해외 도입 그린수소의 가치사슬 단계별 비용 분석
한국은 2030년까지 14.3GW, 2036년까지 약 30GW의 해상풍력을 설치할 계획이다. 먼 바다에서 생산한 전력을 육지로 보내는 해상계통은 구축하는데 비용이 많이 들고 기술적으로도 까다롭다. 누가 해상계통을 건설하고, 운영하며, 투자할지 주체가 명확하지 않으면 해상풍력 개발 과정에서 큰 갈등과 비효율이 발생할 수 있다. 이번 이슈브리프는 한국 실정에 맞는 해상계통 거버넌스 구축을 더 미룰 수 없다는 점을 분명히 강조하고자 한다.
왜 중요한가
탄소중립을 위해 그린수소의 역할이 부각되고 있다. 그린수소는 탈탄소화가 어려운 산업부문에서 대체 연∙원료로 활용될 수 있다. 그러나 한국의 연간 그린수소 생산 잠재량은 0.2EJ로, 호주(520~598EJ)나 미국(213~385EJ)에 훨씬 못 미친다.
한국은 대표적인 수소 수입국으로 분류되며, 2050년 그린수소의 80%를 수입에 의존할 것으로 보인다. 따라서 해외 그린수소를 도입할 때 가치사슬별 비용 구조와 온실가스 배출량을 파악하는 것은 수소 경제 밑그림을 그릴 때 가장 필수적인 과정이다.
주요 내용
현재기술 수준에서 그린수소를 가장 저렴하게 들여오는 방법은 ‘암모니아를 LNG 액화수소로 수입해 온 다음 전기차로 수요지까지 운송해 암모니아로 활용하는 것’이다.
현재기술 수준에서 온실가스 배출량이 가장 적은 그린수소 도입 경로는 ‘암모니아를 암모니아 추진선박으로 들여와 전기차로 수요지까지 운송해 암모니아로 활용하는 것’이다.
Zoom-in
(변환 단계) 암모니아 vs. 액화수소
암모니아는 액화수소보다 밀도가 높아 같은 크기의 용기에 약 1.8배 더 많은 수소를 저장할 수 있다. 또 기화율이 낮아 손실도 적다.
(해상운송) LNG 추진선박 vs. 암모니아 추진선박
암모니아 추진선박은 무탄소라는 큰 장점에도 불구하고, 가격 경쟁력 면에서 LNG 추진선박에 밀린다.
(저장) 저장기간은 짧게
저장기간이 60일에서 180일로 3배 늘면, 비용은 최대 3.7배, 배출량은 최대 16배가 된다.
(재변환) 암모니아의 약점이 여기에
암모니아를 기체수소로 분해(크래킹)할 때는 액화수소를 기화하는 것보다 더 많은 에너지가 든다.
(내륙운송) 전기차 vs. 내연기관차
내륙운송에선 이미 전기차가 내연기관차보다 저렴하다. 단, 기체수소는 현재기술 수준에서 운송거리가 37km를 넘으면, 차량보단 배관망으로 운송하는 게 더 저렴하다.
정책 제언
암모니아 크래킹 기술 투자 확대
대부분의 그린수소 도입 가치사슬에서 암모니아는 액화수소보다 경쟁력을 갖는다. 그러나 암모니아를 그대로 활용하지 않고, 수소로 재변환(크래킹)하게 되면 이 과정에서 많은 비용과 배출량이 발생한다. 크래킹 공정의 에너지 효율 개선을 위한 기술 투자가 이뤄져야 한다.
저장설비 대형화와 기화 감축
수소는 저장기간이 늘수록 기화한 수소를 처리하기 위해 비용과 배출량이 급증한다. 저장기간에 따른 리스크를 줄이기 위해 설비를 키우고, 기화를 줄이기 위한 R&D를 확대해야 한다.
운송 단계 탄소가격 내재화
암모니아 추진선박은 화석연료 추진선박에 비해 경제성이 현저히 떨어진다. 충분히 높은 수준(2040년 기준 약 USD 255 ~ 267/tCO2)의 탄소가격이 책정된다면 암모니아 선박도 경제성을 확보할 수 있다.
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※ 관련 보고서
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*본 이슈브리프는 2024년 11월 발간된 과 함께 보시면 더 심층적으로 이해할 수 있습니다.
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2025.02.10 / 김승완 외 1명
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