수소의 운송과 저장 기술은 어디까지 왔을까?

기체 수소는 부피당 에너지밀도가 낮아 기체 상태 그대로 운송하면 효율이 매우 떨어집니다. 그래서 에너지 운송의 효율성을 높이기 위해서는 물리적/화학적 변환을 거쳐 저장 후 운송하는 방식이 필요합니다.

물리적 변환은 기체 수소를 압축하거나, 극저온으로 온도를 낮춰 액화수소로 만드는 방법이 있습니다. 화학적 변환은 화학 반응을 통해 암모니아와 같은 물질로 변환하는 방법입니다. 각 수소 저장 및 운송 방법에 대해 자세히 살펴볼까요?

자료 1은 암모니아, LOHC, 액화수소의 2030년과 2050년 운송 단가 전망을 보여줍니다. 꽉 찬 막대와 실선은 낙관적인 전망치이며, 반투명한 면과 점선은 부정적인 전망치를 나타냅니다. 또한 면의 색깔 구분을 통해 변환(conversion), 운송(shipping), 재변환(reconversion) 비용 비중도 확인할 수 있습니다.

먼저 운송 단가 추이를 보면 암모니아, LOHC, 액화수소 모두 2050년까지 운송 단가가 하락할 것으로 보입니다. 특히 2030년에는 암모니아와 LOHC의 운송 단가가 상대적으로 경제적이며, 시간이 지날수록 액화수소의 경제성이 개선되어 2050년에는 암모니아, LOHC와 비슷한 수준에 이를 것으로 전망됩니다.

수소 Inside 1에서 살펴봤던 것처럼 향후 그린 수소 생산 단가는 국가별로 불균형이 발생할 것으로 예상됩니다. 따라서 경제성 있는 수소 캐리어의 개발이 필요하며, 이를 통해 수소 수출입 시장 또한 활성화될 것으로 전망됩니다.

자료 2는 2030년과 2050년의 글로벌 수소 트레이딩 전망을 보여줍니다. 주황색 지역은 생산보다 수요가 높아 수소를 수입하는 국가이고, 푸른색 지역은 반대로 수출하는 국가입니다. 회색 지역은 수요와 공급이 균형을 이루거나 없을 것으로 예상되는 지역입니다.

2030년에는 초기 무역 경로가 구축될 것으로 예상됩니다. 연간 거래량이 100만 톤 이상인 경로가 약 10개 정도로 구성되고 다른 소규모 무역 경로도 등장하기 시작할 것입니다. 수소 생산 단가가 상대적으로 높은 한국과 일본은 수입 위주로, 주로 선박을 통한 해상 운송으로 거래가 이루어질 것으로 추측됩니다.

2050년에는 무역 경로가 더욱 광범위해지면서 연간 거래량이 100만 톤 이상인 경로가 40개 이상으로 다양화될 것입니다. 그 중 가장 무역량이 많은 경로는 2천만 톤에 이를 것으로 기대됩니다.

이처럼 지금은 화석 연료를 통해 에너지를 수출입하고 있듯이, 미래에는 수소가 에너지 무역의 상당 비중을 차지하게 될 것으로 전망됩니다. 새로운 에너지원으로 고려되고 있는 수소 산업 주도권 확보를 위해서 각 국가별, 기업별로 수소 산업에 적극적으로 뛰어들고 있습니다.