“최근 친환경 수소 기술은 괄목할 만한 성장을 이뤘지만, 생산 비용이나 저장효율 문제는 여전히 극복해야 할 과제입니다.”

지난달 27일 경기도 화성시 한국쓰리엠(3M) 연구소에서 열린 기술 설명회에서 최경락 신소재 사업부 팀장은 3M의 ‘그린수소(친환경 수소)’ 전략을 소개하며 이같이 말했다. 이날 3M은 생산·저장·유통 등 그린수소 생태계 전반을 주도해 2050년까지 탄소 중립을 실현하겠단 계획을 내놨다. 

그린수소는 태양광이나 풍력 등 재생에너지에서 나온 전기로 물을 분해해 만든 수소를 말한다. 메탄(그레이수소)이나 원자력(핑크수소)을 활용해 만든 수소와 구분된다. 그린수소는 탄소 배출이 없으면서도 전기 에너지보다 저장과 운송이 편리해 화석 연료를 대체할 에너지로 평가 받는다. 글로벌 시장조사업체 프레시던스 리서치에 따르면 전 세계 그린수소 시장 규모는 지난 2023년 62억6000만 달러(약 8조9944억원)에서 2033년 1658억4000만 달러(약 238조3784억원)까지 연평균 38.8% 성장할 것으로 추정된다. 최 팀장은 “3M은 지난해 말 기준 전체 사용 에너지의 56.2%를 재생 에너지로 충당해 탄소중립 계획을 차질 없이 달성하고 있다”라고 말했다.

3M은 그린수소 생산에서부터 저장·유통 등 단계별 맞춤 기술을 개발해 수소 생태계 전반을 주도하겠단 전략이다. 수소 생산 단계에선 3M이 개발 중인 나노 구조 이리듐 촉매가 경제성을 높일 수 있단 평가를 받는다. 3M에 따르면, 물 분해 과정에 쓰이는 3M 촉매는 같은 용량의 다른 촉매와 비교했을 때 4~5배 더 많은 수소를 생산한다고 한다. 한국3M 관계자는 “이리듐 촉매 10g이면 연간 10톤(t)의 친환경 수소를 만들어낸다”라며 “이는 그레이수소를 만들 때 발생하는 이산화탄소를 연간 100t 줄이는 효과가 있다”라고 말했다.

수소의 저장·유통 단계에선 3M의 극저온 단열 기술이 적용된다. 액화된 수소는 기체 상태일 때보다 약 240배 많은 양을 보관할 수 있지만, 영하 253도의 저온 상태를 유지해야 한다. 이때 ‘글라스버블(유리 거품)’을 활용한 3M의 단열 기술이 수소의 자연 기화를 줄이는 것으로 나타났다. 한국3M 관계자는 “3M의 글라스버블로 기존 단열재 대비 자연 기화율을 최대 44% 줄일 수 있다”라며 “지난 1월엔 HD현대와 액화수소 저장 탱크 공동연구 협약을 체결했다”라고 말했다.


전문가들은 경제성을 확보해야 수소 경제가 커질 수 있다고 말한다. 정휘상 한국산업기술진흥원 연구원은 “그린수소는 친환경적이지만 현재로선 생산 단가가 높고 저장·운송 비용이 상당하다”라며 “가치사슬 단계별 비용을 낮추는 게 수소 경제 전환의 핵심”이라고 말했다. 백세훈 한국전력공사 경영연구원 선임연구원은 “그린수소 생산 비용은 지난 2019년 1㎏당 3.2~7.7달러(약 4604원~1만1078원)에서 점차 낮아져 2050년엔 1㎏당 2달러(2878원) 이하까지 떨어질 것으로 보인다’라고 분석했다.