<자막 원문>
인터뷰 진행: 한주엽
출연: 이베스트투자증권 이안나 수석연구위원
-이베스트투자증권의 이안나 수석연구원님 모시고 수소경제 관련된 얘기를 해보도록 하겠습니다. 연구원님 안녕하십니까?
“안녕하십니까.”
-수소경제. 언론상에 보도나 기사들은 굉장히 많이 나와서 제목은 많이 봤는데 배터리 쪽만 쳐다보다 보니까 수소 쪽은 제목만 많이 봤지 실제 들어가서 이게 어떻게 에너지를 일으키는 거고 그런 기초적인 것들 지식이 없는데 그런 거에 대해서 오늘 좀 여쭤보려고 합니다. 수소 쪽 오래 공부하시고 연구도 많이 하셨죠?
“네. 오래라는 기준이 얼만큼일까? 그걸 잘 모르겠는데 한 번 보면 깊게 보는 스타일이라 꽤 오래 봤고 저는 기본적인 수소경제뿐만 아니고 안에 들어가는 소재까지 많이 보다 보니까 아무래도 많이 깊다고 말씀드리고 있습니다.”
-수소가 원소 기호로 H2 여기다 O가 붙으면 물이 되고 저도 오늘 오신다길래 슬쩍 기사도 많이 찾아보고 했는데 수소가 굉장히 풍부하다. 그래서 에너지원으로 쓸 수 있을 만큼 굉장히 풍부하게 있어서 이거를 에너지로 앞으로 쓰겠다는 게 수소경제에 관통하는 핵심인 거 같던데 얼마나 많습니까? 수소가?
“수소는요. 사실 아무 데나 다 있습니다. 항상 우리가 생각했을 때 H2O 그러니까 물 생각 많이 하시는데 일종의 바이오매스라고 해서 이런 탄화수소 같은 곳에도 다 나와 있고요. 그냥 이런 데서 뽑아낼 수 있어요. 이걸 바이오매스에서 뽑아낸다고 하는데 주변에 그냥 흔히 찾아볼 수 있는 게 수소라고 보시면 될 거 같습니다.”
-수소를 어떻게 뽑아내요?
“수소를 뽑아내는 방법은 굉장히 많죠. 물 안에 있으면 한 마디로 그거에요. 저희가 쉽게 말씀드려서 물이 가장 쉬우실 테니까 H2O면 H2만 뽑아내고 싶은 거잖아요? 그러면 이 나머지 산소를 없애는 이런 방법이 있는 거죠. 이런 식으로 이렇게 분리 정제를 하게 되는 건데 분리 정제하는 방법 중에서 전기 분해를 할 수도 있고 빛으로 또 광분할 수도 있고 아니면 또 열분해도 할 수 있고 분해하는 방식은 여러 가지가 있죠.”
-가장 범용적으로 많이 쓰이는 방식은 어떤 겁니까?
“사실 수소경제에 있어서 범용적으로 쓰는 방향으로 가진 않을 거에요. 최종적으로는 우리가 흔히 청정 수소라고 해서 그린 수소 쪽으로 가게 될 텐데 그렇게 되면 물을 전기 분해해서 사용하는 방법을 많이 쓰게 될 거에요. 근데 지금은 사실 그렇게 해서 나왔을 때 효율 자체가 좀 떨어지는 편이라서 아직은 좀 기술 개발이 더 돼야 하는 이런 상황이고요. 현재 수소 생산에 있어서 국내에서 가장 많이 쓰는 방법은 부생수소에요.”
-부생수소? 그거는 어떤 겁니까?
“제가 화학 애널리스트잖아요. 그래서 석유화학 공정에서 보시면 납사 크래커를 가지고 크래킹 공정을 다 거친 다음에 마지막에 부산물로 수소가 나옵니다.”
-부산물로 나온다.
“네. 맞습니다. 그 수소를 갖고 활용하는 거죠.”
-전기 분해 아까 잠깐 그린 수소 말씀하셨는데 최근에 대선 토론 이런 데서도 그린 수소, 블루 수소 이런 얘기들이 나오는데 차이가 뭡니까?
“말 그대로 저희 그레이 수소, 블루 수소, 그린 수소 이렇게 있는데 얼마나 탄소가 없어지느냐? 친환경 정도가 어느 정도 되느냐? 에 따라서 이게 구분된다고 보시면 되고요. 제가 앞서서 석유화학 공정에서 부산물로 나오는 수소를 말씀드렸는데 그렇게 되면 사실 탄소 덩어리겠죠.”
-그럼 생산할 때 많이 쓰니까.
“석유화학 공정을 돌려야지만 나오는 수소이므로 이런 경우에는 저희가 그레이 수소라고 부릅니다. 근데 여기서 블루 수소가 되려면 말 그대로 청정한 수소 바로 중간 단계가 블루 수소에요. 그러면 여기서 어떻게 할 수 있냐면 그레이 수소처럼 화석 연료를 사용하되 여기에서 나오는 이산화탄소는 대기 중으로 방출되지 못하도록 이산화탄소 포집 설비를 달겠다. 이렇게 되면 대기로 이산화탄소가 방출되지 않기 때문에 이산화탄소 저감 효과가 생기겠죠. 그걸 바로 블루 수소라고 합니다. 그래서 이산화탄소 저감 장치가 중요한 거죠. 블루 수소에는. 그리고 말 그대로 그린 수소로 가면 탄소가 제로인 수소라고 보시면 됩니다. 그래서 말 그대로 수소경제에 있어서 마지막 단계. 우리가 궁극적으로 원하는 수소경제의 수소 생산이라고 보시면 되고요. 그래서 그린 수소 같은 경우에는 물을 전기 분해 하는 경우가 지금은 가장 많이 설치되고 있어요. 그래서 이 전기를 보내줄 때도 이산화탄소가 나올 수 있어서 신재생 에너지를 통해서 분해해준다. 이렇게 보시면 될 거 같습니다.”
-그러면 블루 수소 같은 경우도 그냥 일반적인 전기를 활용해서 쓰면 탄소 배출량이 있으니까 그것도 포집하면 블루 수소라고 얘기하는 것이고.
“그렇죠. 그레이 수소 화석 연료 사용해서 열분해 공정을 거치는 건데 다 똑같은데 여기에 이산화탄소만 잡아내는 거죠.”
-잡아내면 블루 수소라고 얘기하고 그린 수소는 말하자면 신재생 에너지를 활용해서 수소를 만드는 그런 의미를 얘기하는 건가요?
“그렇죠. 물을 전기 분해를 해야지만 H2와 O2가 나눠질 테니까 그거를 분해해줄 때 우리가 전기를 활용하는데요. 사실 공장 같은 데서도 이산화탄소가 많이 나오는데 이게 직접 배출하고 간접 배출로 구분돼요. 그래서 간접 배출은 전기를 돌릴 때 나오는 이산화탄소를 간접 배출이라고 하거든요. 그러면 물을 전기 분해해도 결국 이산화탄소가 나올 수 있어서 신재생 에너지를 이용해서 전기를 사용한다. 이렇게 보시면 될 거 같습니다.”
-그게 어떤 게 있죠? 풍력?
“태양광도 있고 풍력도 있고 우리가 생각하는 재생 에너지 생각하시면 될 거 같습니다.”
-태양광이나 풍력 이런 것들 자체도 지금 발전량이 그렇게 높지는 않은 거 같은데 거기까지 가려면 시간이 많이 걸리겠네요?
“우리나라는 좀 그렇고요. 그래서 우리나라는 수소경제에서 생산의 부분에서는 수입을 많이 해오려고 하죠. 태양광 같은 경우도 마찬가지고 풍력도 마찬가지고 이게 양이 일정하게 풍부하지 않다 보니까 대부분은 일조량이 풍부한 나라라든지 이런 쪽에서 대규모의 신재생 설비와 수전의 수소 전해조 설비를 설치해둔 다음에 그쪽에서 수입해오는 그런 방향으로 많이 보고 있습니다.”
-수소를 그렇게 뽑아내면 얘를 에너지로 쓸 때는 어떻게 합니까?
“수소를 뽑아낸 다음에 에너지로 사용할 때는 우리가 원료 집어넣는 것처럼 수소를 원료로 집어넣는 거에요. 그리고 이걸 활용해서 다시 전기로 발생시키는 거죠. 그 과정을 바로 연료전지를 통해서 하는 겁니다. 연료전지는 모든 연료를 가져다가 우리가 전기를 발생시키는 그런 시스템을 연료전지라고 해주는데 우리가 수소를 원료로 사용해서 수소의 H2를 H와 H를 나눠준 다음에 H+ 한 개만 통과시켜서 O2와 만나면 물이 생성되고요. 나머지 하나의 H는 전자 이온을 발생시키게 되면 산화·환원 반응이 일어나게 되죠. 그러면서 전기를 발생시켜서 다시 에너지원으로 사용한다고 보시면 됩니다.”
-그러니까 수소를 다시 산소와 맞닥뜨려서 전기로도 쓰고 물로도 빠져나오고 이렇게 되는 겁니까?
“네. 맞습니다. 수소와 공기가 만나게 하면 나중에 H가 H2 상태에서는 안정적인 구조잖아요. 그래서 이게 사실 전기가 발생하려면 전자가 하나 부족하거나 남거나 해서 산화 환원 반응이 일어나줘야 하는데 그걸 위해서 공기를 넣는 겁니다. 그러면 나뉘면서 촉매 같은 거로 나눠서 나머지는 O2와 만나면 물이 부산물로 나오는 거고요. 나머지 H는 전자를 발생시키면서 전기를 발생시키는 거죠.”
-비용 관점에서는 어떻습니까? 에너지를 만들기 위해서 우리가 화석 연료를 갖고 오는 비용 혹은 요즘 전기차 배터리에 전기를 만드는 비용이죠. 그런 거랑 비교했을 때 수소는 비용적인 측면에서는 어때요?
“전기차 배터리를 사용하는 비용. 그 에너지원 하고 그냥 부생수소를 사용. 우리가 화석연료를 열분해해서 사용했을 때는 거의 유사합니다. 그렇지만 우리가 굳이 배터리는 실제로 효율도 높은데 부생수소를 굳이 가져다가 할 바에는 지금 이미 다양한 애플리케이션이 전기차도 이미 나왔듯이 전기차를 사용하면 되는 거죠. 사실은. 그래서 이 부생수소는 어디까지나 탄소 덩어리기 때문에 이렇게 보면 굳이 수소경제로 접근할 필요가 없어지는 거에요. 그래서 그 부생수소와 전기차 배터리를 본다면 전기차 배터리 쪽으로 갈 수밖에 없는 거죠.”
-부생수소가 아니라 예를 들어서 아까 중간 과정인 블루 수소로 봤을 때는 어떻습니까?
“1.5배 정도 비쌉니다. 그리고 그린 수소로 가면 네 배 정도가 비싸다고 보시면 돼요. 그래서 아직은 생산 측면에서 좀 비싼 측면이 있어서 어떻게 하면 수소 생산 가격을 좀 낮출까? 이런 쪽으로 기술 개발이 계속 이루어지고 있습니다.”
-가격을 낮추는 쪽으로 계속?
“맞습니다.”
-안정성 측면에서는 어때요? 사실 에너지라는 것이 항상 다 위험하고 열도 나고 폭발도 일어날 수도 있고 그런데 수소는 어떻습니까?
“수소 기사를 많이 보시면 자꾸 폭발에 관한 얘기를 굉장히 많이 해요. 그래서 되게 위험하다고 많이 생각하시는데 그건 수소 기체 상태에서 저장해놨을 때 얘기고 이게 수소 기체를 에너지원으로 연료전지에 들어가서 사용하는 데 있어서 위험성은 그렇게 높지 않아요. 그런데 사실 저장을 어쨌든 해놓고 있어야 하잖아요. 우리가 차 안에도 연료통 넣고 다니듯이 수소 통을 넣고 다녀야 하는 거죠. 근데 자동차 같은 경우에는 기체 통을 넣어야 하다 보니까 기체 통 자체가 굉장히 안정성이 높아야 해요. 근데 기체 통 자체가 사실 탄소 섬유라고 하는 소재를 사용하면 안정성이 굉장히 높거든요. 근데 이게 비싼 거죠. 우리가 기본적인 소재 중에 알루미늄 소재가 철을 많이 대체하고 있는데 이 알루미늄 소재가 kg당 8불 정도다. 그렇다면 탄소 섬유가 지금 많이 내려왔다고 하더라도 kg당 21불에서 26불 왔다 갔다 하니까.”
-차이 많이 나네요.
“그래서 수소 충전소는 어차피 인적 드문 곳에 세울 거니 우리가 금속으로 두껍게 깔아서 넣자. 이러다 보니까 폭발이 되는 거지 우리가 카본 파이버라고 하는 탄소 섬유. 그니까 강도와 탄성을 동시에 들고 있는 소재를 사용하면 사실 안정성이 높습니다.”
-산업적 관점에서 봤을 때 수소를 생산하는 쪽이 있을 거고 그게 또 운송 과정도 있을 테고 또 그거 보관해서 아까 말씀하신 대로 충전하는 쪽도 있을 테고 또 혹은 그걸로 차에 달든지 수소를 에너지로 쓰는 자동차라든지 이런 걸 만드는 산업으로 나뉠 텐데 한국은 생산보다는 뒷순위로 많이 생각하고 있는 건가요?
“정책이 확실히 나뉘고 있는 거 같아요. 그니까 우리나라 같은 경우에는 정책 보시면 연료전지라든지 아니면 수소연료전지차 이런 쪽으로 드라이브를 많이 거는 이런 정책을 많이 펼치고 있어요. 그래서 수소 생산 쪽은 다소 약한 편입니다. 정책적으로. 근데 그 부분은 이해가 가는 부분이 아까도 말씀드렸지만, 신재생 에너지를 이용해서 사용하기에 지형적으로 적합하지만은 않습니다. 그래서 어차피 수입해서 온다면 우리는 저장하는 부분이라든지 이런 쪽으로 고민하자는 거고 그래서 먼저 인프라 쪽으로 가자. 이렇게 하고 있는 거고요. 미국이나 유럽 같은 경우에는 사실 수소 생산 쪽에 더 많이 치중하고 있습니다.”
-수소 생산하는 기업들이 미국이나 유럽 쪽에 많이 생겨나고 있습니까?
“많이 있습니다. 대부분 핵심적인 기술을 가진 기업들은 전부 다 미국과 유럽 쪽에 있다고 보시면 되고요. 그 안에서 핵심 소재를 가진 쪽은 일본 쪽에도 꽤 있다고 보시면 됩니다.”
-한국은 저장 탱크라든지.
“그렇죠. 어떻게 보면 크게 인프라의 마지막 단계를 만드는. 이렇게 말씀드리도록 하겠습니다.”
-발표 자료를 제가 잠깐 보니까 현대차에서 나오는 넥쏘 기준 서플라이체인 이것도 저장 탱크 관련된. 거기서 빼 오고 하는 그런 것에 대한 내용이 주로 들어가 있는 거죠?
“아닙니다. 그러니까 제가 서플라이체인 전반적인 그림을 넣어놓은 걸 보신 거 같은데 수소연료전지차 안에서. 그러니까 기본 내연기관차에만 들어 있는 건 전부 다 제외한 거고요. 수소연료전지차에만 꼭 들어가는 부품 중심으로 서플라이체인을 해놓은 겁니다.”
-배터리를 쓰는 전기차 시대가 아직 제대로 오지 않고 계속 늘어나고 있는데 수소와 관련된 보통은 제가 생각하는 쪽이 차를 많이 보다 보니까 차 질문을 드리게 되는데 그쪽 분야 담당하고 계시니까 어느 정도 시점에 수소 산업이 대단히 터지고 있다. 이런 거는 언제 정도에 올 수 있다고 보세요?
“우선 저는 항상 말씀드릴 때 지금 전기차가 있는데 수소연료전지차는 잘 안 간다. 이렇게 말씀드려요. 왜냐면 아직은 전기차 배터리와 수소경제는 좀 다르게 보셔야 할 거 같아요. 배터리 산업하고. 왜냐면 수소경제는 수소 생산. 말 그대로 우리가 원유하고 석탄에서 사용했던 그 원료 단부터 바꾼 거기 때문에 그러면 배터리의 생태계보다 훨씬 앞에부터 다 바뀌는 생태계라고 보시면 돼요. 그렇게 보시면 수소연료전지차 같은 이런 쪽은 2030년은 넘어가야 하지 않을까? 저는 그렇게 보고 있습니다.”
-그럼 수소를 활용하는 산업 중에는 어떤 것들이 좀 유망합니까?
“저는 우선 수소 생산을 계속 연구하지 않을까? 이렇게 보고 있어요. 왜냐면 수소경제를 바라보는 글로벌 주요국들의 움직임 자체가 ‘어떻게 하면 탄소 저감으로 갈까?’라는 거거든요. 그래서 결국에는 2050 탄소중립이라고 해서 계속 이야기가 나오고 있고 실제로 2023년부터는 유럽 쪽에서 탄소국경조정세에서 이산화탄소량을 측정하겠다고 했고 본격적으로 관세가 2023년부터 들어가게 된다면 우리가 수소를 빼놓고는 탄소 저감에 대한 부분을 생각하기가 힘듭니다. 그래서생산을 어떻게든 만들어놔야지 거기서 적어도 전기를 사용할 때 연료전지라도 사용할 테고 이런 쪽으로 갈 수 있어서 제가 보기엔 차에 집중하기보다는 연료전지나 수소 생산. 수소 생산이 있으면 당연히 운반하는 용기 같은 것들이 필요하겠죠. 운반선이라든지 이런 부분들에 대한 연구가 더 활발하게 이루어지고 이미 상용화도 되고 있고 앞으로 수요도 좀 늘어날 거라고 보고 있습니다.”
-그니까 국내에서는 수소를 받아와서 쓰는 쪽은 수소를 에너지로 활용해서 뭘 생산한다든지 이런 쪽으로 많이 일어날 거라고 보신다는 얘기인가요?
“네. 그렇기도 하고 우선은 기술 개발이라든지 수요의 증가에서는 어떻게 하면 수소를 안정적으로 운반해올까? 그러면 운반 용기 중심으로 많이 이루어질 테고요. 그게 이루어지면 결국에는 우리가 한 번 인프라를 깔아봐야 하잖아요. 그렇기 때문에 충전소 중심으로 될 거 같습니다. 그다음에는 연료전지. 저는 여기까지라고 보고 있습니다.”
-국내 기업들이 여기 발을 담그고 있는 기업들이 좀 있습니까?
“그럼요. 꽤 있긴 한데 제가 좀 아직은 빠르게 정말 2019년부터 2020년부터 빠르게 국산화가 되긴 시작했습니다. 그래서 생각보다 제가 2019년에 봤을 때만 하더라도 핵심 기술을 가진 기업이 한 군데도 없다. 정말 그 생각을 했었어요. 그래서 도대체 예산을 어디에 들이고 있는 걸까? 이런 고민할 정도로. 근데 저희가 2019년 하반기에 일본 수출 규제가 있으면서 수소경제를 주도적으로 가져가고 싶었던 우리나라에는 걸림돌이 생각보다 많이 있었습니다. 그러면서 국산화가 굉장히 빠르게 진행되고 있었고요. 그로 인해서 연료전지의 핵심적인 소재라든지 아니면 기체 저장 용기의 핵심적인 소재라든지 이런 쪽은 굉장히 빠르게 국산화가 진행되고 있고 양산을 하고 있습니다.”
-수소를 에너지로 쓰는 산업은 자동차 아니면 다른 데는 어떤 데가 있을까요?
“우선 우리 발전소도 생각해보시면 연료전지 발전소가 되는 거죠.”
-수소를 수입해와서 발전을 수소로 한다.
“그렇죠. 그러면 탄소가 잠깐 탄소국경조정세 말씀드렸지만, 탄소국격조정세에서 관세를 매기는 이산화탄소에는 직접 배출과 간접 배출 두 가지가 들어갑니다. 그래서 우선 간접 배출량을 줄이는 게 생각보다 쉬울 수 있어요. 우리나라는 신재생 에너지만 가지고는 탄소중립으로 가기까지는 좀 어려우므로 아무래도 수소를 가지고 연료전지 발전소를 확대하는 쪽으로 많이 갈 거 같습니다.”
-발전소 쪽을 또 봐야 하겠군요. 일반 소비자들이라든지 이런 분들한테는 짧은 기간 안에 수소를 접할 기회라든지 이런 것들은 시간이 좀 걸리겠네요?
“저는 그렇게 보고 있습니다.”
-혹시 수소경제라든지 이런 수소와 관련된 기술개발 혹은 수소경제 정책 이런 것들에 대해서 약간 부정적으로 보시는 분들은 시간이 굉장히 오래 걸릴 것이다. 왜냐면 아까 그린 수소 말씀하셨지만, 신재생 에너지 자체도 지금 태양광이라든지 이런 것들도 굉장히 지지부진한데 될까? 물론 언젠간 추진하면 되겠지만, 단시간 내에는 안 될 거 같다는 반대 의견들도 많이 있는 거 같은데.
“단시간을 몇 년으로 잡느냐의 차이인 거 같아요. 근데 우선 저도 그렇게 보고 있습니다. 저도 그렇게 보고 있고요. 왜냐면 수소 최종적인 단가로 보면 결국에는 생산 단가가 있을 테고 운반 단가가 있을 테고 마지막으로 판매 단가가 있는 건데. 그러면 이걸 하나하나 줄여가는 데는 해결해야 할 문제들이 굉장히 산적돼 있고 그래도 저는 2025년 이후로는 이 부분들이 외형 성장부터 시작해서 수요가 본격적으로 생산 부분에서 조금이라도 증가할 수 있는 부분은 기점을 2025년으로 보고 있긴 합니다.”
-그것은 각국의 탄소 배출 규제와 관련된 것들이 크다는 것인 거죠? 연구원님 오늘 말씀 너무 고맙습니다.
“감사합니다.”
