와 같이 명시하였죠.
정의 : 수소 생산 과정에서 발생하는 온실가스 배출량이 일정 기준 이하인 수소
기준
- 2023년 : 생산 단계에서 온실가스 배출량이 2kg 당 CO2 eq/kg H2 이하
- 2026년 : 생산 단계에서 온실가스 배출량이 1kg 당 CO2 eq/kg H2 이하
위와 같은 기준으로 청정수소를 단계별로 정의하였습니다. 이 기준은 미국보다 다소 까다로운 기준으로 2023년부터 청정수소 인증 제도를 운영하고 있습니다.
그 인증 기준은 크게 3가지로 나누고 있으며, 이러한 인증 기준은 미국은 없죠.
- 수소 생산 과정에서 온실가스 배출량이 어느 정도인가?
- 재생 에너지 사용 비율이 어느 정도인가?
- CCS, CCUS와 같은 탄소 포집 및 저장 기술 활용을 얼마만큼 사용했는가?
이러한 기준이 만족된다면 재정지원과 기술 개발 지원, 인프라 구축 지원을 공시했죠.
따라서 2030년에는 국내 수소 수요의 30% 이상을 청정수소로 충당할 계획에 있으며, 2050년에는 목표했던 탄소중립 달성에 기여할 것으로 예상하고 있습니다.
미국의 청정수소 정의
미국은 2021년 6월에 국가 청정수소 전략에서 처음으로 청정수소를 정의하였습니다.
정의 : 생산 단계에서 발생하는 온실가스 배출량이 “수소 생산 표준(clean Hydrogen Production Standard, CHPS)”을 충족하는 수소로 정의하고 있습니다.
기준(CHPS)
- 2023년 : 생산 단계에서 온실가스 배출량이 4kg CO2 eq/kg H2 이하
- 2026년 : 생산 단계에서 온실가스 배출량이 2kg CO2 eq/kg H2 이하
- 2030년 : 생산 단계에서 온실가스 배출량이 1kg CO2 eq/kg H2 이하
위와 같이 미국은 한국보다 다소 낮은 기준으로 2030년까지 규모의 수소 경제 생태계를 구축하려는 의지가 있는 것으로 보입니다.
이러한 청정 수소에 대한 규모 경제를 달성하기 위해 청정수소 생산, 수입, 활용 사업에 대한 세액공제가 지원되며 연구개발, 인프라 구축에도 지원을 하도록 명시했습니다.
결국 미국도 청정수소 생태계를 통해 2050년 탄소중립 목표 달성에 기여하고자 하며, 미국 전체 전력량의 10%를 청정수소를 활용한다는 계획입니다.
| 구분 | 한국 | 미국 |
| 정의 | 생산 단계 온실가스 배출량이 일정기준 이하인 수소 | 생산 단계 온실가스 배출량이 수소 생산 표준을 충족하는 수소 |
| 기준 | 2023년 : 2kg CO2 eq/kg H2 이하 2026년 : 2kg CO2 eq/kg H2 이하 | 2023년 : 4kg CO2 eq/kg H2 이하 2026년 : 2kg CO2 eq/kg H2 이하 2030년 : 1kg CO2 eq/kg H2 이하 |
| 인증제도 | 있음 | 없음 |
| 지원정책 | 재정 지원, 기술 개발 지원, 인프라 구축 지원 | 새액공제 지원, 기술 개발 지원, 인프라 구축 지원 |
결과적으로 청정 수소의 정의로만 본다면 한국이 좀 더 가혹한 기준을 가지고 깨끗한 수소 생태계를 만드는 계획을 가지고 있습니다.
다만, 반대로 얘기하면 수소 사업을 하는 회사들에게는 미국이 한국보다 소프트 랜딩을 할 수 있는 기회일 수 있죠.
청정수소 장점과 단점
| 장점 | 단점 |
| 친환경 지속가능한 에너지원 이산화탄소 배출이 적으며, 환경오염을 줄일 수 있음 | 높은 생산 비용 |
| 다양한 산업 분야에 활용 에너지원, 철강, 화학연료, 운송 연료 등에 활용 가능 | 인프라 부족(저장, 운송 등) |
| 지역적 편중 없음 지역에 국한되지 않고 에너지 자립도 높음 | 수소 기술 개발 필요 |
| 국가 에너지 안보 강화 수입에 의존하지 않고 국내에서 생산 가능 |
미국은 청정 수소의 생산 단가가 1달러가 된다면, 수소 생태계를 규모의 경제 구축이 가능하다고 주장하고 있습니다. 그만큼 미래 에너지 산업에 중요한 역할을 할 것으로 기대하고 있습니다.