6대기업 '수소 사업'…2030년까지 45조 투자한다

SK, 5년간 18.5조원 투자 "글로벌 정상 노린다"

현대차도 설비투자 연구개발 충전소 등에 11조

▲8일 경기도 고양시 킨텍스에서 열린 2021 수소모빌리티+쇼에서 최태원 SK그룹 회장, 정의선 현대자동차그룹 회장, 조현상 효성그룹 부회장, 신동빈 롯데그룹 회장, 최정우 포스코 회장 등 내빈들이 SK E&S의 전시장을 둘러보고 있다. 연합뉴스

[에너지경제신문 김아름 기자] 우리 기업들이 수소경제 시장 진입을 위해 가속 페달을 밟고 나섰다.

비전 선언과 관련 사업의 방향성 발표에 그치지 않고 각사의 인프라와 기술력 등을 활용한 보다 구체화된 사업 전략 포트폴리오를 내세워 수소 밸류체인 구축에 나선 것이다.

현대차와 SK, 포스코, 한화, 효성, 롯데 등 6개 그룹사는 2030년까지 약 45조원이 금액을 수소 사업에 투자할 계획인데, 수소 사업에서 경쟁력을 확보하기 위해 기업 간 협력과 경쟁 역시 치열한 모습이다.

‘미래 먹거리’로 수소 사업을 점 찍은 국내 굴지의 기업들이 8일 경기도 고양 킨텍스에서 열린 ‘2021 수소모빌리티+쇼’에 모여 수소 사업에 대한 야심 찬 포부를 드러냈다.

현대자동차그룹은 2040년까지 한국을 수소에너지로 돌아가는 사회로 만들겠다는 목표다. 이에 버스·트럭 등 신형 상용차의 경우 수소·전기차로만 출시하고, 2028년까지 모든 상용차 라인업에 수소차를 포함시킨다는 계획이다. 상용차의 전면적인 친환경 전환 계획 발표는 세계 자동차 회사 중 처음이다.

우선 현대차그룹은 2030년 전 세계 700만대에 이를 것으로 전망되는 소형상용차 시장을 공략하기 위해 전장 5~7m 수준의 수소연료전지 PBV(목적기반 모빌리티)를 개발, 향후 상용차 부문에 자율주행과 로보틱스까지 결합해 사업 역량을 더욱 강화한다는 방침이다.

이와 관련해 현대차 측은 상용차는 승용차보다 평균 운행거리와 시간이 길어 탄소 배출량도 많기 때문에, 모든 상용차를 수소차로 바꾸면 배출가스를 대폭 줄일 수 있어 범지구적 환경보호에 크게 기여할 것이라는 설명이다.

현대차는 2030년까지 수소차 설비투자와 연구개발(R&D), 충전소 설치 등에 11조1000억원을 투자할 계획이다.

이와 함께 수소 생태계 확대를 위해 자사 제품뿐만 아니라 다른 브랜드의 모빌리티에도 연료전지시스템이 탑재될 수 있도록 시스템과 기술을 제공하는 방안도 추진하고 있으며 현재의 수소연료전지시스템보다 크기와 가격은 낮추고 출력과 내구성을 높인 차세대 연료전지시스템을 개발, 향후 수소사회 실현을 앞당긴다는 계획이다.

정의선 회장은 "수소연료전지를 자동차 이외의 모빌리티 및 에너지 솔루션분야에도 적용하는 등 미래 비즈니스 영역을 지속해서 확장하겠다"며 "트램을 비롯해 기차와 선박, 도심항공모빌리티(UAM) 등 다양한 이동 수단 외에 주택,빌딩,공장,발전소 등 일상과 산업 전반에 연료전지를 적용해 전 세계적인 수소사회 실현에 기여할 것"이라고 강조했다.

SK는 그룹은 수소사업에만 5년간 총 18조5000억원을 투자해 2025년 수소 사업에서 글로벌 정상에 오르겠다는 목표를 두고 있다. 수소 사업 투자를 발표한 기업 중 가장 큰 규모다.

SK의 국내 수소 생태계 조성 전략은 크게 2단계로 진행된다. 1단계는 SK E&S는 액화수소 3만t 생산체제 달성을 위해 약 5000억원을 투자해 액화수소 생산기지를 건설하며 2단계는 2025년부터 친환경 ‘블루(Blue) 수소’ 대량 생산 체제 가동이다.

이를 위해 SK E&S는 인천시 서구 원창동 일대 SK인천석유화학단지 내 약 1만3000평의 부지를 매입, 연 3만t 규모 수소 액화플랜트를 2023년까지 완공할 계획이다.

다음으로 SK E&S는 연간 300만t 이상의 LNG를 직수입하고 하고 있는 만큼, SK E&S가 대량 확보한 천연 가스를 활용, 보령LNG터미널 인근 지역에서 이산화탄소를 제거한 25만t 규모의 청정 수소를 추가로 생산할 예정이다.

아울러 장기적으로 태양광, 풍력 등 재생 에너지를 활용한 ‘그린 수소’ 생산 사업도 적극 추진해 이산화탄소를 배출하지 않는 친환경 수소의 대량 공급 체계를 완성하겠다는 전략이다.

또 수소의 생산-유통-공급에 이르는 수소 밸류체인을 통합 운영도 모색하고 있다. 이를 위해 2025년까지 총 28만t 규모의 생산능력을 갖춘 뒤, SK에너지의 주유소와 화물 운송 트럭휴게소 등을 그린에너지 서비스 허브로 활용해 차량용으로 공급하면서 연료전지 발전소 등 대규모 발전용 수요를 적극 개발한다는 복안이다.

이외 수소 핵심 기술 투자 및 글로벌 파트너십 통한 해외 시장 공략도 계획하고 있다. 수소 관련 원천 기술을 보유한 해외 기업 투자는 물론 글로벌 파트너십 체결 등을 통해 글로벌 수소 사업 경쟁력을 조기에 확보, 이를 기반으로 중국, 베트남 등 아시아 시장 진출을 본격화하겠다는 것.

현재 SK는 올 초 글로벌 수소시장 선도 기업 플러그파워에 최대주주 지위를 확보했으며, 최근에는 세계 최초로 청록수소 생산체제를 구축한 미국 모놀리스에도 투자하면서 다양한 형태의 청정수소 생산 옵션과 핵심 기술을 발 빠르게 확보해 나가고 있다.

롯데그룹은 화학 계열사 롯데케미칼을 중심으로 수소 생산과 수소탱크 사업을 공략한다. 2030년까지 약4조4000억원을 단계적으로 투자해 2030년까지 청정수소 60만t을 생산하고, 수소 사업 매출 3조원 목표를 실현한다는 목표다.

앞서 롯데케미칼은 2030년 탄소중립성장 달성과 함께 국내 수소 수요의 30%를 공급하겠다는 내용이 담긴 친환경 수소 성장 로드맵 ‘에브리 스텝 포 H2’(Every Step for H2)를 발표한 바 있다. 또 2025년 10만개의 수소탱크를 양산하고 2030년에는 50만개로 확대 생산한다는 계획도 발표했다.

이에 롯데케미칼 측은 계열사와 유기적 협력을 진행하는 한편 국내 최초로 확보한 기술력에 기반해 친환경 수소 모빌리티 시장을 적극 공략해 나갈 방침이다. 우선 수소전기자동차(FCEV)의 핵심 부품 중 하나인 수소저장용기 상용화를 위한 파일럿 공정설비를 구축한다. 파일럿 설비는 약 1488㎡ 규모로 조성돼 롯데케미칼이 연구·개발한 수소 탱크 제조 기술을 시험 활용하는 용도로 쓰일 예정이다. 롯데케미칼은 이를 통해 수소전기차 시대에 대비, 시장 진입 기반을 확보한다는 계획이다.

롯데케미칼이 수소저장용기 개발을 시작은 약 4년 전인 2017년으로 당시 산업통상자원부 산업핵심기술개발사업으로 추진했던 ‘고속 필라멘트 와인딩 공법을 이용한 수소전기자동차용(FCEV) 700바(Bar·1바는 1기압) 수소저장용기 제조 기술 개발’ 과제에 5개 참여기관 중 하나로 참여했다.

롯데케미칼 측은 "롯데케미칼이 국내 최초로 확보한 ‘드라이와인딩’(Dry winding) 기술은 일체형 폴리머 용기에 탄소섬유를 감아서 적층하는 설계 능력과 고속성형이 가능한 공정 개발을 통해 수소탱크의 대량생산과 경량화가 특징"이라고 설명했다.

김교현 롯데 화학BU장은 "화학 BU내 계열사간 유기적 협력을 통해 수소 사업의 부가가치 창출은 물론 그룹 내 계열사들과의 적극적인 협력을 통해 수소사업 로드맵을 실현시켜 나갈 것"이라고 강조했다.

포스코그룹은 수소의 생산부터 저장-유통-활용에 이르는 밸류체인 전반에서 그룹사의 역량을 결집해 2050년까지 연간 수소 생산 500만t, 매출 30조 원을 달성하겠다는 목표를 세웠다.

이를 실현시키고자 ‘수소환원제철’ 기술을 핵심으로 꼽고 있다. 수소환원제철은 석탄 대신 수소를 환원제로 사용해 이산화탄소 배출 없이 철을 생산할 수 있는 수소경제시대의 떠오르는 신기술이다.

현재 포항에서 상용 가동 중인 파이넥스(FINEX)의 수소 농도를 단계적으로 높여가며 수소환원제철 기술개발을 지속한다는 계획이다. 이에 향후 10~20년 내에 파일럿 테스트 및 기술 개발을 마치고 기존 고로 설비를 수소환원제철 설비로 단계적으로 전환해 2050년까지 상용화를 완료하는 것을 목표로 하고 있다.

수소환원제철이 상용화되면, 포스코 자체 수소 수요만 연간 375만t에 달하며, 포스코에너지 발전소를 수소·암모니아 발전소로 전환할 경우 추가 100만t 이상의 수요가 발생된다. 포스코는 대규모 내부 수요를 기반으로, 2050년까지 전 세계에 걸쳐 가장 경쟁력 있는 그린수소 500만t 생산 체제를 갖춰, 내부 수요를 충족함과 동시에 대외에도 판매하는 우리나라 최대의 수소 수요처이자 공급자가 되겠다는 목표다.

최정우 포스코그룹 회장은 "철강은 금속 소재 중 단위당 CO2배출량이 가장 적음에도 불구하고, 생산량이 압도적으로 많아 연간 총 CO2배출량이 많을 수밖에 없는 기간산업" 이라며 "따라서 국가의 탄소중립을 위해서는 포스코가 선도적 역할을 해야 하고, 이를 위해 우리는 CO2를 배출하지 않는 수소환원제철을 상용화해 철강 제조 공정을 근본적으로 혁신할 계획이다"라고 말했다.

한화그룹은 태양광·풍력 등 신재생 에너지로 수소를 생산하는 그린수소 분야에 적극적으로 투자하고 있다. 투자규모는 약 1조3000억원이다. 그린수소 생산에서부터 저장, 유통, 발전 등 전 과정에 대한 사업역량을 구축해 시너지 확보와 시장 경쟁력을 강화한다는 전략이다.

현재 한화그룹은 태양광·풍력 등 신재생 에너지로 물을 전기분해 해 탄소 배출 없이 수소를 생산하기 위한 기술을 개발 중이다. 최근에는 기존 액화천연가스(LNG) 발전 터빈에 수소를 함께 태워 탄소를 저감하는 수소혼소 발전 기술을 확보해 실증 사업을 진행하고 있다.

한화솔루션 수소기술연구센터에선 전력 소모가 많은 기존 수전해 기술의 단점을 보완한 차세대 ‘음이온 교환막 수전해 기술(AEMEC)’을 개발하고 있는데 추후 수전해 기술이 경제성을 갖추게 되면 한화그룹은 그린수소의 생산과 저장·운송, 충전의 전 밸류체인에서 경쟁력을 확보하게 된다.

이와 함께 한화임팩트에선 올해 초 글로벌 수소가스터빈 분야를 선도하고 있는 미국의 PSM과 네덜란드의 토마센 에너지를 인수, LNG 가스터빈을 수소 가스터빈으로 전환하는 원천기술을 확보했다. 최근엔 한국서부발전과 손잡고 국내 최초로 수소혼소 발전 프로젝트에 착수한 바 있다.

한화임팩트 측은 해당 실증 설비를 수소 100%까지 전소가 가능하도록 개조해 이산화탄소를 일체 발생시키지 않는 친환경 설비로 전환을 목표로 연구·개발하고 있다는 계획이다.

한화솔루션 첨단소재부문은 글로벌 수소 탱크 사업 강화를 위해 미국항공우주국(NASA)의 사내 벤처로 출발한 ‘시마론’을 인수했으며 한화파워시스템은 한국가스공사(KOGAS)가 진행하고 있는 복합에너지 허브 구축 사업의 수소충전 시스템 공급 업체로 선정, 압축기와 고압용기, 냉각장치 등 기자재를 컨테이너 안에 설치하는 패키지형 수소충전 시스템을 개발해 공급하고 있다.