2050년, 최종 에너지소비 중 수소의 비중이 14~32%가 될 전망

수소는 탄소배출 없이도 열, 에너지 저장, 운송연료 역할을 모두 소화 가능

탄소 중립 혹은 배출량 순제로(Emission Net Zero)를 추구하는 과정에서 핵심적인 에너지원으로 수소가 집중 거론되는 근본적 이유는 수소싸이클에 의한 균형 회복 때문이다. 그러나 수소싸이클은 대단히 거시적이고 추상적인 개념이다.

 

반면, 아직 경제성이 떨어지는 수소기반 에너지의 도입 당위성을 잘 설명하는 더 현실적인 이유는 수소가 탄소배출 없이도 열, 에너지 저장매체, 운송연료의 역할을 모두 소화할 수 있기 때문이다. 이는 화석연료나 전력 같은 기존 에너지원과의 가장 큰 차이점이기도 하다.

 

에너지원으로써 수소의 수요 별 역할 구분

 

최종 에너지 소비 중 수소 비중은 배출량 감축 정책에 따라 14~32% 예상

그렇다면 최종 에너지소비(Final Energy Demand)에서 수소가 차지할 비중은 얼마나 될까? 이에 대해서는 가정에 따라 다양한 시나리오가 나올 수 있으나, 근본적으로 탄소배출량 감축 정도를 설정하는 정책의 영향이 절대적이다. 배출량 감축 정책에서 가장 선도적·적극적인 유럽을 기준으로, 전체 배출량의 93% 감축을 목표로 할 경우 IHS는 2050년 최종 에너지소비 중 수소의 비중을 약 14% 정도로 예측한다. 여기서 더 나아가 항공기 등 고급 수송연료에서도 화석연료 사용을 제한하는 공격적 정책을 시행할 경우 수소 비중은 32%까지 증가할 수 있다.

 

이 수치는 최종 에너지소비 기준이다. 따라서 수소 연료전지 발전에서 수소를 반응시켜 생산한 전기를 공급한 부분은 수소가 아닌 전력소비로 분류된다. 그러므로 앞의 그림 기준으로는 건축물(Buildings), 산업(Industry), 운송(Transportation) 수요 부문이 이 14~32%에 해당된다.

 

탄소배출량 감축 목표치에 따른 최종 에너지 수요 중 수소 비중

 

수소가 최대 전력 소비처로 부상, 수소생산에 기여도 큰 신재생 자산으로 유럽 해상풍력 주목

이에 따라 수소생산은 단일 소비로는 최대의 전력 수요처로 부상할 전망이다. 그러나 수소생산을 위한 전력수요가 유의미한 비중을 차지하는 시기는 경제성 확보 면에서 괄목할 진전을 이루는 2030년대 후반 이후가 될 가능성이 높다. 2050년경 탄소배출 순제로 도달을 가정할 때, 이 시기 수소생산에 사용되는 전력소비의 비중은 전체의 1/3수준까지 증가가 예상된다.

 

수소생산에 대한 기여도 측면에서 가장 기대가 큰 신재생에너지 자산은 단연 해상 풍력이다. (1) 타 신재생에너지 자산 대비 높은 이용률(Capacity Factor), (2) 부유식 하부구조(Floating Foundation) 보급 확산에 따른 잠재자원량 증가, (3) 특정 시간에 집중되지 않는 고른 발전량 분포 등은 2040년 이후 녹색수소 생산에 있어 해상풍력의 높은 점유율을 잘 설명할 요인들이다.

 

뿐만 아니라, 수소도입을 비롯한 각종 기후변화 대응정책 드라이브를 주도하고 있는 유럽이 일찍부터 해상풍력 자산개발에 주력한 결과, 해상풍력 자산의 건설과 운영 그리고 금융투자 면에서 가장 앞선 노하우를 갖고 있다는 점 또한 큰 시너지 효과가 기대되는 부분이다.

 

2050년 탄소배출 순제로 시 전력 수요 / 발전용량 설치

 

미국 서부는 차량 연료와 주거 및 상업용 수요, 유럽은 기타운송 연료와 연료전지 발전 및 난방열 공급 수요

그러나 지리적 여건과 산업 구조의 차이에 따라 섹터별 수소 수요는 큰 차이가 예상된다. 미국 서부는 차량 연료와 주거 및 상업용 수요가 많은 반면, 유럽은 차량 외 기타운송 연료를 중심으로 연료전지 발전 및 난방열 공급 수요에서 더 높은 비중이 기대된다. 해운산업 연료 탈탄소화에 대한 관심과 주거밀도가 상대적으로 높은 유럽의 현실이 반영된 결과다. 이에 비해 중국의 경우는 정유∙석유 화학이나 산업부문 수요 비중이 압도적으로 높다.

 

2050년 지역 별 수소 수요 구성비