브라운·그레이·블루·청록·그린·핑크...수소에도 색이 있다?

수소 생산 방식에 따라 부여되는 색깔
그린수소 외에도 블루·청록·핑크 수소는 청정 수소로 분류 기대
청정수소 자급률 2030년 34%·2050년 60% 달성 목표
민간 수소기업 협의체 '코리아 H2 비즈니스 서밋' 2030년까지 약 50조 원 투자하기로

시간이 지날수록 '이상기후'와 '탄소중립'이 부각되며 환경을 생각하는 에너지가 최대 화두가 되고 있다. 그중에서도 궁극적인 친환경 에너지로 평가받는 수소에너지는 여러 국가와 기업에서 앞다투어 기술 개발에 나서고 있는 분야다. 수소를 에너지로 사용하기 위해 생산하는 방식은 다양한데 수소에 색을 부여해서 구분을 하는 것은 이런 방식의 차이에서 기인한다.

수소와 산소가 화학반응을 일으키면 순수한 물과 전기가 생산된다 /이미지=현대자동차그룹 갈무리

우선 브라운수소(Brown Hydrogen)는 석탄을 고온·고압에서 가스화해 추출한 수소를 말하고, 그레이수소(Gray Hydrogen)는 천연가스의 주요 분인 메탄을 고온·고압 수증기와 반응시켜 추출한 수소를 말한다. 이들 수소는 경제성이 높다는 강점이 있지만 생산과정에서 이산화탄소가 가장 많이 발생하는 방식으로 만들어진다.

블루수소(Blue Hydrogen)는 그레이 수소와 마찬가지로 천연가스에서 수소를 얻지만 수소 생산과정에서 발생하는 이산화탄소를 포집·저장(CCS·Carbon Capture and Storage)하는 설비를 이용해서 탄소 배출을 줄인 수소를 말한다. 청록수소(Turquoise Hydrogen)의 경우는 천연가스를 고온 반응기에 주입해 수소와 고체탄소로 분해하는 열분해 기술로 수소를 생산하는데 생산과정에서 이산화탄소가 발생하지 않는다. 오히려 이 과정에서 부산물로 나오는 고체탄소는 타이어와 기계용 고무부품 등의 소재로 활용될 수 있다.

블루수소와 청록수소는 친환경적이라 평가받으며 경제성도 어느 정도 담보되는 방법이다. 그래서 궁극적으로 지향하는 그린수소로 가는 과정으로 각광받고 있는 상황이다.

그린수소(Green Hydrogen)는 태양광이나 풍력 등 재생에너지를 통해 생산한 전기로 물을 전기분해해서 생산한 수소를 말한다. 이 과정에서는 수소와 산소만 발생하기 때문에 오염물질이 전혀 생성되지 않으며 재생에너지의 불안정한 수급을 수소로 변환해서 저장할 수 있다는 유리한 장점도 있다. 다만 생산방식의 비용이 매우 높고 전력 소비량이 많아 아직은 가야 할 길이 멀다. 최근에는 원자력 에너지를 통해 생산하는 핑크수소(Pink Hydrogen)도 그린수소의 범주에 포함시키는 추세다.

'수소경제 육성 및 수소 안전관리에 관한 법률 일부개정법률안' 주요내용 /SHIN & KIM 갈무리

우리나라에서는 지난 5월 29일 국회 본회의에서 '수소경제 육성 및 수소 안전관리에 관한 법률 일부개정법률안(수소법 개정안)'이 통과됐다. 개정안에 따르면 청정수소는 '무탄소수소(온실가스를 배출하지 않는 수소)', '저탄소수소(온실가스를 대통령령으로 정하는 기준 이하로 배출하는 수소)', '저탄소수소화합물(수소운송 등을 위해 생산된 수소화합물로 온실가스를 대통령령으로 정하는 기준 이하로 배출하는 수소)' 3가지로 구분한다. 아울러 수소 생산·저장·운송 과정에서 발생하는 탄소 양을 기준으로 수소의 등급을 매기는 '청정수소 등급별 인증제'도 도입이 된다.

청정수소 인증에는 생산방식은 고려되지 않고 탄소 배출량에 따라 결정되기 때문에 그린수소 외에도 어느 범위까지 인정될지가 관건이다. 학계나 업계에서는 블루수소까지는 청정수소 범위에 포함될 것이란 기대와 관측을 내놓고 있다. 더불어 윤석열 정부의 기조를 고려하면 핑크수소도 포함될 가능성이 높은 것으로 보고 있다.

'제1차 수소경제 이행 기본계획' 수소경제 이정표 /이미지=산업통상자원부

우리나라는 지난해 11월 '제1차 수소경제 이행 기본계획'을 통해 청정수소 자급률을 2030년 34%, 2050년 60%를 달성하겠다고 밝힌 바 있다. 그러자면 2050년까지 최고 2,800만 톤의 수소가 공급되어야 하는데, 이를 위해 블루수소는 2025년 그린수소는 2030년부터 본격적인 생산 시점으로 계획하고 있다.

한편, 기업들의 대응도 본격적이다. 지난해 현대차그룹·SK그룹·포스코그룹 등이 주도해서 발족한 '코리아 H2 비즈니스 서밋'에서 2030년까지 약 50조 원을 수소 사업에 투자하겠다고 밝혔는데, 이번 수소법 통과를 계기로 제도와 정책의 불확실성이 해소되어 투자 및 의사결정에 더욱 속도가 붙을 것으로 기대된다.

현대차그룹은 1998년 수소연료전지 개발을 시작으로 꾸준히 업계를 선도해온 경험을 바탕으로 영역을 다양하게 넓혀가고 있다. 지난해 '하이드로젠 웨이브' 행사를 통해 미래수소사업비전을 발표하며 정의선 회장이 직접 수소에너지를 '누구나, 모든 것에, 어디에나(Everyone, Everything, Everywhere)'쓰도록 하는 수소사회를 2040년까지 달성하겠다고 공언한 바 있다.

SK는 세계 최초로 청록수소 상업화에 성공한 미국 모놀리스(Monolith)와의 협력을 본격적으로 이어가고 있다. 지난해 국내 청록수소 및 고체 탄소시장 진출에 관한 양해각서(MOU)를 체결한데 이어 지난 18일 SK E&S를 통해 모놀리스에 2500만 달러(약 330억 원)를 투자한다고 발표했다. 이 밖에도 롯데케미칼은 2030년까지 수소 사업에 6조 원을 투자해서 2030년까지 120만 톤 규모의 청정수소를 생산하겠다는 계획을 발표했는가 하면, 두산에너빌리티·포스코홀딩스 등은 한국수력원자력과 원자력 청정수소 기술 개발을 위한 업무협약을 체결하기도 했다.

포인트경제 송영권 기자