전기가 아니라 수소로 — 수소 에너지가 전력시장에 참여하는 방법

탄소중립 이야기가 나올 때마다 빠지지 않고 등장하는 이름이 있습니다. 바로 수소입니다. 그런데 수소가 정확히 전력시장의 어디에 들어와 있는지는 막상 설명하기 쉽지 않습니다. 오늘은 수소 에너지가 발전과 전력시장에 어떻게 참여하고 있는지, 그리고 앞으로 어떤 역할을 맡게 될지 짚어보겠습니다.

수소는 어떻게 전기가 되는가

수소가 전력시장에 참여하는 방식은 크게 두 가지입니다. 하나는 수소를 연료전지(Fuel Cell)에 넣어 화학반응으로 직접 전기를 만드는 방식이고, 다른 하나는 가스터빈에서 LNG와 섞어 태우는 혼소 방식입니다. 두 방식 모두 이산화탄소 배출이 없거나 크게 줄어드는 것이 핵심 매력입니다.

한국은 이 중 수소발전입찰시장(CHPS)이라는 별도의 제도를 운영하며 수소·연료전지 발전을 육성하고 있습니다. 일반 전력시장과 분리해 별도의 입찰과 가격체계를 두는 이유는, 아직 발전단가가 기존 화석연료 발전보다 높기 때문입니다.

수소발전입찰시장(CHPS)의 구조

일반수소발전: 부생수소·추출수소 등 그레이수소를 활용한 연료전지 발전.
청정수소발전: 그린수소·블루수소 등 탄소 배출이 낮은 수소를 활용, 별도 트랙으로 입찰.
가격 결정: 일반 SMP와 별개로, 경쟁입찰을 통해 낙찰가가 결정되는 구조입니다.

즉 수소발전은 아직 SMP를 직접 좌우하는 한계발전기 역할보다는, 정책적으로 지원받는 별도 시장에서 성장 기반을 다지는 단계에 있습니다.

왜 굳이 수소를 키우려 할까

태양광과 풍력은 날씨에 따라 출력이 흔들리는 반면, 수소는 저장이 가능한 에너지라는 점이 다릅니다. 잉여 재생에너지로 물을 전기분해해 수소를 만들어 두면(그린수소), 필요할 때 다시 전기로 바꿔 쓸 수 있습니다. 이런 에너지 저장·운반체로서의 역할이, 변동성이 큰 재생에너지 중심 계통에서 수소가 주목받는 이유입니다.

가스터빈 혼소, 그리고 그 다음 단계

기존 LNG 발전소를 그대로 활용하면서 탄소를 줄이는 현실적인 방법으로 '수소 혼소'가 시도되고 있습니다. LNG에 수소를 일정 비율 섞어 태우는 방식으로, 발전소를 새로 짓지 않고도 배출량을 낮출 수 있다는 장점이 있습니다. 장기적으로는 혼소 비율을 점차 높여 수소 전소(100% 수소 연료) 발전으로 넘어가는 것이 국내외 로드맵의 공통된 방향입니다.

넘어야 할 과제

수소발전의 확대를 가로막는 가장 큰 걸림돌은 여전히 가격입니다. 그린수소 생산 단가가 화석연료보다 훨씬 높고, 수소를 안전하게 운반·저장할 인프라도 아직 충분치 않습니다. CHPS 같은 지원 제도가 필요한 이유도 여기에 있으며, 앞으로 생산·운송·저장 전 과정에서 비용을 낮추는 기술 발전이 뒤따라야 실질적인 시장 확대가 가능할 것입니다.

마무리

수소는 아직 전력시장의 주연이라기보다는 조연에 가깝지만, 저장 가능한 무탄소 에너지라는 독특한 지위 덕분에 미래 전력시스템에서 존재감을 키워갈 가능성이 큽니다. 다음 회차에서는 전력을 다시 가스로 바꾸는 기술인 P2G(전력→가스)의 미래를 살펴보겠습니다.