정부와 기업, 연구소 등 전 세계 각계각층에서 탄소중립 달성을 위한 노력으로 에너지 전환 속도를 높이면서 재생에너지 활용과 저탄소 에너지원 전환이 필수적인 시대가 도래했다.

한국 딜로이트 그룹이 탄소 중립 실현과 포괄적인 청정수소 경제의 출현과 전망을 담은 ‘딜로이트 2023 글로벌 그린수소 전망(Deloitte’s 2023 global green hydrogen outlook)’ 리포트를 발간했다.

리포트에 따르면 넷제로 실현에 따라 그린수소와 블루수소 등 청정수소 시장은 2030년 6,420억 달러(830조 원)에서 2050년 1조 4,000억 달러(1,810조 원)까지 성장할 것으로 예상했다(원화 환산액: 2022년 연간 원/달러 평균환율 1,293.68원 적용). 생산규모는 1억 7,000만 메트릭 톤(MtH2eq)에서 6억 메트릭 톤(MtH2eq)까지 증가할 것으로 전망했다.

딜로이트는 2050년까지 중동, 북아프리카, 북미, 호주 지역이 전체 수소 생산량의 약 45%, 전체 수소 무역량의 90%를 차지할 것으로 예측했다. 이 가운데 한국과 일본의 경우 2050년까지 수소 수요량의 90%를 수입에 의존하고, 유럽과 중국 및 인도는 수소 생산 역량을 보유하고 있지만 수소 수입에 의존해 에너지 전환을 추진할 것으로 분석했다.

2050년 청정수소 시장 성숙단계 진입… 그린수소 전체 청정수소 중 85% 점유

딜로이트는 시장 초기에 기존 산업에서 탄소배출 저감 목적으로 수소를 도입하고 있는 산업에서 대체 수요가 발생하고, 비료 생산 분야에서 수소 수요가 크게 증가할 것으로 예측했다. 이후 본격적인 넷제로 전환 과정에서 탄소배출 저감의 유일한 대안으로 수소의 역할과 실효성 입증을 통해 수소 수요와 생산이 증가할 것으로 나타났다.

2050년까지 청정수요 수요는 고온가열 등 필수 공정이 수반되는 철강, 화학, 시멘트 등 산업에서 42%, 해운, 도로 등 교통 및 운송 부문에서 36%를 점유할 것으로 예상했다. 이와 함께, 2050년까지 청정수소 활용을 통해 저감이 가능한 이산화탄소 누적 배출량은 최대 85기가톤으로 예상된다. 이는 청정수소가 신규 수요처 발굴 외 탄소배출 저감에도 크게 기여하는 것을 의미한다.

다만, 청정수소의 가치사슬은 미성숙한 단계로 규모 경제와 이산화탄소 가격 조정 등 친환경 공법을 활용한 수소 생산이 가격 경쟁력을 확보할 때까지 정부 지원이 필요하다. 딜로이트는 청정수소가 간접적으로 에너지 유도체로 활용되어 제조되는 각 연료별 손익분기 도달 시점을 암모니아(NH3)는 2030년, 메탄올(CH3OH)은 2045년, 지속가능 항공연료(SAF)는 2050년으로 각각 예상했다. 딜로이트는 이 시기가 공급 역량 증가 및 신규 수요처 확대로 시장에 의한 수소 가격 형성, 가격 탄력성 개선을 통한 지리적 우위에 있는 국가들이 핵심산업으로 수소 투자 증대 등 시장 전체가 성숙단계에 진입할 것으로 전망된다.

2050년 기준 그린수소는 전체 수소 시장의 85%를 점유할 것으로 예상된다. 반면 블루수소는 중동, 북아프리카, 호주 등 천연가스 비축이 가능한 지역을 중심으로 시장이 형성되고 2040년 1억 2,500만 메트릭 톤(MtH2eq)을 생산해 정점을 찍을 것으로 예측된다. 이후 메탄가스 처리 및 이산화탄소 배출 규제 강화 등으로 블루수소는 그린수소로 대체될 것으로 내다봤다.

한국과 일본 2030년부터 2050년까지 수소 수요량 90% 수입에 의존

딜로이트가 예측한 국가 간 수소 무역량은 전체 수소 생산의 20%에 해당하는 1억 1,100만 메트릭 톤(MtH2eq)으로 나타났다. 대표적인 수소 무역 대상은 장거리 운송이 가능한 암모니아(NH3), 메탄올(CH3OH), 지속가능항공연료(SAF) 등과 같은 수소 유도체와 운반체들이다.

오는 2050년까지 중동, 북아프리카, 북미, 호주 지역은 전체 수소 생산량의 약 45%(전체 수소 무역량 90%)를 차지할 것으로 나타났다. 이와 함께, 2050년 전 세계 주요 지역 간 수소 무역을 통한 수출 수익액 규모는 연간 2,800억 달러(북아프리카 1,100억 달러, 북미 630억 달러, 호주 390억 달러, 중동 200억 달러)에 달할 것으로 예상된다. 이 가운데 딜로이트는 한국과 일본의 경우 2030년부터 2050년까지 수소 수요량의 90%를 수입에 의존할 것으로 예상했다. 유럽과 중국 및 인도도 수입에 의존해 에너지 전환을 추진할 것으로 분석됐다. 

딜로이트는 청정수소 경제 구축을 위해 2050년까지 세계 수소 공급망 전반에 약 9조 달러(약 1경 1,643조 원), 신흥국에 3.1조 달러(약 3,881조 원)가 투자해야 한다고 예측했다. 해당 기간 연평균 투자액은 2022년 전 세계 석유 및 가스 생산에 실제 투자된 4,170억 달러(약 539조 원)보다 낮은 수치이다.

청정수소 경제 실현 위해 청정수소 사업 추진 기반 마련과 정책적 지원, 시장 탄력성 보장 필요

청정수소 경제 실현과 확대, 기후중립 달성을 위한 에너지 전환은 필연적인 과정이다. 이를 위해 세계 탄소 배출량의 88%를 배출하는 140개국 이상 정부는 국가적 과제로 넷제로를 채택했다. 다만, 수소 생산능력은 오는 2030년까지 총 4,400만 메트릭 톤(MtH2eq)으로 수요 예측량의 1/4에 불과한 수준이다.

이를 해결하기 위해 딜로이트는 정부 정책 결정자들이 사업 추진 시 필요한 청정수소의 생산, 처리 운송 등과 관련된 절차와 기준에 대한 견고한 인증 체계와 프로세스를 마련해야 한다고 분석했다. 이해당사자들의 의사결정을 돕고 특정 기술에 대한 종속을 피하면서 사업 투명성을 확보하기 위함이다.

또한, 청정수소에 대한 정책적 지원 추진을 통해 화석연료 대신 청정수소 도입으로 발생하는 비용 차액을 보전해야 한다고 주장했다. 장기 공급 계약체계(Offtake Mechanism)를 통해 사업 리스크를 덜어내고 가격 안정성 강화에 성공한 독일의 H2Global 프로젝트가 대표적이다. 나아가 거래 청정수소 가치 사슬 전반의 다각화 및 정책적 시너지 창출을 위한 국제적인 협력도 절실하다고 강조했다.

최용호 한국 딜로이트 그룹 수소 CoE 리더는 “탄소중립을 향한 글로벌 수소산업의 진전이 빠르게 전개되고 있다. 한국이 글로벌 수소 강국으로 거듭나기 위해서 무엇보다 중요한 것은 정책적인 측면에서의 강력한 지원인데, 유럽연합(EU)은 이미 ‘핏 포 55’(Fit-for-55)에서 산업용 및 운송용 등에서의 수소의 의무 수요 목표를 설정하고 있는 등 적극적으로 마중물 수소 수요를 형성하고 있다. 한국 수소산업도 대규모 수소 수요 창출과 함께, 수소산업의 전반적인 스케일업(Scale-up)을 달성해 나가고, 수소 활용처의 다양화와 대형화를 위한 수소 정책이 반드시 필요하다”라고 말했다.

한편, ‘2023 글로벌 그린수소 시장 전망’ 리포트 전문은 딜로이트 인사이트 앱 혹은 홈페이지(Link)에서 확인할 수 있다.