KETEP 세계에너지시장정보

본 NEA 보고서는 ▲미래 저탄소 에너지 시스템에서 수소의 역할, ▲원자력 발전으로 생산되는 수소의 경쟁력, ▲수소 생산 및 시스템 비용 계산 등의 종합적 분석을 통해 저탄소 수소의 생산과 공급을 위한 고효율 정책 방향을 제시함

제목 : Table of contents The Role of Nuclear Power in the Hydrogen Economy

o 미래 에너지의 핵심 요소인 수소의 역할에 대한 NEA*회원국들의 관심이 높아짐에 따라, 탈탄소화를 위해서는 저탄소 공급원에서 생산되는 수소가 필요할 것으로 보여짐

*NEA, Nuclear Energy Agency 회원국: OECD 35개 회원국 중 뉴질랜드, 칠레, 에스토니아, 이스라엘, 라트비아를 제외, 비회원국 중 러시아를 포함하여 31개국으로 이루어진 원자력 기구

- 국제 에너지 기구(IEA)가 2021년에 발간한 “Net-zero Pathways” 보고서에 따르면, 전 세계 수소 소비량이 2020년 약 90Mt에서 2050년까지 500Mt 이상으로 증가할 것으로 분석

*Mt, Megaton: 메가 톤

o 이에 신흥 에너지 패러다임의 핵심적인 역할을 하는 원자력발전소에서 생산된 전력으로 대용량 저탄소 수소를 생산할 수 있을 것으로 기대됨

미래 에너지 시스템에서 수소의 역할 및 과제

o 2020년 수소가 가장 많이 소비된 부문은 화학 제조, 석유 정제, 금속 가공으로 파악되며, 2050년에는 운송, 전력, 건설 부문의 중요 역할을 할 것으로 분석

o NEA가 제시하는 글로벌 수소 전략에 의한 전환점은 2025년, 2035년, 2050년으로 나누어지며, 특히 중기 전략으로 2035년에 초점을 맞춤

- 글로벌 수소 전략 2035에 따르면, 원자력발전소를 통한 기가와트 규모의 수소 생산 능력이 가능해질 것으로 전망

- 또한, 현재 가장 많이 사용되고 있는 증기 메탄 개질(Steam reforming) 공정 생산 보다 원자력에너지로 전기를 공급하여 물의 전기분해를 통해 수소를 생산할 것으로 전망

원자력 발전으로 생산되는 수소의 경쟁력

o 국제 에너지 기구가 발표한 내용에 따르면, 2030년까지 연간 약 80Mt의 수소 수요가 필요할 것으로 보여지나, 이를 위해서는 현재 유럽 전력 수요의 1.5배인 4,050TWh의 추가 전력이 필요할 것으로 보여짐

o 원자력발전소는 수소의 탄소 강도를 손상시키지 않고 높은 부하율에서 전해질을 전달함으로, 안정적인 장기운전의 장점과 고온 전기분해에 의해 제공되는 수소를 생산할 수 있을 것으로 분석됨

o 2022년 2분기 가스 가격인 100 USD를 적용할 경우, 가스를 통한 증기개질방식을 통한 수소 생산 가격은 kgH2당 5.87 USD로 추정되며, 이는 원자력 발전을 통한 수소 생산 가격보다 65% 높은 것으로 분석

수소 생산 및 시스템 비용 계산

o 균등화 수소 원가*는 균등화 발전원가**와 달리, 수소 저장, 변환, 운송 및 유통 비용을 측정하는 균등화 수소 공급원가***의 추가 측정이 필요함

*LCOH, Levelised cost of hydrogen: 균등화 수소 원가

**LCOE, Levelised cost of electricity: 균등화 발전 원가

***LCOHD, Levelised cost of hydrogen delivery: 균등화 수소 공급원가

원자력 발전을 통한 수소 생산 정책 개선 권고 방향

o (단기 정책) 저탄소 수소를 원자력발전소에서 생산 가능한 시설을 확장하여 관련 정책 프레임워크를 개발, 수소 공급을 원활하게 할 수 있도록 저장, 변환, 운송 및 유통 인프라 설계 필요

o (중장기 정책) 4세대 원자로*을 통해 수소 생산이 가능한 연구개발 가속 필요

*4세대 원자로: 안전성, 폐기물 최소화 등의 우려를 해결하면서 에너지 공급의 경제성과 신뢰성을 확보하여 인허가·건설·운전이 가능한 원자로