KIMS 해외단신 68호 (2011.04.08)

일본에는 수소에너지 기술자산이 있다

    동일본 대지진이 일으킨 전력부족에 따른 혼란은 사람들의 생활 및 경제활동이 전력 인프라에 얼마나 의존하고 있는지를 잘 보여주었다. 일본경제신문은 이를 계기로 일본은 에너지원의 다양화를 촉진시켜야하며 그 유력한 후보가 수소 에너지라고 주장하고 있다. 관련기사는 또한 일본이 세계적으로 이른 시기부터 수소 에너지 인프라를 구축하기 위한 국가 프로젝트를 실시해왔다고 밝히고 있다.

    다음은 일본경제신문 4월 4일자 관련기사에서 발췌, 번역한 내용이다.

    자동차개발에 불을 붙인 기술혁명
    일본의 수소에너지·프로젝트가 본격화된 것은 1993~2002년도의 「WE-NET(World Energy Network)」부터이다. 재생가능에너지를 수소로 변환해 세계 여러 곳의 수요지에 운송하여 발전시키는 등의 네트워크를 구축하는 장기구상에 기초한 프로젝트였다. 그 후 프로젝트의 전체구상이 수정되어 두 번째로 제안되었던 고체고분자형연료전지(PEFC)의 실용화에 주안을 둔 프로젝트로 이어져갔다.

    같은 시기에 캐나다 Ballard Power Systems社 가 1992~1998년 약 6년 간 PEFC의 출력 밀도를 한 자릿수 더 올리는 혁신적인 성과를 이루었다. 이에 따라 연료전지를 자동차에 응용할 수 있는 가능성이 매우 높아졌다. 세계 여러 국가가 연료전지 자동차(FCV)의 기술개발에 불을 붙여 일본도 FCV의 실용화를 목표로 한 JHFC를 2002년도에 시행하게 된다.

    FCV를 공공도로에서 운행하고 수소스테이션에서 수소를 공급하는 등 실증시험을 거듭하여 FCV의 실용화를 위해 성능평가 및 과제 추출을 수행했다. 공공도로를 주행 한 FCV의 누적대수는 승용차가 135대, 버스가 13대, 이용한 수소 스테이션은 수도권, 관서지구, 큐슈지구 등 총 15개 스테이션이다.

    이러한 실증시험은 FCV의 차량개발에도 활용되었다. 목표치인 500km의 항속거리, 60%의 차량효율(연료에너지를 운동에너지로 변환시키는 효율), -30℃의 저온기동, 3분에 5kg이라는 수소 충전 시간은 9년에 걸쳐 차례로 성공하여 연료전지의 내구성에 관해서는 일부 달성하지 못한 부분이 있지만 기술개발의 측면에서는 실용화의 목표가 달성되었다고 할 수 있다. 지금부터는 현재 1000만엔이나 하는 차량 가격을 얼마만큼 낮출 수 있는가 하는 것이 쟁점이 될 것이다.

    수소공급 인프라에서는 수소 스테이션을 이용하는 사용자의 편리성 및 비용측면에서 본 경제성에 관한 검증이 남아있다. 그 부분에 대해서는 NEDO가 공모한 2011~2015년의 「지구수소공급 인프라 기술·사회실증」의 프로젝트에서 실시할 계획이다.

    「2015년의 양산화」로 기업과 연동
    과거의 경험으로부터 일부에서는 국가 프로젝트 그 자체의 존재의의에 대해 의문의 목소리를 내고 있지만 수소에너지·프로젝트는 다른 프로젝트와 다른 점이 3가지 있다.

    첫 번째는 20년 가까이에 달하는 장기간 동안 계속적으로 일정규모의 프로젝트가 실시되었다는 점이다. 특히 비용과 시간이 드는 인프라의 실증시험을 중심으로 상세한 데이터를 축적하고 있어 그 기술자산은 해외 라이벌보다 앞서갈 수 있는 강점이 된다. 경제산업성 및 NEDO가 관할하는 수소에너지·프로젝트의 예산은 최근 수년 동안 「연간 약 150억엔을 유지하고 있다」(NEDO)고 한다.

    두 번째는 민간기업의 양산화 계획과 연동하고 있다는 점이다. 2011년 1월 13일에는 토요타자동차, 닛산자동차, 혼다 및 수소공급사업자 13개 회사가 2015년의 FCV양산차 국내시장 투입과 4대도시권(수도권, 중경, 관서, 후쿠오카)에 약 100만개의 수소공급 인프라 설비를 커밋하겠다는 공동성명을 발표했다. 국가 프로젝트의 상정도 「2015년 실용화」로 일치하고 있어 민간기업을 확실히 참여시키고 있다. 일부의 국가 프로젝트와 같은 「성과는 나왔지만 산업계에서는 사용하지 않는다.」라는 구도가 이 프로젝트에는 해당되지 않는다.

    세 번째로 국제표준화를 주도하고 있다는 점이다. 2005~2009년에 실시한 「수소사회구축기반정비사업」에서 취득한 시험 데이터가 ISO(국제표준화기구)에서 활용되어 「FCV성능시험법」 및 「FCV용 수소제품사양」 등에서는 일본이 표준화회의의 의장으로 「심의를 리드하고 있다」(NEDO)고 한다.

    이러한 일본의 입장을 잘 보여주었던 일이 2011년 3월 1일 동경 도내에서 JHFC의 성과보고회에 맞추어 개최된 「FCV·수소공급인프라 도입에 관한 국제 원탁회의」이다. 일본을 시작으로 미국, 유럽, 한국의 민간기업 및 정부관계자 등 28개 단체의 주요인사가 한자리에 모여 FCV 및 수소공급 인프라의 규격·표준에 관해 세계 레벨에서 협력할 것을 확인했다.

    해외에 뒤지는 인프라 규제의 개정
    반면 우려되는 점은 수소공급 인프라의 규제 개정이 늦어지고 있다는 점이다. 수소 스테이션에 관련한 일본의 규제는 주로 고압가스보안법, 소방법, 건축기준법에 의한 것이 있다. 이들은 FCV 등의 이용을 상정하지 않는 시대에 만들어져 가솔린 스텐드 등의 병설에 제한이 있거나 배관에 사용하는 강재가 다른 나라와 비교해 두꺼워 고가재료를 필요로 하는 경우가 있다.

   FCV의 차량개발에서는 일본이 세계에서 선두를 달리고 있지만 수소공급 인프라에 관해서는 규제의 영향으로 「일본은 독일에 2년 정도 뒤지고 있다」(JHFC관계자)는 지적도 있다. 2010년 12월에는 내각부 행정쇄신회의의 「규제·제도개혁에 관한 분과회」에서 수소 스테이션에 관한 규제 개정의 공정표와 구체적인 작업 내용이 제시되었지만 규제와 관련하여서는 정치주도의 요소가 다분하다. 이전에 FCV에 주목하고 있던 코이즈미 준이치로씨가 수상이었던 때에는 FCV관련의 규제 개정이 일부이지만 빠른 속도로 진행되고 있었다고 한다. 하지만 정세가 변한 현 상태에서는 개정 또한 머뭇거리고 있다.

    다양한 제조법으로 리스크 분산
    수소에너지는 리스크분산이라는 의미에서도 그 가치가 크다. 수소를 제조하는 경로가 다양하기 때문이다. 예를 들면 석유 및 천연가스 등 화석연료의 개질가스화, 제유소 및 제철소에서 부생성물로 얻어지는 부생수소, 잉여 전력을 사용한 물의 전기분해, 유기 하이드라이드의 이용 등이 있다.

   신경이 쓰이는 것은 화석연료를 사용한 경우에 배출되는 이산화탄소(CO₂)인데 CCS(CO₂의 회수·저장)기술을 병용하면 해결할 수 있다. 더욱이 FCV의 경우 에너지의 채굴, 제조, 운송을 고려한 1km 주행당 CO₂ 배출량이 가솔린차의 2분의1~3분의1로 저탄소화를 지향하고 있는 현 추세와도 일치한다. 그리고 무엇보다도 일본에는 약 20년간의 국가 프로젝트로 국비를 투자하여 키운 방대한 기술자산이 있다. 일본이 이번의 지진피해로부터 회복해 산업을 다시 일으키기 위해서는 이러한 자산을 적극적으로 활용해야만 한다.