세계적으로 탈탄소화 흐름 속, 수소와 수소에서 생성되는 파생제품 생산이 시작되고 있다. 넷제로(Net-Zero) 달성 목표인 2050년까지 수소가 중요한 역할을 하는 에너지 시스템으로 이행하기 위해 각 지역에서 편차가 있는 수소수급 격차를 메우는 교역 역할과 예측되는 규모에 대해 고찰한 Hydrogen Council 및 Mckinsey의 리포트의 일부 내용을 소개한다.

 

1. 탈탄소화를 위한 효율적인 수소 무역

 

(1) 주요 수소 산지와 비용

 

지역에 따라서는 수소 제조비용이 몇 배 비싸지기도 한다. 칠레나 중동 등, 다른 지역보다 비용면에서 유리한 지역도 있으며, 2050년에 수소 제조비용의 33%는 1kg당 1달러 미만이 될 것이라고도 한다.

 

<그림1> 주요 국가별 수소 생산비용 곡선 예측(2050년)

자료 : Hydrogen Council and McKinsey & Company

 

산지는 주로 계층별로 아래 세 종류로 분류된다.

 

① 최적지: 칠레나 중동 등 가장 저렴하고 우수한 수소 생산지에서는 2050년까지 제조비용이 1kg당 1달러 미만이 될 것으로 알려졌다. 이들 지역은 가장 저렴한 가스와 더불어 풍부한 풍력 및 일사량 조건 등을 a갖고 있어 우수한 수출 거점이 되는 경향이 있다.

 

② 차선 최적지: 이 계층에는 중국, 북아프리카, 미국 등이 포함되며 일반적으로 우수한 자원을 보유하고 있어 유리하지만 최적지만큼의 우위성은 없고, 1kg당 비용은 1~1.20달러로 추측된다. 자국내 수요를 충족시키는 데다 근접국가 시장에서 수출 경쟁력이 높은 경향이 있다.

 

③ 비(非)최적지: 이 계층 국가들의 제조비용은 통상 1kg당 1.20달러에서 1.80달러로 높고, 수소 제조비용은 육상풍력, 태양광, 경쟁력 있는 고정식 해상풍력 등의 기술(유무)에 영향을 받는다. 해당 국가는 프랑스와 독일이 있지만, 한국이나 일본 등 더 많은 제약 때문에 생산자원이 보다 고비용이 되는 지역도 있다. 한국과 일본의 경우, 경제적으로 이루어지지 않기 때문에 이러한 자원이 수소 제조에 활용되지는 않을 것으로 상정된다.

 

(2) 청정수소 수송의 향후 거래 트렌드

 

청정수소의 세계 거래는 현재부터 2050년에 걸친 확대ㆍ심화가 전망된다.

장거리 수송에서는 당초 파생상품이 차지하는 비중이 크지만 최종용도(End-use)용 수소는 파이프라인 망 정비 확대와 수소 캐리어의 비용 경쟁력 향상으로, 점차 규모가 커질 것으로 예상된다. 다음 그림과 같이, 2050년까지 세계 청정 수소와 파생상품이 장거리 수송되는 양의 규모는 대략 400MTPA에 이를 것으로 전망된다.

 

수소 무역에는 다음과 같은 특징적인 네 가지 단계가 나타날 것으로 상정된다.

▪ 제1차: 파생상품 거래(2025년까지). 기존 그레이 암모니아와 메탄올 거래의 일부가 북미, 중동, 노르웨이에서 유럽ㆍ아시아로 운송되는 보다 청정한 상품으로 대체된다.

▪ 제2차: 파이프라인의 본격 전개(2030년까지). 첫 장거리 수소 파이프라인 정비로 북미 내와 유럽 내에서 각각 수소의 대규모 수송이 가능해진다. 암모니아나 메탄올을 중심으로 한 파생상품 거래가 본격화되고, 그린스틸이나 합성 케로신 최초의 본격적인 거래 흐름이 시작된다.

▪ 제3차: 시장의 성장에 의해 유동성이 높아진다(2040년까지). 파이프라인 수송이 가속화되어 수소의 연간 수송량은 60백만 톤(60MTPA)을 넘는다. 암모니아와 합성 케로신이 파생상품 거래 확대를 이끌고, 수소 캐리어 운반선 거래량도 일정 규모에 달한다.

▪ 제4차: 완전히 성숙한 거래 시장(2050년까지). 파이프라인 수소 수송의 규모가 확대되어 거래량이 140백만 톤(140MTPA)에 이른다. 암모니아, 합성 케로신, 그린스틸 등을 포함한 대부분의 수소제품 거래량이 10년 새 50% 증가하고, 최종용도용 수소 출하량은 9MTPA에서 22MTPA로 2.5배 이상 증가한다.

 

<그림2>  청정 수소의 2025년~2050년 거래규모 진전 예측, 장거리 수송량 추이 전망

자료 : Hydrogen Council and McKinsey & Company

 

① 2030년까지: 초기 무역 루트 확립

 

2030년까지는 초기 무역 루트로서 1MTPA 이상 규모의 파이프라인 수송 수소와 수소 파생상품 출하량으로 구성된 약 10개의 거래 루트와 더불어, 그 외의 많은 소규모 무역 루트가 출현하기 시작할 것이다.

 

다음 그림과 같이, 수소 공급능력의 자국내 제약과 더불어, 이용 가능한 재생에너지 용량이 주로 전력계통의 탈탄소화로 전환됨에 따라, 2030년까지는 유럽으로의 첫 파이프라인 수입이 이루어지게 되어 노르웨이 등 경쟁력 있는 시장에서 저탄소 수소 공급이 가속화될 것으로 예상된다. 일본, 한국, 싱가포르 등의 시장도 공급 제약에 직면하지만 수요 증대에 대응하기 위해 캐리어선을 이용한 수소 수입을 시작하게 된다.

 

아시아의 클린메탄올 수요와 더불어 세계의 클린암모니아 수요의 증가가 호주, 중동, 북미 등으로부터의 출하를 촉진할 것으로 예상된다.

 

또 브라질이나 칠레 등의 중남미, 북아프리카, 아프리카남부 등, 경쟁력 있는 생산지에서 아시아나 유럽으로의 흐름도 처음에는 소량이지만 시작될 것으로 예측된다.

 

마지막으로 근접지로부터의 출하량이 지역내 수요를 충분히 충족시키지 못할 경우, 호주 등에서 유럽으로의 대체적인 장거리 수송이 이루어질 가능성도 있다.

 

<그림3>  수소와 파생상품의 주요 국제거래 흐름(2030년) (단위: 백만 톤/년)

자료 : Hydrogen Council and McKinsey & Company

 

② 2050년까지: 광범위하고 깊은 무역 관계가 지구를 연결할 가능성

 

최대 규모에서는 20MTPA 이상, 적은 규모에서도 1MTPA 이상의 무역 루트가 40종류 이상까지 확대되어, 유럽은 주로 파이프라인 수송, 아시아는 주로 해상 선박 수송이 수단이 된다. 또한 2050년에는 시장이 성숙하고 큰 유동성을 갖게 될 것으로 예상되며, 우선적인 거래 루트가 몇 가지 정착되어 있을 것으로 상정된다. 주로 예측되는 특징은 아래와 같고, 다음 그림에 도해한다.

유럽의 수소 수요량 확대에 의해, 특히 북아프리카산 재생가능한 수소 파이프라인을 통한 수입 기회가 본격화된다.

중동은 수소의 수출 강국으로 대두되어, 수소, 암모니아, 합성 케로신을 중심으로 특히 아시아를 향한 광범위하고 대규모 해상 수송을 통한 수소 무역이 이루어진다.

아시아나 유럽의 그린스틸이나 합성 케로신의 수요 증가에 대응해, 남미로부터의 수출이 확대된다.

호주는 아시아 국가들에 대한 암모니아 수출의 주력 적출지가 되는 것 외에도, 수출은 다양해지고 북미도 중요한 암모니아 수출국 중 하나가 된다.

낮은 생산 비용과 풍부한 CO2량에 의해 북미에서 중국으로 향하는 메탄올 수출이 촉진된다.

 

<그림4> 수소와 파생상품의 주요 국제거래 흐름(2050년) (단위: 백만 톤/년)

자료 : Hydrogen Council and McKinsey & Company