[EE칼럼] 액화수소, 기체수소와 같은 시장에서 경쟁할 수 있을까

▲김재경 에너지경제연구원 선임연구위원

최근 창원시 액화수소 플랜트를 둘러싸고 여야 시의원단이 잇따라 기자회견을 열고 있다. 국민의힘은 특정감사 결과 공개를 요구했고, 민주당은 사업 정상화를 위한 협의와 해법 마련을 강조했다. 그러나 정치적 공방보다 더 중요한 것은, 1,050억 원을 들여 2023년 준공된 이 플랜트가 수요 부족으로 가동이 지연되다 운영사가 채무불이행(디폴트)에 빠지고, 결국 금융권 인수까지 이어졌다는 냉혹한 현실이다. 지난 6월 어렵게 상업운전을 시작했지만, 창원산업진흥원이 하루 5톤 규모, 연간 약 300억 원대의 구매 의무를 떠안으면서 재정 부담은 눈덩이처럼 불어나고 있다.

창원의 사례는 결코 예외가 아니다. 인천에서는 SK E&S가 세계 최대 규모인 연간 3만 톤급 액화수소 플랜트를 준공했지만, 가동률 확보가 쉽지 않다. 울산과 삼척 역시 유사한 도전에 직면해 있다. 일부는 여전히 시험 운전에 머물러 있고, 일부는 특수목적법인 구성 단계에서 멈춰 있다. 문제의 핵심은 '수요'다. 액화수소는 기체 수소를 영하 –253℃까지 냉각해 부피를 1/800로 줄인 형태다. 덕분에 액화수소 충전소는 기체형보다 더 많은 양을 빠르게 공급할 수 있어 수소버스·트럭 등 대형 모빌리티에 적합하다. SK E&S가 2026년까지 전국에 40곳의 액화수소 충전소를 구축하겠다고 밝혔지만, 높은 비용과 까다로운 안전 규제로 보급 속도는 여전히 더디다. 충전소 확충이 늦어지면 생산된 액화수소가 소비되지 못하고, 이는 플랜트 가동률 저하와 재정 부담의 악순환으로 이어진다.

여기서 더 근본적인 구조적 문제가 드러난다. 수소차는 최종적으로 모두 기체 상태의 수소를 충전한다. 그러나 충전소는 고압 기체수소를 직접 공급받을 수도 있고, 액화수소를 기화해 공급받을 수도 있다. 소비자 입장에서는 모두 같은 '수소'지만, 충전소 운영자에게는 전혀 다른 수소다. 그렇다면 기체수소와 액화수소를 정말 같은 시장의 동일한 상품으로 볼 수 있을까. 이 지점을 이해하려면 '차등된 상품(grades)' 개념을 참고해야 한다. 화학적 성분은 같아도 물리적 상태, 순도, 가공 정도, 용도에 따라 다른 가격과 조건으로 거래되는 경우다. 금은 순도에 따라, 철강은 가공 형태에 따라, 곡물은 품질 기준에 따라 달라진다.

원유는 대표적이다. 국제시장에서 원유는 API 중력과 황 함유량에 따라 저유황 경질유와 고유황 중질유로 나뉜다. 미국은 셰일혁명으로 경질유 생산이 급증했지만, 멕시코만 정유공장은 고도화 설비 덕분에 중질유를 선호했다. 이 때문에 미국 내수에서 소화되지 못한 경질유는 2016년 수출 규제 해제 이후 해외로 흘러나갔고, 결국 정유 인프라의 특성 때문에 두 유종은 사실상 대체가 어려운 '차등된 상품'으로 자리 잡았다. 즉, 똑같이 '원유'라 불려도 경질유와 중질유는 서로 다른 시장 논리를 가진다. 수소 역시 인프라에 따라 기체와 액화가 분리된 시장을 형성할 수 있다.

문제는 지금 두 상품이 같은 시장에서 경쟁하고 있다는 점이다. 이때 발생하는 것이 네트워크 외부성 문제다. 네트워크 외부성이란 어떤 상품이나 서비스의 가치가 이용자가 늘어날수록 커지는 현상이다. 특정 상품이 임계 규모를 확보하면 다른 상품이 배제되는 '잠금효과(lock-in)'가 나타난다. VHS와 베타맥스의 비디오테이프 경쟁, 휴대전화 초창기 GSM과 CDMA 경쟁에서 승패를 가른 것은 기술력이 아니라 초기 네트워크의 규모였다. 만약 기체수소 충전소가 먼저 임계 규모를 확보한다면, 후발주자인 액화수소는 잠금효과에 막혀 성장 기회를 잃을 수 있다.

따라서 액화수소가 살아남기 위해서는 전략적 대응이 필요하다. 무엇보다 두 유형 충전소 인프라 간 호환성을 높여 상호 보완성을 확보해야 한다. 이미 전국적으로 보급된 기체수소 충전소에 액화수소 저장탱크와 기화기를 추가해 액화수소를 취급할 수 있도록 하는 방안이 대표적이다. 그러나 이 경우 개조 비용, 부지 확보, 안전 규제 등 만만치 않은 제약이 따른다. 따라서 정부의 재정 지원(, 인허가 절차 개선 같은 제도적 뒷받침이 필수적이다. 동시에 신규 액화수소 충전소 건설도 병행되어야 한다. 액화수소가 기체수소와의 경쟁에서 네트워크 외부성의 벽을 넘어 독자적인 시장 기반을 확보할 수 있도록 선제적 대응이 절실하다. 그렇지 못한다면 액화수소는 결국 '잠재력만 남긴 채' 사라질지도 모른다.

김재경