[산업경제뉴스 손영남 기자] 기후위기 대처와 에너지 전환이 국가적 과업으로 떠오르면서 부각된 수소는 원소주기율표를 벗어나 미래 에너지의 핵심으로 떠오르고 있다. 문제는 이를 생산하는 과정이 적지 않은 비용과 노력을 필요로 한다는 점이다. 수소 경제 발전이 기대치에 못 이르고 있는 이유다. 이를 극복하기 위한 방편으로 음식물 쓰레기나 가축 분변 등을 활용한 에너지 전환이 주목받고 있다. 그중에서도 많은 관심을 끌고 있는 것이 음식물쓰레기를 활용한 수소 생산 기술이다. 단순한 에너지 전환 차원을 넘어 자원 재활용까지 더할 수 있다는 장점으로 인해 유력한 대안으로 부상하고 있는 것. 자원순환과 탄소중립 모두를 충족시키는 음식물 쓰레기의 변신이 새 시대를 앞당기고 있다. ◆ 음식물 쓰레기에 미생물 합쳐 수소 생성 폐자원을 활용한 에너지 생산은 일석이조의 일일 수밖에 없다. 리사이클링이 세간의 관심을 끈 배경이다. 폐목재나 폐플라스틱을 활용한 방식이 이에 해당한다. 그러나 음식물쓰레기에 눈을 돌리기는 쉽지 않은 것이 사실이다. 그를 활용해 에너지를 만든다는 것이 비상식적이라 생각한 때문이다. 그러나 기술이 발전하면서 이 역시 현실 구현 가능한 일로 자리잡고 있다. 실제로 국내에서는 음식물쓰레기를 활용한 수소 생산 기술이 실증 단계를 넘어 상용화를 향해 나아가고 있다. 하루 수십 톤의 음식물쓰레기를 처리해 수소를 생산하고, 이를 수소차나 수소발전 등에 활용하는 프로젝트가 곳곳에서 진행 중이다. 이 기술은 단순한 폐기물 처리의 차원을 넘어, 지역 기반의 순환형 수소 생태계를 구축하는 데 기여하고 있다. 음식물쓰레기에서 수소를 얻는 과정은 크게 두 단계로 나뉜다. 먼저 음식물쓰레기를 혐기성 소화 방식으로 분해해 바이오가스를 생산한다. 이 바이오가스는 주로 메탄으로 구성되며, 이를 고온 수증기 개질(Steam Methane Reforming) 방식으로 처리하면 수소를 추출할 수 있다. 추출된 수소는 연료전지에 공급되어 전기와 열을 동시에 생산하는 데 활용된다. 이 과정은 기존의 천연가스 기반 수소 생산보다 탄소 배출이 적고, 폐기물 감축 효과까지 기대할 수 있다. 이 대열에 가장 앞서 있는 곳이 현대자동차그룹이다. 수소자동차 시장의 절대적 강자로 군림하고 있는 현대자동차그룹이 누구보다 앞서 이의 상용화에 도전하고 있는 것. 현대자동차그룹은 음식물쓰레기, 하수슬러지, 가축분뇨 등 유기성 폐기물을 활용한 ‘Waste to Hydrogen(W2H)’ 프로젝트를 국내외에서 적극 추진 중이다. 지난 4월, 현대차그룹은 인도네시아에서 W2H 모델을 기반으로 한 첫 해외 실증 사업을 공식 발표했다. ‘글로벌 수소 생태계 서밋 2025’에서 인도네시아 정부 및 국영 에너지기업 페르타미나와 함께 서부 자바주 반둥시 인근 사리묵티 매립지를 활용한 수소 생산 및 충전소 구축 계획을 공개했다. 이는 음식물쓰레기 등 유기성 폐기물을 활용해 바이오가스를 생산하고, 이를 수소로 전환하는 기술을 해외에 적용한 첫 사례로, 현대차그룹의 수소 생태계 확장 전략을 보여주는 상징적인 행보다. 규모는 작지만 지자체의 행보 역시 눈에 띠는 대목이다. 충북 청주에서는 하루 50톤 규모의 음식물쓰레기를 처리해 수소를 생산하는 실증시설이 운영되고 있으며, 이를 수소버스 충전소와 연계하는 지역 순환형 수소 공급망 구축이 진행되고 있다. 대구나 기타 지자체에서도 유사한 실험을 연이어 이어나가는 등 음식물쓰레기의 자원화는 끊이지 않고 있다. ◆ 모빌리티와 산업 등 다양한 영역에서 활용되는 수소 연료전지기술 학계의 지속적인 관심 역시 긍정적인 대목이다. 지난해 12월, 한국에너지기술연구원 좌은진 박사 연구팀은 바이오 전해전지 기술을 한층 더 발전시킨 ‘제로 갭 구조 셀’을 공식 발표했다. 기존 전지에서 발생하던 전극과 분리막 사이의 틈으로 인한 전력 손실 문제를 해결하기 위해, 연구팀은 전극과 분리막을 완전히 밀착시키는 구조를 개발했다. 이 기술을 통해 전자 생산량은 기존보다 1.8배, 수소 생산량은 1.2배 증가하는 성과를 거두었으며, 특히 공정의 대형화 가능성까지 확보해 상용화에 중요한 전기를 마련했다. 해당 기술은 한국산업기술시험원의 공인 인증도 획득했다. 해외에서도 음식물 기반 수소 생산에 대한 관심은 높다. 유럽연합(EU)은 바이오매스 기반 수소 생산을 탄소중립 전략의 핵심으로 보고 있으며, 일본은 음식물쓰레기에서 수소를 생산해 연료전지 차량에 공급하는 실증사업을 확대하고 있다. 이러한 흐름은 음식물쓰레기를 단순히 처리해야 할 폐기물이 아닌, 에너지 자원으로 인식하는 패러다임 전환을 보여준다. 하지만 이 모든 기술적 진보에도 불구하고, 음식물쓰레기 기반 수소 생산의 가장 큰 걸림돌은 여전히 ‘경제성’이다. 바이오가스를 개질해 수소를 생산하는 공정은 장비 투자비와 운영비가 높고, 생산된 수소의 단가도 천연가스 기반 그레이 수소에 비해 2~3배 이상 비싸다. 특히 음식물쓰레기의 수분 함량이 높아 전처리 비용이 많이 들고, 바이오가스의 메탄 농도와 불순물 제거 공정도 추가 비용을 유발한다. 또한 수소 저장·운송·충전 인프라가 아직 충분히 갖춰지지 않아, 생산된 수소를 실제 수요처까지 안정적으로 공급하기 위한 시스템 구축에도 막대한 비용이 소요된다. 이 때문에 현재로서는 정부의 보조금, 탄소세 연계 인센티브, 재생에너지 인증제도(REC) 등 정책적 지원 없이는 민간 차원의 수익성 확보가 쉽지 않다는 지적이 나온다. 정부는 2030년까지 재생에너지 기반 수소 비중을 30% 이상으로 확대하겠다는 ‘수소경제 로드맵’을 발표했다. 음식물쓰레기 기반 수소는 이 목표를 달성하는 데 있어 중요한 역할을 할 수 있다. 폐기물 감축과 에너지 생산을 동시에 달성할 수 있는 전략적 해법이기 때문이다. 매년 500만 톤 이상 발생하는 국내 음식물쓰레기. 그 속에 숨겨진 에너지 가능성을 수소연료전지가 현실로 바꾸고 있다. 기술과 정책, 산업이 맞물릴 때, 음식물쓰레기는 더 이상 ‘폐기물’이 아닌 ‘자원’이 될 것이다. 그리고 그 자원은, 우리가 꿈꾸는 탄소중립 사회를 향한 길을 밝히는 에너지가 될 수 있다.

[산업경제뉴스 민경종 기자] 정부가 지난달 발표한 120대 국정과제 중 에너지부문과 관련, 탄소중립과 에너지 안보 달성을 핵심목표로 삼고, 재생에너지 비중을 획기적으로 확대하기 위한 정책 추진 의지를 밝혔다. 이는 글로벌 과제인 탄소중립목표 달성의 핵심 요소로 평가받고 있는 태양광, 풍력 같은 재생에너지 발전 비중을 높임으로써 그 목표치에 가까이 다가가고, 특히 선진국과 비교해 현저히 낮은 수준(거의 최 하위권)을 탈피하고자하는 불가피한 선택으로 보인다. 그렇다면 지난해 말 기준 우리나라의 발전원 중 재생에너지가 차지하는 비중은 얼마이고 선진국으로 평가받고 있는 OECD 국가들의 평균치와 비교해 어느 정도의 수준일까? 먼저 지난 5월 산업통상자원부가 발표한 2024년 기준 ‘에너지 수급 동향’에 따르면 작년 태양광·풍력 등 신재생에너지 발전량은 전년 대비 11.7% 급증해 전체 발전량에서 차지하는 비중이 2023년 9.6%에 비해 1%포인트 상승한 10.6%를 기록, 사상 처음으로 2자릿수에 진입하는 성과를 올렸다. 지난해 총발전량 595.6테라와트시(TWh) 중 63.2TWh 전기를 신재생에너지가 공급한 것인데, 하지만 문제는 이러한 성과에도 불구하고 2024년 기준 OECD 평균 27.0%와(25년 6월은 35.8%) 비교하면 턱없이 적은 수치다. 전체적인 숫자(발전비중)도 열악하지만 더 큰 문제는 증가폭이다. 산업통상부자료와 유진투자증권 리서치센터 보고서(2025.9.22.자)에 따르면 우리나라 재생에너지 발전 비중은 2019년 약 5.5%에서 2021년 7.5%, 2022년 8.9%, 2023년 9.6%, 2024년 10.6%로 약 5년 동안 5.1%P증가에 그쳤다. 반면 OECD의 경우 2024년 말부터 올 상반기까지 불과 6개월 만에 27.0%에서 35.8%로 8.8%P나 급증했다. 우리가 5년여 동안 5.1%P 늘리는데 그친데 반해 그들 국가는 단, 6개월 만에 8.8%P나 늘린 것. 이 대목에서 독자들께 한 가지 양해를 구하고 싶은 것은, 우리나라의 경우 OECD국가의 달리 올 상반기 재생에너지 발전비중은 아직 공표되지 않아 객관적인 비교가 불가하다는 점이다. 이에 우리 이재명 정부는 출범 약 4개월 만인 10월 1일자로 기후에너지부를 출범시키고, 이에 앞서 지난달 13일 인수위원회 성격인 국정기획위원회를 통해 123개 국정과제를 발표한데 이어 16일에는 국무회의에서 약간의 조정과 보완을 거쳐 123개의 국정과제를 최종 확정했다. 그렇다면 123개 국정과제 중 에너지부문의 재생에너지 확대 전략은 무엇이고 그 평가는 어떠할까? 재생에너지 확대가 정부의 중심 정책 유진투자증권 리서치센터 한병화 연구원 보고서(국내 재생에너지:2025.09.22.자)에 따르면 대통령이 100 일 기자회견에서 재생에너지 설치가 현실적인 전원 확대 방안이라고 언급한 데 이어 주무 장관도 2030 년 재생에너지 설치목표 상향을 공론화하고 있다. 11차 전력수급기본계획에서의 2030년 누적 재생에너지 설치 목표치는 78GW 인데, 이를 100GW 수준으로 상향할 가능성이 높다고 판단된다. 대한민국이 재생에너지 확대에 집중해야 하는 이유는 경쟁국들 대비 지나치게 부족하기 때문이다. 2024년 OECD 풍력, 태양광 전력 비중은 27%였고, 올 6월에는 36%까지 상승했다는 것. 우리나라의 지나치게 낮은 재생에너지 비중은 우리가 국제사회에 약속한 국가온실가스 감축목표는 물론 RE100, 탄소국경조정제도 등으로 기업들의 글로벌 경쟁에도 심각한 피해를 준다. 공짜 점심은 없다. 대한민국은 단기에 재생에너지를 대폭 확대해서 경쟁국들과의 격차를 줄여야 한다는 것이 한 연구원의 판단이다. 재생에너지확대 겨냥한 각종 지원 정책들 집중 예상과 정책 평가는? 이에 따라 연내에 RE100 산단 특별법, 영농형 태양광법이 확정될 것으로 보이는데, 내년 3월부터 시행되는 해상풍력특별법까지 포함하면 풍력, 태양광이 규모 있게 증가할 법적 토대는 마련된 것이라는 설명이다. 또한 정부는 단기간에 설치량 확대를 위해 전력망 여분을 확보하는 동시에 동기조상기, 대규모 ESS 설치를 통해 망 유연성 확보작업을 시작했다. 에너지 고속도로가 완성되는 2030년 이전에 재생에너지 설치를 증가시켜야 하기 때문이라는 것. 이를 위해 ▲해상풍력 단지 및 전용 항만 조성 ▲영농형·수상·산단 등 태양광 입지 확대 ▲RE100산단으로 지역 균형성장 지원, ▲햇빛·바람 연금확대 및 에너지 자립마을 조성 등을 통해 재생에너지 중심 에너지 대전환을 이루겠다는 것이 정부의 큰 그림이다. 이에 따라 이격거리 완화, 각 부처별 규제 등도 기후에너지환경부가 주도해서 대폭 완화할 것으로 판단된다고 예상했다. 하지만 이러한 정책 기조에 대한 비판적 시각도 에너지업계와 증권가 일각에서 나오고 있다. 우리나라는 좁은 국토 면적과 높은 인구 밀도, 그리고 복잡한 행정 규제, 특히 태양광의 경우 ‘이격거리‘ 규제 등의 요인으로 인해 재생에너지 입지 확보에 있어 해외 국가보다 더 큰 어려움을 겪고 있다는 것. 즉, 좁은 국토 면적에다 평지가 적고 산지가 많아 대규모 태양광 단지를 건설할 수 있는 부지 자체가 제한적이다. 과거 산지 태양광의 무분별한 개발로 인해 산림 훼손, 토사 유출(산사태) 등의 환경 문제가 발생하면서 산지 태양광에 대한 규제가 대폭 강화되었다. 또 농지를 활용한 태양광(영농형 태양광)에 대한 논의가 진행되고 있지만, 식량 안보 문제와 충돌하면서 보급 속도를 내기 어렵고 또한, 농지의 철새도래지 주변 설치는 생태계 영향을 유발할 수 있다. 무엇보다 가장 큰 걸림돌은 과도한 이격거리 규제가 손꼽히고 있다. 현재 태양광 발전 설비는 도로, 주택, 주거 밀집 지역 등으로부터 일정 거리(최소 100m ~ 최대 1,000m) 이내에는 설치할 수 없도록 지방자치단체(지자체) 조례로 규제하고 있다. 전국 기초지자체의 절반 이상이 이격거리 규제를 운영하고 있으며, 그 기준도 지자체마다 제각각이고, 때로는 폐기물 처리 시설이나 유해 시설보다 더 엄격하게 적용된다. 이로 인해 국내 태양광 잠재 입지의 60% 이상이 발전 시설 설치가 원천 차단되고 있는 실정이라는 것. 이외에도 복잡한 인허가 절차도 걸림돌이다. 즉, 발전사업허가 외에도 개발행위허가, 농지/산지 전용 허가 등 여러 법률에 따른 복잡한 인허가 절차를 거쳐야 한다. 풍력 발전 확대 역시 입지적 제약 요인이 존재한다. 풍력 발전은 특히 육상에서 입지 확보가 어렵고, 해상에서는 복잡한 인허가와 어민 수용성 문제가 가장 큰 제약으로 꼽힌다. 육상풍력의 경우 소음 및 경관 훼손 문제가 거론되는데, 풍력 발전기의 소음과 거대한 규모로 인한 경관 훼손 문제는 주민들의 강력한 반대(님비 현상)를 일으키는 가장 큰 원인이다. 아울러 산지가 많은 국내 지형 특성상, 풍황이 좋은 곳은 대개 백두대간 등 보호 가치가 높은 산림지역, 군사 작전 구역, 보호 구역 등 법적으로 개발이 제한된 지역과 겹치는 경우가 많다. 또 해상풍력의 제약 요인으로는 복잡하고 긴 인허가 절차가 거론된다. 해외 선진국(덴마크, 유럽 등)의 경우 해상풍력 개발 기간이 3~4년인 반면, 한국은 부지 선정부터 최종 인허가까지 5~7년 이상 소요된다. 이는 부지 선정, 환경 영향 평가, 어업 협의 등 10개가 넘는 법률에 근거한 인허가를 개별 사업자가 모두 책임지고 받아야 하는 현행 ‘개별 사업자 추진 방식’ 때문이다. 또 어민 수용성의 문제도 존재한다. 풍력 단지 건설로 인한 조업 구역 축소 및 어업 활동 지장 문제로 인해 어민들과의 갈등이 잦아 사업이 지연되는 주요 원인인데, 이익 공유 방안이 마련되고 있음에도 불구하고 초기 협의 단계에서 난항을 겪는 경우가 많다는 것. 이에 더해 송전망 연계 부족도 큰 문제다. 해상풍력 단지는 대규모로 전력을 생산하지만, 발전소에서 생산한 전기를 육지로 끌어올 송전선로나 변전 시설이 부족하거나 포화 상태인 경우가 많아 개발된 전기를 사용할 수 없는 '계통 포화' 문제가 발생한다. 이뿐만이 아니다. 태양광과 풍력발전의 공통 제약여인으로 전력 계통 문제가 거론된다. 재생에너지는 날씨에 따라 발전량이 달라지는 간헐성을 가지기 때문에, 이를 수용할 수 있는 유연하고 안정적인 전력망(계통) 구축이 필수적이다. 그러나 현재의 전력망과 운영 방식은 급증하는 재생에너지를 안정적으로 수용하기에 부족하여, 일부 지역에서는 생산된 전기를 강제로 차단하는 출력 제어가 발생하는 문제도 동시에 겪고 있다. 상황이 이러함에도 기존에 제시된 재생에너지 발전을 위한 연평균 설치량 목표도 달성하기 쉽지 않음에도 과도하게 목표치를 올려 잡으면서 '과속'에 따른 부작용이 발생할 것이란 것이 에너지 업계의 우려다. 또 증권가에서는 당초 오는 2030년 설치량 목표였던 78GW 달성을 위해서는 2025~2030년 연평균 7.3GW를 일궈내야 하는데, 올해 설치량은 3GW 수준에 불과할 것으로 예상되고, 내년부터 설치량의 뚜렷한 증가가 없으면 목표치 달성이 어렵다는 지적도 나온다. 게다가 정부가 오는 2030년 목표치였던 78GW를 100GW수준으로 상향시킬 가능성이 높아, 특단의 기술이나 묘수가 마련되지 않는 한 목표 달성은 요원한 것 아니냐는 시각이다. 그럼에도 불구하고 탄소중립 목표 달성을 위해서는 온갖 노력을 경주해야한다는 당위성이 더 큰 상황이어서 재생에너지 확대를 위해 우리 모두의 힘과 지혜를 모아야할 때라는 목소리가 설득력을 더하고 있는 상황이다.