미 에너지부(Department Of Energy)의 수소 및 연료 전지 기술 사무소(Hydrogen and Fuel Cell Technologies Office, HFTO)는 지난 9월 차세대 청정에너지인 수소 기술의 연구, 개발, 시연, 적용을 촉진하기 위해 6200만 달러를 투자한다고 발표했다. 해당 투자는 미국 경제 부흥 정책인 인베스팅 인 아메리카(Investing in America) 정책의 일환으로 15개 주에 위치한 20개 수소 관련 프로젝트에 자금이 투입될 예정이다. 20개의 프로젝트는 수소 연료 보급 및 공급소 등의 인프라 발전, 수소 밸류 체인의 허가 및 안전관리, 수소 기술의 지역 사회 기여, 수소 구동 항만 시설 개발 등으로 구성돼 있다. 미 정부는 이번 투자를 통해 강력하고 공평한 청정 수소 경제를 구축하고, 미국의 수소 기술 경쟁력 강화, 일자리 창출 및 환경 오염 물질 배출 저감에 기여할 수 있기를 기대하고 있다.

<수소 및 연료 전지 기술 사무소의 5개 수소 투자  프로젝트>

[자료: Department of Energy]

미국, 수소허브 7곳 지정하며 전국적인 수소 공급 인프라 구축에 투자

미 에너지부는 수소 산업 20개 프로젝트 투자 세부계획 발표에 앞서 2023년 10월에 수소 허브 7개소의 규모와 위치를 확정하고 총 70억 달러를 투자한다고 발표한 바 있다. 청정수소 전략과 로드맵을 통해 연도별 청정수소 생산량 목표를 2030년 1000만 톤, 2040년 2000만 톤, 2050년 5000만 톤으로 설정했다. 2050년 탄소 중립 목표의 10%를 청정수소가 담당할 예정이다. 또한 인플레이션 감축법(Inflation Reduction Act, IRA)을 통해 그린수소 생산 시 킬로그램당 3달러의 세액공제를 제공하기 위해 130억 달러를 배정했으며, 청정 수소 허브 건설, 기술 개발, 수전해 프로그램 추진에 95억 달러를 투자한다고 밝혔다. 최종적으로 현재 킬로그램당 5달러가 소요되는 그린수소 생산 단가를 2026년 2달러에서 2030년 1달러로 낮추는 것을 목표로 하고 있다.

2024년 7월에는 캘리포니아주의 재생 가능한 청정 수소 에너지 시스템 연합(Alliance for Renewable Clean Hydrogen Energy Systems, ARCHES)이 공식 출범해 미국 내 처음으로 수소 허브 구축을 시작했고, 구체적인 수소 수요와 공급 계획을 발표했다. ARCHES 수소 허브에서 생산되는 수소로 캘리포니아주 내 3개 대형 항구에서 200개 이상의 화물처리 장비, 5000대 이상의 연료전지 전기트럭, 1000대 이상의 연료전지 전기버스, 해양 선박 및 터빈과 고정형 연료전지를 구동할 수 있을 것으로 기대된다. ARCHES는 수소 보관 및 운송을 위한 수소 액화, 60개의 중장비 수소 연료 충전소, 약 165마일의 개방형 접근 파이프라인 등의 수소 보관 및 운송, 사용 관련 인프라를 개발할 계획이라고 밝혔다.

수소, 재생 에너지의 간헐성을 보완한 에너지 운송 수단으로 각광

미국은 2050년까지 넷 제로를 실현하기 위해 태양광과 풍력 에너지 등 재생에너지 생산 인프라 건설에 박차를 가하고 있다. 하지만 재생에너지는 기후에 영향을 받는다는 점에서 연속성이 떨어진다는 단점이 있다. 이러한 재생에너지의 간헐성을 보완해주는 수단으로 수소가 각광받고 있다. 재생에너지를 통해 물을 분해해 수소를 발생시키고, 이를 탱크에 저장한 뒤 수송관이나 트럭, 선박을 통해 수요처로 이동시켜 다시 전기분해를 통해 전기에너지로 전환해 사용할 수 있어 재생에너지의 저장 및 이동 수단으로 여겨지고 있다.

맥킨지는 현재의 수소 산업이 1950년대 천연가스 시장 상황과 비슷하다고 평가했다. 처음 천연가스가 보급될 때는 위험하고 비싼 에너지원으로 취급됐지만, 지금은 일상적으로 널리 사용되는 에너지원이 된 것처럼, 수소 인프라가 보급되고 공급이 원활해지면 천연가스처럼 주요 에너지원으로 사용될 수 있을 것으로 전망했다. 맥킨지는 2030년 미국 내 수소 생산 단가가 낮아질수록 수소연료전지(Fuel Cell) 승용차, 트럭, 선박 등의 보급 속도가 빨라지면서 수요처가 확대될 것으로 예측했다. 엔진 제조 기업 커민스(Cummins)의 CEO 제니퍼 럼지(Jennifer Rumsey)는 CNBC와의 인터뷰에서 "화물트럭처럼 무게에 민감하고 장거리를 운행하는 차량은 전기차처럼 무거운 배터리를 탑재해 오랜 시간 충전을 하는 것보다 수소연료전지를 사용해 무게를 줄이고 연료 충전 시간을 단축하는 것이 훨씬 효율이 높다”라며 수소연료전지 개발 이유를 밝혔다.

<그린수소 순환도>

[자료: SK ecoplant]

한국 수소 산업 기술 미국 진출 사례 

미국 내 수소 사업이 본격화되면서 한국의 우수한 수소 산업 기술이 미국 시장에 진출하고 있다. 현대자동차는 2021년 캘리포니아주의 항만 친환경 트럭 도입 프로젝트에 최종 공급사로 선정돼 2023년 하반기에 엑시언트 수소전기대형트럭(XCIENT Fuel Cell) 30대를 트럭 운송 사업자인 ‘G.E.T Freight’에 공급했다. 이 수소트럭은 미국 최대 공급 규모로, 오클랜드 항구와 리치먼드 항구에서 운행되고 있다. 현대자동차는 2021년 CTE(Center of Transportation and The Environment)와 함께 컨소시엄을 구성해 북미 지역에 수소 밸류체인을 구축해왔다. FEE(FirstElement Fuel)를 통해 오클랜드에 하루 최대 200대의 대형 수소트럭을 충전할 수 있는 수소 충전소를 설치해 안정적인 수소 공급 인프라를 확보했다. 또한, 수소트럭 구매자를 위해 현대캐피탈과 함께 경쟁적인 가격대의 금융서비스를 제공하고, 트럭 전문 정비 업체 파페(Pape)를 통해 차량 정비 및 서비스를 제공하고 있다. 이로써 차량 구매부터 수소 공급, 애프터 서비스까지 아우르는 수소 모빌리티 밸류체인을 구축해 북미 시장의 경쟁력을 확보했다. 현대자동차는 미 환경보호청(EPA)이 주관하는 ‘TAG(Targeted Airshed Grants)’ 프로그램을 통해 2024년 상반기부터 캘리포니아주에 5대를 추가 공급하며 본격적인 상업화에 나섰다.

<오클랜드항에 공급된 현대 엑시언트 수소전기대형트럭>

[자료: 현대자동차]

한국의 우수한 수소 관련 산업 기술력이 알려지면서, 2020년 미국 연료전지수소에너지협회(Fuel Cell & Hydrogen Energy Association, FCHEA)와 한국수소협회가 양해각서(MOU)를 체결했다. 이 MOU는 한국의 우수한 기술을 미국에 알리고, 미국 현지 시장 정보를 공유해 수소산업 협력을 강화하는 것을 목표로 한다. 모리 마코위츠(Morry Markowitz) FCHEA 협회장은 "연료전지 및 수소 기술에 대한 광범위한 국제적 관심과 투자를 고려할 때, 두 국가 협회 간의 파트너십은 업계가 기존 시장에서 모멘텀을 유지하면서도 새로운 분야로 확장하는 데 필요한 중요한 단계"라며, 미국 수소 산업에서 한국의 중요성을 강조했다.

수소 산업의 부품도 수출길이 열리고 있다. 한국의 첨단 소재 부품 기업인 상아프론테크는 미국 그린수소 생산 수전해 업체와 멤브레인 공급 계약을 체결하고, 미국 내 공급 기지를 건설 중이다. 2025년부터 본격적으로 미국 시장에 공급할 계획이다. 포스코는 2024년 8월 캘리포니아 수소 비즈니스 협회(California Hydrogen Business Council)에 가입해 수소 업계의 정보를 교류하고 현지 수소차 시장에서 사업 기회를 모색하고 있다. 포스코는 수소차 부품인 연료전지용 분리판을 해외에 수출한 이력을 갖고 있으며, 현재 미국 시장 진출을 추진하고 있다. SK에코플랜트는 2021년 미국 블룸에너지(Bloom Energy)와 전략적 파트너십을 체결해, SOEC(Solid Oxide Electrolysis Cell, 고체산화물수전해기)와 SOFC(Solid Oxide Fuel Cell, 고체산화물연료전지)를 기반으로 청정 수소 생산 및 에너지 저장 솔루션 상용화에 나서고 있다. SK에코플랜트의 제조 및 프로젝트 실행 능력과 블룸에너지의 기술력을 결합해 미국과 북미는 물론 세계 시장까지 적극 공략한다는 전략이다.

시사점

수전해 분해 관련 산업에 종사 중인 A씨는 KOTRA 뉴욕 무역관과의 인터뷰에서 “글로벌 수소 산업은 이제 막 확대되고 있는 시점으로, 기술 우위에 있는 나라가 국제표준화를 이끌 것으로 보인다”며 “우리나라가 세계적인 수준의 기술력을 갖고 있기 때문에 발빠르게 움직인다면 친환경 모빌리티의 패러다임을 바꿀 수 있는 잠재력이 충분하다”라고 말했다.

현재 미국 내에서 수소 산업과 관련한 투자가 활발히 이루어지고 있으며, 수소 경제 기반 시설도 마련되고 있는 시점이다. 미국은 내수 시장 규모가 크기 때문에 시장 초기 단계에서 선점을 하는 것이 진출 성공의 중요한 요인 중 하나이다. 수소 수송 및 저장을 위해 수소 저장탱크, 수송관, 충전소 건설 등의 인프라 시설 구축에 투자가 활발히 진행되고 있으며, 수소 승용차 분야에서도 경쟁이 치열하다. 또한, 우리의 우수한 기술력을 활용해 수소차 고속 충전 기술 개발, 수소전지, 재생에너지를 그린 수소로 전환하는 수전해 기술 분야에서도 진출 가능성이 크다.

자료: CNBC, Financial Times, McKinsey, Department of Energy, FCHEA, IB Tomato, 현대자동차, SK에코플랜트, KOTRA 뉴욕 무역관 자료 종합