울산수소시범도시로 보는 수소경제의 모든 것

울산수소시범도시로 보는 수소경제의 모든 것

대학생신재생에너지기자단 21기 한세민

 

울산형 수소도시 시범사업

 신재생에너지로 꼽히는 수소가 대체에너지로 자리 잡는다면 어떤 모습일까? 그 모습은 우리나라의 울산광역시에서 진행하고 있는 “울산수소시범도시”를 통해 볼 수 있다. 울산시는 크게 2030년까지 세계 최고의 수소 도시를 만들겠다는 포부로 해당 사업을 진행 중이며, 이와 같은 수소도시는 울산 외에도 안산, 전주, 완주, 삼척에서도 시범적으로 구축해 정부가 뒷받침할 관련 법 제정 등을 추진하고 있다. 이번 기사에서는 울산의 수소도시를 살펴보며 완전한 수소경제 도입까지 생각해 볼 점은 무엇이 있는지, 현실적으로 바라본 수소를 사용할 경우의 미래를 예상해 보았다

 

[자료 1. 울산 수소 시범도시 요약 ]

출처 : 울산수소도시 카달로그

[자료 2. 울산 수소 시범도시 구축]

출처 : 울산수소도시 카달로그

 

울산의 수소 인프라 및 교통 ① : 생산부터 사용까지의 발자국을 따라

 자료 2는 울산시에서 소개하는 수소도시 조성을 도식화한 것이다. 모든 에너지원이 그렇듯 수소 또한 수소에너지를 생산하고, 이를 보관하고 운송하여 소비자가 사용하기까지의 과정을 거친다. 

 수소도시의 시작, 수소의 생산은 울산석유화학단지에서 부생수소를 얻는 것으로 시작한다.

울산은 1962년 특정공업지구 지정으로 자동차와 조선, 석유화학 등 중화학공업을 지역 3대 주력산업으로 육성해왔다. 울산석유화학단지 또한 이에 해당하며, 여기서 발생하는 부생수소를 이용해 생산하는 것은 효율적이며 비용 측면에서도 다른 생산 방식과 비교해 유리하다. 부생수소의 생산량 또한 연간 82만 톤에 달하여 전국 생산량의 50% 이상을 차지하고 있다. 부생수소란 석유화학이나 철강 공정 등에서 부수적으로 나오는 수소로, 화석연료로부터 수소를 생산하는 ‘그레이 수소’에 해당한다. 석유화학에서 나프타를 고온에서 열분해하여 에틸렌 또는 프로필렌을 얻는 과정에서 발생하는 수소를 얻는 경우가 가장 대표적이다.

 수소의 운송을 담당하는 185km의 수소 배관망은 전국 수소 배관망의 60%에 해당한다. 타지역에 비해 낮은 가격으로 부생수소를 공급받는다는 강점이 있고, 안전하게 수소를 이동시킨다고 한다. 운송된 수소는 율동수소타운에 전기 및 난방 공급으로 소비자가 사용할 수 있게 된다.

 

울산의 수소 인프라 및 교통 ② : 수소충전소와 수소연료전지로 움직이는 교통수단

 - 태화강역 수소복합허브 조성

 울산의 태화강 일대에는 수소복합허브가 조성되고 있다. 수소복합허브에서는 수소전기차 운영 및 충전을 담당하고, 통합안전운영센터와 울산수소홍보관을 통해 안전과 수소 홍보를 통해 수소를 더 많은 사람이 접할 수 있도록 친근하게 다가가려 한다. 울산시는 2027년까지 2,400억 원을 투입하여 태화강역에 수소상징물을 설치하고, 수소공원과 선착장을 잇는 수소길을 조성한다고 한다.  

-  수소전기버스 도입

[자료 3. 울산 수소전기버스]

출처 : 서울신문

 울산의 수소전기차는 2020년 기준 전국 최다 대수인 1,868대를 자랑하고, 수소전기버스가 전국 최초로 노선에 3대 투입되었다. 울산시는 3,700억 원을 투입해 시내버스를 2035년까지 모두 수소전기버스로 전환하여 보급해 수소차 대중화 시대를 목표로 하고 있다.

- 전국 최다 수소충전소 운영

[자료 4. 울산 수소충전소]

출처 : 교통신문

 수소전기차의 원활한 운행을 위해서는 수소충전소가 중요하다. 2021년 5월 기준으로 전국의 수소 충전소 46곳 중 8곳이 울산에 위치하여 그 수가 가장 많이 운영 중이다. 2035년까지 수소충전소를 60곳으로 늘릴 계획이라고 한다. 수소 충전은 압축기를 통해 수소가스가 충전되는 방식인데, 연료탱크의 용량이 큰 수소 버스를 충전하게 되면 압축기 내의 압력이 크게 떨어져 다음 충전차량이 오랜 시간 대기해야 하는 문제가 발생한다. 따라서 수소충전소의 추가적인 개소가 이루어져야 하며 수소충전소가 늘어남에 따라 수소전기차 사용자들의 불편을 줄임과 동시에 접근성이 용이하게 하는 효과를 볼 것이다.

- 수소전기트램 운행과 수소 선박

 상용화를 위한 실증사업이 진행 중인 수소전기트램이 2023년 실증사업을 완료해 2027년에 달릴 예정이다. 수소전기트램에 대해 잠시 소개하면, 배터리 방식의 일반 트램에 비해 충전 시간(수소 약 15분, 배터리 약 2시간 소요)이 짧고 운행 가능 거리(수소 약 200km, 배터리 약 40km 운행)가 길다는 장점이 있다. 해외에서 흔하게 볼 수 있는 트램은 유가선 방식으로 전기공급선과 변전소가 필요하지만, 수소전기트램의 경우 충전소 설치만으로도 되기 때문에 비교적 간편하다. 울산은 시내버스 이용 기피 심화와 도로 교통 혼잡이 문제가 되었고, 도시철도망 구축을 통해 국가철도망 활용 극대화, 도시 내 간선교통망 구축, 효율성 등의 효과를 기대하며 수소전기트램을 교통수단으로 선택하였다. 또한, 수소전기트램의 도입을 통해 도시환경 개선, 도시재생 및 관광자원 활용 가능성을 높게 평가하고, 지하철의 3분의 1 수준인 건설 비용과 운영 비용을 예상하여 더욱 기대되는 사업이라고 할 수 있다. 도시철도 4개 노선과 광역철도 2개 노선을 계획하고 있다.

[자료 5. 울산시에서 공개한 수소전기트램 이미지]

출처 : 울산시

 수소 선박으로는 2021년 6월 국내기업인 에이치엘비의 국내 최초 레저용 수소선박 블루버드가 울산 장생포 앞바다에서 운행되었다. 수소연료전지를 이용한 수소선박 블루버드는 매연이나 소음이 없으며, 40분 동안 수소를 충전하면 6시간 동안 6~10노트의 속도로 운항할 수 있고, 보조배터리를 추가하면 최대 8시간 항해가 가능하다. 이 시도를 시작으로 수소연료전지로 움직이는 여객선까지도 기대해볼 만하다.

[자료 6. 태화강을 가로지르는 수소선박]

출처 : 가스뉴스

- 수소연료전지 신공장

 마지막으로, 현대모비스에서 수소연료전지의 생산거점을 인천 및 울산에 확보하였다. 해당 신공장에서 연간 10만기 규모의 수소연료전지가 생산될 예정으로, 수소연료전지가 사용되는 여러 분야의 발전에 박차를 가할 것으로 보인다. 또한 자료 2에서 알 수 있듯, 현대자동차 수소팩토리가 설치되어 수소 충전을 마친 후 수소차를 출고하는 시스템을 구축할 예정이다.

 

울산 수소 산업에 대한 제언

 울산의 수소 산업은 세계 최대 규모로 총력을 가하고 있어 수소경제를 더욱 기대하게 한다. 이를 장기적으로 보았을 때도 지속 가능하도록 발전 방향에 있어 노력이 필요하다. 가장 먼저 수소의 상용화를 주춤하게 한 가장 큰 요인인 비용 측면을 고려해야 한다. 또한, 수소를 연료로 사용할 때 현실적으로 다른 연료에 비해 가격 경쟁력을 확보하기 위해서는 수소 kg당 3,200~5,500원 범위로 형성되어야 하는 등 현실적으로 소비자가 수소를 선택할 수 있도록 하는 정책이 더욱 필요할 것이다.

 현재 울산시에서 수소를 얻는 방식인 부생수소도 기존 공정 중 발생하는 부산물을 활용하는 것이기 때문에 그 생산량에 따라 가격 변동성이 생기게 된다. 부생수소는 경제적으로 가장 효율적인 그레이 수소에 해당하지만, 지속 가능하기 위해서는 그 생산과정이 친환경적일 수 있도록 해야 한다. 즉, 그레이수소 생산 시 발생하는 온실가스의 양을 줄이기 위해 그린 수소를 생산하거나 재생에너지 도입을 꾀하여야 한다. 수소 경제로의 발걸음의 시작은 기후위기 대응이라는 궁극적인 목표임을 잊지 않아야 한다. 

이외에도 수소충전소의 압축기, 수소선박 모터의 소음 등 소음공해와 같은 문제를 해결해 나가야 할 것이다. 앞으로 울산의 수소 시범사업에서 개선해 나가는 부분과 경제성, 친환경성을 잡기 위한 정책에도 관심을 가지면 좋을 것 같다.

수소경제의 전망

 전체적으로 짚어본 울산의 수소 시범사업의 향후 움직임과 발전 방향 등 그 변화에 따라 우리나라 전체적으로 대체에너지로써 수소가 자리 잡은 수소경제의 전망을 예상해 볼 수 있을 것이다. 수소경제 달성을 향한 울산의 다양한 수소와 관련된 발전, 정책이 기대되는 바이다.

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수소연료전지에 대한 대학생신재생에너지기자단 기사 더 알아보기

1. "수소연료전지 빛을 보는 이유: 2020년 수소연료전지 사업 전망과 해결점", 16기 김미림, 17기 손예지, 17기 강하은, https://renewableenergyfollowers.org/2992

2. "수소차? 이제는 수소 선박의 시대", 17기 강하은, https://renewableenergyfollowers.org/3293

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참고문헌

[울산형 수소도시 시범사업]

1)  류승훈, "울산·안산·전주·완주·삼척서 수소도시 시범 구축", 대한전문건설신문, 2020.10.16, https://www.koscaj.com/news/articleView.html?idxno=213550

2) 울산시, 울산수소시범도시, http://h2appyulsan.com/h2appyulsan/#page5

[울산의 수소 인프라 및 교통 ① : 생산부터 사용까지의 발자국을 따라]

1) ulsanfez, 울산경제자유구역청, "울산과 수소의 상관관계", 2022.4.21, https://m.blog.naver.com/ulsanfez/222707328625

[울산의 수소 인프라 및 교통 ② : 수소충전소와 수소연료전지로 움직이는 교통수단]

1) 박석철, "2027년엔 울산서 '수소전기트램' 달린다", 오마이뉴스, 2021.12.14, http://www.ohmynews.com/NWS_Web/View/at_pg.aspx?CNTN_CD=A0002795093

2) 현대로템, 현대로템, "알아두면 쓸데있는 전기트램 상식", 2021.12.28, https://post.naver.com/viewer/postView.naver?volumeNo=32640251&memberNo=38158951&vType=VERTICAL

[울산 수소 산업에 대한 제언] 

1) 최우리, "'수소경제 최일선'울산 가보니 "청정수소 이용은 아직..."", 한겨레, 2021.12.06, https://www.hani.co.kr/arti/society/environment/1022140.html