'탄소 세계 1위' 중국, 민·관 함께 '수소 굴기' 총력전

'세계의 공장'이란 중국의 타이틀에는 급성장에 대한 찬사인 동시에 찬찬히 들여다보면 탄소 배출 1위라는 오명이 담겨 있다. 봄이 되면 어김없이 우리나라에 황사가 찾아오는 것도 중국의 공장이 쉴새 없이 가동되기 때문이다. 기후환경을 악화시키는 국가라는 나쁜 의미는 중국이 대국굴기 선언 이래 책임 있는 대국의 모습을 갖추지 못했음을 방증한다. 중국은 이를 모면하기 위해 그동안 범국가 차원에서 탄소 중립을 추진해오고 있으나 여전히 미흡하다.


유엔환경계획(UNEP) 통계에 따르면 2016년 전 세계가 배출한 온실가스 총량은 약 528억t으로 이 가운데 4분의 1은 중국이 차지하고 있다. 이런 오명에도 중국의 CO₂ 배출량은 지난 2018~2019년 연속으로 2~3%대 증가율을 보였고, 지난해에도 CO₂ 배출량이 9729메트릭톤(MT·1000㎏를 1t으로 하는 중량 단위)로, 전 세게 배출량 가운데 29%를 차지해 여전히 1위를 유지하고 있다.
이는 여타 국가들이 kWh당 CO₂ 배출량을 줄인 것과 정반대다. 미국(-2.4%)과 유럽(-3.9%, 독일, 폴란드, 영국, 스페인 및 터키에서 감축)에 비해 중국은 역방향이다.


지난해도 마찬가지다. 최근 핀란드 에너지청정공기연구센터(CREA)는 코로나19 불구 중국은 조기 정상화로 CO₂ 배출량이 늘었다. CO₂ 배출량과 관련해 중국의 철강 산업을 주시할 필요가 있다. 전체 산업의 CO₂ 배출에서 철강 쪽이 차지하는 비중은 24%로 최대다. 철강은 화석 연료로부터 배출되는 CO₂의 7~9%를 차지한다. 철강 1t을 생산하는 데 평균 1.83t의 CO₂가 배출된다.

세계철강협회에 따르면 중국은 세계 1위 철강 생산국이다. 2019년 조강 생산량 기준 세계 10대 철강사에 바오우그룹(2위, 9547만t), HBIS그룹(4위, 4651만t)과 사강그룹(6위, 4110만t), 안산그룹(7위, 3920만t), 지엔룽그룹(8위, 3118만t), 샤오강그룹(10위, 2934만t) 등 총 6개 기업이 포함되어 있다. 이들 6개 기업이 총 2억8250만t의 철강을 생산하며 5억1752만t의 CO₂를 배출한다.

컨설팅회사인 보스턴컨설팅그룹(BCG)은 “온실가스 배출 감축 목표를 달성해 전 지구 온도를 2℃로 유지하려면 철강은 배출 중립 상태를 반드시 유지해야한다”고 지적했다.

하지만 전문가들은 기존 철강 생산자들이 배출가스 관리, 핵심적 야금기술의 조정 등 일련의 신규 기술을 개발하고 있지만 대규모 탈탄소화가 실현되려면 몇 십 년이 더 걸릴 것으로 전망한다. 현 기술수준으로 막대한 CO₂를 배출하는 철강 생산량은 중국에 부담일 수밖에 없다.



이런 조사의 발표로 국제사회에서는 중국에 대해 우려와 지탄을 보내고 있다. 중국은 도덕적 비난 외 CO₂ 배출량을 줄이지 않을 경우 탄소세, 탄소 국경세 등으로 중국의 수출 이익에서도 큰 타격을 받을 수 있다. 이에 국가적 위기감이 상당하다.


중국은 온실가스 배출량 세계 1위라는 오명에서 벋어나기 위해 국가가 직접 나섰다. 현재 태양‧풍력 등 신재생에너지 투자에서 세계 최고, 최대 수준을 기록하고 있다. 중국 신재생에너지 산업 속도는 무섭다. 중국 국가에너지국(NEA)에 따르면 2018년 중국의 태양에너지 발전 설비 용량은 세계 시장의 45%로 1위다. 지난해 중국에 새로 설치된 풍력과 태양광 설비용량은 약 120GW로 연간 기준 역대 최대 규모다. 당초 시장은 70~80GW 수준에 그칠 것으로 예상했지만 이를 추월했다.

중국은 전 세계에서 가장 많은 신재생에너지 전력을 생산하는 것에 그치지 않고 가장 많은 신재생 설비용량을 갖추고 있다. 지난 2019년 중국 내 풍력(210GW)과 태양광(205GW) 설비 용량이 전 세계에서 각각 34%, 35%를 차지할 정도로 최대 규모다.

국제 에너지기구(IEA)에 따르면 전 세계 수소 생산량은 연간 7000만톤 가량으로 이 가운데 중국이 연간 2000만톤을 생산해 전 세계 1/3 수준이다. 최고 생산량이다. 다만, 중국은 석탄(62%)에서 대부분 수소를 추출하고 있다. CO2 배출량이 많은 그레이 수소다.

CO2 배출량을 줄일 수 있는 저탄소 수소 생산량은 극히 미흡하다. 현재 전 세계 저탄소 수소 생산량은 2010년 4만톤, 2015년부터 2019년에는 36만톤이었으나 2020년에 46만톤으로 증가 했고, 기술 발달로 2023년에는 145만톤, 2030년에는 792만톤으로 급증할 전망이다.


중국은 지금과 같은 화석연료 기반 생산활동으로는 더 이상 기후환경 보존은 물론이고 중국의 생존이 어렵다고 판단해 CO₂ 배출량 세계 1위 오명에서 벗어나기 위해 발버둥치고 있다.

중국은 CO₂ 배출량을 줄이기 위한 에너지 정책으로 태양광과 풍력에다 수소를 연계한다. 특히 2019년 중국 정부에서 발행한 녹색 산업 지침 목록(绿色产业指导目录, 2019年版)에는 수소를 포함한 에너지 분야 개혁 목표를 제시하고 있다. ‘신에너지 차량 및 친환경 선박’에서 수소를 핵심적으로 언급하면서 화석연료와 재생에너지 활용을 위한 친환경 인프라로 수소 역할을 강조하고 있다.

특히 탄소량 배출이 가장 많은 철강 산업에 있어 세계 최대 철강기업인 HBIS에 대해 탄소 배출량을 획기적으로 줄이는 ‘저탄소 녹색 개발 행동 계획’을 발표했고, 그린 에너지 기업을 표방하는 ‘산시 드럼 파워’도 세계 최초로 수소 에너지 감소 제철 프로젝트를 최근 시작했다.

'탄소 세계 1위' 중국, 민·관 함께 '수소 굴기' 총력전

이미지 확대보기

◇2022년 베이징 동계올림픽은 ‘수소 올림픽’

14차 5개년 계획(2021~2025년)과 2035년 장기 계획 개요에서 미래 산업으로서 수소에너지의 위상을 부여한 중국은 2022년 베이징 동계올림픽을 ‘수소 올림픽’이라 칭하고 정부 차원에서 수소 연료 전지 산업의 발전 모습을 전 세계에 보여주겠다는 구상을 대내외에 천명했다.

베이징 전역에 수소차를 운행하고 수소 충전소를 볼 수 있도록 할 계획이며 혁신 기술을 선보일 작정 아래 국가 차원에서 혁신 기술 개발과 투자를 서두르고 있다.


중국이 수소경제를 체계적으로 시작한 시기는 2011년이다. 그해 수소 에너지 산업 발전 관련 일련의 지원 정책을 발표했다. 2019년은 최초로 수소 에너지를 ‘정부 작업 보고서’에 포함하고 ‘수소 급유 및 기타 시설 건설 추진’을 발표했다. 그 해 6월 China Hydrogen Energy Alliance에서는 ‘중국 수소 에너지 및 연료 전지 산업 백서’에서 세계 최대 수소 생산국을 목표로 2025년까지 생산액 1조 위안, 차량은 5만대, 충전소는 200개, 10년 뒤인 2035년까지는 5조 위안에, 충전소는 1500개, 연료 전지 차량은 1500만 대에 도달할 것이라고 구체적인 안을 밝혔다.

2020년은 중국이 수소경제 사회로 전환하는 중요한 분기점이었다. 국가 경제 사회 발전 계획의 주요 과제에 ‘수소 에너지 산업 발전 전략 계획’이 최초로 수립됐고, ‘중화 인민 공화국 에너지법(의견 초안)'에서 에너지 범주로 수소 에너지를 포함시켰다.

지난해 4월 수소 경제 지원을 위한 세부 계획이 발표됐는데 ▲연료 전지 자동차 구매 보조금 지급 ▲시범도시 보상 ▲4년 안에 수소 에너지 및 연료 전지차 산업 체인을 구축하고 핵심 기술을 독자적으로 마련한다는 내용이 담겨 있다.

특히 시진핑도 지난 해 9월 유엔 총회에서 코로나19 관련 중국 책임론을 탈피하기 위해 수소경제를 자신의 의제로 부각시켰다. UN총회에서 시진핑은 탄소 배출량 조절 계획을 처음으로 발표했다. "말한 것은 반드시 행한다(将说到做到)"면서 2060년까지 탄소중립을 달성을 천명했다. 이를 위해 ▲2030년 이산화탄소 배출량을 2005년 대비 65% 이상 감소 ▲2030년까지 1차 에너지 소비의 非화석연료 비중 25%로 확대 ▲2030년 산림 재고량을 2005년 대비 60억㎡ 더 확대 ▲2030년까지 풍력‧태양광 설비용량 1200GW 이상 확대 등을 대내외에 약속했다.


수소 경제 확산의 두 축은 대중성이 가장 큰 수소차와 충전소 보급이다. 중국은 오는 2030년까지 수소차 100만대, 수소충전소 1000개를 설립해 수소차 세계 1위로 올라선다는 목표다. 이를 위해 친환경차 보조금에 있어 일반 전기차 보조금은 줄이는 반면 수소차는 대당 최대 40만 위안(약 6800만 원)을 지원한다.

2019년 말 기준 2300대의 수소차(버스 1200대, 소형트럭 1100대)가 운행 중이며 2020년에 5000여대(버스 3000대, 트럭 및 승용차 2000대) 보급이 목표였다. 2025년까지는 5만대, 2030년까지 100만대 보급이 목표다.

수소충전소는 2020년 6월 현재 62개소가 있다. 충전압력은 대부분 유럽의 수소전기버스 충전압력인 350bar다. 2020년까지 수소충전소 100개 설치 목표를 세웠고, 오는 2025년까지 300개소, 2030년까지 1000개소로 확대할 계획이다.

중국 정부는 2025년까지 수소전기 자동차(FCEV)에 대해 ▲핵심 재료 및 부품의 국내 일괄 생산 ▲기존 화석연료 자동차 및 배터리 전기 자동차와의 전반적 성능과 경쟁력 확보 ▲수소 생산 및 연료 공급을 위한 인프라 기반 구축 등 3가지 목표를 제시했다.

또한 수소차 보급을 위해 중앙정부 차원에서 2만~5만 위안(약 340만~850만 원) 사이의 세금감면, 보조금 지급 정책을 추진하고, 일부 지방정부도 추가 보조금을 지급한다.

수소충전소 건설에 대한 중앙정부 차원 보조금 지급 범위는 아직 확정되지 않았지만 여러 지방정부에서 최대 900만 위안(한화 약 15억 원)까지의 보조금 지급을 제시하고 있다. 충전소 건설은 국가전력투자공사(国家电力投资集团公司), 중국에너지공사(中国能源集团公司), 중국석유공사(中石化) 등이 참여하고 있다. 상하이 하이펀(上海氢枫)과 상하이 선라이즈(上海舜华)가 가장 성공적인 솔루션을 제공하고 있으며 현재 계획대로 20개소 이상의 수소충전소가 건설 중에 있다.

한편 연료전지 개발에 있어서는 기술 수준이 낮아 90%의 핵심부품과 원료를 수입에 의존하고 있다. 엔지니어링 수준이 상대적으로 떨어지고 엔진의 성능, 종합효율, 스택의 공률, 내구성 등에서는 선진국과 아직 많은 격차를 보이고 있어 관련 기술 개발에 나서고 있다.


수소산업 투자총액은 2019년 8월 기준 630억 위안(약 10조 원)을 넘어섰으며 수소 제조 규모에서 세계 1위다. 지난 2017년 ‘중국 수소 이니셔티브’를 선언하고 관련 산업 육성에 나서면서 급증세다.

지난 한해 등록된 수소 에너지 관련 기업은 529곳으로 전년 동기대비 45.7% 증가했다. 올해 상반기까지 등록된 관련 기업은 누적 2196곳으로 최근 5년간 증가율은 457%를 기록했다.

수소 에너지 기업에도 그간 대략 2000억 위안을 투자해 저장소, 운송 및 충전소, 전지, 핵심소재, 산업 단지, 부품, 산업체인 등 7개 분야를 중심으로 산업을 육성하고 48개의 인수와 합병으로 기술력 향상도 진행 중이다.


중국 ‘국가 발전 계획위원회’는 수소경제 기반을 갖춘 지역을 선별해 선택과 집중 방식으로 육성해 지역 균형발전을 도모한다. 수소 에너지의 고른 성장을 위해 전국을 권역으로 나눠서 주요 도시에 역점 사업을 부여했다.

광대한 국토의 균형 발전을 위해 중부, 남부, 동부, 서부, 북부 등 5개 권역으로 나누고 주요 산업을 골고루 배치해 성장세를 상호 경쟁과 보완을 통해 관리하고 있다. 수소 자동차, 수소 전지, 신재생에너지와 수소 에너지 연계 개발, 수소 에너지 선박(계림), 탄소배출 감소(내몽고 수소 에너지 산업 육성, 석탄 감소), 충전소 건설 등 과제를 부여하고 이러한 사업들이 계획대로 진행되는지를 중앙 차원에서 매년 세밀하게 점검한다.

수소 에너지 관련 기업이 가장 많이 등록된 지역은 광둥성(318곳)이다. 이는 중국 전체 관련 기업의 17% 가량이다. 광둥성에는 ‘중국의 실리콘벨리’로 불리는 선전시 등을 포함하고 있다. 2위는 상하이 인근 장쑤성이다. 229개다.

또한, 지난해 양회에서 발표한 정부 공작보고서 ‘수소 충전소 및 수소 에너지 설비 건설 추진’에 의거 관련 사업을 적극 지원하고 있다. 우선 중앙정부부터 각 지방정부까지 수소연료전지산업 지원을 위한 다양한 정책이 끊임없이 나오고 있다.

루가오(如皐), 타이저우(台州), 윈푸(云浮) 등 지역에 수소경제도시를 건설하고 있다. 수소경제도시란 수소 산업을 핵심 산업으로 도시를 발전시키는 특색도시를 말한다. 우리가 창원 등에 수소 거점도시를 중점 육성하는 것과 같은 이치다.

중국 허베이(河北)성 중국철도당산공사(中铁唐山公司)에서 수소 연료전지 트램을 개발해 운영 중이며, 광동, 청도에서도 운영되고 있다. 그 외에도 요트, 군함 등 소형 선박에 수소전기 시스템이 적용되고 있고, 2MW급 발전용 연료전지 등도 운영되고 있다.

한편, 국가전력투자공사(国家电力投资集团公司), 중국에너지공사(中国能源集团公司), 중국석유공사(中石化), 중국국립원자력공사(中广核) 및 중국삼협공사(中国三峡集团公司) 등이 수소를 생산하고 있으며 수소 생산량의 85% 이상을 수증기 개질(Steam Methane Reforming) 방식으로 생산한다.

수소 에너지는 다른 재생에너지와 보완을 해야 에너지원으로서 충분한 역할을 한다. 이에 중국은 태양광 등 재생에너지 발전량도 급속히 늘리고 있다. 이미 설치된 태양광 용량은 2012년 4.2GW에서 2019년 204.7GW, 2020년에는 253.4GW로 증가했다. 비용은 기술 개발로 2016년 W당 3.57달러에서 2020년 W당 2.91달러로 감소했다. 풍력발전도 281.5 GW 규모다.

중국은 이들 재생에너지를 에너지원으로 활용하는 외 그린수소를 생산하는데도 사용한다. 특히 재생에너지는 지역에 따라 발전량이 다르기 때문에 지난 10년간 추진해온 140여 개국과 일대일로 MOU를 녹색 일대일로 네트워크로 활용하는 정책도 검토하고 있는 중이다. 생산-보관‧운송-활용 3단계에 있어 해외 생산 재생에너지를 수입해 그린 수소를 생산한다는 구상이다.

'탄소 세계 1위' 중국, 민·관 함께 '수소 굴기' 총력전

이미지 확대보기

◇한국 등 해외 경쟁국 동향 수집에 촉각

중국은 규모 면에서 자신들이 최고지만 기술력에서는 아직 후발국가로 자인하고 수소경제 선진국인 미국, 독일, 프랑스, 일본, 한국의 동향을 주시한다. 중국의 대형 개발 사업에 대해 종합 심사 및 사업 균형 조정 업무를 관장하는 ‘국가발전 개혁 위원회’ 자료에 따르면 주요 경쟁국 동향을 세밀하게 추적하고 있다.

우선 선진국 수소 경제 국가전략을 입수해서 자신들의 전략 수립에 적극 활용하고 있다. 예를 들면 일본의 ‘수소 에너지 기본 전략’, 미국의 ‘수소 에너지 경제’, EU의 ‘녹색 수소 전략’과 한국의 ‘수소 경제 개발 로드맵’을 전범으로 참고하고 있다고 스스로 밝히고 있다.

국제 수소 에너지 연맹(International Hydrogen Energy Federation)이 ‘수소 에너지 미래 발전 동향 연구 보고서’에서 밝힌 2050년 수소 연료 전지 차량(글로벌 자동차의 20~25 %)과 2조5000억 달러의 시장 가치, 전체 에너지 수요의 약 18% 등에 주목하면서 자신들의 투자 전략을 수립하고 있다.

또한, 탄소 배출양이 많은 철강회사 포스코의 탄소 배출 감소 노력, 현대차의 수소차 개발 실태와 탄소가스 감축 노력, 한화와 두산‧SK 등의 연료 전지 개발 정보에 촉각을 세우고 자신들의 경쟁력에 미칠 영향을 살피고 있다.

◇직면한 주요 문제

중국은 2050년까지 수소 에너지가 중국 최종 에너지 소비의 최소 10%를 차지하고 수요는 6000만t에 가까워 CO₂ 배출량을 약 7억t까지 줄이는 데 역할을 할 것으로 보고 있다. 이를 위해 2025년 이후 수소 에너지의 장점을 살린 에너지 전환에 필요한 핵심 기술을 습득하고 수입을 대체한다는 목표를 가지고 국가적 계획 아래 천문학적 투자를 하고 있지만 아직 보완해야 할 점이 많다고 반성하고 있다.

자신들이 급히 보완해야할 부분으로 ▲전반적 계획 재설정(산업 체인 연결, 핵심 재료와 핵심 기술 투자에서 경쟁과 낭비 줄이기) ▲수소 연료 전지 산업화 격차 해소(차량 비용 30% → 핵심 소재 수입 의존, 기술력 미달) ▲수소 연료 전지 차량의 높은 비용(과다한 충전소 설치 비용) ▲표준 및 평가 시스템 미비(상업화 제약요인) 등을 들고 있다.


박정한 글로벌이코노믹 기자