[에너지데일리 변국영 기자] 글로벌 수소 수요·공급은 증가하고 있으나 저배출 수소는 여전히 전체의 1% 미만인 것으로 나타났다. 대부분 화석연료 기반 수소가 사용돼 기후변화 완화 효과가 미미한 것으로 분석됐다.

‘IEA의 글로벌 수소 수급 및 정책 동향 2024’ 보고서에 따르면 2023년 글로벌 수소 수요는 9700만톤을 기록하며 전년 대비 2.5% 증가했다. 국가별로는 중국(전체 수요의 1/3)과 미국 순이며 정유, 화학, 철강 등 전통적 산업 부문에서 주로 활용되고 있다. 하지만 대부분 온실가스 감축 조치가 없는 화석연료 기반 수소로 충당되고 있다.

수요 증가는 글로벌 산업 트렌드에 기인한 것으로 기후변화 완화 측면에서는 이점이 없다는 분석이다. 수소 생산·소비와 관련된 탄소배출은 9억2000만톤으로 전년 대비 1.5% 증가했다.

2023년 저배출 수소 수요는 전년 대비 약 10% 증가했으나 여전히 전체 수소 수요의 1% 미만으로 매우 낮은 수준이다. IEA의 2050 넷제로 시나리오에서는 2030년까지 전체 수소 수요가 연간 약 1억5000만톤에 달하며 그 중 45%는 저배출 수소로 충족될 것으로 예상했다.

현재의 정책 환경이 지속되면 2030년 저배출 수소 수요는 10배 증가한 600만톤 이상에 이를 것으로 전망되나 이는 넷제로 시나리오에서 요구되는 2030년 저배출 수소 수요 6500만톤에 크게 못 미치는 수준이다.

2023년 체결된 기업 간 저배출 수소 구매 계약은 연간 200만톤 이상이며 이 중 약 40%는 확정됐다. 화학 부문이 전체 수소 구매 계약의 가장 큰 비중(약 1/5)을 차지하며 정유 및 해운 부문은 이보다 적은 물량이지만 구속력 있는 계약 비중이 높은 것으로 나타났다. 암모니아·메탄올 생산 및 정유와 같은 기존 수소 활용 분야가 새로운 분야에 대비해 기술적 리스크가 낮아 단기간 내 저탄소 수소 도입에 유리한 것으로 보인다.

공급 측면세서도 저배출 수소 생산은 극히 미미한 것으로 나타났다. 2023년 글로벌 수소 공급은 주로 산업 허브 내 국내 생산으로 충당됐으며 국제무역은 미미한 수준이다. 중국이 전 세계 생산량의 약 30%를 차지했고 그 뒤를 미국과 중동(각 14%), 인도(9%)가 잇고 있다. 수소 생산량의 약 95%는 화석연료 기반이며 이 중 60% 이상이 천연가스 개질을 통해 생산되고 있다.

저배출 수소 생산은 연간 100만톤 미만으로 전 세계 생산량의 1% 미만이며 대부분 CCUS를 활용한 화석연료 기반 생산에 의존하고 있다. 수전해 수소 생산량은 2023년 기준 10만톤 미만이며 약 75%가 중국, 유럽, 미국에 집중됐다.

발표된 프로젝트 기준 2030년까지 연간 저배출 수소 생산량은 4900만톤에 이를 것으로 전망되며 이 중 약 2/3가 수전해를 통해 생산될 것으로 보인다. 이는 넷제로 시나리오 하에서 저배출수소 총 생산량의 3/4 정도에 해당한다.

수전해 설비용량은 2023년 말 기준 1.4GW로 전년 대비 2배 가까이 증가했다. 그러나 이는 2021년에 예상했던 용량의 1/6 수준으로 진전은 있으나 예상보다 훨씬 더딘 상황이다. 알칼라인 수전해 기술이 60% 이상으로 가장 큰 비중을 차지하고 양이온 교환막 수전해 기술이 22%를 차지햇다. 2030년까지 설비용량은 230GW(최대 520GW)에 이르며 유럽이 25% 이상, 라틴아메리카와 아프리카가 각각 17%, 호주가 15%를 차지할 것으로 전망됐다.

CCUS를 활용한 화석연료 기반 저배출 수소 생산은 2023년 약 60만톤에 달했다. 건설 중이거나 계획 중인 CCUS 프로젝트 중 1/4 이상이 수소 또는 암모니아 생산과 관련돼 있다. 2030년 생산량은 연간 1100만 톤으로 18배 증가할 것으로 예상되나 넷제로 시나리오 상 2030년까지 필요한 생산량은 약 1700만 톤이다.

2030년 수전해 수소 생산 비용은 CCUS를 활용한 화석연료 기반 수준까지 하락할 것으로 전망됐다. 넷제로 시나리오에서와 같은 대규모 보급 가정 하에 수전해 수소 생산 비용은 2달러/kg 수준까지 하락할 가능성이 있는 것으로 분석됐다. 수전해 수소 생산 비용은 호주와 남미 지역에서 가장 낮을 것으로 예상됐다. 탄소 가격제가 CCUS 미적용 수소 생산 비용의 상승 요인이 될 것으로 예상됐다.