중국, 수소 개발 5개년 계획 시작...'세계 1위' 꿈꾼다

중국은 재생 가능하고 깨끗한 에너지원인 수소에 대한 투자를 강화해 왔다. 중앙 및 지방 정부는 미래 6개 산업 중 하나로서 제 14차 5개년 계획(2021~2025)에 수소 산업을 포함시켰다.

정부가 지원하는 수소 얼라이언스는 2025년까지 수소 에너지 산업의 생산량이 1조 위안(1526억 달러)에 달할 것이며, 2030년까지 수소 수요가 3500만t에 이를 것으로 예상하고 있다. 이는 중국 에너지 시스템의 5% 이상을 차지하는 수치다.

기체 요소인 수소 사용을 늘리면 기후 변화를 주도하는 주요 온실 가스 중 하나인 탄소 배출량을 획기적으로 줄이려는 정부의 목표를 지원하는 데 도움이 된다.

수소 연료 전지는 운송 및 기타 응용 분야에서 사용할 수 있는 무공해 전기를 생성한다. 수소 생산 확대와 운송 인프라 개발은 2030년 이전 최대 탄소 배출량에 도달한 후 2060년까지 탄소 중립성에 도달하는 데 도움이 될 수 있다.
그러나 이런 목표를 달성하기 위해서는 최종 사용자에게 자료를 추출, 저장, 운송 및 전달하는 비용을 낮추기 위해 기술적 장애물을 극복해야 한다. 중국의 장점은 강력한 정부 지원과 거대한 시장에 있다.


현재 30개국 이상이 로드맵을 발표했으며, 228개의 대규모 프로젝트가 추진 중에 있다. 주요 기업의 글로벌 CEO 주도 이니셔티브인 수소위원회가 지난 2월 발표한 보고서에 따르면 수소가 2050년까지 3000만 개 이상의 일자리와 2조5000억 달러 규모의 시장을 창출한다.

일본은 기술에, 미국은 연구에, 유럽은 생산에 초점을 맞추고 있으며 중국은 가장 큰 시장을 가지고 있다. 그린 수소 생산 기술의 관점에서 중국은 기본적으로 미국과 유럽 국가와 동일한 출발선에 서있다.

중국, 수소 개발 5개년 계획 시작...'세계 1위' 꿈꾼다

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◇수소 개발에 대한 중국의 정책

14차 5개년 계획은 수소 로드맵에 대한 전략을 담고 있다. 수소 개발을 위한 국가 전략은 아직 개발되지 않았지만 16개 주와 도시는 특히 수소를 특징으로 하는 자체 5개년 계획을 시작했다. 예를 들어, 베이징에는 수소 급유소 건설 계획이, 장쑤성의 계획에는 수소 연료 전지 차량 개발과 수소 연료 인프라가 포함되어 있다.

중국은 수소기술 연구와 산업체인 개발을 위해 지방 정부의 역할이 중요하다고 보고 지원 프로그램을 시작하고 있다. 베이징-톈진-허베이 클러스터, 광둥, 허난성, 상하이 등 5개 도시 단체가 시범 사업에 선정되었다. 특정 목표를 충족하는 지방 정부는 최대 17억 위안의 재정 지원을 보너스로 받는다.


생산 비용 때문에 수소 구동 자동차는 중국과 기타 지역에서 아직 상용화 단계에 도달하지 못하고 있다. 폭발성 가스를 저장하고 운반하는 어려움이 아직 해결되지 않고 있다. 현재 시장 가격으로 중국의 연료 전지 자동차에 전력을 공급하는 수소는 ㎏당 약 70위안이다. 수소 구동 자동차가 가솔린 구동 차량과 경쟁하려면 ㎏당 40위안 미만으로 내려가야 한다.

화석 연료에서 추출하지 않고 수소의 대규모 생산을 위한 최선의 방법은 전기를 사용해 산소와 수소로 물 분자를 분할하는 물 전기 분해다. 전해질 수소 생산의 주요 과제는 초기 자본 지출과 전기 비용을 포함한 돈 문제다.

물에서 수소를 추출하는 비용의 70% 이상이 전기료다. 1㎏의 수소를 생산하려면 약 60KWh의 전기가 필요하다. KWh당 0.65위안(0.10달러)의 산업용 전기료를 기준으로 1㎏당 39위안에 달한다.

현재 중국은 석탄을 태워 대부분의 전기를 생산하며, 이로 인해 대기중으로 탄소를 배출한다. 전기를 생산하는 평균 탄소 배출량을 기준으로 물에서 1㎏의 수소를 추출하면 약 35.84㎏의 탄소가 배출된다. 3~4배에 달하는 탄소 배출량이 나온다.

해결책은 수력, 풍력 또는 태양열과 같은 재생 에너지를 물의 전기분해에 사용하는 것이다. 중국은 2019년부터 30개 이상의 그린 수소 프로젝트를 진행해 왔다.

중국 국영 석탄 발전소는 북부 내몽골 자치구 오르도스에 태양광과 풍력 에너지로 전력을 공급하기 위해 230억 위안의 그린 수소 공장을 건설하고 있다. 2022년 오르도스에서도 최초의 태양광 및 풍력 발전 그린 수소 프로젝트를 시작할 계획이다.

중국 전문가들은 재생 가능 전력 비용이 KWh당 0.2위안 이하로 떨어질 때만 그린 수소가 경제적일 것으로 보고 있다. 현재 풍력 및 태양전기의 비용은 kWh당 약 0.3위안이다. 투자 은행 차이나 인터내셔널 캐피탈에서는 그린 수소가 2040년이 되어야 석탄 기반 수소보다 비용이 적게 들 것으로 보고 있다.

운송 측면에서 중국의 수소의 대부분은 파이프라인보다 더 비싸고 덜 효율적인 트럭으로 운반하고 있다. 중국은 주로 300㎏의 수소 용량을 가진 트레일러를 사용하며, 이는 서방 국가에서 일반적으로 사용되는 트레일러의 절반 미만 수준이다.

파이프라인을 통해 수소를 운반하는 것은 효율적이지만 높은 선행 투자가 필요하다. 이에 중국 석유 및 가스 파이프라인 네트워크(PipeChina)는 14차 5개년 계획에 수소 파이프라인 연구를 포함시켰다. 국영 중국 석유 화학은 파이프라인과 주유소를 포함한 수소 인프라 건설을 가속화하고 있다.



중국은 연료 전지 자동차 산업을 육성하기 위해 더 강력한 환경을 조성하려는 목적으로 수소 자동차의 선두주자인 도요타와 협력하고 있다.

도요타 자동차는 수소 연료 전지 차량의 선두로 2014년 세계 최초 수소 연료 전지 자동차를 공개하고 2020년에 ‘미래’라는 일본의 단어인 2세대 미라이(Mirai)를 출시했다. 도요타는 2021년 1분기에 2000대의 수소 연료전지 차량을 판매하여 전 세계 매출의 절반을 차지했다.

중국은 2020년부터 도요타와 수소 연료 전지 산업과 협력을 강화해 왔다.

지난해 8월 일본 자동차 제조사는 베이징 시노하이텍을 포함한 5개 중국 기업과 함께 상용차용 수소연료전지 개발을 위한 유나이티드 연료전지 시스템 R&D를 설립했고, 지난 3월에는 중국 수소 연료 전지 엔진 제조업체인 베이징 시노하이텍이 도요타와 중국 상용차용 연료전지를 생산을 위해 50 대 50의 합작 투자에 합의했다.

중국은 도요타가 배터리 구동 자동차에서 테슬라의 역할과 유사한 중국의 수소 연료 전지 자동차 산업의 부문에서 역할을 해주기를 기대한다. 전기차의 선두주자로 중국 시장에 테슬라가 등장하면서 소규모 중국 업체들이 혁신과 경쟁을 통해 전체 산업의 성장을 촉진할 수 있었다.

다만, 중국 인프라가 수소 연료전지 차량 보급에 장애가 되고 있다. 전국에 135개의 수소 주유소가 있고, 정부가 보조금을 지급하고 있지만 공공 충전소는 3만개에 불과하다.

중국은 풍부한 수소 자원을 활용해 수소 전지 자동차 부분에서 세계 1위를 꿈꾼다.


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com