정부가 수소도시 확산의 방향과 방법을 제시한 ‘수소도시 추진전략 2.0’을 곧 발표한다.
전국 곳곳에서 수소도시 조성 붐이 일고 있다.
수소도시는 도시 내 주거, 교통, 사업 등 활용 가능한 전 분야에 수소가 적용되는 도시로, 수소 에너지원을 공동주택, 건축물, 교통시설 등에 활용할 수 있도록 수소생산시설, 이송시설(파이프라인, 튜브트레일러 등), 활용시설(연료전지 등) 등 도시 기반시설을 구축한다.
사업예산은 지자체당 4년간 총 400억 원(국비 200억 원, 지방비 200억 원)이다. 다만 사업 여건에 따라 조정이 가능하다.
이를 통해 온실가스 감축 등 탄소중립 실현에 기여할 뿐만 아니라, 연료전지를 포함한 수소산업 활성화 및 일자리 창출 등을 통한 지역경제 활성화 제고에도 기여할 것으로 기대된다.
주관부처인 국토교통부는 수소도시를 체계적으로 조성하기 위해 지난 2019년 ‘수소경제 활성화 로드맵’ 수립 이후 수소시범도시 추진전략을 관계부처와 마련했다.
추진전략은 ‘세계 최초 수소도시 조성으로 수소도시 세계시장 선점’을 비전으로, △2022년까지 시범도시 3개 조성 △2030년 수소도시 확산기까지 전국 기초지자체의 10%를 수소도시로 조성 △2040년 수소도시 고도화기까지 30%를 수소도시로 조성한다는 것을 목표로 제시했다.
이와 함께 울산, 안산, 전주·완주 등 3곳을 수소시범도시에, 삼척 1곳을 R&D 특화도시에 선정하고 전문가 컨설팅, 사업내용 발굴 등을 통해 2020년 10월에 시범도시별 기본계획을 마련했다.
2022년엔 1기 수소도시인 평택, 남양주, 당진, 보령, 광양, 포항 등 6곳을, 지난해에는 2기 수소도시인 양주, 부안, 광주 동구 등 3곳을 각각 선정했다. 올해도 수소도시 조성사업을 추진할 새로운 지자체를 선정할 예정이다.
이와 별개로 경기도는 수소산업 활성화와 탄소중립 실현을 위한 친환경 수소에너지 자족 소도시 ‘경기도형 미니 수소도시’ 사업을 추진하고 있다.
이 사업은 경기도 민선 8기 공약사항인 ‘수소융합 클러스터 조성’에 따른 것으로, 수소 생산·유통·활용 등 전 분야 기반 시설을 지원하되 기초지자체가 자체 특성을 반영해 자율적으로 사업을 계획하고 신청해 추진하는 사업이다.
지난해 8월 1호 ‘경기도형 미니 수소도시’로 용인시를 선정했으며 올해에는 2개 시군을 선정할 예정이다.
수소도시 추진전략 2.0
국토부는 이같이 수소도시가 확산되자 현재 수소시범도시 추진전략은 한계가 있다고 판단, 이를 발전·보완해 향후 수소도시 조성 방향 및 확산 방안 등을 제시하는 ‘수소도시 추진전략 2.0’을 마련하기로 했다. 이에 지난해 1월 관련 공고를 냈다.
공고에 따르면 ‘수소도시 추진전략 2.0’에는 △수소도시 미래 전망 및 목표 제시 △수소도시 광역 인프라 구축 방안 마련 △수소도시 확산 방안 △도시 내 모든 일상에서 수소 활용(생산·저장·이송·활용) 확대 방안 등이 포함될 예정이다.
또 ‘수소도시법’ 제정 후 수립할 ‘수소도시 종합계획’과 연계해 수소도시 추진전략 2.0을 수립할 계획이다. 수소도시법에는 △국토부장관이 5년마다 계획 수립 △수소도시건설 기본방향 △산업육성 △투자계획 등이 포함될 전망이다.
수소도시 추진전략 2.0의 방향은 지난 3월 서울 강남에 있는 한 호텔에서 열린 수소도시 산학연관 협의체인 ‘수소도시 융합포럼 컨퍼런스’에서 제시한 향후 수소도시 정책방향을 통해 가늠할 수 있다.
국토부가 목표로 하는 미래의 수소도시는 광역 단위에서 생산된 블루·그린수소를 도시 활동 전반에 활용하게 된다. 그런데 수소시범도시를 조성하는 과정에서 여러 한계점이 드러났다.
지난해 9월 일산 킨텍스에서 열린 수소도시 융합포럼 컨퍼런스에 참여한 전문가들은 수소시범도시 사업의 한계점으로 △여전히 화석연료 기반의 부생수소와 개질수소가 중심인 점 △시범사업이 도시 내 수소배관망 구축에 국한된 점 △수소도시 사업모델이 주거와 교통 분야에 국한된 점 △기술적 한계와 해외 기술 의존도가 높은 점 등을 꼽았다.
개선 방안으로는 △블루·그린수소 생산시설 확대 △액화수소공급망 추진 △수소 활용 범위를 산업·의료·문화·복지 등 다양한 분야로 확장 △광역 연계 수소도시 구축으로 도시간 수소공급망 확충 △R&D 투자를 통해 그린수소 생산·저장·이송수단 다변화 등을 제시했다.
국토부는 이같이 수소시범도시 조성 과정에서 드러난 한계를 바탕으로 △수소생태계 확산을 위한 수소도시 고도화 △9대 수소도시 조성 △수소도시 조성기반 강화 등 3가지 정책 방향을 설정했다.
그린수소 기반 수소도시 구축
세부적으로 살펴보면 먼저 ‘수소생태계 확산을 위한 수소도시 고도화’는 △블루·그린수소 생산기지, 수소배관망, 통합안전운영센터 등 인프라 확대 △건물, 모빌리티를 중심으로 활용처 확대 △광역지자체간 연계사업 추진 등으로 수소도시 고도화와 수소생태계 확산을 꾀하는 것이다.
관건은 블루·그린수소 생산기지 확대다. 이는 관련 인프라를 구축하는 데 제약이 많기 때문이다.
그린수소의 경우 경제성이 나올 만큼 풍부한 재생에너지원을 갖춘 최적의 장소를 찾기 어려운 데다 환경 파괴, 안전 우려, 주민수용성 등 여러 제약이 많다.
또 블루수소는 핵심인 CCUS(탄소 포집·활용·저장)에 대한 기술적·경제적 우려가 여전한 데다 블루수소 생산량이 증가할수록 화석연료 사용량이 증가하기 때문에 친환경 에너지로 보기 어렵다는 주장도 있다.
이 때문에 주목받고 있는 것이 바로 바이오가스를 활용해 수소를 생산하는 것이다.
바이오가스는 유기성 폐기물이 공기가 없는 상태에서 미생물에 의해 분해될 때 나오는 가연성 혼합가스다. 성분은 50~65%의 메탄, 25~50%의 이산화탄소, 소량의 수소, 황화수소, 암모니아 및 기타 미량가스로 이뤄져 있다.
바이오가스의 주성분인 메탄을 분해·정제하면 고순도 수소를 얻을 수 있고 일산화탄소나 이산화탄소가 없기 때문에 고분자 연료전지, 오일 정제, 암모니아 또는 메탄올 생산 등에 다양하게 사용할 수 있다.
이 때문에 음식물류폐기물, 하수찌꺼기, 가축분뇨, 동·식물성 잔재물 등 유기성 폐자원 관련 시설을 보유한 지자체는 별도의 수소생산시설을 갖추지 않아도 수소를 생산·활용할 수 있다.
대표적인 곳이 바로 남양주다. 남양주는 수소생산시설을 보유하고 있지 않다. 이에 남양주는 왕숙2지구 인근에 세울 자원순환종합단지에 바이오가스 생산시설과 수소추출시설을 구축해 하루 3.5톤의 수소를 생산·공급한다는 계획을 세웠다. 생산된 수소는 수소배관을 통해 공공임대주택, 남양주체육문화센터, 공공청사, 수소충전소 등에 공급된다.
또 보령은 지난해 3월 환경부의 바이오가스 기반 청정수소 생산사업 대상자에 선정됐다. 보령은 전국 단일 면 중 가장 많은 축산분뇨를 생산하고 있는 천북면 일원에 내년까지 약 1,500㎡ 규모의 청정수소 생산시설을 지어 연간 약 200톤의 수소를 생산해 수소충전소 등에 공급할 예정이다.
지난해 8월 공개모집을 통해 ‘경기도형 미니 수소도시’ 1호로 선정된 용인은 2026년 가동 예정인 용인 에코타운 조성부지(유기성폐자원 바이오가스화시설 및 슬러지 자원화시설)에 고등기술연구원, 한국서부발전과 바이오가스를 활용한 수소생산시설을 세운다.
생산된 수소는 890kW급 수소 혼소발전 시설, 삼성전자 기흥캠퍼스 산업단지, SK하이닉스 반도체클러스터 산업단지 등에 공급된다.
바이오가스가 풍부한 일부 지자체는 자력으로 수소도시로의 변모를 꾀하고 있다.
충북 청주시와 경북 영천시는 환경부의 바이오가스 기반 청정수소 생산사업을 통해 수소 인프라를 구축할 계획이다.
청주는 현대자동차와 협력해 공공하수처리장에 수소생산시설을 구축해 바이오가스로 하루 500kg의 수소를 생산할 예정이며, 증설이 완료되는 2026년부터는 하루 생산량이 1톤까지 확대될 전망이다.
해당 시설과 연계될 통합 바이오가스화 시설이 2027년에 완공되면 하루 수소생산량은 3톤까지 늘어날 것으로 보인다. 생산된 수소는 연료전지 발전소, 수소충전소 등에 공급될 예정이다.
경북 영천시는 오는 2025년까지 총 사업비 130억 원(국비 91억 원, 도비 27억 원, 시비 12억 원)을 투입해 바이오가스 고질화 설비, 수소 개질설비, 출하시설(튜브트레일러) 등의 청정수소 생산시설을 설치할 계획이다. 향후 청정수소를 활용하기 위한 수소충전소까지 구축할 예정이다.
9대 수소도시 조성
‘9대 수소도시 조성’은 수소도시 조성사업 대상자로 선정된 9개 지자체를 도시별 수소역량과 다양한 형태의 수소생태계를 결합한 수소도시로 구현하는 것이다.
1기 수소도시인 평택은 수소특화단지와 수소항만을 연계한 수소복합도시를 조성한다. 이를 위해 경제자유구역 내 공공주택(995세대) 및 공공건물(수소도시지원센터) 등에 연료전지 발전소를 구축할 계획이다. 수소는 수소특화단지에 있는 수소생산기지에서 생산돼 15km의 배관을 통해 공급된다.
보령은 세계 최대 블루·그린수소 생산기지와 연계한 수소도시를 조성한다. 보령에는 SK E&S의 연산 25만 톤 규모 블루수소 생산기지, 바이오가스 활용 청정수소 생산시설, 수전해 수소생산기지가 각각 들어설 예정이다. 이곳에서 생산된 수소는 8km의 배관을 통해 실버타운, 수소냉열 특화단지, 수소터빈 시험연구센터 등에 공급된다.
당진은 수소공급 다변화를 통한 청정 산업단지 기반 수소도시를 구축한다. 당진에는 재활용플라스틱 활용 수소생산시설과 바이오가스 활용 청정수소 생산시설이 들어설 예정이다. 이곳에서 생산된 수소는 6.2km의 배관을 통해 자원순환센터에 설치된 연료전지 발전소, 수소상용차 등에 공급·사용된다.
2기 수소도시인 부안은 연산 360톤 규모의 그린수소 생산기지와 연계한 에너지 자립 수소도시를 꾀하고 있다. 이곳에서 생산된 수소는 5km의 배관을 통해 신재생에너지 기숙사, 월포마을 경로당, 청소년 센터 등에 공급된다. 부안은 이르면 오는 6월까지 기본 및 실시설계와 마스터플랜 수립 용역을 완료한 후 7월부터 수소도시 착공에 돌입한다는 방침이다.
양주는 하수처리장 부지에 연산 220톤 규모의 그레이수소 생산기지를 구축해 회천지구 공공임대주택과 환경사업소에 각각 설치될 연료전지 발전시설에 공급하는 수소도시를 구축한다. 또한 5대의 수소버스와 2대의 수소청소차를 운영할 계획이다. 그 일환으로 지난해 11월 경기 북부 최초의 특수형 수소충전소를 개소했다.
광주 동구는 소태동에 있는 옛 위생매립장 부지에 수소도시를 조성할 계획이다. 이곳에는 연산 400톤 규모의 LNG 개질수소 생산기지가 설치되며 생산된 수소는 인근에 세워질 연료전지 발전시설(440kWx12기)에 공급될 예정이다.
수소도시 조성기반 강화
마지막으로 ‘수소도시 조성기반 강화’는 수소도시 원천기술을 확보하고 해외 협력사업을 추가 발굴해 해외 진출을 도모하는 것이다. 이를 위해 △수소도시 기술개발 고도화 및 원천기술 확보 △수소도시 안전관리 강화 △수소도시 거버넌스 고도화 △해외 협력 확대 및 해외시장 개척을 추진한다.
그 일환으로 ‘수소도시용 수소배관망 국산화 및 실증기술 개발’ 등 4개의 관련 연구개발 과제를 수행하고 있다. 또 수소도시 거버넌스를 강화하기 위해 지난해 2월 산학연관 협력 지원체계인 ‘수소도시 융합포럼’을 출범시켰다.
안전관리를 강화하기 위해 2040년까지 통합안전운영센터를 30개소로 확충하고 산업부가 지난해 5월에 발표한 ‘수소안전관리 로드맵 2.0’과 연계해 △수소모빌리티 충전, 수소발전소용 설비 안전기준 개발 △청정수소 생산설비 안전기준 마련 △액체수소 전주기 제품 설비 안전기준 개발 등을 추진한다.
국토부는 이러한 정책 방향을 토대로 ‘수소도시 추진전략 2.0’을 수립해 이르면 오는 7월께 발표할 예정이다.
