[ESG NOW] '그레이 수소'에서 '그린 수소'로, 탈탄소화 시급

기후 위기에 직면한 현재, ‘에너지 전환’은 더 이상 선택이 아닌 필수 과제이다. 이 전환 과정에서, 청정 에너지원 수소는 핵심 역할을 수행할 것으로 기대를 모으고 있다. 인공지능(AI) 기술의 발전은 수소경제의 실현 가능성을 획기적으로 제고하며, 한때 ‘환상’으로 치부되던 수소의 미래가 지속가능성을 위한 ‘게임체인저’가 될 가능성이 있다.

수소경제의 핵심 전제는 바로 효율적이고 경제적 수소 생산이다. 최근 캐나다 토론토대 연구팀은 AI 기반 기계학습 모델을 활용해 수소 생산용 차세대 촉매를 개발했다고 발표했다.

연구팀은 CGCNN-HD라는 AI 알고리즘을 활용해 3만6000개 이상의 금속 산화물 조합을 시뮬레이션으로 분석하고, 가장 최적의 조합으로 루테늄(Ru)–크롬(Cr)–티타늄(Ti) 기반 합금을 도출했다.

이 촉매는 실험실 내 전해 반응 테스트에서도 탁월한 성능을 보였으며, 기존에 수소 생산에 활용되는 촉매 대비 대폭 향상된 안정성과 내구성을 기록했다. 해당 연구는 AI 기반 모델이 기존 연구 방식 대비 수십 배 빠른 속도로 고성능 촉매 후보를 도출할 수 있음을 입증했다.

글로벌 선도 기업들은 AI와 수소의 시너지에 주목하며 미래 경쟁력 확보에 박차를 가하고 있다. 미국의 클린에너지 기업 블룸에너지(Bloom Energy)는 최근 급증하는 AI 기반 데이터센터의 전력 수요에 대응하기 위한 연료전지 솔루션을 선제적으로 내놓으며 주목을 받고 있다.

블룸에너지의 연료전지 시스템은 기존 전력망 구축보다 빠르고 유연하게 설치가 가능하며, 천연가스는 물론 그린수소와 바이오가스 등 탈탄소 연료를 사용할 수 있도록 설계돼 탄소배출 저감 효과까지 확보할 수 있다.

블룸에너지는 해당 기술력을 바탕으로 2024년 11월에 미국 전력회사 American Electric Power(AEP)와 최대 1기가와트(GW) 규모의 연료전지 공급 계약을 체결했다. 현재까지 100메가와트(MW) 규모가 이미 설치 중이며, 향후 수백 MW가 추가로 도입될 예정이다.

오라클(Oracle)과도 AI 데이터센터 전력공급 계약을 체결하며, 연료전지의 AI와 클라우드 수요 대응과 확장 가능성을 다시 한번 입증했다.

완성차 업계도 분주하다. 수소 모빌리티 분야의 선두주자인 현대차그룹은 2028년까지 모든 상용차 라인업에 수소연료전지 시스템을 적용하고, 2030년에는 수소차 가격을 전기차 수준으로 낮추겠다는 목표를 제시했다.

글로벌 CEO들이 참여하는 수소협의체(Hydrogen Council)에 참여하고 있는데 이 협의체에서는 전 세계적으로 기업들이 2030년까지 연간 4800만 톤의 청정 수소 생산 능력을 갖추게 될 것으로 발표했으며, 이 중 75%는 재생에너지 기반 수소로, 향후 재생 수소 비중이 점차 확대될 전망이라고 밝혔다.

정부의 정책적 지원은 수소경제 확산의 중요한 동력이다. 유럽연합(EU)은 2022년 REPowerEU 전략을 통해 2030년까지 재생 수소 2000만톤(유럽 내 1000만 톤 생산 + 1000만 톤 수입)을 확보하겠다는 목표를 세웠다.

미국도 2022년 인플레이션 감축법(IRA)으로 친환경 수소 생산에 대한 파격적 세액공제와 수소 허브 예산을 통해 민간 투자를 촉진했고, 그 결과 전 세계 신규 저탄소 수소 생산 투자 계획의 90% 이상이 북미에 집중되고 있다.

일본은 2024년 10월 시행된 ‘수소사회추진법’을 통해 향후 15년 동안 저탄소 수소 생산·활용에 대한 가격 차액지원과 수소 생산 거점 개발 등 장기 지원책을 마련했다.

물론 수소경제로 나아가는 길에 남은 과제 또한 적지 않다. 현재 전 세계 수소 생산량의 약 95%가 화석연료 기반으로 생산되고 있어 ‘그레이 수소’(화석연료 기반 수소)를 ‘그린 수소’(재생에너지 기반 수소)로 전환하는 탈탄소화가 시급한 실정이다.

이를 위해 막대한 재생에너지 전력, 전해조 설비, 수소 저장·운송 인프라가 뒷받침돼야 하며, 그 과정에서 원자재 수급과 에너지 효율 등 새로운 이슈들도 부상하고 있다.

최근 에너지 시장의 불안정성과 인플레이션은 재생에너지 발전 과 수소 설비 비용 상승으로 이어져 일부 프로젝트의 지연 또는 취소를 야기하기도 했다. 결국 기술 개발뿐 아니라 정책·시장 안정성, 표준 정립, 이해관계자 협력이 뒷받침돼야 수소경제가 현실이 될 수 있을 것이다.

수소경제가 가능성에서 산업 실현 단계로 진입한 이 시점에서, 기업 경영진에게는 기술, 정책, 표준, 시장 변화에 대한 전략적 대응이 반드시 필요하다. 구체적으로, 자사 공급망에서 수소 적용의 타당성과 실질적 효과를 분석하고, 나아가 데이터 관리·최적화 시스템을 도입해 생산 효율성과 탄소저감 효과를 과학적으로 입증해야 한다.

각국의 수소 관련 인센티브 정책과 인증제도 변화에 즉각 대응하며, 대기업에게는 그린수소 프로젝트 참여, 중소기업에게는 수소 밸류체인 내 역할을 고민하는 전략 등이 필요하다.

분명한 것은 AI 등 기술과 수소의 청정에너지가 만나 지속가능한 미래를 현실로 만들어갈 지금이야말로 가장 중요한 ‘골든타임’이다. 수소경제라는 새로운 현실에 어떻게 대응하느냐에 기업의 미래가 달려 있다.

이희원 컨설턴트(법무법인 화우 ESG센터) hwlee@yoonyang.com