과잉전력을 활용한 대표적인 사례는 신재생에너지 비중이 30%에 육박하는 독일이다. 독일은 북해 근해에서 생산된 풍력의 과잉전력을 수소로 생산해 저장하고 이를 다양한 방식으로 활용하고 있다. 대규모 풍력 단지에서 발생한 과잉전력은 전력 그리드를 혼란시키며 끊임없이 정전을 유발하는 골칫거리였다. 또한 여름에는 수요보다 많이 생산되지만 겨울에는 수요보다 생산되는 전력이 적어 이용 가능한 전력이 많지 않다. 독일은 이러한 문제를 과잉전력을 활용한 수소생산 및 저장, 활용을 통해 극복하고 있다. 유럽의 경우, 신재생에너지의 비중이 20%에 이르면 전력 그리드가 받아들일 수 있는 용량이 한계에 직면하는 것으로 알려져 있다. 하지만 독일의 신재생에너지 비중은 현재 20%를 넘어 30%에 육박하고 있으며 2050년 80% 목표 달성을 향해 지속적으로 확대되고 있다. 신재생에너지가 원전과 석탄발전의 강력한 대체에너지원으로 위상을 확보하고 있는 것이다.

독일은 과잉전력으로 생산된 수소를 단순히 전력을 재생산하는데 그치지 않고, P2G(Power to Gas) 기술을 활용해 천연가스를 만들거나 천연가스의 열효율 제고를 도와주는 방식으로도 사용하고 있다. P2G(Power to Gas) 기술은 전력으로 수소와 이산화탄소를 결합해 천연가스인 메탄을 만드는 기술로, 유럽과 북미를 중심으로 新 수소활용 기술로 빠르게 발전하고 있다. 또한 앞으로 빠른 확대가 예상되는 수요처는 수송 분야이다. 독일 정부는 수송 분야에서 온실가스 배출규제를 지속적으로 강화하는 한편, 수소전기차의 보급을 위해 청정에너지파트너십(Clean Energy Partnership)을 통해 수소충전소 보급을 지속적으로 추진하고 있다.

한편 일본은 원전을 대체하기 위한 에너지 정책으로 수소사회를 추진하고 있다. 지난 2011년 후쿠시마 원전사고 이후 발전비중이 30%에 이르는 원전의 전면 중단으로 일본은 전력 위기에 직면한 바 있다.

일본 정부는 이를 극복하기 위해 천연가스 발전 비중을 확대하는 한편, 신재생에너지 확대를 강력히 추진했다. 하지만 일본은 태양광, 풍력 등 신재생에너지 부지 확보가 어렵고 전력회사의 경영난으로 신재생에너지에 대한 지원이 여의치 않아 신재생에너지 확대가 난관에 부딪히고 있다.

이에 일본이 선택한 전략은 신재생에너지의 수입, 즉 수소의 수입이다. 호주, 미국, 남미, 중동 등 태양광과 풍력이 풍부한 지역에 신재생에너지 설비를 설치하고 여기서 수소를 생산한 후 수소를 일본으로 수입하는 것이다. 현재 석유, 천연가스와 같은 화석연료의 해외 자원 개발은 일반화되어 있지만 해외 신재생에너지를 개발한다는 생각은 드문 발상이다.

석유와 천연가스의 생산지가 일부 국가로 한정되어 있어 에너지 안보에 위협을 하는 반면, 신재생에너지는 전세계 어디든 있기 때문에 석유, 천연가스 수입과 달리 에너지 안보에 큰 문제가 되지 않을 뿐만 아니라 신재생에너지 산업의 글로벌화를 통해 자국의 산업 경쟁력을 제고하는 효과가 있다.

뿐만 아니라 기존에는 존재하지 않았던 대규모 신산업을 육성하여 경제성장을 촉진하는 효과도 크다.

예를 들면 일본은 액화, 액상과 같은 다양한 수소 대량 저장, 운송 신기술을 개발하고 실증단계에 이르고 있다.

천연가스의 액화 기술 개발을 주도한 것이 일본임을 감안할 때, 수소에서도 기술 개발을 주도하고자 하는 일본의 전략이 엿보인다.

일본은 해외에서 대량으로 수소를 수입한 후 이를 수송용 연료뿐 아니라 수소 발전소를 통해 대량의 안정적인 전력, 즉 기저 전력을 생산할 계획이다.

일본이 구축하고 있는 수소산업의 밸류체인은 생산부터 소비에 이르기까지 대부분의 영역이 신기술과 신사업 영역으로, 신재생에너지와 수소의 이용이 확대되면 막대한 고부가가치를 창출할 수 있을 것으로 판단된다.

일본 정부는 이를 위해 지난 2014년 에너지기본계획에 ‘수소사회’를 명시화했다. 많은 난관에도 불구하고 원전에서 신재생에너지로의 대전환을 멈추지 않고 추진할 것임을 대외에 천명한 것이다.

일본 정부의 강력한 의지는 천문학적 금액이 요구되는 수소 인프라 투자를 민간의 참여를 촉진하는 기반이 되고 있다.

그 결과 최근 민간주도로 개발한 수소 액화 수송선 제작이 마무리 단계에 이르고 있으며 수소의 해외 액화 및 액상 설비 플랜트가 속속 완공되는 등 그 성과가 가시화되고 있다.

독일과 일본의 사례는 이제 원전과 석탄발전에서 신재생에너지로의 ‘대전환’을 추진하고자 하는 현 정부에 큰 시사점을 던지고 있다.

첫째 신재생에너지 확대는 단순한 구매가격 지원으로는 그 목표를 달성할 수 없으며 신재생에너지에 적합한 전력 생태계 구축을 동시에 추진해야 한다는 것이다.

둘째 신재생에너지를 활용하는 기반 인프라로, 수소 산업을 전략적으로 육성할 필요가 있다. 수소는 신재생에너지의 과잉전력을 대규모, 장기간 저장 및 운송할 수 있는 에너지 캐리어로써 신재생에너지 산업의 성장을 촉진시킬 것이다. 또한 수소 산업을 통한 해외 신재생에너지 자원 개발을 추진하는 것도 고려할 만한 가치가 있다.

셋째 수소를 ‘에너지 정책’의 일환으로 ‘국가에너지기본계획’에 명시하고 수소산업 육성을 추진해야 한다. 수소를 자동차 연료의 하나로 보는 협소한 시각에서 벗어나 국가 에너지 기반의 전환을 촉진시키는 에너지 캐리어로써 바라보아야 한다. 그러기 위해서는 우리나라 중장기 에너지 정책을 다루는 국가에너지기본계획에 ‘수소’에너지를 포함시키고 신재생에너지와 같이 다루어야 한다.

비록 주요 선진국보다 늦은 감이 없지 않지만 문재인 대통령의 ‘에너지 대전환’을 진심으로 환영한다. 하지만 정책의 방향이 올바르다고 그 정책의 목표가 달성되는 것은 아니라는 점을 잊지 말아야한다. 에너지 대전환이 단지 선언에 그치는 것이 아니라 우리나라의 에너지 백년대계의 설계도가 되길 진심으로 기원해본다.