한국 수소 산업 벨류체인 2025
1. 수소 생산: 2050년 500만톤 체제 구축
1.1 그레이·블루·그린수소 생산 전략• 부생수소 현황 및 확대포스코는 제철공정에서 발생하는 부생수소를 연간 7,000톤 규모로 생산 중이며, 2025년까지 7만톤으로 확대할 계획입니다. 현대오일뱅크는 연산 최대 30만톤의 석유화학 부생수소 생산능력을 보유하고 있으며, 현재 22만톤을 생산하고 있습니다. SK E&S 인천 액화수소 플랜트는 SK인천석유화학의 부생수소를 정제해 연 3만톤의 액화수소를 생산하는 모델을 확립했습니다.
• 블루수소 프로젝트 본격화SK E&S는 보령 LNG터미널 인근에 블루수소 생산공장을 건설해 연간 25만톤 생산을 목표로 하고 있습니다. 천연가스 개질과 CCS(탄소포집·저장) 기술을 결합해 2030년까지 대규모 블루수소 공급체계를 구축합니다. 포스코는 2030년까지 글로벌 기업과 협력해 블루수소 50만톤 생산체제를 완성할 계획입니다.
• 그린수소 장기 전략포스코는 2040년까지 200만톤, 2050년까지 500만톤의 수소 생산체제를 목표로 재생에너지 기반 그린수소 프로젝트를 추진 중입니다. 2023년 오만 프로젝트에 참여했으며, 덴마크 오스테드와 해상풍력 연계 그린수소 생산 MOU를 체결했습니다. 롯데그룹은 말레이시아 사라왁주에서 수력발전 기반 H2biscus 프로젝트(연 15만톤 그린수소, 85만톤 그린암모니아)를 추진 중입니다.
1.2 수전해 기술 개발 현황현대자동차그룹은 메가와트급 PEM 수전해 장치를 개발 중이며, 연료전지 부품 공용화를 통한 가격 경쟁력 확보를 추진하고 있습니다. 한화솔루션은 음이온교환막 수전해(AEMWE) 기술 개발로 기존 대비 전력 소비와 초기 투자를 낮추는 방안을 연구 중입니다. 정부는 2024년부터 수전해 수소생산기지 구축사업과 블루수소 생산기지 구축을 본격 지원하고 있습니다.
현재 SMR(천연가스 개질) 방식이 kg당 생산비용 면에서 가장 저렴하나, 2040년 이후 재생에너지 발전 단가 하락으로 수전해 그린수소가 경제성을 확보할 전망입니다. 정부는 2040년 수소 가격 목표를 kg당 3,000원으로 설정했습니다.
2. 수소 저장 및 운송: 세계 최대 액화수소 인프라
2.1 액화수소 플랜트 선도• SK E&S 인천 액화수소 플랜트2024년 3월 상업가동을 시작한 세계 최대 단일 액화수소 공장입니다. 연간 3만톤 생산능력을 갖추고 -253℃ 극저온에서 수소를 액화해 부피를 1/800로 줄입니다. 총 투자액 5,000억원 규모로, 수소버스 5,000대를 1년간 운행할 수 있는 물량입니다. SK E&S는 전국 40개소 액화수소 충전소 구축을 추진하고 있습니다.
• 효성중공업 울산 플랜트효성중공업은 린데와 합작해 울산에 1단계 연 1만3,000톤(향후 3만9,000톤 확대) 규모의 액화수소 플랜트를 건설 중입니다. 린데하이드로젠(생산)과 효성하이드로젠(판매)으로 역할을 분담하며, 전국 120여곳 액화수소 인프라를 구축할 계획입니다.
2.2 수소 저장 기술의 다변화
• 고압 기체 저장 (Type IV 탱크)일진하이솔루스는 세계에서 토요타와 함께 단 2개사만이 생산 가능한 Type IV 탱크 제조 기술을 보유하고 있습니다. 700bar 압력에서 2.1kg을 저장하는 차량용 탱크는 현대차 넥쏘에 전량 공급되며, 이미 10만개 이상이 도로를 주행 중입니다. 450bar 튜브트레일러용 Type IV 탱크는 500kg를 저장해 기존 Type I 대비 운송 효율이 1.5배 높습니다.
• 액화수소 저장탱크크리오스는 1톤급 액화수소 저장탱크를 국책과제로 개발했으며, 4톤급 저장탱크는 자연기화율 0.2%로 업계 평균 0.9% 대비 4배 우수한 세계 최고 수준의 단열성능을 자랑합니다. 디앨은 세계 최대 용량인 3톤급 액화수소 탱크트레일러를 개발했으며, 1회 운송량이 기체수소 튜브트레일러 12회분에 해당합니다.
• 수소저장합금 (Metal Hydride)하이드로럭스는 Mg계 하이브리드형 수소저장합금으로 수소저장량 3.3wt%를 달성했습니다. 상온, 10~40bar 저압에서 작동해 고압이 불필요하며 안전성이 우수합니다. 수소스쿠터, 수소지게차에 적용되며 CES 2024를 수상했습니다
• 지하 암반공동 저장한국지질자원연구원(KIGAM)은 한국의 화강암 지형을 활용한 암반공동 수소저장 기술을 연구 중입니다. 지하 수십~수백 미터 깊이에 강관 파이프형 또는 동굴형 공동을 설계해 LNG 지하저장 경험(기화율 0.01%/일)을 수소에 적용하는 방안을 개발하고 있으며, 한국건설기술연구원은 2026년까지 도심 수소공급기지 실증을 목표로 지하 공간 활용 연구를 진행 중이다.
2.3 수소 운송 인프라 혁신• 액화수소 운반선HD한국조선해양은 2030년 대형 액화수소 운반선 상용화를 목표로 기술 개발을 진행 중입니다. 정부는 한국조선 3사와 함께 2027년 2,000㎥ 실증선, 2032년 40,000㎥, 2040년 160,000㎥ 상업용 액화수소 운반선 개발 로드맵을 추진 중입니다. 삼성중공업은 20,000㎥ 및 80,000㎥ 설계로 국제 인증을 획득했습니다.
• 암모니아 운반선HD한국조선해양은 2023년 3월 세계 최초 중형 암모니아 DF(이중연료) 추진선을 계약해 2025년 인도를 앞두고 있습니다. 이후 총 10여척을 수주하며 탄소배출을 90% 이상 저감하는 핵심 수단으로 자리잡고 있습니다.
3. 수소 충전 인프라: 2030년 660기 구축
3.1 충전소 현황 (2025년 5월 기준)전국 269개소(420기)가 운영 중이며, 수소승용차 37,167대, 수소버스 2,107대, 수소트럭 39대가 등록되어 있습니다. 평균 가격은 10,228원/kg입니다. 지역별로는 경상권 72개소, 충청권 53개소, 경기권 45개소, 호남권 38개소가 구축되었습니다.
정부는 2025년 450기, 2030년 660기(액화수소 280기 포함), 2040년 1,200기 구축을 목표로 하고 있습니다.
3.2 주요 구축·운영 기업
• SPV 운영사
하이넷(한국가스공사+현대차)
코하이젠(현대차+지역난방공사+민간 8개사)
하이스테이션(한국가스공사+삼성물산)
에너하이(SK가스+롯데케미칼+에어리퀴드)
• 정유 기업
현대오일뱅크: 2040년 300개소 목표
SK E&S: 액화수소 40개소
GS칼텍스: 통합 에너지스테이션
3.3 충전 설비 제조사
압축기: 광신기계공업(54% 점유율), 범한퓨얼셀, 지티씨, 대하, 한국유수압
디스펜서: MS이엔지(70% 국산화), 현대로템, 제아이엔지, 삼정이엔씨
저장용기: 일진하이솔루스(Type IV 독점), 엔케이(500bar/900bar 국산화)
4. 수소 활용: 모빌리티부터 발전·산업까지
4.1 모빌리티 혁명• 수소승용차현대 넥쏘는 180kW 연료전지로 400km 주행이 가능하며, 글로벌 시장점유율 29.8%로 1위를 차지하고 있습니다.
• 수소버스2024년 9월 기준 1,234대가 운행 중입니다. 현대차가 1,281대를 생산했으며, 하이엑시엄모터스가 2024년 10월 인증을 받았습니다. 정부는 2030년 21,200대 보급을 목표로 하고 있습니다.
• 수소트럭현대 엑시언트는 스위스에서 48대가 누적 1,000만km를 주행하며 6,300톤의 CO2를 절감했습니다. 스위스는 2025년까지 1,600대, 유럽은 2030년까지 25,000대 도입을 목표로 하고 있습니다.
• 해양HD한국조선해양은 세계 최초 중형 암모니아 DF 추진선을 2025년 인도 예정이며, 암모니아 DF 엔진은 글로벌 선급 7곳의 승인을 받았습니다.
4.2 발전: 연료전지와 수소 혼소• 두산에너빌리티270MW 가스터빈을 개발했으며, 수소 혼소 30% 실증에 성공했습니다. 현재 50% 혼소를 개발 중이며, 2027년 400MW급 수소 전소 터빈 완료를 목표로 하고 있습니다. 당진에 900MW(4조5,000억원) 규모의 설비를 2032년 준공 예정입니다.
• 포스코에너지MCFC(용융탄산염 연료전지) 166.7MW 설비를 20여 곳에 공급했으며, 발전효율 47%, 열병합 80%를 달성하고 있습니다.
• 블룸에너지코리아SOFC(고체산화물 연료전지) 효율 53~65%로 업계 최고 수준을 자랑하며, 글로벌 점유율 44%로 1위를 차지하고 있습니다. 2023년 구미 공장을 준공했으며, 2024년 미국 AEP와 최대 1GW 계약을 체결했습니다.
4.3 산업: 포스코 HyREX 수소환원제철• HyREX 기술FINEX 기반으로 100% 수소를 사용하는 혁신적인 제철 공정입니다. 2024년 4월 세계 최초로 쇳물 생산에 성공했으며, CO2 배출량은 톤당 400kg으로 전통 방식 1,850kg 대비 78% 감소했습니다.
• 일정2026년: 파일럿(30만톤/년)
2030년: 상업 운전(100만톤/년)
2050년: 전체 전환(100%)
• 포스코 목표2050년 수소 500만톤 생산, 수소 매출 30조원을 달성하겠다는 비전을 제시했습니다.
4.4 건물: 가정·건물용 연료전지• 에스퓨얼셀국내 시장 50% 이상을 점유하고 있으며, 1~50kW PEMFC를 공급하고 있습니다. 종합효율 85% 이상을 달성했으며, 2016년 국내 최초로 KS인증을 획득했습니다.
정부는 2030년 2.1GW 보급을 목표로 하고 있습니다.
