수소 상용화를 위해 미국 정부와 기업이 서두르고 있다. 미국 에너지부는 2020년 11월 수소 프로그램 계획(Hydrogen Program Plan)을 발표했다. 이 계획은 수소기술 연구개발과 실증을 통한 산업 부문에서의 활용을 목표로 한다.

주요 내용은 에너지부 산하기관별로 분산된 수소 연구·개발(R&D) 과제를 통합한 R&D, 각종 규제 정비, 산업별 수소 도입 촉진을 위한 가이드라인 등을 제공한다. 민·관·학 협력으로 기술장벽 해소, 수소기술 통합·실증, 민간부문 혁신, 안전 관련 제도 정비, 정책 제안 등도 담고 있다.

핵심은 수소의 경제성 확보다. 에너지부 산하 아르곤국립연구소에서 전기분해 촉매로 사용되는 백금보다 더욱 저렴한 대체 촉매를 찾고 있다. 또한 수소 액화 시의 에너지손실률을 최소화하기 위해 자기열량(Magnetocaloric) 공정을 활용해 효율을 최대 2배 높이는 방안도 연구한다. 한편 수소 공급망 확충을 위해 현재의 수소 파이프 이외에 기존 천연가스 파이프망을 활용하는 방안도 추진되고 있다.

현재 미국은 그레이수소(Grey Hydrogen) 1000만t 생산, 2600㎞ 수소 파이프라인, 100여개 수소충전소 등을 갖추고 있다. 유럽연합(EU), 일본 등에 비해 인프라나 R&D에서는 약간 뒤진 것으로 평가받는다. 그러나 성장 잠재력은 크다. 미국의 수소산업은 2050년까지 연간 수익 규모 7500억달러, 일자리 340만개를 창출할 것으로 전망된다. R&D도 활발하다.

민간기업의 R&D·투자도 활발하다. 플러그파워(Plug Power)는 수소액화 플랜트와 수소연료전지 분야에서 핵심 기술을 보유한 기업이다. 오는 2023년까지 뉴욕에 북미 최대의 그린수소 생산플랜트를 건설하여 일일 액화수소 45t을 생산할 예정이다.

퓨얼셀에너지(FuelCell Energy)는 연료전지 발전플랜트 솔루션기업이다. 용융탄산염 연료전지(MCFC) 원천기술을 보유하고 있다. 현재 미 에너지부와 함께 초고효율 고체산화물 연료전지(SOFC)를 개발한다.

블룸에너지(Bloom Energy)는 고체산화물 방식의 고효율 발전용 연료전지 제조기업이다. 최근 고효율 전해조 개발에도 성공하며 수소 생산으로도 사업을 확장하고 있다. 지난 7월 스타트업 헬리오겐의 태양광 발전을 활용한 그린수소 생산계획을 발표했다.

미 에너지부에서도 강조한 것처럼 수소경제로의 전환은 한 분야에서의 혁신과 기술로 달성할 수 있는 것이 아니다. 국가 전체적인 역량의 집중이 필요하다. 우리 정부는 지난 2019년 1월 ‘수소경제 활성화 로드맵’을 발표하며 글로벌 수소경제 선도를 천명했다. 세계 최초로 수소차 양산에 성공했으며 현재 세계 시장 점유율 1위다.

이미 우리 기업도 미국 기업과 수소 생산기업 지분 투자, 고압 수소탱크 제조사 인수, 수소충전소 등 수소 인프라 건설 등에서 교류하고 있다. 앞으로도 미국과의 투자·기술협력을 통해 수소의 R&D·생산·운송·저장 등에서 경쟁력을 더욱더 강화해야 한다.

김형석 코트라 시카고무역관 과장


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