미국 에너지부(DOE)는 수소 생산자, 인프라 소유자, 구매자에게 인센티브를 제공하기 위해 빠르면 10월 중 6~10곳의 지역 수소 클러스터를 선정하고 80억 달러를 할당할 계획이다. 민관이 함께 수소 밸류체인을 개발하기 위한 투자 유치로 이어져 이산화탄소 대량 생산 산업의 탈탄소화에 기여하는 것을 목표로 삼고 있다.

본 계획은 DOE가 2021년 인프라 투자 및 고용법에서 제시했으며, 2022년 9월 ‘청정수소 허브(Clean Hydrogen Hubs, H2Hubs)’ 건설에 80억 달러를 투자하는 방안을 발표한 바 있다. 지금까지 미국 전역에서 총 79개의 허브 제안서가 접수됐고, DOE는 우선적으로 이 중 33개를 선별 과정을 거쳐 최종 22개의 제안서가 공개됐다. 관련해 미 에너지부는 금년 9월 20일에 '수소 및 연료전지 기술 발전 사무소(Hydrogen and Fuel Cell Technologies Office)'를 먼저 지정했다. 이를 통해 총 4700만 달러 규모의 자금을 이용해 13개주의 16개 프로젝트의 연구, 기술 개발 등을 지원할 예정이다. 주요 기술 사무소 지정이 완료됨에 따라 지역 수소 클러스터 선정 또한 임박할 것이라는 기대가 높아지고 있다.

허브 선정 기준

DOE는 아래 4가지 판단기준을 바탕으로 청정수소 허브를 결정할 예정이다.

① 지리적 다양성: 미국 전역에 분포된 허브 중 적어도 두 개 이상이 화석 연료 자원이 풍부한 지역에 위치

② 원료 및 생산 경로 다양성: 화석 연료 기원의 저탄소 수소(예: 탄소 포집 및 저장을 이용한 블루 수소), 원자력 발전 기원의 핑크수소, 재생 가능한 에너지를 이용한 그린수소와 같은 다양한 원료 및 생산 경로

③ 최종 사용자 다양성: 수소를 발전, 주거 및 상업용 난방, 그리고 교통 등 다양한 용도에 활용하는 최종 사용자 다양성

④ 고용: 훈련 및 장기 고용 기회를 제공해 일자리를 창출하는 능력

에너지컨설팅사인 Rystad Energy는 22개 미국 청정수소 허브 구축 제안서를 분석한 바 있다. 그들이 분석한 청정수소 허브 선정 기준에 따르면, 하루 수소 생산량이 최소 50~100톤(365일 운영 시 연간 18,250~36,000톤)에 이르고, 이산화탄소 저장 같은 탄소배출량 감축을 입증해야 하며, DOE의 기술 기준도 충족해야 하는 등 종합 고려된다고 밝혔다. 또한 Rystad Energy는 지리적 다양성이 허브의 최종 선정에 큰 영향을 미칠 수 있다고 분석했다. 이 같은 지리적 다양성은 지역 간 경쟁을 방지할 수 있으며, 이미 DOE에서 정의한 생산, 최종 사용자 및 고용 요건을 이미 충족하는 장점 등이 있어 특별히 고려할 것으로 예상했다.

일반적으로 허브 신청은 인구 밀집 지역인 동북부, 대서양 연안 및 멕시코만 연안에 집중돼 있으나, 재생 인프라가 필요한 낙후 지역에 자금을 투입하는 방안과 허브들이 지역 수소 생산자로부터 공급 경쟁을 하지 않도록 하는 등 균등하게 자금을 분배하는 것으로 예측했다. 예컨대, 풍부한 가스 자원을 보유한 멕시코만 연안에는 3개의 허브 신청이 있고, 이들 모두 12개의 기존 수소 및 이산화탄소(CO2) 인프라 접근성, 정유소 호스트의 수요, 풍부한 가스 자원을 활용하고 있지만, 석유 기업 Chevron 및 ExxonMobil을 포함하는 텍사스와 루이지애나의 HyVelocity 허브를 유력지역으로 포함했다.

한편 비교적 작은 규모의 4개 허브는 고성능 에너지 거물이나 산업 계열 기업의 지원을 받지 않고도 지역 지역에 미치는 영향 및 상대적으로 분산된 위치 때문에 유력지역으로 포함됐다. 또한 원자력 발전소와 같은 원자력 발전소가 있는 지역의 프로젝트는 비용이 비싼 새로운 원자력 인프라가 필요하지 않은 핑크수소 프로젝트의 가능성 때문에 성공할 가능성이 높다.

유력한 허브 후보 지역

<미국 청정수소 허브 신청 지도>

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[자료: S&P Global Commodity Insights]

1) 캘리포니아: 재생 가능한 청정수소 에너지시스템 연합(ARCHES)

ARCHES(Alliance for Renewable Clean Hydrogen Energy Systems)는 그린수소*에 중점을 두고 있으며 캘리포니아의 16개 재생 가능한 수소 및 2개의 블루수소 프로젝트, 그리고 기존의 2개 수소 배관과 수소 자동차 충전 인프라을 활용해 공급할 가능성이 높다. 지하 저장에 적합한 지질 조건도 갖추고 있다. ARCHES는 아마존과 같은 대형 소매업체, 전해질 제조업체 Plug Power, 호주 가스 회사 Woodside, 산업용 가스 업체 Air Products 및 Air Liquide와 같은 100개 이상의 기업이 참가하고 있다. 타이어 제조용 카본블랙을 생산하는 청록수소 사업에 맞춰 추진하고 있는 Michelin도 참가기업으로 포함돼 있다.

 주*: 수소는 생산방식과 친환경성 정도에 따라 그레이(화석연료), 블루(그레이와 생산방식 동일하나 이산화탄소를 저장), 그린(물의 전기분해), 핑크(원전)

2) 아칸소/루이지애나/오클라호마: HALO 수소 허브

아칸소, 루이지애나, 오클라호마는 50개 참가사가 연합하고 있다. Shell, Woodside, Air Products, NextEra 및 Baker Hughes와 같은 석유 업계 기업을 포함한다. 3개 주에는 총 10개의 그린수소 프로젝트와 15개의 블루수소 프로젝트가 있으며, 기존 이산화탄소(CO2) 수송 인프라를 활용하고 있다.

3) 텍사스/루이지애나: HyVelocity 허브

HALO 허브 남쪽에 위치한 HyVelocity는 멕시코만 연안에 위치한 3개의 지원기관 중 하나로 대학, 기업, 잠재적 구매자를 포함해 80개의 참가자로 구성돼 있다. 총 22개의 그린수소 사업과 16개의 블루수소 사업이 있으며, 석유 기업 Chevron과 Exxon을 비롯, 재생에너지 개발업체인 오스테드(Orsted)와 AES의 지원을 받고 있다.

4) 펜실베이니아/웨스트버지니아/오하이오/켄터키: 애팔래치아 지역 청정수소 허브(ARCH2)

버려진 석탄 광산과 원주민 영토를 포함하는 등 미국에서 가장 경제적으로 빈곤한 지역 중 일부 애팔래치아 지역에 기반을 둔 2개의 지원 신청한 허브 중 하나이다. 지역사회 경제 프로필과 산업 밀도 특성상 수소 생산 세제 혜택 및 투자 세제 혜택(태양, 지열 및 연료전지 에너지에 대해 사용 가능한 혜택)을 받기에 이상적인 장소이다. ARCH2는 화석 연료 기반의 수소 및 화학물질 사용에 중점을 두고 있으며, Plug Power 및 Bloom Energy와 같은 전해질 제조업체와 Air Liquide, Chemours 화학사, EQT와 같은 주요 원유 및 가스 생산업체를 포함한 15개의 파트너가 참가하고 있다.

5) 코네티컷/매사추세츠/메인/뉴저지/뉴욕/로드아일랜드/버몬트: 동북지역 청정수소 허브

22개 최종 지원자 중 동부 해안(또는 중대 서부)에 속하는 3개의 허브 중 하나로 해당 지역의 원자력 발전 인프라를 활용해 핑크수소를 생산에 초점을 맞추고 있다. 주 정부가 주도하는 동북 지역 청정수소 허브는 12억5000만 달러의 허브 자금을 두고 경쟁하며 그린 및 핑크수소에 중점을 두고 있다. 이 허브는 Nel 및 Air Liquide, Orsted, Equinor 및 Constellation을 포함한 파트너와 100개 이상의 양해각서를 체결했다.

6) 일리노이/인디애나/켄터키/미시간/미주리/위스콘신: 청정수소를 위한 중서부 동맹

그린, 블루 및 핑크 등 세 종류의 수소 생산을 목표로 하고 있다. 6개 주에서 지원하는 이 허브는 철강 제조, 시멘트, 화학 생산을 포함해 미국 러스트 벨트(Rust Belt) 지역 내의 탄소배출 저감이 어려운 방대한 사업장을 탈탄소화하는 데 도움이 될 수 있으며, 애팔래치아 고원 지역과 마찬가지로 정치적 관점에서 선정 가능성이 높은 지역이다. 중서부 동맹은 원자력 발전소 운영자인 Constellation을 비롯해 Air Liquide, 세계 최대 철강제조사 ArcelorMittal, EU 지원 연구기관 EIT InnoEnergy, Plug Power 및 ExxonMobil을 포함하는 수소 생산자, 최종 사용자, 공공기관으로 구성된 70개 회원사의 지원을 받는다.

7) 워싱턴/오리건: Obsidian Pacific Northwest Hydrogen Hub

태평양 북서부는 태양광, 풍력, 수력 자원이 풍부하지만 Obsidian 허브는 그린 및 화석 연료 기반 수소 생산을 대상으로 하며 미국 시애틀의 최대 데이터 센터 중 하나에 전력을 공급하기 위해 수소를 공급한다는 계획이다. 총 7억 달러를 들여 워싱턴과 오리건에 산업단지를 세우고 배관을 통해 그린수소를 공급받아 비료를 생산하기 위한 암모니아 공장을 설치하는 안도 포함하고 있다. 오리건 소재 태양 발전 업체 Obsidian Renewables를 중심으로 미국 북서부에 위치한 2개 허브 제안 지역 중 하나이다.

8) 콜로라도/뉴멕시코/유타/와이오밍: 서부 지역 간 수소 허브(WISHH)

WISHH(Western Inter-States Hydrogen Hub)를 지원하는 4개 주는 지하 탄소 포집 또는 수소 저장을 적합한 지질 조건과 수소 기반 합성연료 제조에 사용할 수 있는 기존 이산화탄소(CO2) 배관을 활용하고 있다. 콜로라도주 정부가 주도하는 WISHH는 그린수소, 바이오매스 및 화석 연료 기반 수소생산, 수소혼합 프로젝트를 포함, 4개 주에서 최소 8개의 수소 기반 프로젝트를 개발하기 위해 12.5억 달러의 보조금 지원을 희망하고 있다.

9) 테네시/켄터키/앨라배마/조지아/사우스캐롤라이나/노스캐롤라이나: 남동부 수소 허브

이 지역은 재생 가능한 수소로 생산한 그린암모니아로 탄소 배출을 줄일 수 있는 여러 비료 생산 공장이 있으며, 남동부 수소 허브에 대한 연방 자금의 가장 큰 매력 요소는 지역 경제에 미치는 영향에 있다. 5개의 지역 유틸리티 공기업이 6개 주 전체에 ‘그린수소 네트워크’를 개발하고자 한다.

10) 노스다코타/위스콘신/미네소타/몬태나: 하트랜드 수소 허브

북부 4개주가 지원하는 하트랜드(Heartland) 수소는 수소 기반 합성연료 생산 및 장거리 트럭 운송에 수소를 사용하는 것을 중점으로 하고 있다. 트럭용 수소 동력 엔진을 개발 중인 엔지니어링 기업 Cummins와 미쓰비시가 허브 파트너에 포함돼 있다. 옥수수 벨트 주들은 합성 연료 생산을 위한 생물학적 이산화탄소(CO2)를 제공하고 수소 기반 비료 수요를 촉진할 수 있는 좋은 위치에 있다.

시사점

미국을 비롯한 전 세계 국가들이 그린 뉴딜, 즉 지속가능한 성장을 위한 해법으로 수소경제로의 전환을 추진하고 있다. 수주일 내로 미국 정부의 청정수소 허브 선정 결과가 발표되면 그린수소 생산 기술 및 재생에너지, 탄소 포집 연계 블루수소 생산 프로젝트 등이 더욱 활성화될 것으로 전망된다.

미국 IRA 보조금 혜택뿐만 아니라 청정수소 허브 구축에 대한 정책적인 지원이 강화될 전망이다. 이에 청정수소 허브 프로젝트를 추진하는 주 정부와 함께 구축 사업을 공동 진행할 수 있는 기회를 유심히 살펴보고, 미국 청정수소 기술 개발 동향 및 관련 정책에 대한 적극적인 모니터링 및 꾸준한 기술 개발을 통해 경쟁력을 쌓아야 할 것이다.

국내 업계관계자에 따르면 “수소차·연료전지 등 분야에서 우리 기업에 다양한 수출 기회가 생길 것으로 전망되며, 경제성 있는 청정수소를 생산하고 청정에너지 시대를 선도할 수 있는 파트너로서 차별화된 기술력으로 자격요건을 강화해야 할 것”으로 사료된다고 전했다.

자료: DOE, Rystad Energy, Hydrogen Insight 등 KOTRA 시카고 무역관 자료 종합