정부는 지난 5월 첫 수소경제위원회를 열고 ‘새 정부 수소경제 정책방향’을 발표하며 수소경제 생태계 구축을 위한 발판을 마련했다. 수소경제 생태계 구축은 국가의 제도나 정책적 뒷받침 없이는 불가능하다. 이에 따라 수소기업의 투자 의지가 시너지 효과를 낼 수 있도록 공기업이 역할 확대에 나서고 있다.

이번 호에서는 수소안전 전담기관으로 지정된 한국가스안전공사와 국내 수소유통 전담기관인 한국가스공사, 최근 수소화합물 개발사업으로 사업영역을 확대한 한국석유공사 등 에너지 공공기관의 수소 관련사업 추진 현황을 살펴봤다.

한국가스안전공사

선제적 수소 안전관리·1등 수소산업 육성 지원

한국가스안전공사(사장 임해종)는 탄소 저감 노력과 함께 수소경제 활성화를 위해 수소안전관리에 만전을 기하고 있다.

지난 2020년 정부가 발표한 국내 최초의 수소안전관리 로드맵인 ‘수소 안전관리 종합대책’에 따라 수소 안전 전담기관으로 지정되면서 3차년도인 지난해 말 종합대책을 성공적으로 완수했다. 가스안전공사에 따르면 수소안전전담기관으로 종합대책 추진 3차년도인 2022년 말 기준 33개의 세부과제 중 27개 과제를 완료했다.

수소충전소 안전관리 제도화

4대 수소 안전 인프라 구축 잰걸음

먼저 공사는 수소충전소 안전 우려 불식을 위해 안전영향평가와 정밀안전진단을 제도화 했다. 수소충전소 안전영향평가제도는 충전소 시공 단계 이전에서 실시되는 위험성 평가로 가스안전공사는 시공자에게 입지여건 평가, 잠재적 위험요인 분석 결과 등 안전 확보를 위한 다양한 정보를 제공하고 있다. 특히 평가 결과는 국민들에게 투명하게 공개돼 수소충전소에 대한 안전 우려 해소와 충전소 건립 수용성 제고에 큰 도움을 주는 것으로 평가된다. 또한 정밀안전진단 제도는 수소충전소 운영단계에서 안전 확보를 위해 기존 정기검사보다 안전관리 수준을 대폭 강화한 제도로 공사는 기존 정기검사 대비 검사 항목을 대폭 확대했고 각종 첨단장비를 활용, 보다 세밀한 안전관리를 펼쳤다.

이어 수소충전소의 안전관리 수준 향상을 위해 수소충전소 상설점검, 실시간 모니터링 시스템, 사업자 자율안전관리로 구성된 3중 안전관리 체계를 구축해 운영하고 있다. 우선 수소충전소 상설점검은 수소충전소 사고 예방과 사업자 자율안전관리 역량 향상을 위해 공사가 상업용 수소충전소를 대상으로 2020년 8월부터 전담인력을 구성해 실시하고 있다. 점검으로 축적된 데이터는 분석을 통해 수소충전소 안전관리 정책 수립에 기초 자료로 활용하고 있다. 더불어 수소충전소 실시간 모니터링 시스템은 수소충전소 주요설비의 작동정보를 공사가 실시간으로 확인할 수 있는 시스템으로 긴급상황 발생 시 신속한 조치를 가능하게 해 골든타임 확보 및 대형 사고를 예방에 기여하고 있다.

이와 함께 가스안전공사는 수소산업 안전관리를 위한 4대 수소안전 인프라 구축도 차질 없이 진행하고 있다. 우선 충북 음성군에 수소버스 대용량 내압용기·부품 성능 평가, 수소충전소 밸브 인증시험을 수행할 ‘수소 버스·충전소 부품시험평가센터’를 연내 준공할 예정이다. 뿐만 아니라 수소용품 법정검사를 수행할 ‘수소용품 검사지원센터’는 전북 완주군에 내년 준공을 목표로 건립을 추진하고 있다. 아울러 액화수소 제품검사 인프라인 ‘액화수소 검사지원센터’는 2025년 충북 음성군에 준공할 계획이다.

이밖에도 공사는 수소 안전 홍보와 인력 양성을 위한 인프라 구축도 함께 추진하고 있다. 지난 4월 국내 최초 수소에너지를 주제로 한 체험관인 수소안전뮤지엄(수소 가스안전 체험교육관)을 정식 개관했다. 수소에 대한 올바른 정보 제공과 수소안전 교육·홍보를 위해 국내 최초로 건립된 수소안전뮤지엄은 가스의 기초상식과 가스사고 예방수칙을 배울 수 있는 ‘가스안전체험관’과 수소에너지 및 미래 수소사회를 주제로 한 ‘수소안전홍보관’으로 구성돼 있다. 공사는 수소산업 안전생태계 조성을 위한 현장 안전관리 인력 전문교육 실습 인프라인 ‘수소 안전 아카데미(가칭)’도 내년까지 완공할 계획이다.

수소 안전관리 로드맵 2.0 수립

선제적 안전기준 개발 박차

가스안전공사는 최근 기업들이 청정수소 생산, 수소발전, 액화수소 등 수소 신기술·신사업을 빠르게 확대함에 따라 이에 대한 안전관리 체계 마련에도 속도를 내고 있다.

정부와 가스안전공사는 지난 5월 수소산업 환경 변화와 신기술 대응 및 안전규제 합리화를 위해 ‘수소 안전관리 로드맵 2.0(이하 로드맵 2.0)’을 수립했다. 로드맵 2.0은 ▲청정수소 생태계 조성을 위한 선제적 안전기준 개발 ▲세계 1등 수소산업 육성을 위한 규제혁신 ▲안전과 산업의 균형을 위한 안전관리 등 3대 전략과 10대 추진과제, 64개 세부과제로 구성돼 있다.

로드맵에 따르면 공사는 청정수소 생태계 조성을 위해 수전해·암모니아 분해 등 다양한 청정수소 생산설비에 대한 안전기준과 석탄·암모니아, 액화천연가스(LNG)·수소 혼소 등 수소 발전 안전기준, 액화수소 제품·설비 안전기준을 제도화할 예정이다. 또한 수소산업 육성을 위해 개발단계의 수소 제품에 대한 별도의 신속 검사체계 적용, 자율안전관리 우수사업자 대상 법정검사 주기 완화 등의 안전관리 제도를 개선키로 했다. 아울러 수소 모빌리티 활성화를 위한 수소충전소에 대한 규제 개선도 추진한다.

이밖에도 안전과 산업의 균형 발전을 위한 안전관리 강화도 추진한다. 일정 규모 이상 대규모 수소 생산·저장시설에 엄격한 안전기준 적용 등 수소 시설에 대한 안전관리 강화와 동시에 국내 수소산업의 안전성 확보 및 사업자 안전관리 역량 강화를 위한 수소 특화 안전교육 프로그램 개발, 수소 안전분야 국제협력도 함께 추진할 계획이다.

한국가스공사

효율적·안정적 수소 유통체계 구축 박차

지난 2020년 수소유통 전담기관으로 선정된 한국가스공사(사장 최연혜)는 효율적이고 안정적인 수소 유통체계를 구축하기 위해 사업에 박차를 가하고 있다.

특히 수소에너지의 생산에서 공급, 유통까지 그린수소 전 밸류체인 참여로 산업 생태계를 구축하고 수소경제 활성화를 위해 노력하고 있는 공사는 현재 해외 재생에너지 개발 및 청정수소 도입, 액화수소 선박 운영 및 천연가스 배관의 수소혼입 등에 집중해 사업을 추진하고 있다.

선도적 투자·단계별 수소사업 전략 수립

가스공사의 수소사업 추진전략을 보면 선도적 투자 및 단계별 추진 전략을 통해 수소의 제조·생산, 공급망의 건설과 운영, 유통 등 수소산업 전 과정에 참여하고 있다.

우선 선도적 투자·단계별 전략으로 수소사업을 추진하고 있는 가스공사는 지난 2022년 준비기(수소산업 생태계 조성)를 통해 수소생산 공급 인프라 구축과 수소유통체계 조성 계획을 밝혔고 오는 2030년 확산기(수소이용 비약적 확대)에 수소생산 공급 인프라 확장 및 수소유통체계 안정화, 2040년 선도기(해외 생산 및 수전해 본격화)에 CO₂-free생산체계 구축 및 수소유통체계를 고도화 한다는 전략이다.

세부적으로 공사는 2030년대 확산기까지 추출수소 네트워크 기반 초기 수소경제 선도를 위해 CCUS기술 도입을 통한 블루수소를 생산하고 2040년 선도기에는 그린수소 생태계를 구축하고 그린수소 355만톤을 도입한다는 전략이다. 이를 위해 2030년 확산기까지 충전소 누적 132기와 생산기지 25기를 구축을 목표로 하고 있으며 안정적인 수소 공급과 가격 확보에 기여하기 위해 LNG생산기지 기반 추출형 수소생산기지 인프라 15기를 구축한다는 계획이다. 또한 2040년 선도기에는 수요에 대응해 투자계획을 수립하고 국가수소의 35% 이상을 공급한다는 목표를 수립했다.

융복합 수소충전소 구축 운영

수소 유통센터 운영

가스공사는 현재 2020년부터 충전소 내 제조 설비에서 생산된 수소를 이용해 수소자동차를 충전하는 제조식 수소충전소(On-Site형)을 운영하고 있다. 특히 공사는 친환경 연료전환 사업을 통한 온실가스 및 미세먼지 저감을 위해 현장 제조식 수소충전 인프라인 융복합(All-in-one)충전소 구축에 박차를 가하고 있다.

가스공사의 융복합충전소는 수소·LNG·CNG·전기 등 다양한 차량용 연료를 충전할 수 있으며 해당 지역 차량 수요 특징에 맞게 설비를 구성할 수 있다. 공사는 2025년까지 융복합충전소 30개소를 구축할 예정이다 이에 공사는 삼성물산 등과 함께 합작회사 ‘하이스테이션’을 설립하고 LNG 기반 현장 제조식 수소충전소 구축 사업을 본격화하고 있다. 시내버스 차고지 인근에 6기의 융복합 수소충전소를 건설 운영할 계획인 공사는 하루 최대 72대의 수소버스에 수소를 공급한다는 계획이다.

이와 함께 수소경제 활성화를 위한 선순환 구조의 기반을 마련해 온 공사는 수소 공동구매 시범운영을 통한 수소 공급가격 인하와 유통 효율화에 기여하고 있다. 또한 지난 2021년에는 실시간 수소유통 정보 수집·활용 시스템을 구축해 수소충전소 운영 정보 서비스를 제공하는 클라우드 기반 앱 ‘Hying’을 출시, 수소차 이용자의 만족도를 향상을 위해 노력하고 있다.

액화수소 사업 본격화

해외 그린 및 청정 수소 도입

가스공사는 액화수소 사업도 본격화하고 있다.

최근 GS칼텍스와 평택 액화수소 메가스테이션 사업을 위해 ‘액화수소 생산·공급 사업의 성공적 런칭 및 전략적 제휴를 위한 업무 협약’을 체결한 바 있는 공사는 공사의 LNG생산 인프라와 냉열을 활용한 액화수소 생산의 경제성 제고에 나설 계획이며 국내 최대 에너지 공급 네트워크를 가진 GS 칼텍스의 충전소 인프라를 활용한 공급망 확보, 평택 기반의 수도권 수요 확보를 통해 수소 생산·판매의 시너지 효과를 노린다는 전략이다.

이와 함께 공사는 천연가스를 활용해 창원(연간 수소 3,650톤 생산, 수소차 2만4,300대 충전가능)과 광주(연간 수소 1,460톤 생산, 수소차 9,700대 충전가능)에 수소 생산기지를 운영하고 있다.

공사는 저렴하고 안정적인 수소 공급을 위해 2030년까지 수소 생산기지 15개소를 구축하고 신재생설비 17.1GW 구축할 예정이다. 특히 2030년까지 거점형 수소 생산기지, 수소 충전소 등 수소 인프라 구축과 함께 CCUS기술을 도입해 온실가스 배출이 없는 블루수소를 생산·공급한다는 계획이다. 또한 2030년까지 신재생설비 17.1GW구축하고 신재생 발전을 통해 이산화단소 배출 없는 그린수소를 생산한다. 아울러 2040년까지 해외 그린수소 355만 톤을 국내 도입해 친환경 수소사회를 만들겠다는 목표이다.

이밖에도 그린수소 원천기술 개발을 위해 2030년 100㎿급 수전해 기반 그린수소플랫폼 설계 및 실증을 추진하고 CCUS설비의 단계적 구축을 통해 2030년까지 CO₂ 20% 감축, 2040년까지 CO₂ 100% 감축한다는 목표를 세웠다.

수소혼입 사업 추진

이어 가스공사는 수소혼입 사업에도 나선다. 올 초 정부는 2026년 천연가스 배관 수소 20% 혼입 상용화 및 수소 수요 107만톤, 탄소 배출량 절감 750만톤을 목표로 단계별 혼입 실증계획을 발표한 바 있다.

우리나라 연간 천연가스 사용량은 4,000만 톤이고 여기에 수소를 10vol%(부피백분율) 혼입하면 연간 355만톤의 이산화탄소 감축을 기대할 수 있다. 전국 곳곳에 설치되어 있는 환상배관망을 통해 수소의 전용 배관망이 갖춰지기 전 수소를 공급할 수 있다. 수소혼입이 상용화되면 가정용 보일러, 가스레인지, 산업용 보일러, CNG버스뿐만 아니라 발전용 가스터빈처럼 천연가스를 사용하는 모든 가스기기에 수소를 함께 사용이 가능하다.

이에 가스공사는 2026년 천연가스 배관 수소 20% 혼입을 목표하고 있으며 이를 통해 탄소 중립과 수소경제 활성화에 적극 기여한다는 전략이다. 더불어 LNG 생산기지 기반 수소 생산 인프라 구축도 추진한다. 총 사업비 1조800억원을 투입해 인수기지부지 내 배관혼입 수소생산기지 4개소를 건설하고 연간 40만톤의 수소를 생산한다는 계획이다. 아울러 총 사업비 1조3,500억원을 투자해 발전 수요가 있는 곳에 혼소·전소 수소생산기지 7개소를 건설하고 연간 40만톤의 수소를 생산 공급한다. 혼소용 발전 인프라는 2025년부터 순차적 운영개시하고 전소용은 2030년 운영 개시한다는 계획이다.

한국석유공사

석유 사업역량 활용한 저탄소 수소·암모니아 사업 추진

한국석유공사(사장 김동섭)는 ‘에너지 안보와 탄소중립을 선도하는 글로벌 에너지 기업’이라는 새로운 비전과 함께 오랜 기간 축적된 석유개발 및 비축·유통 사업역량을 활용해 저탄소 수소·암모니아 국내 도입 및 유통 사업을 추진 중에 있다. 특히 공사는 해외 청정수소 도입의 주된 수단인 암모니아 유통 인프라 구축을 본격 추진하고 있다.

이에 공사는 주요 산유국과의 네트워크를 활용한 해외 공급처 확보는 물론 석유개발 역량을 활용한 해외 생산거점 확보, 석유비축·유통 역량을 활용한 저장·유통 터미널 및 비축기지 구축에 나서고 있다. 이를 위해 석탄발전소가 밀집된 서해·동해·남해권역별 인수기지 타당성 조사를 지난해 완료했으며 올해 인수기지 설계를 착수해 2026년까지 완공할 예정이다. 또한 인수기지 인근에 암모니아를 수소로 변환하는 시설을 구축해 2027년부터 LNG·수소 혼소 발전을 위한 수소를 공급할 계획이다.

최근에는 석유공사법 개정을 통해 사업영역을 수소화합물 개발사업으로 확대하고 기존 사업영역에 암모니아 등 수소화합물 개발 사업을 추가할 방침이다. 수소와 수소화합물은 다르다. 수소(H₂)에 질소(N), 탄소(C) 원자를 붙이면 각각 암모니아(NH₃), 메탄(CH₄)이 된다. 액상유기수소운반체로 불리는 LOHC도 대표적인 수소화합물이다. 최근 수소화합물이 각광 받고 있는 이유는 운송과 보관에 취약한 수소에 비해 상대적으로 운송과 보관이 편하다는 이점 때문이다. 수소는 쉽게 공기 중으로 확산되기 때문에 고압가스용기에 저장해 수송할 경우 도착지에서 부피가 줄어든 사례를 쉽게 접할 수 있다. 특히 암모니아나 액상유기수소의 경우 수소나 액화수소보다 높은 온도에서 액화가 가능해 보관에 필요한 비용이 그만큼 줄어든다.

석유공사 김동섭 사장은 지난 4월 말 윤석열 대통령의 방미 기간에 경제사절단의 일원으로 참여해 엑손모빌 등을 만나 수소, CCS 사업 협력을 약속한 바 있다. 최근에는 골드수소 혹은 화이트수소라고 불리는 땅속에 매장된 수소 채굴에 나서기도 한 공사는 국내 육상지역에서 토양가스를 측정하고 관련 기술에 대한 특허를 출원했다. 지하에 저장돼 있는 자연수소는 생산을 위한 별도의 에너지원이 필요 없고 지속적으로 자연 충진되는 것으로 보고돼 주목 받고 있다.

석유공사는 전국 5개의 지점에서 자연수소 측정장치를 활용해 국내 최초로 수소 발생을 확인, 정밀 분석 중이며 지하에 부존된 석유를 개발하는 기술을 직접적으로 적용할 수 있는 새로운 청정에너지원 확보의 첫걸음이 될 것으로 기대하고 있다.