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수소기반 운송체계 구축을 위한 정책연구 : 수송용 수소 인프라를 중심으로

Policy research for the establishment of a hydrogen-based transportation system : Concerning hydrogen infrastructure for transportation

  • 김문호 (Kim, Moonho, 행정 법무 환경학과 환경정책전공)

초록/요약 도움말

2009년 EU및 G8의 정상들은 모여서 대기 중의 이산화탄소 농도를 2050년까지 450ppm으로 안정화 한다고 합의하였다. 이는 2050년까지 수송 분야(Transport)의 이산화탄소 배출은 1990년 대비 95%를 줄여야 달성할 수 있다. 따라서 각국의 자동차화사들은 이산화탄소배출이 없는 자동차(Zero Emission Vehicle)의 개발에 전력을 기울이고 있다. 그중 수소연료전지자동차(Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV)은 내연기관의 '차량운용범위'와 '이산화탄소 배출제로'를 동시에 달성할 수 있는 유일한 친환경 자동차이다. 국내에서는 현대자동차가 수소연료전지자동차(FCEV)의 연구개발을 2000년대 초반부터 시작하여 2012년 세계최초로 투산 IX-35 수소연료전지자동차의 양산을 시작하여 2013년~2015년까지 1,000대의 수소연료전지 자동차를 생산할 예정이다. 또한 2016년부터는 연 10,000대의 수소연료전지 자동차를 양산할 계획이다. 일본의 토요타사의 경우에도 2013년 12월 도쿄 모터쇼에서 2015년부터 연 10,000대의 수소연료전지 자동차를 양산한다고 발표하고 양산모델을 전시하였다. 이는 100여 년 전의 화석연료 내연기관 차량의 대량 생산의 시기를 연상시킨다. 하지만 2013년 국내 수소인프라는 수소연료전지 차량을 연구·생산하는 국가들 중 가장 낙후되어 있는 상황이다. 그 이유는 매우 복합적이지만 수소충전소의 신규건설에만 치중하는 관련업체들의 태도와 정부의 일관되지 못한 정책에 있다. 수소연료전지차량이 가격·운영비용에서 경쟁력을 가지기 시작하는 2020년까지는 수소인프라의 구축은 수소경제사회의 도래를 준비하는 '사회간접자본(SOC)' 투자라는 인식으로 접근할 필요가 있다. 따라서 본 연구는 국내외 전문가들과 정책입안자들의 인터뷰와 최신자료의 분석을 통해 수소기반 운송체계의 구축을 촉진을 위한 행정·법률·정책제안을 하고자한다. 첫째, 행정 제안은 'H₂Mobility Korea(가제)'라는 협의체의 구성이다. 이'H₂Mobility Korea'협의체는 수소인프라관련 민·관 업체들이 참여하여야한다. 둘째, 법률 제안은 초기 수소경제사회진입을 가속화하기 위하여 '수소인프라 특별법(가제)'을 제안한다. '수소인프라 특별법'의 핵심은 수소의 물리·화학적 특성을 반영한 '수소 가스 안전법'과 수소연료전지차량의 구매보조금 및 세제지원이다. 이 법률 제안을 통해 현존하는 국내의 화석연료가스 충전소·주유소들을 수소충전와 전기충전이 연계되는 '복합에너지충전소'로의 전환을 가능하게 한다. 셋째, 정책 제안은 단기·초기(2020년까지), 중기(2030년까지), 장기(2050년)까지 구분하였다. 정부의 정책을 단기·초기의 경우 기존의 CNG충전소를 수소·HCNG복합충전소로 전환한다. 중기부터는 '그리드 패리티(Grid Parity)' 달성으로 설비의 설치가 폭발적으로 증가할 풍력·태양광과 적극 연계한 수전해설비의 설치를 제안하였다. 해안의 경우에는 해상풍력과 연계한 중앙집중식 대규모 수전해설비를 구상했고 내륙지방의 경우 태양광과 연계한 분산형 수전해설비를 구상하였다. 장기적으로는 100% '녹색인증전기(Green Certificate Electricity)를 이용한 대규모 수전해설비에서 생산된 수소를 파이프라인을 통하여 전국에 공급하여 '수소 네트워크망'을 구성하고 태양광과 연계한 가정용 분산 수전해설비를 병행 설치하여 수송용과 가정용연료전지에 같이 수소를 공급하여 '수소경제사회'의 도래와 궁극적인 '탄소제로국가'의 건설을 완성 한다는 제안이다.

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초록/요약 도움말

In 2009, EU and G8 leaders gathered together and agreed on stabilizing carbon dioxide concentration in the atmosphere to 450ppm by year 2050. This could be achieved if carbon dioxide emissions from transport were decreased by 95%, compared to the 1990 level, by 2050. Therefore, automobile companies in each country are trying their best to develop Zero Emission Vehicles which do not emit carbon dioxide. Among such environment-friendly vehicles, the fuel cell electric vehicle (FCEV) is the only type which can achieve both an acceptable ‘car operation range’ and ‘Zero CO₂emissions.’ In Korea, Hyundai Motor started its research and development on FCEV from the early 2000's and started to manufacture the world’s first FCEV, the Tucson IX-35, in 2012. From 2013 to 2015 it is planning to produce 1,000 fuel cell electric vehicles. In Japan, Toyota has announced at the December 2013 Tokyo Motor Show that it will produce 10,000 fuel cell electric vehicles from 2015 and displayed the vehicle prototype model to be produced. This is reminiscent of the time when mass production of vehicles powered by the internal combustion of fossil fuels started 100 years ago. However, in 2013, hydrogen infrastructure in Korea was the least developed among the countries which research and manufacture fuel cell electric vehicles. This is because of the attitudes of related companies that would need to be involved in the construction of new hydrogen stations and inconsistent government policy. Until 2020, when fuel cell electric vehicles will be competitive in terms of price and operational cost, the establishment of hydrogen infrastructure has to be approached from the perspective that it is SOC investment for the preparation of the advent of a hydrogen economy. Therefore, through analysis of interviews with domestic and international professionals and policy makers as well as recent data, this research tries to suggest administration, legislation, and policy initiatives to promote the establishment of a hydrogen-based transportation system. First, the administrative initiative suggestion is the formation of a consultative group called ‘H₂Mobility Korea(working title).’ In this ‘H₂ Mobility Korea’ consultative group, hydrogen infrastructure-related organizations from both private and public sectors would need to participate. Secondly, as the legislation initiative, this research proposes ‘Hydrogen infra special law (working title)’ to accelerate the early entry of a hydrogen economic society. At the core of ‘Hydrogen infra special law’ is a hydrogen gas safety law reflecting the physical and chemical characteristics of hydrogen and the support of subsidies for purchase and taxation of fuel cell electric vehicles. This law would enable convergence of current fossil fuel and gas stations into ‘complex energy stations’ which would connect hydrogen-filling and electric charging activities. Thirdly, the policy initiative proposal is divided into short-term/initial (until 2020), mid-term (until 2030), and long-term (2050) phases. In the case of government policy for the short-term/initial phase, existing CNC stations would be converted into hydrogen/HCNC complex stations. From the mid-term phase, this research suggests installation of electrolyzer equipment in close conjunction with wind and solar power for which equipment installation will increase greatly through the achievement of ‘Grid Parity.’ Centralized large-scale electrolyzer equipment connected to ocean wind power has been designed and, for inland areas, distributed electrolyzer equipment connected with solar power has been designed. In the long term, by providing, through a pipeline, hydrogen produced in large-scale centralized electrolyzer equipment using 100% Green Certificate Electricity, a ‘hydrogen network’ will be formed. This proposal is aimed at achieving the advent of a ‘hydrogen economy’ and, in parallel, the complete construction of a ‘Zero Carbon Country’ by installing home-use, distributed electrolyzer equipment connected to solar power, thus providing hydrogen to fuel cells for transportation and home.

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