■ 배경과 성과

전 세계적으로 매년 5천만톤의 수소를 산업용으로 사용하고 있지만, 궁극적인 수소경제의 틀을 이루는 요소인 비화석연료를 이용한 수소제조, 저장 및 이용분야의 핵심기술은 아직 연구개발을 필요로 한다. 통계에 따르면, 연간 50억 달러를 미국, 일본, 독일을 중심으로한 EU, 우리나라 등 20개국에서 경제적 및 기술적 장애요인을 넘기위한 실증 및 점검에 투자하고 있다.

기존 화석연료 일변도에서 벗어나 재생에너지를 비롯한 다양한 원료를 이용하여 청정한 에너지매체인 수소를 만들어냄으로써 환경 오염문제와 에너지자원의 지역적인 편중 문제와 에너지자원의 고갈을 동시에 해결할 수 있다는 가능성은 이미 국제적인 관심사가 되었다.

1973년 1차 석유위기를 겪고 나서 1974년 국제에너지기구(IEA)가 탄생되었고, 1977년 수소이행협정(IEA-HIA)을 출범시켜 탈석유시대를 추구하기위한 수소의 가능성을 점검하는 계기를 만들었다. 뿐 만 아니라 ‘경제를 위한 수소연료전지 국제파트너십(IPHE)’이 2003년 미국의 주도로 설립되어 미국, 독일, 영국, 프랑스, 일본, 중국, 우리나라 등 18개국이 참여하고 있다.

미래 지향적이며 원천기술 개발 측면이 강한 수소에너지 기술은 요소, 시스템 및 응용 기술을 연계하는 장기적인 개발이 필요하여 일찍부터 우주개발에 나선 선진국이 우위를 점하고 있다.

우리나라도 미래창조과학부가 21세기 프론티어 사업으로 수소에너지사업을 2003년 10월부터 9년 반동안 870억원의 정부지원을 포함하여 999억원을 투자한 바 있다. 또한 에너지 주무부처인 산업통상자원부는 1992∼2013년까지 수소분야 49개 과제에 대하여 936억원(정부 618억 원), 연료전지 분야 120개 과제에 7,474억원 (정부 4,196억원)을 지원하였다.

이외에도 국토해양부와 중소기업청, 환경부 등에서도 소규모이기는 하지만, 수소연료전지 분야의 과제를 지원하여 왔다.

프론티어 수소에너지사업의 경우, 사업종료 시점인 2013년 3월 현재, 총 830편의 논문, 특허출원 392건, 특허등록 184건, 기술이전 25건, 사업화 5건, 해외로의 기술수출 등이 이루어졌다.

투입연구비 1억원당 SCI논문실적이 국가 전체의 약 4배 수준이며, 사업단 자체실적 만으로도 세계 3.45%를 차지한다. 특히, 3단계 특허등록실적은 1억원당 국가전체의 12배인 0.35편으로 세계관련 특허의 5%를 차지하고 있다. 미국 에너지부 프로그램으로 2000~2012년까지 수소생산·저장 분야 180건의 특허가 등록이 되었다는 점을 고려하면 사업단 2003~2013년까지 184건의 특허등록실적은 비견할 만한 성과이다.

물론 전세계적으로 수소에너지 분야는 시장과 기술의 여건상 일자리 창출과 산업화에 의미있는 수치의 기여를 하기 위해서는 좀 더 시간이 필요하다.

■ 해외의 수소인프라 동향

단기적인 실증 외에도 장기적으로 수소인프라를 어떤 방식으로 확대할 것인가에 대한 구체적인 로드맵을 만들려는 노력으로, 2013년 9월에, 독일의 H2Mobility 파트너십은 2023년까지 약 400개소의 충전소를 건립하는데 합의하였으며, 전체적인 투자액 규모는 350백만 유로정도가 될 것으로 보고 있다. 첫단계 4년간에 100개소의 충전소를 짓겠다는 계획은 연료전지차량의 초기시장 진입을 도울 수 있을 것으로 보고 있다.

미국 에너지부는 수소연료전지 인프라와 관련된 새로운 선도계획인 H2USA를 추진하고 있다. 수소연료전지는 자동차산업계의 주된 관심사로, 최근 수소연료와 재생에너지를 연계하는 방안에 대하여도 관심을 가지고 있고, 셰일가스를 원료로 보다 값싸게 효율적으로 수소를 만들 수 있기 때문에, 대규모 인프라가 만들어 질 수 있다고 보고 있다.

인프라 구축을 돕기 위해 H2FIRST 프로젝트(Hydrogen Fueling Infrastructure Research and Station Technology)로서 샌디아국립연구소와 국립재생에너지연구소를 주축으로하여, 국가 연구소가 가지고 있는 능력을 바탕으로, 충전소를 짓는데 필요한 시간과 비용을 줄이고, 충전소의 성능과 안정성을 높여 수소연료전지 차량의 보급 확산에 도움을 줄 것을 기대하고 있다.

일본의 도요타, 닛산, 혼다 등은 연료전지자동차의 2015년 시장출시를 목표로 하고 있으며, 석유, 도시가스, 산업용가스 분야의 기업체와 협력하여 4개 대도시를 중심으로 100개소의 충전소를 확보할 계획이며, 가솔린 주유소와 병설을 가능하게 하는 등의 법규 정비를 통하여 충전소의 건립 가격을 낮추기 위한 노력을 하고 있다. 2013년의 충전소 건설비용은 550백만엔으로 2015년 목표는 360백만엔이다.

수소타운 조성…연료전지 확대 보급

H₂ 충전소·연구소 등 인프라 구축必