"수소경제는 에너지원을 석탄과 석유에서 수소로 바꾸는 산업 구조의 혁명적 변환입니다. 2030년 수소차와 연료전지에서 모두 세계시장 점유율 1위를 하는 것이 우리의 목표입니다."
지난 1월 17일, 울산을 방문한 문재인 대통령이 '수소경제 로드맵’을 발표했다. 그 뒤로 글 좀 쓰신다는 분들은 누구나 수소차·수소경제에 대한 의견을 활발하게 쏟아내고 계신다. 모처럼 경제학적 관점, 물리학·기계공학·전(자)기공학적 관점, 환경주의적 관점 등 다양한 입장의 글들이 쏟아지고 있어서 필자 입장에선 간만에 '열공'을 할 기회가 생겼다.
그래서 비전문가인 내가 더 보탤 말이 없다 생각했는데, ‘규제 샌드박스 1호’로 수소 충전소가 선정된다는 말에 정신이 번쩍 들었다. 그저 토론하고 공부하는 수준이 아니라 실물 경제, 그러니까 노동자와 시민이 ‘먹고 사는 문제’로까지 번지는구나. 그렇다면 <人사이드 경제>가 반드시 참견해야 할 사안이다.
청와대가 부풀려서 띄우는 수소 경제
수소경제와 수소차 관련 기사에 자주 첨부되는 자료 사진이 하나 있다. 작년 10월 문재인 대통령이 프랑스에 방문했을 때 수소충전소에서 연료전지차에 충전하는 모습을 지켜보는 사진이다. 이 사진은 프랑스 파리 도심에 설치된 충전소를 보여줌으로써 수소차·충전소의 안전성을 입증할 목적의 것으로 보인다.
▲ 문재인 대통령이 파리 도심인 알마광장에서 가스 업체 에어 리퀴드가 운영 중인 수소 충전소를 방문해 현대자동차의 수소 전기차 '투싼'을 운전하고 있는 택시 기사의 충전 장면을 지켜보고 있다. ⓒ연합뉴스
하지만 딱 거기까지였으면 좋을 뻔했다. 문재인 정부는 프랑스의 수소 생산기술과 한국의 연료전지차 생산을 연계시키자며 열을 올리기 시작했다. 1월 중순 수소경제 로드맵 발표 직후인 2월 중순, 한국-프랑스 산업협력위원회를 열어 수소경제와 스타트업 협력 확대를 논의하기도 했다.
그렇다면 이쯤에서 당연한 질문 몇 개 해봐야 한다. 한국의 현대기아차가 연료전지차 생산에 엄청난 투자를 하고 있다는 점은 잘 알려져 있다. 그런데 프랑스는 무슨 이유로, 또는 어떤 능력이 있어서 수소 생산기술에 투자를 한 것인지? 그리고 프랑스에는 연료전지차를 생산하는 완성차업체가 없는지?
<인사이드 경제>는 프랑스의 수소 생산기술에 대해선 아는 게 거의 없다. 다만 프랑스의 완성차업체에 대해서는 좀 알고 있다. 글로벌 판매량 1~2위를 다투는 르노-닛산-미쯔비시 연합(alliance)의 핵심인 르노자동차가 있고, 최근 GM의 유럽사업부 오펠(Opel)을 인수한 PSA(푸조-시트로앵)도 있다.
프랑스 대표기업 르노는 전기차에 집중
특히 르노-닛산은 ‘로그’라는 전기차로 꽤 많은 판매량을 기록한 전기차 부문 강자이다. 프랑스에 수소 생산기술이 확보되어 있다면 르노 역시 연료전지차 기술에 투자하고 있으리라 보는 게 상식일 것이다. 하지만 현실은 정반대다. 다임러·포드와 맺은 연료전지차 동맹에서 작년에 일찌감치 떨어져 나왔다. 이유는 간단하다. "전기차에 좀 더 집중하기 위해서"
르노가 프랑스 정부 정책에 반기를 든 것일까? 정부 정책에 대자본이 반대하며 충돌하는 건 비일비재한 일이니까 말이다. 하지만 이건 경우가 다르다. 프랑스 정부는 르노의 지분 15%를 소유한 1대 주주이다. 아니, 정부가 민간기업의 1대 주주가 되는 그런 일이 어떻게 가능하냐고? 그것도 글로벌 톱 1~2위를 달리는 기업인데?
놀라지 마시라. 2차 대전 당시 르노 자본은 나찌 괴뢰정권에 부역한 죄로 전쟁 직후 프랑스 정부에 의해 무상몰수 방식으로 국유화된다. (반대로 PSA는 괴뢰정권에 저항하는 레지스탕스를 지원해 전쟁 직후 독립적인 경영권을 보장받았다.) 수십 년이 지나 민영화의 길을 밟았지만 여전히 정부가 1대 주주라는 사실은 변함이 없다.
르노는 닛산 지분의 51%를 소유한 사실상의 지배기업이다. 최근 프랑스 정부는 르노가 닛산의 CEO를 직접 임명함으로써 실질적인 닛산 경영자가 되라고 요구했다. 일본 정부와 닛산 자본은 곧바로 반발했다. 하지만 이 과정 자체가 놀랍지 않는가? 프랑스 정부는 1대 주주로서의 권한을 실질적으로 행사하고 있으니 말이다.
프랑스 정부와 르노 자본의 특수관계를 안다면, 르노 자본이 프랑스 정부 정책에 반기를 드는 일은 쉽게 상상하기 어렵다. 그런데 르노는 수소차가 아니라 전기차에 좀 더 집중한다고 한다. 우리가 깊이 봐야 할 점은 프랑스 도심에 수소충전소가 있다는 사실이 아니다. 그런 기술과 인프라를 갖추고도 그들이 왜 수소차에 올인 하지 않느냐 하는 점이다.
우주의 75%가 수소? 하지만 그림의 떡!
원소기호 1번 수소는 (우리가 알고 있는) 원소 중 가장 가벼운 것이다. 가장 기초적인 원소라는 얘기인데 그래서인지 우주를 구성하는 물질의 75%가 수소라고 한다. 하지만 문제가 있다. 우주로 나가서 수소를 채취해올 게 아니라면 지구에서 구해야 하는데, 대부분의 수소는 다른 원소와 결합된 형태로 존재한다. 대표적인 게 산소와 결합한 물(H2O)이다.
바로 이게 문제다. 다른 화합물에서 수소를 추출해내는 작업이 힘들다는 것. 물에 전기작용을 가하면 수소가 분해되어 나오는데, 그걸 추출해서 다시 산소와 반응시켜 나오는 전기를 사용한다? 그러느니 애초에 수소 분해에 사용한 전기를 사용하는 게 훨씬 효율적이다. 게다가 산소와의 반응 과정에 촉매로 사용되는 백금(Pt) 가격은 엄청 비싸다. 배보다 배꼽이 더 큰 셈이다.
효율이 떨어지더라도 그린(Green) 에너지라면 생각해볼 만하다. 하지만 전기분해에 사용할 전기는 어디에서 나올까? 대부분 원자력이나 석탄·석유를 태워서 만든다. 이게 도대체 무슨 수소경제란 말인가. 태양력·풍력·수력을 비롯한 재생 에너지가 주력이 되지 않는 한, 수소경제는 탄소경제·원자력경제의 노예가 되고 말 것이다.
요즘 수소경제의 전도사 역할을 하고 있는 산업부 정승일 차관은 부생수소(석유 정제과정에서 발생하는 수소 등)를 사용하잔 얘기도 한다. 하지만 거기서 나오는 수소는 이미 다른 용도로 쓸모가 있어서 추출하는 것들이다. 수소차 등에 사용하고자 해도 수소를 압축해서 운반하는 과정에 불가피하게 손실이 발생한다.
천연가스나 갈탄에서 수소를 추출하는 방법도 있으나, 추출과정에 부산물로 온실가스가 배출된다는 불편한 진실이 있다. 정승일 차관은 외국에서 수소를 수입하는 방법도 있다고 얘기한다. 이쯤 되면 에너지 안보 쟁점은 차치하더라도 저 양반에겐 환경이 우선인지 수소가 우선인지부터 물어봐야 할 것 같다.
'수소경제'와 '수소차 경제' 혼동 말아야
풍력·수력·태양열 등 재생 에너지의 특징은, 필요할 때 전기를 만들고 필요 없을 땐 발전을 중단하는 시스템이 아니라는 거다. 전기가 필요 없는 상황이라 하더라도 물 들어올 때, 바람이 세차게 불 때, 햇볕이 쨍쨍 내리쬘 때 무조건 최대치의 전기를 발생시켜둬야 한다. 하지만 만들어놓은 전기를 그때그때 다 쓰진 못하므로 조금씩은 남기 마련이다.
이럴 경우 수소가 에너지 저장창고 역할을 할 수는 있다. 특정한 반응 과정을 통해 전기는 수소로, 수소는 다시 전기로 상호 변환이 가능하다. 남는 전기 에너지를 수소로 변환해 저장해둘 수 있다는 것은 분명한 장점이다. 화석연료나 원자력은 전기나 열에너지로 한번 만들어지고 나면, 다시는 석탄·석유 또는 우라늄으로 되돌아갈 수 없으니 말이다.
바로 이 점 때문에 이른바 ‘원전 마피아’들이 수소경제를 옹호하는 일도 벌어진다. 원자력발전 역시 껐다 켰다 맘대로 할 수 있는 장치가 아니다보니 아무래도 전기가 남기 때문이다. 이걸 활용해서 수소를 만들자는 건데 이거야말로 ‘친환경’의 명분으로 인류를 위기로 몰아넣는 주장이다. 수소와 친환경을 얘기한다고 무조건 좋게 봐줄 수 없는 이유가 여기에 있다.
같은 이유로 ‘수소경제’와 ‘수소차 경제’를 혼동해선 안 된다. 수소경제가 (효율을 떠나) 진정한 의미를 가지려면 수소 생산과정에 재생 에너지가 쓰여야 한다. 수소차 대중화 하자고 출처가 어떻게 되었건 수소만 많이 만들면 된다고 덤비면 안 된다는 것이다. 앞선 수소 생산기술을 보유하고도 프랑스 정부나 르노자동차가 수소차에 올인 하지 않는 이유가 여기에 있다.
현재 유의미하게 생산할 수 있는 수소의 양은 매우 작다. 물론 수소 생산을 지상 목표로 삼는다면 원자력과 화석연료 태워 전기 만들고 수소로 변환할 순 있겠지만 그건 누가 봐도 미친 짓 아닌가. 그럴 거면 차라리 수소로 변환하기 전의 전기로 배터리를 충전시켜 전기차를 구동시키는 게 훨씬 효율적이다. 르노가 괜히 전기차에 집중하겠다고 했을까.
인류가 이 문제를 해결할 기술을 보유하기 전까지는, 재생에너지에서 남는 전기를 수소로 변환시켜두는 수준에서 수소경제를 도입하는 것이 훨씬 합리적이다. 그렇다면 수소경제를 위해 전력을 다해야 하는 부문은 수소차가 아니라 재생에너지다. 수소차를 위해 수소 수입도 불사하겠다는 한국 정부와 달리, 프랑스 정부는 재생에너지로 생산된 수소를 사용할 수소차 수십 대를 한국에서 수입한다. 문재인 정부가 하려는 게 수소경제인가, 수소차 경제인가?
수소차와 배터리 전기차의 장·단점
그럼 '수소차' 분야에 기술 발전과 투자를 하는 게 어리석단 얘기인가? 아니다. 앞에서 수소경제의 장점을 얘기한 것처럼, 수소차에도 분명히 다른 차가 갖지 못한 장점이 있다. 가장 대표적인 것이 1회 충전시 주행거리 부문이다. 물론 배터리 전기차 기술의 발전으로 주행거리가 꽤 늘긴 했으나 아직 수소차 수준에는 미치지 못한다.
그런데 수소차의 장단점은 배터리 전기차의 장단점과 엇갈린다. 수소차도 전기차의 일종이긴 하지만 구동원리가 배터리 전기차와는 큰 차이가 있다. 배터리 전기차는 에너지를 배터리에 저장해놓고 사용하지만, 수소차는 에너지의 원료인 수소를 저장해놓고 산소와 반응해 전기를 만들어 사용한다. 즉 전기차는 배터리를, 수소차는 발전소를 싣고 다닌다고 할 수 있다.
그러다보니 전기차는 1회 충전시 주행거리를 늘리기 위해 차량 무게를 무조건 줄이려 한다. 대부분의 업체가 내놓는 전기차는 소형차에 해당한다. 그런데 배터리 전기차만큼 작은 수소차를 본 적 있는가? 아무래도 작은 발전소를 실어야 하니 대부분의 수소차는 중대형 SUV 규모이다.
이 대목에서 ‘테슬라(Tesla)’는 발상의 전환을 한다. 어차피 지금 단계에서 전기차를 구매할 수 있는 소비자는 부자 아니던가. 그렇다면 차라리 대형차 밑바닥에 대규모로 배터리를 깔아놓고 주행거리를 최대한 늘리는 길을 선택한 것이다. 차량 가격이 엄청 높아지긴 하지만, 1회 충전시 주행거리는 오히려 소형차보다 2배 가까이 늘어났다.
그렇다면 수소차에는 왜 발상의 전환을 할 수 없는가? 주행거리가 길다는 장점이 있는 반면, 발전소를 싣고 다녀야 하니 차체 크기를 줄이기가 어렵다. 그럼 왜 작은 차에 수소차 시스템을 적용하려 하는가. 차라리 대형차에 이 시스템을 적용하고 오히려 작은 발전소가 아니라 큰 발전소를 싣고 다니면 되는 게 아닐까?
ⓒ청와대
대중교통에 수소차를 도입하는 발상의 전환
거기에 딱 맞는 세그먼트가 있다. 마을버스·시내버스·고속버스 등 대중교통 분야 말이다. 특히 이 분야는 운행이 매우 규칙적이고 계획적이라는 장점이 있다. 특정한 노선이 정해져 있고, 노선 1회 운행거리와 필요한 연료(수소)의 양도 측정 가능하다. 그렇다면 상암동 수소충전소 인근에 노선버스 종점들을 만들어 놓는다면 매우 합목적적인 대중교통 운행이 가능하다.
상암동의 경우 근처 쓰레기 매립장에서 발생하는 메탄가스(CH4)에서 수소를 추출한다. 분자식에서 볼 수 있는 것처럼 메탄가스는 상당히 많은 수소를 품고 있다. 메탄가스를 구하는 과정에도 별도 비용이 들어가지 않는다. 물론 추출과정에 전기에너지가 필요하긴 하지만, 만약 그 전기에너지를 수력·풍력·태양력 등 재생에너지로 사용할 수만 있다면?
그렇다면 일단 수소를 생산하는 비용을 최소한으로 줄일 수 있게 된다. 저렴한 에너지 가격은 저렴한 대중교통 가격으로 이어지는 토대를 제공해줄 것이다. 차량과 운전기사가 교대로 운행을 하는 노선버스의 특성을 활용하면, 차량에게는 안정적인 수소 충전시간을 그리고 운전기사에게는 충분한 휴게시간을 확보할 수 있다.
수소차를 승용차처럼 보급하려면 서울 시내에만 수백 개의 충전소를 지어야 하지만, 노선버스에만 보급하겠다고 마음먹으면 몇 군데 거점에만 설치해도 충분하다. 저렴한 에너지 가격을 토대로 버스요금을 낮추거나 무상버스 개념을 도입한다면, 지금처럼 엄청난 규모의 승용차가 거리로 쏟아지는 현상을 조금이나마 줄일 수 있다.
1회 충전시 충분한 주행거리가 나오니까 고속버스에도 적용이 어렵지 않다. 이 경우에도 충전소 숫자가 많이 필요하지 않다. 고속버스와 노선버스에만 수소차를 적용한다고 하면, 매일 필요한 수소의 양도 측정 가능하다. 그만큼의 수소를 재생에너지로 추출해 낸다는 계획은 충분히 실현 가능한 영역의 일이다.
재생 에너지로 수소를 생산함으로써 배기가스와 환경 문제도 해결하고 공공요금도 줄일 수 있다. 대중교통 활성화로 고용과 일자리도 늘리고, 출퇴근 시간만 되면 주차장이 되어버리는 도로정책·교통정책에도 획기적인 변화를 가져올 수 있다. 이러한 기술에 투자를 늘리지 않을 이유가 없고, 시간이 갈수록 기술 발전도 가속이 붙는다. 이게 바로 진짜 수소경제의 의미 아닐까?
몽상가라 욕해도 어쩔 수 없지만
물론 <인사이드 경제>의 제안은 지금 현재로선 ‘몽상’에 불과하다. 문재인 정부 관계자이건, 자동차산업 자본가들이건 그 누구도 호응하지 않을 테니 말이다. 수소차가 승용차로 만들어져 날개 돋힌 듯 팔려야 이윤이 발생하는데, 앞선 제안은 자본가들 입장에선 뜬구름 잡는 엉뚱한 얘기이다. 그리고 문재인 정부는 재벌과 자본의 협력 없이는 정책 추진이 불가능하다고 믿는다.
15%의 지분만으로 1대 주주 자리에 올라 르노 자본의 경영에 개입·간섭하는 프랑스 정부라면 몰라도, 한국GM 지분 17%를 갖고도 맨날 소수주주라며 앵앵거리고 GM 본사에 끌려다니는 산업은행과 문재인 정부가 저런 정책을 추진할 수 있다고 믿는 것도 몽상에 불과하다.
광주시와 산업은행 출자와 대출을 합하면 총투자의 80~90%를 쏟아붓는 광주형 일자리, 그런데 여기에 불과 7~8%의 투자금을 부담하는 현대차 재벌에게 일체의 경영권과 운영권을 넘기겠다는 문재인 정부에게 고속버스·노선버스에 수소차를 도입하자는 제안을 하는 것도 몽상이다.
하지만 정부와 자본가 말고 호응하는 이들이 없진 않겠지. 그렇게 스스로를 위로할 때마다 즐겨 부르는 존 레논의 노래 가사도 있잖아.
You may say I'm a dreamer (나를 몽상가라고 부를지도 모르지만)
But I'm not the only one (난 절대 혼자가 아니랍니다)
I hope someday You'll join us (여러분도 언젠가 우리 뜻에 함께 할 거라 기대해요)
And the world will …… (그럼으로써 세계는 …… 음 …… 오늘은 여기까지만)
