수소 에너지가 조용히 현실로 구현되는 과정

이 기사는 탈탄소화 기술

글: 외즐렘 두얀, 수소위원회 연구 책임자

마치 바닷물의 조수처럼, 수소의 발전은 파도처럼 밀려옵니다. 해안에서는 거의 보이지 않지만, 수면 아래에서는 훨씬 더 중요한 이야기가 펼쳐지고 있습니다. 바로 산업적 성숙, 국제적 협력, 그리고 지속적인 발전의 이야기입니다. 풍력과 태양광이 규모 확장에 이르기까지 초기 부침을 겪었듯이, 수소 또한 시행착오와 통합, 그리고 성장의 순환 과정을 거치고 있습니다.

모든 프로젝트가 성공적으로 마무리되는 것은 아니며, 이는 산업 발전의 자연스러운 과정입니다. 하지만 성공적으로 마무리되는 프로젝트들은 향후 10년간 청정에너지 전환의 방향을 제시할 것입니다. 이러한 프로젝트들은 수소 에너지가 실증 단계로 진입하고 있음을 증명하며, 규모의 경제, 비용 절감, 그리고 장기적인 경쟁력 확보를 위한 토대를 마련하고 있습니다.

첫 번째 물결이 모습을 드러낸다

수소 위원회의 최신 보고서인 '글로벌 수소 나침반'은 전 세계적인 수소 발전 추이를 보여줍니다(수소 위원회, 2025). 포괄적인 데이터 세트와 70명 이상의 CEO 및 업계 리더들의 직접적인 의견을 바탕으로, 수소 산업이 야망에서 실행으로 꾸준히 발전하고 있음을 확인할 수 있습니다.

전 세계적으로 청정 수소 관련 사업이 1,700건 이상 발표되었습니다. 이 중 510건은 최종 투자 결정(FID)을 거쳐 건설 단계에 진입했거나 이미 운영 중이며, 총 투자액은 14조 1,100억 유로를 넘어섰습니다. 이는 지난 한 해 동안에만 14조 3,500억 유로 증가한 수치이며, 2020년 이후 연평균 501조 3,000억 유로라는 놀라운 성장률을 기록하고 있습니다.

이러한 수치 이면에는 분명한 신호가 담겨 있습니다. 수소 투자가 둔화되는 것이 아니라 성숙 단계에 접어들고 있다는 것입니다. 수소 부문은 초기 포부를 지속적인 영향으로 전환하는 데 필요한 인프라, 파트너십 및 정책 프레임워크를 구축하기 시작했습니다.

소모전에서 얻는 교훈

모든 산업은 성숙해짐에 따라 자연스러운 통합 과정을 거칩니다. 수소 산업의 경우, 지난 18개월 동안 최소 50개의 프로젝트가 공개적으로 취소되었으며, 대부분은 초기 단계의 재생 가능 수소 사업이었습니다. 이 중 약 38%는 정책 및 시장 불확실성과 관련이 있었고, 27%는 자금 조달 문제에서 비롯되었습니다.

이러한 수치는 언뜻 보기에 실망스러워 보일 수 있지만, 실제로는 산업 성숙의 건전한 단계를 반영하는 것이며 자연스러운 파이프라인 구조조정의 맥락에서 해석해야 합니다. 태양광과 풍력 발전 분야에서도 초기에는 유사한 패턴이 나타났는데, 이 두 분야 역시 규모 확대를 이루기 전에 여러 차례 조정 과정을 거쳤습니다. 각각의 경우, 경쟁력이 떨어지는 프로젝트들이 정리되면서 더 강력하고 경쟁력 있는 프로젝트들이 성장할 수 있는 길이 열렸습니다. 추가적인 조치가 없다면, 최근 규제 변화로 어려움을 겪고 있는 미국의 재생 가능 수소 프로젝트와 일부 지역의 상대적으로 높은 전력 비용으로 인해 영향을 받고 있는 유럽의 프로젝트들을 포함한 일부 프로젝트들이 위험에 처할 수 있습니다.

CEO들과의 대화에서 드러났듯이, 이러한 자연스러운 감소 과정은 수소 산업이 단기적으로 가장 큰 효과를 낼 수 있는 곳에 자본과 노력을 집중하는 데 도움이 되고 있습니다. 탄탄한 기반(확실한 수요, 인프라 접근성, 정책적 부합)을 갖춘 프로젝트들이 추진되고 있습니다. 그 결과, 발표는 줄어들었지만 실행력은 더욱 높아졌습니다. 수소 산업은 더욱 체계적이고 현실적인 접근 방식을 통해 구축 단계에 진입하고 있습니다.

중국의 가속화

이러한 흐름이 가장 뚜렷하게 나타나는 곳은 바로 중국입니다. 중국은 태양광, 풍력, 배터리 산업 전략과 유사한 전략을 수소 분야에도 적용하여 전해 수소 생산 설비를 빠르게 확충하고 있습니다. 총 투자액(14조 330억 달러)에서 세계 1위를 차지하고 있으며, 전 세계 재생 가능 수소 생산 설비의 절반을 보유하고 있을 뿐 아니라, 이미 수천 대의 대형 트럭과 버스가 도로를 달리고 있는 등 수소 자동차 보급에서도 선두를 달리고 있습니다.

2022년 이후 운영 가능한 전기분해 용량은 6배 증가하여 다른 모든 시장을 능가했습니다. 대부분의 프로젝트는 국내에서 자금을 조달하고 건설하고 소비하는 방식으로 진행되어 회복력과 속도를 보장하는 선순환 구조를 형성하고 있습니다. 설문 조사에 참여한 CEO 971,000명 중 3분의 1은 중국이 수소 보급을 선도하는 지역 중 하나로 남을 것이라는 데 동의했으며, 거의 3분의 1은 향후 몇 년 동안 현재의 선도적 위치를 유지할 수 있을 것이라고 믿습니다.

중국의 모델, 즉 '먼저 건설하고, 빠르게 배우고, 끊임없이 확장하는' 방식은 다른 나라들에게 교훈을 줍니다. 이는 정책적 야심, 산업 간 협력, 그리고 인프라 구축 준비가 결합될 때 불확실한 세계 정세 속에서도 발전을 가속화할 수 있음을 보여줍니다.

북미와 유럽의 갈라지는 길

북미는 상황이 다릅니다. 14조 230억 달러의 투자 확정으로 북미는 현재 세계 2위의 수소 시장으로 성장했으며, 전 세계적으로 계획된 저탄소 수소 생산량은 85,130억 톤에 달합니다. 그러나 물가상승률 감소법(IRA)과 같은 주요 규제의 더딘 시행으로 인해 이러한 지원 메커니즘에 의존하는 프로젝트들이 비례적으로 지연되고 있습니다. 일정 및 시행에 대한 규제의 명확성이 매우 중요합니다. 개발업체들은 사업을 추진하고 있지만, 진행 속도는 수요 측 메커니즘과 인프라가 얼마나 빨리 조화를 이루느냐에 달려 있습니다.

한편, 유럽은 규제 및 인프라 계획 분야에서 중요한 선례를 계속해서 만들어가고 있습니다. 재생에너지 지침 III(RED III)부터 수소은행 및 유럽 수소 네트워크에 이르기까지, EU는 세계에서 가장 포괄적인 규제 및 인프라 체계를 구축했습니다. 그러나,

이러한 야심찬 목표가 실질적인 사업으로 이어지도록 보장해야 합니다. 이 지역은 2030년 전 세계 수요의 거의 3분의 2를 차지하지만, 현재 확정된 총 투자액은 201조 3천억 달러에도 미치지 못합니다. 이러한 불균형은 정책 의도를 실질적인 사업으로 전환하는 데 따르는 어려움을 보여주며, 민간 투자의 위험을 줄이기 위해 명확하고 장기적인 수요 신호를 제시하는 것이 얼마나 중요한지 강조합니다.

핵심은 분명합니다. 야망은 방향을 제시하지만, 확신은 목표 달성을 가능하게 합니다.

공급 기반

수소 공급은 이미 개념 단계에서 생산 단계로 전환되고 있습니다. 2025년 기준으로 전 세계 프로젝트 파이프라인에는 연간 약 600만 톤(mtpa)의 청정 수소 생산 설비가 포함되어 있으며, 그중 100만 톤은 이미 가동 중입니다. 이는 주로 중국의 전기분해 기술 급속한 확대에 힘입은 성과입니다.

이 예상 공급량 범위는 2030년까지 현재 진행 중인 프로젝트 파이프라인의 잠재력을 반영합니다. 그러나 실제 생산량은 얼마나 많은 용량이 정책 지원을 받는 확정적인 구매 계약을 확보하는지에 따라 달라집니다. 명확한 수요 신호가 없다면 생산 설비는 활용도가 낮거나 방치될 위험이 있습니다.

CEO들과의 대화에서 공통적으로 낙관적인 분위기가 감지되었습니다. 시장 수요가 증가하면 기존 공급망이 충분히 수요를 충족할 준비가 되어 있다는 것입니다. 그러나 많은 CEO들은 공급만으로는 광범위한 도입을 촉진하기에 충분하지 않다고 강조했습니다. 저희 분석 결과도 이러한 견해를 뒷받침합니다. 보고서에 따르면 2030년까지 청정 수소 공급량이 현실적으로 9~14백만 톤/년(mtpa)에 달할 것으로 추정되지만, 현재 정책적 지원을 통해 사업 타당성이 확보된 수요는 약 8백만 톤/년에 불과합니다.

수요 과제

수소 공급망이 발전을 위한 토대를 제공한다면, 수요는 그 발전을 움직이게 하는 원동력입니다. 안정적인 구매 계약이 없으면 자금이 풍부한 프로젝트조차도 진척을 이루기 어려울 수 있습니다.

2025년까지 약 360만 톤/년 규모의 확정 구매 계약이 체결되었으며, 이는 약 60만 1천 3톤의 생산 능력을 확보한 것입니다. 이 수요의 대부분(70만 1천 3톤)은 기존 산업 용도에 집중되어 있으며, 정제 및 암모니아 생산이 대부분을 차지합니다. 암모니아 단독으로 전체 확정 구매량의 약 43만 1천 3톤을 차지하여 현재 가장 큰 단일 수요 부문입니다.

지역별 패턴이 뚜렷하게 나타나고 있습니다. 중국과 유럽이 재생 수소 소비를 주도하고 있으며, 특히 중국은 전량을 국내에서 조달하고 있습니다. 미국과 캐나다는 저탄소 수소 소비를 주도하고 있으며, 이 또한 주로 국내에서 이루어집니다. 기존 생산 설비의 대부분은 여전히 국내 시장을 겨냥하고 있지만, 국제 시장의 초기 조짐이 보이고 있습니다. 유럽의 수소 소비량 중 451,030톤이 이미 수입되고 있어, 국경을 넘는 수소 및 파생 상품의 첫 번째 흐름이 나타나고 있습니다.

연간 최대 8백만 톤(mtpa)의 청정 수소 수요는 기존 또는 발표된 정책 프레임워크, 특히 EU의 RED III 할당량 및 동아시아 전역의 청정 에너지 의무화 정책 하에서 긍정적인 사업 타당성을 가지며, 2030년까지 실현될 수 있습니다. 이러한 목표 달성은 해당 메커니즘이 얼마나 효과적으로 구현되는지, 그리고 공급과 수요를 연결할 수 있는 인프라가 충분히 빠르게 확충될 수 있는지에 달려 있습니다.

인프라가 촉매제 역할을 한다

현재 수요는 생태계 확장의 속도를 결정하는 가장 중요한 요소이며, 그다음으로 중요한 것은 인프라 구축입니다. 인프라 준비 상태는 지역 수소 경쟁력의 성패를 좌우하는 핵심 요소입니다. 이는 비용, 투자자 신뢰, 시장 형성의 기반이 됩니다. 수소가 수익성 있고 확장 가능한 방식으로 보급되기 위해서는 수요와 인프라가 함께 발전해야 하며, 정책적 확실성을 통해 위험을 줄이고 산업 클러스터에 기반을 두어 규모의 경제를 통해 비용을 절감해야 합니다.

신규 및 기존 인프라의 발전으로 판매처의 지리적 범위가 확대되어 과거보다 생산지에서 더 먼 곳에서도 판매가 가능해졌습니다. 2021년 이전에는 판매처가 주로 생산지와 같은 장소에 위치했습니다. 오늘날 국제 판매 시장은 여전히 발전 단계에 있지만, 국내 판매는 개선된 물류 및 유통 인프라의 혜택을 받고 있습니다.

기반 시설 확충을 통해 2030년까지 연간 1300만 톤의 추가 생산량을 확보할 수 있을 것으로 예상됩니다. 기존 용도에 대한 저탄소 공급을 가능하게 하는 중간 단계 인프라 확장은 새로운 최종 용도에 대한 고배출 대안과의 비용 격차를 해소하는 데 매우 중요합니다.

성공을 위한 프레임워크

1차 청정 수소 프로젝트의 모범 사례들(그중 12개는 글로벌 수소 나침반 보고서에 포함됨)은 오늘날 수소 사업에서 성공하기 위해 필요한 요소에 대한 귀중한 교훈을 줄 수 있습니다.

저희 보고서에서는 실행 단계로 나아가는 프로젝트와 정체된 프로젝트를 구분하는 6가지 핵심 요소를 확인했습니다. 이러한 요소에는 다음이 포함됩니다.

• 전략적 입지 선정: 파이프라인, 저장시설 또는 허브와의 연결성.
• 자본 지출 및 기술 최적화: 효율적인 설계, 단계별 구축 및 현지 자원 활용.
• 비용 및 일정 최적화: 체계적인 납품 및 스마트 계약.
• 판매 및 상업 전략: 신뢰할 수 있는 판매 및 최종 사용자 파트너십.
• 정책 환경 탐색: 명확한 규정 준수 및 인센티브.
• 가치 사슬 협력: 경험이 풍부한 팀과 검증된 기술.

성공적인 프로젝트가 모든 면에서 뛰어날 필요는 없지만, 성공적인 프로젝트의 공통점은 위에서 언급한 여러 가지 촉진 요소들이 복합적으로 작용했다는 점입니다.

다음 물결: 수소 확산의 방향을 결정짓는 것은 무엇일까?

다양한 분야에 걸친 트렌드의 수렴이 차세대 청정 수소 보급의 형태를 결정할 것입니다. 모빌리티, 비료, 해양 등 최종 사용 시장의 성장과 더불어 연결 인프라 구축 및 새로운 정책 시행이 발전 속도와 방향을 좌우할 것입니다.

모빌리티 분야에서는 초기 지역 허브를 중심으로 수소 차량, 충전소, 공급 계약 등이 구축되면서 최초의 수소 생태계가 구체화되고 있습니다. 하지만 대규모 보급에는 여전히 어려움이 있습니다. 차량, 충전 인프라, 수소 공급이 모두 동시에 발전해야 하며, 비용 경쟁력을 유지하기 위해서는 충분히 높은 활용률을 달성해야 합니다.

비료 및 산업 원료 분야에서 청정 암모니아에 대한 수요는 새로운 정책에 힘입어 증가하고 있습니다. EU 배출권 거래제(ETS)와 국경 간 조정 메커니즘(CBAM)은 국내산 및 수입산 암모니아 생산에 대한 탄소 비용을 높이고, 대규모 생산 기술을 개발하여 저배출 옵션의 필요성을 강화하고 있습니다. 일본과 한국에서는 전력 부문 경매와 차액결제계약(CFD)을 통해 석탄 발전소에서 청정 암모니아를 혼합 연소하는 방식이 확대되고 있으며, 미국, 중국, 인도 정부는 각기 다른 인센티브 체계를 통해 생산을 장려하고 있습니다.

해양 부문은 수소 기반 연료의 중요한 개척지로 부상하고 있습니다. 이번 달에 발표될 IMO의 탄소 중립 프레임워크(Net-Zero Framework) 결정은 세계 해운업계에 중대한 전환점이 될 수 있습니다. 이 결정은 향후 수십 년 동안 수소 기반 연료, 선박 기술 및 항만 인프라에 대한 수요를 형성할 규제 기반을 마련할 것입니다.

이러한 확장을 실현하려면 생산과 사용자를 연결하는 중간 단계 솔루션이 필요합니다. 장거리 운송의 경우, 업계 관계자들은 기존 가스 파이프라인을 재활용하거나 새로운 수소 전용 회랑을 건설하는 방안을 검토하고 있습니다. 그러나 인프라 투자는 한 가지 필수 조건, 즉 수요의 명확성에 달려 있습니다. 자본 위험을 줄이고 자금 조달을 유치하려면 구매 계약의 기반이 되는 구속력 있는 목표, 할당량 및 의무 사항이 필수적입니다. 이러한 조건이 없다면 풍부하고 저렴한 재생 에너지를 보유한 지역조차도 잠재력을 투자로 전환하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다.

궁극적으로 규모의 경제는 시장을 활성화하는 기술 중립적인 정책, 효율적인 프로젝트 설계, 그리고 견고한 무역 및 운송 인프라의 결합을 통해 달성될 것입니다. 이러한 요소들이 함께 작용한다면 수소는 현재의 시범 단계를 넘어 지속적인 상업적 보급으로 나아갈 수 있을 것입니다.

앞으로 나아갈 길

향후 2~5년은 수소의 첫 번째 물결이 지속적인 흐름으로 이어질지 여부를 결정할 것입니다. 기반은 탄탄합니다. 공급 능력은 증가하고 있고, 프로젝트는 안정화되고 있으며, 정책도 진전되고 있습니다. 하지만 공급과 수요의 균형은 여전히 미묘합니다.

해당 분야가 목표를 향해 나아가려면 정책 프레임워크, 일정, 수요 창출에 대한 명확성이 필요합니다. 명확하고 안정적이며 실질적인 조건이 조성되어야 자본 유입, 인프라 구축, 기술 확산이 가능해집니다. 이러한 조건이 충족되지 않으면 천연자원이 풍부한 지역조차 뒤처질 위험이 있습니다.

글로벌 수소 나침반(Global Hydrogen Compass)은 수소 산업이 초기 야망을 넘어 실질적인 실행 단계로 접어들었음을 보여줍니다. 2020년대 초반이 발표의 시기였다면, 2020년대 후반은 실행의 시기입니다. 첫 번째 물결을 이끈 선구자들, 즉 판매 계약을 확보하고, 새로운 기술을 개발하고, 인프라를 구축한 기업들이 두 번째 물결이 얼마나 빠르게 성장할 수 있을지를 보여주고 있습니다.

수소 산업이 성공하려면 다음과 같은 방향으로 꾸준히 나아가야 합니다. 신뢰할 수 있는 장기적인 틀을 통해 수요를 확고히 하고, 비용과 위험을 줄이는 연결 인프라에 투자하며, 실용적이고 특정 경로에 얽매이지 않는 규모 확장 전략을 채택해야 합니다.