일반적으로 수소에 대한 막연한 두려움이 있다. '수소' 하면 '수소폭탄'을 먼저 떠올리기 때문이다. 하지만 수소는 개방된 공간에서는 절대 폭발하지 않으며 오히려 우리의 삶에 긍정적인 영향을 주는 자원으로 자리잡고 있다.

수소연료 사용을 통해 온실가스 감축 및 기후변화에 대응할 수 있으며 수소에너지는 '무소음, 무공해, 무한정'이라는 부분에서 화석연료를 대신할 차세대 에너지원으로 주목받고 있다. 이에 따라 국내 기업들은 차세대 에너지원으로 주목받고 있는 수소를 활용한 다양한 기술 개발로 미래 먹거리 확보에 집중하고 있다.

◆수소연료 우수한 활용성…자동차·드론·보트 등

수소연료를 활용한 모빌리티는 우리 주변에서 쉽게 만날 수 있다. 자동차와 드론, 보트는 물론 소방로봇 등으로 분야도 다양해졌다. 국내 '수소 생태계' 조성엔 현대자동차그룹이 중심에 자리하고 있다. 수소차와 발전용 연료전지 등 활용과 확산에 중추적인 역할을 하고 있어서다.

현대차그룹은 다양한 분야의 파트너들과 협력을 강화하며 글로벌 수소사회 구현을 위한 개방형 혁신에 앞장서고 있다. 자동차를 넘어 철강, 에너지 등 이종 산업에 이르는 포괄적인 협력을 통해 수소 생태계 구축에 앞장서는 동시에 수소 이니셔티브를 확보한다는 목표다.

지난 2일 정의선 현대차그룹 회장은 "수소는 에너지원일 뿐만 아니라 에너지의 저장체로도 활용할 수 있어 탄소 중립 시대의 '에너지 화폐' 역할을 수행할 것으로 기대된다"고 밝혔다.

현대차는 세계 수소차 시장에서 가장 앞서가고 있다. SNE리서치 등에 따르면 지난해 3분기 말 기준 글로벌 수소차 시장에서 현대차가 73.8% 점유율로 1위를 기록했다. 토요타(11.5%), 혼다(2.8%) 등이 추격 중이지만, 격차가 작지 않다.

현대차는 스포츠유틸리티차량(SUV) 넥쏘에 이어 상용차 엑시언트를 세계 최초로 유럽에 수출했다. 최근 넥쏘의 연료전지를 활용한 발전소를 울산 석유화학 단지 내 설치했다. 현대차는 자동차, 트럭, 버스에 더해 도심형항공모빌리티(UAM)에도 수소연료전지를 적용할 계획이다.

현대차그룹 소속 현대로템은 국내 최초로 '수소전기열차' 개발에 대한 포부를 밝힌 바 있다. 현대로템이 개발 중인 수소전기트램의 경우 1회 충전으로 최고속도 70km, 최대 200km의 주행거리를 내는 것이 목표이다.

특히 현대차는 수소연료전지를 활용한 소형 선박 시장에도 투자를 아끼지 않고 있다. 현대차는 지난해 6월 수소·전기 선박 국내 스타트업 빈센과 파트너십을 맺었다. 현대차와 빈센은 내년 12월까지 14m 크기의 친환경 선박을 개발하는 데 협력한다. 현대차는 넥쏘에 탑재하던 95㎾급 수소연료전지를 공급한다. 빈센은 수소연료전지 4개에 ABB사의 전기모터 등을 맞물려 파워 매니지먼트 시스템(PMS)을 완성한다. 차량에서 상용화한 수소연료전지를 해양환경에 맞게 최적화하는 게 핵심이다.

특히 현재 수소연료전지를 활용한 선박은 해외에서 함선, 화물선 등 대형선박을 통해 개발되고 있지만 모두 수소+디젤, 메탄올, LNG 등 다른 연료를 추진연료로 사용하는 선박이 대부분이다. 빈센이 개발하는 수소 선박은 수소연료전지와 전기를 결합한 순수 친환경 선박이라는데 의미가 있다.

두산그룹은 수소와 드론, 로봇 등 3축을 중심으로 한 미래 성장 사업에 속도를 내고 있다. 두산그룹 계열사 가운데 두산퓨얼셀, 두산모빌리티이노베이션(이하 DMI), 두산로보틱스 등이 수소와 드론, 로봇 사업을 추진하고 있다.

두산퓨얼셀은 주택·건물·발전용 수소연료전지를 고도화하고 있다. 스마트팜과 냉동창고 등에도 적용하는 연구개발(R&D)을 진행 중인 것으로 알려졌다.

수소드론 분야에서 독보적인 제품력을 갖춘 DMI는 수소로봇으로 영역으로 확대하고 있다. 앞서 이 회사는 수소연료전지 드론을 개발, 제주도에서 마라도까지 코로나19 예방 마스크를 배송하는 등 기술력을 입증한 바 있다. 최근에는 중국 소방로봇 점유율 1위인 중신중공업카이청인텔리전스와 함께 소방 및 산업 현장에서 화재 진압, 현장 모니터링 등을 수행하는 수소로봇 공동 개발에 착수했다.

두산로보틱스는 협동로봇 기술력과 시장 점유율을 높이고 있다. 현재 10개에 달하는 라인업을 보유했다.

◆국내 대기업 수소경제 구축 가속화

국내 산업계가 미래 청정에너지인 수소 분야에 있어 연료 개발 사업에도 뛰어들며 수소 생태계 조성에 속도를 내고 있다.

먼저 포스코는 2050년까지 수소 500만t 생산 체제를 구축해 수소사업에서 매출 30조원을 달성하겠다는 목표다. '수소경제를 견인하는 그린수소 선도기업'이라는 비전도 밝혔다. 그린수소는 재생에너지를 기반으로 물을 전기분해해 생산하는 수소를 말한다.

포스코는 2025년까지 부생수소 생산 능력을 7만t으로 늘리고, 2030년까지 글로벌 기업과 손잡고 천연가스 등 화석연료를 이용한 '블루수소'를 50만t까지 생산한다. 또, 그린수소는 2040년까지 200만t 생산체제를 구축하는 등 수소 500만t 생산체제를 2050년까지 완성한다는 계획이다.

두산도 연료전지 원천 기술을 보유한 두산퓨얼셀을 중심으로 수소연료 개발에 집중하고 있다. 앞서 두산은 2019년 10월 연료전지 사업을 분할해 두산퓨얼셀을 출범시킨 바 있다. 연료전지는 수소와 산소의 전기화학 반응으로 전기를 생산한다. 물과 열 이외 별도의 부산물이 없어 친환경적이다. 태양광, 풍력과 달리 안정적인 전력 공급도 가능해 수소경제의 핵심 동력으로 꼽힌다.

두산퓨얼셀은 최근 글로벌 선사와 손잡고 수소산업과 연계된 새로운 사업 모델을 발굴했다. 이에 따라 글로벌 선사인 나빅8과 선박 추진·발전용 연료전지 공동개발에 나선다. 두산퓨얼셀은 현재 개발 중인 한국형 고효율 고체산화물 연료전지(SOFC)를 나빅8이 발주할 5만t급 석유화학제품 운반선에 탑재하고, 추진 동력 및 선박 내 전원으로서의 실증을 진행한다는 방침이다.

이런 가운데 SK는 향후 5년간 약 18조원을 투자해 국내 수소 생태계 조성에 본격 나선다는 계획이다. SK는 1단계로 2023년까지 인천시의 '바이오·부생 수소 생산 클러스터 구축 사업'과 연계해 부생 수소 기반 세계 최대 규모인 액화 수소 3만t을 공급한다. 또, 2단계로 2025년까지 이산화탄소를 제거한 청정수소 25만t을 보령 LNG터미널 인근 지역에서 추가로 생산한다.

SK그룹의 수소사업 추진회사인 SK E&S는 1단계 목표를 달성하기 위해 약 5000억원을 투자해 액화수소 생산기지를 건설한다. 인천시 서구 원창동 일대 SK인천석유화학 단지 내 약 1.3만평 부지가 그 대상이다. 또한 SK는 2025년까지 전국에 수소충전소 100곳을 운영해 연간 8만t 규모 액화수소를 공급하고, 약 400㎿ 규모 연료전지발전소를 건설해 연간 20만t의 수소를 전용 파이프라인을 통해 공급할 계획이다.

아울러 효성도 효성중공업을 앞세워 세계 최대 액화수소 플랜트를 건립 중이다. 효성중공업은 글로벌 산업용 가스 전문 화학기업 린데그룹과 액화수소 사업 추진을 위한 합작법인(JV) 투자 계약을 체결하고, 액화수소 판매법인 효성하이드로젠과 생산법인 린데하이드로젠 등 2개 합작법인을 설립하기로 했다. 이에 따라 2023년 초까지 효성그룹이 소유한 울산 용연공장 부지에 연산 1만3000t 규모 액화수소 공장을 건설한다.

한편 차세대 청정에너지원으로 각광받고 있는 수소는 연간 국내 수요가 2030년 194만톤, 2040년 526만톤 이상으로 증가하고, 활용 분야도 석유화학산업 중심에서 수송, 발전 등으로 확대 및 성장할 것으로 전망된다./양성운·김수지 기자 ysw@metroseoul.co.kr