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탄소중립 달성을 위한 중국의 수소산업 육성 동향
장정재 소속/직책 : 부산연구원 연구위원 2022-12-15
지구 대기는 질소(78.1%), 산소(20.9%), 온실가스(이산화탄소·메탄 등)·수증기(1%)로 구성되어 있다. 온실가스는 아주 적은 비중으로 지구 온도를 적정하게 유지시켜 주는 중요한 역할을 한다. 온실가스는 태양열이 지표면에 부딪힌 후 복사열이 지구 밖으로 배출되는 것을 방지하는데, 상시적으로 적정농도 유지가 필요하다. 그러나 산업화 이후 화석연료 사용은 매년 급증해서 대기 중 온실가스 농도가 최고치를 경신하고 있다. 이산화탄소, 메탄, 이산화질소, 수소불화탄소, 과불화탄소, 육불화황은 기후변화를 일으키는 주범으로 관측 이래 대기 중 이산화탄소 농도는 지속해서 증가하였다. 지구 평균기온이 1.09도 상승했고 2021년 이후 1.5도 상승하여 기후변화가 더 심각해졌다. 그 결과 온실가스 농도가 필요 이상으로 증가하여 지구를 뜨거워지게 하는 지구온난화가 야기되었고 기후 위기가 세계 곳곳에서 발생했다. 기후 위기는 전 세계적으로 폭우, 태풍, 이상고온 등 형태로 나타나 인명·재산 피해가 급증했다. 이에 인류는 생존 위기에 직면하였다.
지구온난화 및 해수면 상승 등 갈수록 심각해지는 기후변화에 대응하고자 전 세계 195개 국가는 2015년 12월 파리기후변화협정(Paris Climate Agreement)을 채택하였다. 참가 국가들은 2023년부터 5년마다 탄소 감축 상황을 보고해야 하며 선진국들은 개발도상국의 기후변화 대처사업비(매년 1,000억 달러 이상)를 지원하기로 했다. 그리고 2019년 9월 유엔 기후행동 정상회의에서 2050년 탄소중립 달성 선언을 통해 전 세계의 온실가스 감축 노력에 동참할 것을 촉구했다. 이는 2022년 11월 현재 187개국의 탄소중립 선언 동참 및 정책 수단 제시로 이어졌다. 한국 정부도 2020년 10월 ‘2050년 탄소중립’ 선언을 발표했으며, 같은 해 2050 탄소중립 추진전략을 내놓았다. 또한 거버넌스 체계인 탄소중립 위원회를 출범하였고 2022년 3월 법적 토대가 되는 「기후 위기 대응을 위한 탄소중립·녹색성장 기본법」을 시행하였다.
한편, 중국은 한국, 일본보다 일찍 탄소중립 선언을 발표하여 국제사회에서 기후 리더로 변모하는 모습을 보여줬다. 시진핑 주석은 제75차 UN총회(2020.9월)에서 ‘2030 탄소피크 및 2060 탄소중립 달성 전략(双碳, 탄소피크·탄소중립)’ 발표를 통해 탄소중립에 동참 의사를 밝혔다. 2030년까지 이산화탄소 배출량을 2005년 수준보다 65% 이상 감축하고, 비화석 연료를 통한 에너지 공급 비중을 25%까지 확대하기로 했다. 그리고 2030년 이후부터는 화석연료 사용을 최소화해서 온실가스 배출량을 줄이면서 2060년에는 탄소중립 달성하는 것을 목표로 설정했다. 여기에는 수소에너지 사용 비중을 2050년 10%, 2060년 30%까지 확대하는 것으로 목표를 설정하였다. 2060년까지 중국의 기후영역 신규 투자 규모는 약 139조 위안으로 연평균 3.5조 위안, 2020년 GDP의 3.4%를 차지할 것이다.1)
세계 경제가 탄소중립 이슈로 바뀌면서 무탄소 발전은 국가 경쟁력 확보를 위해 반드시 극복해야 할 문제가 되었는데 중국의 경우는 더 절실하다. 제조업이 발전한 국가 특성상 전력 사용량이 많은데 2019년 중국의 탄소 배출량은 98억 9,900만 톤이며 전력 생산 과정에서 총배출량의 87%가 발생되었다.2) 탄소중립 목표 달성을 위해 무탄소 발전의 중요성이 대두되는 가운데 중국은 수소에너지를 활용한 전력 시스템 구축에 주목하고 있다.
수소는 가장 친환경적인 에너지로 탄소 중립 시대에 국가적 전략 자산으로 부상하였다. 수소는 생산방식에 따라 재생에너지를 100% 사용해 물을 전기 분해해 생산하는 그린 수소, 화석연료를 고온의 수증기와 반응시켜 생산하는 개질(그레이) 수소, 석유화학 또는 제철 공정 반응에서 부수적으로 생산되는 부생(그레이) 수소 등 크게 3가지로 분류된다. 최근에는 기술이 개발되면서 7~8개 종류의 색깔로 표현되는 수소로 세분되기도 했다.3) 수소는 연소 열 값(142KJ/g)이 높은 특성을 가지고 있는데, 석유의 약 3배, 석탄의 4.5배, 리튬 배터리의 120배 이상 높다. 수소에너지는 안전하고 저장성이 좋으며 무탄소 발생의 고효율성도 갖춰서 차세대 에너지원으로 주목받는다. 이미 수소에너지를 열에너지·전기에너지로 변환이 가능하도록 하는 기술이 개발되었고 활용 분야는 더 확대될 전망이다. 수소는 높은 연소 효율과 높은 에너지 변환 효율 때문에 자동차에 적용하면 긴 주행 거리를 확보할 수 있어 수소차는 기존 내연 자동차를 대체할 수 있다. 따라서 수소차를 통해 높은 배기가스 배출로 인한 대기오염 문제를 해결할 수 있다.
중국은 세계 최대 에너지 소비국가로 원유 72%, 천연가스 43%를 해외로부터 조달한다. 특히 전체 이산화탄소 배출의 76%가 발전 및 난방을 하는 석탄 소비 과정에서 배출된다. 그러므로 화석연료 사용률이 높은 중국에 있어 수소는 탄소중립 달성에 꼭 필요한 존재라서 국가적 육성과제로 추진되고 있다.
중국 정부는 《수소에너지산업 발전 중장기 계획, 氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》을 통해 2025년까지 그린수소와 부생수소를 주로 이용하는 수소에너지 공급 시스템 기반 조성을 목표로 제시하였다. 계획에 따르면 2025년까지 완전한 수소 산업 발전 생태계 조성을 위한 제도·정책을 수립하고 핵심기술 확보를 통한 산업 공급망을 구축하고자 한다. 2030년까지는 수소 산업 기술 혁신 시스템, 그린수소 생산 시스템 및 공급망을 완비하고 합리적이고 질서 잡힌 산업 구도를 형성하여 그린수소가 광범위하게 응용되어 탄소피크 목표 달성에 있어 튼튼한 뒷받침을 제공할 방침이다.4) 이밖에 연간 그린 수소 생산량을 10~20만 톤까지 확대하며 전국적으로 수소산업 단지 조성에 나서기로 했다.
2021년 4월 랴오닝성 장춘시 한중(창춘) 국제협력 시범지역에 수소에너지 산업단지가 조성되었다. 국가 수소에너지 산업을 견인하는 핵심지역으로 수소 장비 제조, 수소에너지 배터리 생산 및 R&D 센터, 국제적 경쟁력을 갖춘 수소에너지 중심지역으로 성장하고자 한다. 2021년 광둥성 선전시는 《선전시 수소에너지 산업 발전 계획, 深圳市氢能产业发展规划（2021-2025）》을 구체화하는 국제 수소산업 단지가 옌티엔구(盐田区)가 조성되었다. 약 9,569 평방 미터의 산업 단지는 수소에너지의 생산-저장-운송-사용 관련 제품 생산 및 연구개발(R&D) 기능을 담당하여 2025년까지 2~3개의 수소에너지 기업을 주식시장에 상장하도록 육성하고자 한다.5) 2022년 11월 광둥성 중산시는 《중산시 수소에너지 산업 개발 계획(2022-2025), 中山市氢能产业发展规划(2022-2025年)》을 통해 2025년까지 고품질 수소 생산, 부품 및 장비를 생산하는 산업 클러스터 조성을 목표로 설정했다. 2030년까지 수소에너지 종사기업 50개 이상을 육성해서 산업 규모를 300억 위안까지 확대하기로 했다.6)
중국 중앙정부 및 지방정부의 수소산업 육성 정책은 기업들의 대대적인 투자로도 이어졌다. 상하이자동차, 창청자동차, 베이징현대자동차 등은 수소전기차 개발 및 연료전지시스템 생산에 착수하였다. 캐나다, 독일, 노르웨이 국적의 기업들도 중국기업과의 협력을 통해 수소 전기버스 및 수소 저장용기 개발에 투자하고 있다.7) 중국은 현재 알루미늄 라이너를 탄소섬유 복합재료로 보강한 타입3 수소 저장용기 확산에도 주력하고 있으며 뒤처져 있는 타입4 수소 저장용기의 기술력 격차를 좁히기 위해 산·학·연 협력을 강화하였다.8)
중국은 온실가스 배출을 대폭 줄이고 탄소중립 달성을 위해 신에너지 발굴 및 발전이 필수적이기 때문에 수소 관련 산업투자 및 수소 단지 시범 프로젝트 추진은 앞으로도 계속될 것이다. 특히 2060년 비화석에너지 소비 비중을 80%로 확대하기 위해 수소 이용률 제고가 있어야 하므로 수소 관련 외자기업 유치에도 더 적극적으로 나설 것으로 예상된다.
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1) 21世纪经济报道(2021.3.12.), “国家气候战略中心战略规划部主任柴麒敏： 绿色低碳发展 将形成政策“组合拳””, 검색일: 2021.10.15.
2) https://baijiahao.baidu.com/s?id=1742839691907926269&wfr=spider&for=pc
3) 조세금융신문(2022.7.26.). 소수력발전 전기로 물 전기분해, 그린수소 만들어 수소차 몬다 https://www.tfmedia.co.kr/news/article.html?no=129271
4) CSF중국전문가포럼(2022.3.25.). 쌍탄소 계획완비 中 수소산업 초록색으로 물든다. https://csf.kiep.go.kr/newsView.es?article_id=45637&mid=a20100000000(검색일: 2022.12.01)
5) 深圳商报官方(2022.10.9.) 抢占氢能风口 打造绿色盐田！深圳首个国际氢能产业园在盐田揭牌. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1746215122637428464&wfr=spider&for=pc
6) 中山市发展和改革局(2022.11.10.). 2025氢能产业规模达100亿元！广东中山氢能产业发展规划(2022-2025年)印发. https://www.in-en.com/article/html/energy-2320576.shtml
7) 일본 도요타자동차의 베이징 수소탱크 생산 투자, 캐나다 빌라드파워의 광둥성 연료전지 개발 투자, 독일 보쉬의 장쑤성 연료전지시스템 투자, 노르웨이 헥사곤 퓨루스의 수소저장용기 투자 등 수소 관련 제품 생산 및 연구개발 투자가 광범위하게 진행되고 있다.
8) 월간수소경제(2022.4.30.). 中 탄소중립 위해 수소굴기 강력 드라이브. https://www.h2news.kr/mobile/article.html?no=9908(검색일: 2022.12.01)
[참고문헌]
21世纪经济报道(2021.3.12.), “国家气候战略中心战略规划部主任柴麒敏： 绿色低碳发展 将形成政策“组合拳””, 검색일: 2021.10.15.
氢能源：“双碳”趋势下的主战场. 2022.09.02. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1742839691907926269&wfr=spider&for=pc(검색일: 2022.12.01)
조세금융신문(2022.7.26.). 소수력발전 전기로 물 전기분해, 그린수소 만들어 수소차 몬다. https://www.tfmedia.co.kr/news/article.html?no=129271
CSF중국전문가포럼(2022.3.25.). 쌍탄소 계획완비 中 수소산업 초록색으로 물든다. https://csf.kiep.go.kr/newsView.es?article_id=45637&mid=a20100000000(검색일: 2022.12.01)
深圳商报官方(2022.10.9.) 抢占氢能风口 打造绿色盐田！深圳首个国际氢能产业园在盐田揭牌. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1746215122637428464&wfr=spider&for=pc
中山市发展和改革局(2022.11.10.). 2025氢能产业规模达100亿元！广东中山氢能产业发展规划(2022-2025年)印发. https://www.in-en.com/article/html/energy-2320576.shtml
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