독일의 ‘국가수소전략’, 2020년 최초 수립 → 2023년 주요 내용 추가

2020년 6월, 독일 연방경제에너지부는 수소 경제를 선도하기 위한 국가수소전략(Nationale Wasserstoffstrategie, NWS)을 발표하고, 38개의 실행 계획을 제시한 바 있다. NWS의 목표는 수소 기술력을 확보하고 장기적으로 주요 수소 수출국으로 도약하는 것으로, 이를 위해 연방 정부는 수소 기술 개발과 시장 확대에 70억 유로, 국제 협력 프로젝트에 20억 유로를 투입해 2030년까지 5GW 규모의 수소 생산 설비를 구축하고자 한다. 한편, 해당 국가수소전략으로 자연환경이 적합한 국가에 녹색 수소 생산 공장을 건설하고, 사우디아라비아, 모로코, 칠레 등과의 협력을 강화해 글로벌 수소 공급망을 구축하고, ‘에너지 기업 얼라이언스’ 등의 협력 기구를 구축해 녹색 수소 개발 프로젝트에 7억 유로를 지원하고자 한다.

<독일 내 IPCEI (Important Projects of Common European Interest) 추진 현황>

[자료: 연방경제에너지부]

<ICPEI 프로젝트 분류 및 내용>

[자료: 연방경제에너지부]

2022년 1월, 독일 연방정부는 기후 보호를 위한 긴급 프로그램을 도입하고, 에너지, 교통, 산업 부문에서 수소와 파생물을 활용한 탈탄소화 추진계획을 수립했다. 이를 위해 정부는 지침을 마련하고, 지속 가능한 수소 경제 기반 조성을 위한 전략적 접근을 강화하고 있다. 2023년 NWS에는 EU의 수소 모빌리티 목표를 반영하며 6대 중점 분야 지원방안이 추가됐고, 수소 및 파생물, 관련 응용 기술 사용확대와 전체 가치사슬 고도화, 자국의 전해조 용량 10GW 이상 확보, 수요 부족분은 수입으로 충당하는 이중 전략 모양을 갖추게 됐다.

기술 동향: 연료전지와 수전해 기술 양대 분야 모두 진화 중

<독일 내 제조/수입 중인 수소연료전지(차량 제조사별 분류)>

[자료: 각 기업 자료, KOTRA 뮌헨무역관 정리]

① 연료전지 기술

독일은 연료전지 기술 분야에서도 활발히 기술을 개발하고 다양한 정책 지원을 펼치고 있다. 주요 자동차 제조사들은 승용차 이외에 대형 상용차, 버스, 청소차 등 다양한 분야에서 수소연료전지차(FCEV)를 개발하고 있으며, 베엠베(BMW), 벤츠(Benz), 다임러 트럭(Daimler Truck) 등은 연료전지차 상용화 시범생산 또는 공동개발에 나서고 있다. 부품 기업들도 연료전지 스택, 수소 저장 탱크, 전력 변환 장치, 열 관리 시스템 등 핵심 기술을 활발히 개발하고 있다. 특히 보쉬(Bosch), 말레(MAHLE), 엘링클링거(ElringKlinger) 등은 상용차용 연료전지 및 연료전지 부품양산 기술 개발에 집중하고 있다.

<독일 내 제조사별 수소연료전지차 기술 개발 동향>

[자료: 각 기업 자료, KOTRA 뮌헨무역관 정리]

연료전지 기술은 연료전지 스택, 수소 저장 탱크, 전력 변환 장치와 열 관리 시스템으로 구분된다.

연료전지 스택은 연료전지 시스템의 핵심 부품으로, 수소와 산소의 전기화학 반응을 통해 전기를 생성하는 역할을 담당한다. BMW와 토요타는 공동으로 고효율 연료전지 스택을 개발 중이며, 이 기술을 통해 출력 성능과 내구성 향상을 동시에 달성하고자 하고 있다.

수소 저장 탱크는 고압의 수소를 차량 내에 안전하게 저장하기 위한 부품으로, 경량성과 내구성이 주요 기술 요소로 꼽힌다. BMW의 iX5 Hydrogen 모델은 700바(bar)의 압력으로 6kg의 수소를 저장할 수 있는 탱크를 탑재하고 있으며, 이로 인해 약 500km에 달하는 주행 거리를 제공한다.

전력 변환 장치는 연료전지에서 생성된 직류 전기를 차량의 구동 모터에 적합한 형태의 전력으로 변환하는 기능을 수행한다. 보쉬는 수소 연소 엔진 개발뿐만 아니라, 연료전지 시스템의 전력 변환 효율을 극대화하기 위한 기술 개발에도 활발히 참여하고 있다.

열 관리 시스템은 연료전지와 전기 모터의 온도를 최적의 작동 범위로 유지함으로써 시스템의 효율성과 수명을 향상시키는 역할을 한다. 마르크바르트(Marquardt)는 연료전지 차량의 성능을 극대화하기 위해 이러한 열 관리 시스템의 핵심 부품을 개발하고 있으며, 관련 기술 고도화에 기여하고 있다.

② 수전해 기술

친환경 수소 생산을 위한 수전해 기술도 독일의 핵심 기술 영역이다. 정부는 재생에너지 기반의 수소 생산을 확대하기 위해 PEM, SOEC 등 다양한 전해조 기술 개발과 대규모 설비 구축을 지원하고 있으며, 이를 통해 고효율·저비용 수소 생산체계를 구축하고자 한다. 관련 연구는 프라운호퍼 연구소, 막스플랑크 연구소, DENA 등 주요 기관이 산업계와 협력해 수행하고 있다.

프라운호퍼 연구소가 수소연료전지 공급 기술 및 생산성 향상 기술 개발을 위해 수소 생산, 저장, 연료전지 시스템 등 기술 개발에 집중하며, 산업계와 협력해 상용화를 추진 중인 한편 H2 Mobility 컨소시엄은 독일 전역에 수소 충전소를 설치해 수소연료전지차 운전자들의 편의를 증진시키고 있다

인프라 및 시장구조 변화

독일은 독일 전역에 수소 충전소 인프라를 구축하고 운영하는 회사로, 유럽에서 가장 큰 공공 수소 충전소 네트워크를 보유하고 있는 H2 MOBILITY Deutschland GmbH를 중심으로 수소충전 인프라를 본격적으로 확대하고 있다. 2025년까지 수소 충전소 400개소 구축하는 동시에, 고속도로 및 물류 거점을 중심으로 700bar 고압 충전소 및 액화수소 충전소 도입고자 한다. 기존 천연가스망을 전환해 1800km 규모의 수소 파이프라인을 구축하고, 유럽 전역에 4500km의 광역 수소 운송망(EHB)을 연결하는 계획을 추진 중으로, 여기에는 암모니아, 메탄올 등 유도체 수소 수입 및 저장을 위한 인프라 전환도 포함된다.

① 유럽 차원의 수소충전소 네트워크

독일은 유럽 수소 백본망(European Hydrogen Backbone, EHB) 프로젝트와 연계해 유럽 내 수소 공급망을 구축하는 데 적극 참여하고 있다. 이를 통해 유럽 내 수소차 이용을 보다 원활하게 하고, 국제적인 충전소 네트워크를 형성할 계획이다. 이 네트워크는 독일 국내 생산지와 항만(수입), 산업 단지 간 연결에 중점을 둔다.

<독일 내 실시간 수소충전소 위치('25.5.20일 기준) 및 유럽 수소 공급망 구축 계획>

[자료: H2 MOBILITY 홈페이지( https://h2.live/)]

 <독일 내 수소충전소 및 수소수요량 추이>

(단위: 개, 톤)

[자료: European Hydrogen Observatory]

② 수소 시장 제도화

독일은 수소 시장의 제도적 기반 마련에도 적극적으로 나서고 있다. 수소 가속화법 제정(2023), AFIR 규정에 따른 수소충전소 설치 의무화, EU 및 국제 연계 수소 인증제, 탄소중립 수소 사용 보조금 기준 설정 등 다양한 규제 및 인센티브 체계를 구축하고 있다. 이를 통해 수소의 상업화 기반이 마련되고 있으며, 장기적으로는 수소 거래소 설립도 검토되고 있다.

기타 응용 분야: 철강·화학·상용차부터 시작

실제로는 다양한 산업분야에 수소가 쓰이고 있다. 철강·화학 공정에서 고온 수소열 기반 전환이 먼저 시작됐으며, 항공·해운·물류 등 고탄소 배출 부문으로 확대되고 있다. 산업용 열 공급 시스템, 전력망 수요 조절, 수소 보일러, 수소 기반 가스망 등도 주요 적용 대상이다. 교통 부문에서는 특히 대형 트럭, 버스 등 상용차 중심의 연료전지 기술이 적극 적용되며, 수소를 기반으로 한 지속가능한 운송 생태계 구축이 추진되고 있다.

향후 과제 및 전망

2030년까지 독일은 유럽 수소 백본망 구축과 글로벌 수소 수입망 완성을 목표로 하고 있다. 이를 위해 2023년부터 수소 가속화법을 도입하고, 2024~2025년에는 통합 에너지망 개발 및 저장 인프라 확장, 그리고 장기적으로는 국제 협력 프로젝트 확대를 통한 공급망 다변화를 추진한다. 동시에 기술 상용화, 시장 인프라 정착, 수소 수요처 확대 등 민간 주도의 확산이 관건으로 꼽히고 있다. 이와 관련하여 현지 에너지 기업 E사 관계자 B씨는 KOTRA 뮌헨무역관과의 인터뷰에서 독일의 수소 시장 확대가 여전히 공공 자금에 크게 의존하고 있다고 지적하며, 전기 요금 상승과 불확실한 규제 환경이 민간 투자를 저해하고 있어, 정부의 명확한 정책과 지원이 필요하다고 강조했다.

독일은 정부 정책, 자동차 제조사의 기술 개발, 연구 기관의 협력 등을 바탕으로 수소연료 전지차 기술을 적극적으로 발전시키고 있다. 향후 지속적인 기술 혁신과 인프라 구축이 이뤄진다면, 수소연료 전지차는 독일의 친환경 모빌리티 전략에서 핵심적인 역할을 담당할 것으로 예상된다. 

시사점

독일은 탈탄소 산업 구조로의 전환에서 수소를 핵심 연결고리로 보고 있으며, '전력 → 수소 → 산업연료'로 이어지는 고리 속에서 수소의 역할을 전략적으로 강조하고 있다. 이러한 흐름 속에서 한국 기업은 단순한 기술 보유 수준을 넘어, 수전해 장치, 연료전지, 운송 인프라 등 수소 밸류체인 내에서 명확한 입지와 역할을 확보하는 선택과 집중 전략이 필요하다.

EU가 ‘중요한 공동 이익 프로젝트(IPCEI, Important Projects of Common European Interest)’를 통해 수소 관련 기술 및 인프라 개발에 역량을 집중하고 있는 상황에서, 한국 기업도 파트너 형태로 이들 프로젝트에 참여할 수 있는 기회를 갖고 있다. 특히 한국의 관련 기술 보유 기업은 독일 현지 기업과의 공동 기술 개발 또는 실증 협력을 적극적으로 모색할 필요가 있다.

한편, 독일 및 EU는 탄소중립 수소만을 보조금 대상으로 지정하고 있기 때문에, 한국 기업 역시 수소 생산 및 유통 전 과정에서 전 과정평가(LCA, Life Cycle Assessment) 인증 확보, ISO 국제 표준 대응 등 정책 및 규제 대응 역량을 갖추는 것이 필수적이다.

자료: BMWK, BMVI, Daimler Truck, BMW, VW, Fraunhofer, H2 Mobility, DENA, Bosch, Audi, MAN Truck&Bus, Mahle, BMDV, Europe Commission, European Hydrogen Observatory, KOTRA 뮌헨 무역관 종합