정유사와 화학업체들이 수소 생산 설비에 조 단위 돈을 쏟아붓고 있다. SK, 포스코, 현대차그룹 같은 국내 대기업뿐 아니라 사우디아라비아, 호주, 칠레까지 수소 프로젝트에 뛰어든 상태다. 그런데 정작 ‘수소’라는 한 단어로 뭉뚱그려 부르지만, 만드는 방식에 따라 탄소 배출량은 하늘과 땅 차이다. 색깔로 나뉘는 수소 종류, 한번 정리해봤다.
수소는 다 같은 수소가 아니다
수소 원자 자체는 무색무취. 냄새도 없고 색도 없다. 그런데 업계에서는 생산 과정에서 나오는 탄소 배출량에 따라 편의상 색깔 이름을 붙여 구분한다. 같은 H2라도 만드는 방식이 다르면 탄소 발자국이 완전히 달라지기 때문이다. 그레이, 블루, 그린이 가장 널리 쓰이는 3대 분류고, 핑크·터콰이즈·옐로 같은 세부 명칭도 존재한다.
그레이수소: 제일 싸다, 대신 탄소는 제일 많이 나온다
천연가스를 고온·고압에서 수증기와 반응시켜 수소를 뽑아내는 방식이다. 이른바 SMR, 수증기 개질법. 전 세계 수소 생산량 상당 부분을 이 방식이 차지하고 있고, 생산 단가가 가장 낮다는 게 최대 장점이다. 문제는 수소 1톤을 만들 때마다 이산화탄소가 다량으로 뿜어져 나온다는 점. 온실가스 감축이라는 목표와는 사실 정반대에 가깝다. 석탄을 원료로 쓰면 별도로 브라운수소라고 부르는데, 탄소 배출량은 그레이수소보다 더 많다.
블루수소: 탄소포집 붙인 절충안
블루수소는 그레이수소와 생산 공정 자체는 똑같다. 차이는 딱 하나, 이 과정에서 나오는 이산화탄소를 포집해서 지하에 저장하거나 산업용으로 재활용하는 탄소포집·저장(CCS) 설비가 붙는다는 점이다. 탄소 배출량을 상당히 줄여주기 때문에 그레이수소에서 그린수소로 넘어가는 과도기 기술로 꼽힌다. 다만 CCS 설비 자체가 워낙 비싸서, 포집률이 100%에 못 미치면 실질 감축 효과는 기대만큼 크지 않다는 지적도 나온다. 여기서 좀 갈린다 — 과도기 기술이라 부르긴 하는데, 회의적인 시선도 만만치 않다.
그린수소: 재생에너지로 만드는 진짜 친환경 수소
태양광이나 풍력으로 만든 전력으로 물을 전기분해해서 수소를 뽑아내는 방식이다. 생산 과정에서 탄소 배출이 사실상 없다. 그래서 장기적으로는 결국 이쪽으로 가야 한다는 게 업계 중론이다. 걸림돌은 역시 비용. 전기분해 설비, 즉 수전해 설비 자체가 비싸고 재생에너지 전력 단가도 그레이수소 대비 아직 몇 배는 높다. 생산 단가를 낮추는 기술 개발과 대규모 설비 투자, 이 두 가지가 관건으로 남아 있다.
핑크·터콰이즈·옐로수소, 이런 것도 있다
- 핑크수소: 원자력 발전 전력으로 물을 전기분해해서 생산한다. 탄소 배출은 적지만 원전 확대에 대한 사회적 합의가 관건이다.
- 터콰이즈수소: 천연가스를 열분해해서 수소와 고체 탄소, 카본블랙으로 분리하는 방식이다. 이산화탄소 대신 고체 탄소가 나오다 보니 처리와 저장이 상대적으로 쉽다.
- 옐로수소: 계통 전력, 그러니까 태양광·화력 등이 섞인 일반 전력망으로 전기분해하는 방식이다. 그린수소와 그레이수소 딱 중간쯤이라고 보면 된다.
가격 격차, 얼마나 좁혀졌나
생산 단가는 그레이수소가 가장 낮고, 블루수소가 그다음, 그린수소가 가장 높은 구조가 이미 굳어져 있다. 이 격차를 좁힐 변수는 두 가지다. 재생에너지 발전 단가 하락, 그리고 탄소세나 탄소국경조정제도(CBAM) 같은 규제. 유럽연합이 탄소국경조정제도를 단계적으로 확대하면 그레이수소 기반 제품의 수출 경쟁력은 떨어질 수밖에 없다. 결국 그린수소 쪽으로 무게추가 옮겨갈 거라는 분석이 많다. 국내외 정유·화학사들이 수전해 설비 투자를 늘리는 배경에도 이런 규제 흐름이 깔려 있다.
왜 하필 지금 수소 설비 투자가 몰릴까
철강, 화학, 해운, 항공. 전기화가 까다로운 업종에서는 수소가 대체 연료로 꼽힌다. 정부 보조금과 세액공제 정책도 투자를 부추기는 요인이다. 미국의 인플레이션감축법(IRA)은 청정수소 생산에 세액공제를 줘서 관련 프로젝트 발표가 줄을 이었다. 한국도 청정수소 발전 입찰시장을 통해 수요처를 만들어주는 방식으로 시장 형성을 유도하고 있다. 다만 정책 방향은 정권 교체나 예산 삭감에 따라 언제든 흔들릴 수 있다. 투자 결정을 내리기 전에는 해당 국가의 보조금이 얼마나 오래 갈지부터 확인하는 게 안전하다.
궁금한 것들, 짚고 넘어가자
Q. 수소차와 전기차, 뭐가 더 친환경적인가?
연료로 쓰이는 수소가 그린수소인지 그레이수소인지에 따라 답이 완전히 달라진다. 그레이수소로 충전한 수소차라면 배터리 전기차보다 전체 탄소 배출량이 오히려 많을 여지도 있다.
Q. 그린수소는 언제쯤 그레이수소만큼 저렴해지나?
재생에너지 단가가 얼마나 빨리 떨어지느냐, 수전해 설비를 대량 생산할 수 있느냐에 달려 있다. 업계에서는 2030년 전후를 가격 역전 시점으로 보는 전망이 많지만, 국가별 재생에너지 여건 차이가 커서 지역마다 시점이 크게 갈릴 것으로 보인다.
Q. 국내에서 그린수소 관련주는 어떻게 찾나?
수전해 설비 제조사, 재생에너지 발전사, 수소 저장·운송 인프라 기업. 이 세 곳이 대표적인 밸류체인이다. 각 기업 사업보고서에서 수소 관련 매출 비중을 확인하는 게 투자 판단의 출발점이다.
AI리서치팀
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