기술 경쟁력을 갖춘 청정수소 기업육성 지원을 통해 청정수소 생태계 활성화에 기여한다는 목적으로 설립된 한국청정수소진흥연구원이 지난 3월 19일 개원식을 개최하고 본격 운영에 들어갔다. 2024년 12월 31일 산업통상자원부로부터 재단법인 설립허가를 받고, 올해 3월 31일 기획재정부 고시를 통해 공익법인으로 지정되었다.
한국청정수소진흥연구원은 산업통상자원부, 경기도, 평택시의 재정 지원으로 추진 중인 ‘청정수소 시험평가 실증화 지원 기반시설’ 구축·운영을 전담한다. 오는 2026년까지 총사업비 480억 원을 투입해 평택 브레인시티 일반산업단지 약 1만7,851㎡ 규모의 부지에 ‘청정수소 시험평가 실증화센터’를 건립해 메가와트(MW)급 수전해 시스템 성능 평가를 위한 기반시설 및 부대설비 등 20종 21점을 구축할 예정이다.
향후 ‘전문생산기술연구소’로 전환해 사업 영역을 확장할 계획이다.
이재훈 한국청정수소진흥연구원 사무국장을 만나 연구원 운영 방향에 대한 자세한 얘기를 들었다.
한국청정수소진흥연구원 초대 사무국장을 맡게 되었다. 연구원의 초석과 성장 기반을 다져야 하는 책임감이 클 것 같다. 소감을 말해달라.
한국청정수소진흥연구원(이하 연구원)의 정체성을 확립하고, 다른 기관과의 차별화와 미래 10년의 비전을 설계하는 중책을 맡게 되어 고민이 많은 것이 사실이다. 청정에너지와 산업육성이라는 두 가지 키워드를 붙잡고 숙제를 어떻게 풀어나갈지 씨름하는 중이다.
특히 산업육성 측면에서 중국의 부상으로 반도체를 제외한 대부분 분야에서 국내 제조업이 경쟁력 상실 위기에 직면했다. 미국의 제조업 리턴(Return) 정책으로 우리기업의 미국 투자가 트럼프 1기(2016년)부터 2023년까지 1,600억 달러(233조 원)에 달하고 미국 내 제조업 일자리 83만 개를 창출하는 등 국내 제조업의 공동화가 우려되는 상황이다.
청정에너지 측면에서도 신3양(전기차·태양광·배터리) 분야 글로벌 시장 주도권을 중국에 내준 상황이다. 청정수소 생산을 위한 수전해 설비는 전 세계 1.3GW 중 50%가 중국에 설치되어 운영 중이다.
따라서 우리가 청정에너지 공급망 강화와 산업육성을 생존의 문제로 인식하고 대안을 고민해야 하는 시점이다. 연구원의 비전을 ‘기술사업화의 글로벌 리더’로 설정한 이유다. 수소 밸류체인에서 원천기술 실증연구와 국내외 원천기술 발굴을 병행하고, 도출된 기술을 활용한 기술기반 창업 지원을 통해 일자리 창출과 국내 수소산업 경쟁력 강화에 기여하겠다는 것이다.
앞으로 수소 분야 기술사업화에 그동안의 경험을 활용하고 싶다.
한국청정수소진흥연구원 설립 배경과 운영계획은?
청정수소 공급망 구축의 선결 조건은 국내 지리적 여건상 해외 수소 수입을 전제로 한다. 문제는 어떤 기술과 자본으로 어디에서 생산하고 어떤 수단을 통해 국내로 들여올 것인가다. 대용량 공급 안정성도 중요한 영역이다.
그러나 수소가 기술개발로 부족한 에너지 문제를 해결할 수 있는 영역임에도 불구하고 우리나라 수소·연료전지 분야 R&D 성공률은 84.4%이며, 사업화 성공률은 37.7%에 불과하다. 연료전지 대기업의 경우 원소재 국산화율은 40% 미만이며, 청정수소 생산의 핵심 영역인 수전해 핵심 소재 기술력도 부족한 실정이다.
특히 국내 수전해 기업은 시험인증 기준을 통과해야 시장진입이 가능하고, 제품 수명주기 동안 품질이 유지됨을 증명하는 신뢰성도 확보해야 한다.
우리가 청정수소 생태계에서 기술적 우위 확보와 기술사업화를 통한 경쟁력 있는 메이저 플레이어를 키워내지 못한다면 기존 화석연료를 기반으로 탄탄한 기술적, 자본적 경쟁력을 갖춘 국외 에너지기업이나 국가 차원의 대규모 기술개발 지원을 통해 육성된 중국 등의 청정에너지 기업에 의해 공급망 구축이 종속될 수밖에 없는 구조이다.
이와 같은 문제 해결을 위해 연구원이 설립되었다. 연구원은 수전해 분야에 집중하는 전략으로, 우선 R&D → 시작품 → 상용화 → 사업화 등 수전해 시스템 개발 단계별 지원에 특화되도록 주요 성능평가설비를 구축 중이다.
연구원은 청정수소 소부장 분야 실증 및 시험·인증 지원 등 신속사업화 체계를 바탕으로 기술사업화 지원 포트폴리오를 운영하고, 청정수소 연관 기업과 실증연구 수행을 통한 트랙 레코드(Track-Record) 확보로 기술사업화에 함께할 계획이다.
아울러 한국만의 강점 분야에 특화된 국내외 사업화 원천기술을 발굴해 창업기업을 육성하고, 기업 활동의 어려움을 해소하기 위한 플랫폼 마련과 SCOPE 3 및 청정수소 인증제 대응 플랫폼 구축을 병행할 예정이다.
향후 산업기술혁신촉진법 제42조에 의한 ‘전문생산기술연구소’로 전환해 청정수소 생태계 분야로 사업 영역을 확장할 계획이다.
연구원은 비전을 ‘기술사업화의 글로벌 리더’로 설정했다. 이를 위해 독일·미국·중국의 지원체계를 많이 연구한 것으로 알고 있다.
성공적인 기술사업화는 기업의 경제적 성과 창출(매출, 영업이익 등), 기업 규모 확장, 신규고용 창출뿐만 아니라 국민경제 기여의 선순환 구조를 촉진하는 핵심정책으로 부상하면서 그 중요성이 더욱 강조되고 있다.
우리나라는 2017년 부처 합동으로 ‘제6차 기술이전 및 사업화 촉진계획’을 수립해 시행한 바 있다. 산업부는 소재·부품·장비 으뜸기업 육성전략을 통해 기술사업화 전주기 지원(산업통상자원부 공고 제2023–884호)을 위한 다양한 노력을 추진 중이다.
그럼에도 불구하고 기술사업화가 어려운 이유는 ‘악마의 강’, ‘죽음의 계곡’, ‘다윈의 바다’라는 시장 실패 지대가 존재하는데, 이 과정에서 지식과 자원의 부족을 극복해야만 겨우 사업화 성공에 도달할 수 있기 때문이다.
대표적인 제조업 강국인 독일이 기술사업화 중 TRL 5~6단계를 건너기 위해 국가 전략적 지원 방안을 마련한 고민의 배경에는 연구 개발에 따른 수많은 기술 대부분이 ‘죽음의 계곡’으로 불리는 TRL 5~6단계에서 한계에 부딪혀 사업화에 실패했기 때문이다.
독일은 기술사업화의 전 과정인 기초연구 → 죽음의 계곡 → 가교연구 → 제품화 연구의 일체화를 시도하고 있으며, 연구·개발·실험·실증·인증, 상용화 및 글로벌 표준화 체제를 완벽하게 구축하기 위한 노력을 지속하고 있다.
독일에서 수소 분야에 참여 중인 기술사업화 주요 기관으로는 안할트(Anhalt) 대학(연구개발), 프라운호퍼(Fraunhofer) CBP(실증·상용화), 연방재료시험연구소(EU 규격화) 등이 있다.
미국의 경우 기술개발은 미국 내에서, 관련 제품 생산은 해외에서 이루어지고 있는 점이 고민이다. 특히 기술혁신은 제조공정 노하우와 긴밀한 관계를 맺고 있고, 강한 제조업 기반 없이 미래 기술혁신의 경쟁우위를 유지하기 힘들기에 첨단 제조업이 자국 내에서 우선적으로 발전하도록 하는 제도를 도입하게 되었다. 2012년 제조업 혁신 연구소(IMI) 시범 설립·운영을 시작으로 2014년 법안 개정(RAMI Act)을 통해 제도화했다.
이를 바탕으로 2018년 기준 총 14개의 IMI가 설립되어 총 1,987개의 기업·기관이 참여했고, IMI 간의 네트워크 형성을 목적으로 미국 제조업 혁신 네트워크(NNM) 사업을 추진했다.
중국은 ‘제조 강국 2025’ 전략을 통해 제조업 기반을 강화하고 핵심 기초부품 및 소재의 국산화율을 제고하기 위해 제조업의 기초 소재·부품 분야의 강소기업을 육성하고 있다. 강소기업을 ‘혁신형 중소기업’, ‘전문화된 중소기업’, ‘작은거인 기업’으로 구분하고, 단계별로 기술과 자본을 집중적으로 투입해 공급망의 기술 공백을 보완하도록 하고 있으며, 국가급 제조업 혁신센터 설립을 확대하고 있다.
이와 같은 중국의 전정특신(전문화·정밀화·특색화·혁신화) 기업육성 전략에 따른 결과물로 강소기업 3개 카테고리 중 작은거인 기업군이 2023년 기준 1만2,950개가 만들어져 성장하는 중이다.
그렇다면 연구원이 지향하는 기술사업화 방향을 설명해달라.
독일·미국·중국의 지원체계와 우리의 기술사업화 지원체계를 비교해 보는 것은 문제 해결의 중요한 열쇠가 될 수 있다.
먼저 우리의 지원 프로세스는 기본적으로 기술사업화에 대한 모든 프로세스를 포함하고 있는 것은 사실이다. 다만 기존기업이나 창업희망자가 원한다면 지원하겠다는 전제를 깔고 있다. 전통산업에 기반한 기존기업의 사업 포트폴리오를 다각화하는 데 도움이 되는 구조이다. 전형적인 패스트 팔로잉(Fast Following) 전략인 셈이다.
중국의 경우 기술사업화 지원 내용 자체는 우리와 같다. 그러나 국가의 핵심이익 관철을 위해 기술개발 대상을 설정하고 모든 주체가 해당 목표 달성에 적극 개입하는 로직으로 구성되어 있음을 알 수 있다. 전형적인 퍼스트 무버(First Mover) 전략이다.
파괴적 혁신을 통해 만들어지는 새로운 사업 영역은 시장이 개화할 경우 반 발자국만 앞서도 모든 것을 가져가는 퍼스트 무버들의 시장이다.
문제는 신성장 산업이 기본적으로 시장 자체가 작고 규모의 경제 실현이 불가능하다는 점이다. 따라서 국가적 아젠다 정립을 통한 파격 지원이 없다면 이익 실현을 최우선 가치로 하는 기업의 생리상 기술기반 창업기업이 TRL 5~6단계에 대한 지원 미흡으로 도중에 탈락할 가능성이 높다. 국가의 역할이 매우 중요한 지점이라고 할 수 있다.
중국이 독일 중심의 내연기관차를 따라가는 것이 아니라 LFP 기반 전기차를 개발함으로써 판을 바꾼 것이 대표적이다. 신재생에너지 분야 중국 제조업의 글로벌 시장 지배력이 절대적으로 높은 이유와도 무관하지 않다.
원한다면 지원하는 것이 아니라 서로 참여하기 위해 경쟁하는 우리만의 차별화된 기술사업화 지원체계 마련이 절실하다는 얘기다.
과거에 우리는 반도체 소부장 공급망 단절의 위기 상황에서 국가가 기술개발 대상을 지정하고 모든 주체가 집중 지원을 통해 단기간에 성과를 거둔 사례가 있다. 최근 ‘국가전략기술 육성에 관한 특별법’ 제정을 통해 국가전략기술 12개 분야를 지정한 바 있다. 지원체계 마련 시 중국이 미국의 NNM을 롤모델로 해서 만든 체계인 ‘국가급 제조업 혁신센터’와 같은 지원기관 설립을 위해 ‘국가전략기술 육성에 관한 특별법’ 개정에 나설 필요가 있다.
최근 우리나라에서도 산업생태계 육성을 위한 기술사업화 지원체계 마련을 위해 프라운호퍼 공부 열풍이 불었다.
한국청정수소진흥연구원은 청정수소 생태계 분야 기술사업화를 주도할 수 있는 체계를 만들기 위해 ‘산업부 소부장 으뜸기업 지원트랙’, ‘중기부 TIPS 모델’, ‘프라운호퍼 특화 모델’을 결합해 포트폴리오를 설계하고 있다. 물론 허용된 능력 범위 안에서이다.
이를 통해 기존기업과 창업기업이 TRL 5~6단계를 슬기롭게 넘어설 수 있도록 도울 예정이다. 한국판 ‘국가급 제조업 혁신센터’가 되는 게 목표이다.
아울러 청정수소 생태계의 첫 번째 구성요소인 신재생에너지와 수소의 연계를 위한 HESS 및 PTX 분야 첨단 기술의 개발, 시작품 제작, 상용화, 사업화 지원 및 분산발전 실증기반을 마련할 예정이다.
연구원은 평택을 기반으로 설립되었다. 평택 수소산업의 미래 발전 가능성을 어떻게 보고 있나?
딥-시크 쇼크로 대변되는 AI 확산 등으로 데이터센터 구축 필요성 증대에 따라 전력수요 확대 전망이 지속 제기되고 있다. 전기차 보급, 수소환원제철 등 산업공정 전환, 수전해 수소생산 등 탄소중립을 위한 전기화 추세의 지속도 예상된다.
‘제11차 전력수급기본계획’에 의하면 2038년까지 30년이 경과되는 40기(2만910MW 규모)의 노후 석탄 발전소 대체 계획이 포함되어 있다. 또 36기(1만3,877MW 규모)의 노후 LNG발전소 대체를 위한 전문가 용역 실시 후 차기 전기본에 반영하는 안을 검토할 계획이다.
문제는 서해안을 중심으로 대규모로 구축되어 운전 중인 화력발전소의 좌초 자산화 예방과 친환경 대체 전력 공급처의 확보라는 난제를 어떻게 해결하느냐에 있다.
이러한 문제를 해결할 수 있는 곳이 바로 평택이다. 480조 원이 투자될 예정인 용인반도체클러스터와 평택항 간 거리가 약 77km로 근접지역에 있어 에너지 공급원 역할을 할 수 있는 최적지로 평가된다. 서부발전 평택화력발전소의 폐쇄(2024년 12월)로 청정에너지 기반 발전설비로 전환할 수 있는 전기도 마련되었다.
평택은 이미 구축된 에너지공급 인프라(석유저장시설, LNG인수기지, 화력발전시설)를 활용해 해외의 대규모 청정에너지(암모니아, 액화수소) 공급기지 역할을 할 수 있는 지역이다. 특히 배후에 대규모 수요기업(반도체·자동차·제조업 등)이 존재해 청정수소와 관련된 산업 기술경쟁력 강화를 위한 연구개발 및 시험·성능 평가의 최적 조건을 보유한 셈이다.
또 평택에는 국내 최대 규모(하루 7.5톤급)의 수소생산기지가 2022년에 완공되어 운영 중이다. 오는 2026년 하루 15톤급 수소생산설비도 완공되어 400억 원 규모의 수소도시 사업을 통해 배관망으로 연결될 예정이다.
제21대 대통령 선거가 치러졌다. 새 정부에 바라는 점을 말해달라.
탄소중립은 에너지를 바탕으로 하는 우리나라 전통산업과 성장산업에 지대한 영향을 미친다. 자동차·발전소·제철 등 화석연료 다소비 산업인 전통산업이 온실가스 감축과 무역 장벽을 극복하고 기업의 글로벌 경쟁력을 유지할 수 있을지가 화두이다. 반도체·AI 등 전력 다소비 산업인 성장산업 분야도 에너지 전환은 큰 숙제이다.
탄소중립과 산업 경쟁력 확보라는 양립하기 어려운 문제를 해결하기 위한 전략 마련이 시급하다. 다행히 ‘제11차 전력수급기본계획’에서 용인반도체클러스터에 1GW 규모의 LNG 발전소 3기를 건설(2027년 12월 착공)하되 청정수소 혼소(20%) 발전을 하도록 했다는 점은 진일보한 정책이라고 할 수 있다.
다만 막대한 양의 수소 수급을 위한 국내외 청정수소 생산기반 확충과 수소 항만, 인수기지, 배관망 등 발전용 인프라 구축 추진 방안을 구체적인 로드맵으로 담아내지 못한 점은 아쉬움으로 남는다.
일본은 2024년 5월에 ‘수소사회추진법’을 제정·공포한 바 있다. 기존 연료와의 가격 차이를 15년간 정부가 보전하고 암모니아·액화수소 공급인프라 구축비용을 지원한다는 게 핵심이다.
우리도 전통산업과 성장산업을 지원하기 위해서는 인수기지 등 경쟁력 있는 청정에너지 공급망 구축을 서두를 필요가 있다. 탄소중립 실현을 위한 가장 현실적 수단인 수소를 에너지원으로 하는 경제산업 구조로의 재편을 위해 제22대 국회에서 정태호 의원 등이 발의한 ‘수소 및 수소화합물 사업법’과 홍기원 의원 등이 발의한 ‘수소도시 조성 및 운영에 관한 법률’의 신속한 제정이 필요하다.