수소 에너지, 미래를 위한 투자 가이드

1. 수소 에너지, 왜 이렇게 주목받는 걸까요?

요즘 수소 에너지에 대한 이야기가 참 많죠? 미래를 이끌어갈 중요한 에너지원으로 떠오르고 있어요. 수소 에너지는 고갈될 걱정이 없는 아주 깨끗한 에너지원이거든요. 심지어 이산화탄소를 전혀 배출하지 않아요. 그래서 많은 관심을 받고 있답니다.

깨끗한 청정에너지원이 수소에너지

수소 에너지기술은 아직 발전하는 단계이지만, 시장 전망은 아주 밝아요. 국제에너지기구(IEA)는 2050년까지 전 세계 수소 에너지시장 규모가 약 2조 달러, 우리나라 돈으로 약 2,472조 원에 이를 것으로 예상했어요. 정말 엄청난 규모이죠. 지난해에는 전 세계 수소차 시장이 18.4%나 성장했어요. 특히 현대자동차가 이 시장의 절반 이상을 차지하며 4년 연속 세계 1위를 지켰다고 해요. 이런 통계만 봐도 수소 에너지가 얼마나 중요한지 알 수 있겠죠? 또한, 수소 에너지는 화석 연료보다 훨씬 에너지 효율이 높아요. 화석 연료는 에너지를 만들 때 효율이 50~60% 정도인데, 수소 에너지는 70~80% 이상의 효율을 낼 수 있답니다. 심지어 수소는 지구와 우주에서 가장 쉽게 얻을 수 있는 원소 중 하나예요. 물(H2O)을 분해해서도 얻을 수 있고, 바이오매스나 공기 중에서도 쉽게 찾을 수 있죠. 수소는 마르지 않는 에너지원이 될 수 있어서 미래가 더욱 기대됩니다.

 

2. 수소 경제, 과연 무엇일까요?

수소 경제라는 말을 들어보셨나요? 어렵게 생각할 필요 없어요. 간단히 말하면, 이산화탄소 배출을 0으로 만드는 것이 목표예요. 화석 연료를 태우면 이산화탄소가 많이 나오는데, 이를 줄이기 위해 수소를 에너지원으로 쓰는 거죠. 수소 경제는 전기차 중심의 2차 전지 산업보다 훨씬 복잡한 생태계를 가지고 있어요. 수소를 만들고, 저장하고, 운송하고, 또 활용하는 모든 과정을 아우르는 거대한 생태계랍니다.

 

 이 수소 경제가 현실이 되면 정말 큰 변화가 올 거예요. 지금까지는 화석 연료를 기반으로 세계가 발전했고, 이를 통제하는 국가나 기업이 정치적 주도권을 가졌었죠. 하지만 이제 에너지가 수소로 바뀐다면, 수소 에너지를 지배하는 나라나 기업이 세계를 이끌어갈 수 있어요. 그래서 전 세계가 수소 경제에 주목하고 있는 것이죠. 수소 경제는 탄소 배출을 없애는 것 외에도, 새로운 산업을 만들고 많은 일자리를 창출할 수 있는 새로운 성장 동력이 될 수 있답니다.

 

3. 수소, 정말 친환경 에너지일까요? (수소의 종류와 논란)

 

수소가 친환경 에너지라고 하지만, 모든 수소가 똑같은 건 아니에요. 수소를 어떻게 만드느냐에 따라 친환경성 논란이 있답니다. 크게 그레이 수소, 블루 수소, 그린 수소로 나눌 수 있어요.

 

먼저, 그레이 수소는 우리가 지금 쓰고 있는 대부분의 수소예요. 철강이나 석유화학 공정에서 나오는 수소를 이용하거나, 천연가스에서 수소를 만들어요. 하지만 이 과정에서 이산화탄소가 많이 발생하기 때문에, 생산 과정이 깨끗하다고 보기는 어렵죠. 그래서 환경 친화적이지 않다는 지적이 많아요.

 

다음은 블루 수소예요. 그레이 수소를 만들 때 나오는 이산화탄소를 포집해서 땅속에 저장하는 방식을 사용해요. 이렇게 하면 이산화탄소가 공기 중으로 나가지 않으니 그레이 수소보다는 깨끗하다고 볼 수 있죠. 하지만 이 방법도 결국 화석 연료를 사용해야 하고, 탄소 포집 시설을 운영해야 하므로 완전히 깨끗하다고 보긴 어려워요. 경제적인 이유로 완전히 깨끗한 수소를 사용하기 어렵기 때문에 그레이 수소나 블루 수소를 활용하는 것이죠. 그래서 과연 이 수소 경제가 진정으로 친환경적인가 하는 논의가 생기는 것이랍니다.

 

가장 친환경적인 수소는 그린 수소예요. 이름 그대로 정말 깨끗한 방식으로 생산된 수소죠. 물을 전기분해해서 수소를 얻는데, 이때 필요한 전기를 태양광이나 풍력 같은 재생 에너지로 만들어요. 이렇게 하면 이산화탄소 배출이 전혀 없는 진정한 의미의 청정 수소가 탄생하는 거죠. 하지만 그린 수소를 만드는 데는 아직 기술적인 어려움과 높은 비용이라는 과제가 남아있어요. 그래서 수소 에너지는 아직 초기 단계라고 할 수 있답니다. 우리나라에서도 지난 5월에 수소법 개정안이 통과되지 못했는데, 청정 수소의 기준에 대한 의견 차이가 컸기 때문이라고 해요.

 

4. 전 세계는 수소에너지에 어떻게 대응하고 있나요? (주요 국가별 정책)

전 세계 주요 국가들은 수소 에너지를 잡기 위해 치열하게 움직이고 있어요. 각자의 상황에 맞춰 다양한 정책을 펼치고 있답니다.

국가/지역	정책 방향	주요 내용
미국	수소 생산 정책 강화	세금 혜택을 통해 블루 수소, 그린 수소 생산 장려 (IRA)
유럽 연합	수소 생산 및 활용 정책 강화	탄소세 도입, 그린 수소 생산 및 수출 적극 추진
중국	수소 산업 전반 육성	연료전지차, 수소 생산, 산업용 연료전지 설치 확대, 기술 확보 노력
한국	수소 산업 진흥 정책 추진 중	수소법 개정 지연, 청정 수소 기준 및 세금 혜택 등 구체적인 시행령 마련 필요

 

미국과 유럽은 주로 수소 생산에 초점을 맞추고 있어요. 미국은 천연가스 생산량이 많아서 블루 수소 생산에 적극적이에요. IRA(인플레이션 감축법)를 통해 블루 수소와 그린 수소생산에 세금 공제 혜택을 제공하고 있죠. 유럽은 환경 규제가 강해서 탄소세를 도입하고, 그린 수소 생산과 수출에 박차를 가하고 있어요. 재생 에너지 발전이 잘 되어 있어서 그린 수소생산에 유리한 점도 있답니다

 

중국은 2차 전지에 이어 수소 분야에서도 주도권을 잡기 위해 노력하고 있어요. 2021년 하반기부터 수소 관련 정책을 아주 적극적으로 추진하고 있답니다. 특히 연료전지차, 수소 생산, 산업용 수소 연료전지 설치를 계속 늘리고 있어요. 아직 기술력이 부족한 부분은 미국, 유럽, 한국 기업들로부터 연료전지나 수소차, 수전해 장치 등을 수입하면서 기술을 습득하고 자체 공급망을 구축하려는 전략을 쓰고 있죠. 

 

 우리나라도 수소 산업육성 정책을 추진하고 있지만, 아직 구체적인 시행령 마련이 늦어지고 있어요. 청정 수소 기준이나 세금 혜택 등에 대한 논의가 진행 중이라고 해요. 우리나라는 세계 최초로 수소법을 제정했지만, 세부적인 기준 마련은 하반기까지 기다려야 할 것 같아요.

 

5. 수소, 어떻게 만들고, 옮기고, 시용할까요? (수소 밸류체인 핵심 기술)

 

수소 경제는 수소를 만들고(생산), 저장하고, 운송하고, 사용하는 밸류체인으로 이루어져 있어요. 각 단계마다 중요한 기술들이 있답니다.

수소 밸류 체인

수소 생산은 주로 물을 전기분해하는 수전해 기술이 핵심이에요. 수전해 기술에는 PEMEC(고분자 전해질 막 수전해), AEC(알칼라인 수전해) 같은 방식이 있어요. PEMEC는 효율과 순도가 높아서 수소차등 다양한 분야에 쓰이고, AEC는 오랫동안 산업에 사용되어 경제성을 확보한 방식이죠.

 

생산된 수소는 저장하고 운송해야 하는데요, 수소는 가벼운 기체라서 고압으로 저장하거나 액체 상태로 바꿔서 저장해요. 고압 기체 저장은 탄소섬유로 만든 고압 용기에 저장하는데, 이 소재가 아주 중요해요. 액화 수소는 기체 수소를 영하 253도까지 냉각시켜 액체로 만들어서 저장해요. 액체로 저장하면 기체보다 훨씬 많은 양을 옮길 수 있어서 운송 비용을 줄일 수 있답니다. 암모니아(NH3)처럼 수소를 포함한 다른 물질과 결합해서 운반하고, 나중에 수소만 다시 추출하는 방법도 있어요. 우리나라는 암모니아수입량이 많아서 이런 방법도 주목받고 있답니다.

 

수소 활용은 크게 연료전지 발전과 수소차로 나눌 수 있어요. 연료전지는 수소와 산소를 반응시켜 전기를 만드는 장치인데, 이 기술도 수전해 기술과 비슷하게 PAFC, PEMFC, SOFC 같은 종류가 있어요. 특히 PEMFC는 크기를 작게 만들 수 있어서 수소차에 주로 사용돼요. 수소차는 수소 탱크에 저장된 수소를 연료전지로 보내 전기를 만들어 움직인답니다. 이때 연료전지에는 멤브레인(분리막)과 백금 촉매 같은 핵심 소재가 사용돼요.이 소재들이 수소의 효율적인 분해와 전기 생산을 돕는 중요한 역할을 한답니다.

 

6. 수소차가 전기차보다 느린 이유가 뭘까요?

 

요즘 전기차는 거리에 흔하게 보이지만, 수소차는 아직 보기 어렵죠? 수소차가 전기차보다 보급이 더딘 이유가 몇 가지 있어요.

가장 큰 이유는 비싼 가격이에요. 수소차에는 탄소섬유로 만든 고압 수소 탱크나 백금 촉매 같은 비싼 소재들이 많이 들어가요. 탄소섬유는 kg당 약 19달러로, 알루미늄 같은 일반적인 자동차 소재보다 훨씬 비싸답니다. 백금 촉매도 전체 생산 비용의 10% 미만이지만, 고가 소재 중 하나이죠. 게다가 수소차는 전기차처럼 단순한 모터와 배터리 구조가 아니라 복잡한 부품과 기술적 한계를 가지고 있어요. 이런 점들이 수소차의 가격을 높이는 주된 이유가 된답니다.

 

두 번째는 충전 인프라 부족이에요. 수소차충전소는 수소 탱크를 설치해야 하고, 이때 필요한 탄소섬유와 저장 센서 등도 아주 비싸요. 그래서 수소 충전소를 많이 짓기가 쉽지 않죠. 전기차에 비해 수소 충전소수가 턱없이 부족해서 수소차를 타기 어려운 점도 있답니다.

 

하지만 장기적으로 볼 때, 수소차는 피할 수 없는 미래예요. 주요 선진국들이 수소차개발에 막대한 투자를 하고 있고, 전기차도 장기적으로는 한계가 있을 수 있기 때문이죠. 기술 발전이 계속되면 수소차보급이 예상보다 더 빨라질 수도 있다고 해요.

 

7. 국내 수소 산업, 어떤 기업들이 이끌고 있나요?

우리나라 수소 산업은 여러 기업들이 각자의 분야에서 활약하며 이끌고 있어요. 주요 기업들을 알아볼까요?

 

분야	주요 기업	역할 및 기술
연료전지	두산퓨얼셀	PAFC(인산형 연료전지) 분야 선두, 오랜 역사와 기술력
연료전지	SK (SK 에코플랜트)	SOFC(고체산화물 연료전지) 분야 투자, 블루에너지와 협력
핵심 소재 (탄소섬유)	효성첨단소재	고압 수소 용기 핵심 소재인 탄소섬유 생산
핵심 소재 (멤브레인)	상아프론테크	PEMFC(고분자 전해질 연료전지) 핵심 소재인 멤브레인 국산화
핵심 소재 (PMFC 시스템)	비나텍	소형 연료전지에 PMFC 시스템 공급
수소차 및 저장탱크	현대자동차	수소 연료전지차 글로벌 선두 기업
수소차 및 저장탱크	일진하이솔루스	수소차용 가스 저장 탱크 생산 (효성첨단소재 탄소섬유 활용)

연료전지 분야에서는 두산퓨얼셀이 오랜 역사와 기술력을 바탕으로 PAFC라는 연료전지 분야를 이끌고 있어요. 또한 SK는 SOFC라는 고효율 연료전지 분야에 많은 투자를 하고 있답니다.

 

핵심 소재 분야도 아주 중요해요. 수소 저장탱크의 핵심 소재인 탄소섬유는 효성첨단소재가 선두를 달리고 있어요. 수소차연료전지의 중요한 부품인 멤브레인 기술은 상아프론테크가 국산화에 성공했죠.비나텍 같은 기업은 소형 연료에 들어가는 PMFC 시스템을 개발해서 공급하고 있어요.

 

수소차 및 저장탱크 분야에서는 역시 현대자동차를 빼놓을 수 없죠. 글로벌 수소차시장을 선도하고 있답니다. 현대차와 함께 일진하이솔루스는 수소차용 가스 저장 탱크를 만들고 있어요. 효성첨단소재의 탄소섬유를 받아서 탱크를 만들고, 이를 통해 수소 운송용 탱크 트럭도 생산하고 있답니다. 이렇게 여러 기업들이 유기적으로 연결되어 국내 수소 밸류체인을 형성하고 있어요.

 

8. 수소 관련 주식, 지금 투자해도 괜찮을까요?

수소 에너지를 활용한 미래 도시 조감도

수소 산업의 성장 가능성이 크다 보니, 수소 관련 주식에 대한 관심도 뜨겁죠? 수소는 미래에 급격하게 성장할 에너지원으로 미래의 투자가이드를 제시하기 위해 최근 수소 관련 주식 시장의 흐름을 살펴볼까요?

 

지난 2024년 1월, 미국에서는 Plug Power, FuelCell Energy 같은 수소 관련 주식들이 40~50%나 급등했어요. 국내에서도 효성첨단소재, 코오롱인더스트리 같은 기업들의 주식이 한때 최고가를 기록하기도 했죠. 이후에는 조정을 거쳤지만, 최근 다시 저점을 다지고 있답니다.

 

국내외 정책이 수소 관련 주식에 큰 영향을 미쳐요. 미국의 IRA 법안 통과나 유럽의 탄소세도입처럼 정부 정책이 나올 때마다 관련 주식이 크게 움직이곤 해요. 특히 중국 시장의 영향도 무시할 수 없어요. 중국이 2차 전지와 함께 수소 생태계를 확장하고 올해 많은 수소차모델을 생산할 계획이라, 산업용 연료전지와 수소차 관련 기업들의 성장이 기대돼요. 국내 기업들도 중국의 수소 정책과 연계하여 수출 기회를 늘릴 수 있을 거예요.

 

물론 주식 투자는 항상 신중해야 해요. 하지만 수소 산업은 장기적인 성장 가능성이 큰 분야이므로, 꾸준히 관심을 가지고 지켜보는 것이 좋겠죠? 국내외 정책 동향과 기술 발전을 주시하면서 현명한 투자 결정을 내리시길 바라요.

 

※ 참고자료: 언론 보도 및 웹 검색 등을 바탕으로 산업 및 기업에 대한 경제공부를 하기 위해 종합한 저의 개인적인 정리 내용임을 밝혀 둠을 참고하기 바랍니다.