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한국 맥락의 그린 vs 블루 수소 LCA와 K-Taxonomy 정합성

psychobehaviour 2025. 12. 8. 07:31
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수소의 “그린/블루” 구분은 전과정평가(LCA) 경계와 탄소집약도 임계값을 어떻게 정의하느냐에 따라 달라진다. 한국에서는 2024년 말부터 **K-Taxonomy(녹색분류체계)**가 본격화되었고, 수소 부문은 청정수소 인증제(법·고시)를 통해 Well-to-Gate 기준의 배출량 한계와 등급을 제시하고 있다. 국제 비교 기준으로는 EU Taxonomy가 대표적이다. 

1. 규범과 임계값: EU와 한국(청정수소 인증제)

  • EU Taxonomy(2021): 수소 생산의 전과정 온실가스 배출 임계값을 3 tCO₂e/tH₂(= 3 kgCO₂e/kgH₂) 이하로 제시한다. 이 기준은 재생전력 기반 전기분해(그린 수소)를 중심으로 하되, 포집률·누출을 엄격히 관리한 블루/터키즈 수소도 조건부 정합이 가능하도록 설계되었다. 
  • K-Taxonomy & 청정수소 인증제(행정예고, 2024): 한국의 청정수소 인증은 Well-to-Gate 경계에서 산정하며, 4 kgCO₂e/kgH₂ 이하를 청정 기준으로 하고, 세부적으로 **1·2·3·4등급(0~0.10, 0.11~1.00, 1.01~2.00, 2.01~4.00 kgCO₂e/kgH₂)**로 구분하는 안이 제시되었다. EU와 마찬가지로 LCA 경계·방법론을 명시한다. 
    (K-Taxonomy는 6대 환경목표에 기여하는 활동을 분류하는 국가 녹색분류체계로서, 청정수소 인증·시장제도와 결합해 실무에 적용된다.)

의미: EU(3 kg) 대비 한국(4 kg)은 초기 전환의 문턱을 다소 완화해 시장 형성을 도우려는 의도가 읽힌다. 그러나 전력·가스 공급망의 실제 배출계수를 보수적으로 적용하면, 그린·블루 모두 임계 충족이 결코 쉽지 않다.

2. LCA 경계와 핵심 변수 정의

2.1 경계(Well-to-Gate)

  • 그린(전기분해): 전력의 배출계수(kgCO₂e/kWh) × 전력소비량(kWh/kgH₂) + 물 정제·BoP 보조동력 + 시약/소모품.
  • 블루(SMR/ATR+CCUS): 공정 CO₂ 배출×(1-포집률) + CCUS 체인의 배출(압축·수송·저장) + 연료/원료 가스 공급망 메탄누출(가스전→파이프라인→터미널→내륙망).

2.2 메탄누출의 취급

메탄의 GWP는 IPCC AR6 기준 GWP100 = 27.2(화석 기원 기준) 값이 널리 사용된다. 즉, 1 kg CH₄ 누출 = 27.2 kgCO₂e로 환산한다(100년 기준).

 

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3. 민감도 분석 ①: 전력계통 배출계수(그린 수소)

    • 한국 기준이라도 계통전력만으로는 거의 불가능하며, 사실상 전용 재생 전력(PPA·추적성), 시간동기 매칭, 잉여전력의 효율적 활용이 필요하다. (보조부하를 포함하면 요구치는 더 엄격해진다.)

4. 민감도 분석 ②: CCUS 포집률(블루 수소)

    • “90% 이상, 가급적 95%+”의 총괄 포집률이 없으면 EU/K-Taxonomy 정합성이 흔들린다.

5. 민감도 분석 ③: 메탄누출(블루 수소의 승부수)

  • 블루 수소 프로젝트는 원산지·운송경로별 누출 실측/보증(OGMP 수준)과 GWP 가정의 투명성이 사업성의 본질이다. 

6. 한국 프로젝트의 실무 체크리스트

  1. 그린 수소(전기분해)
    • 계통 배출계수 vs 임계: 목표 등급(예: 1~2등급)을 정하고 필요 EF 상한을 역산(PPA·REC·시간동기 여부 포함).
    • 운전전략: 변동 재생과의 가동률·부분부하 손실을 정량화(PEM의 램핑 장점, SOEC의 열통합 옵션).
    • 추적성: **전력·인증서의 시간·공간 일치성(Additionality, Temporal Matching)**을 조달 계약서에 명문화.
  2. 블루 수소(SMR/ATR+CCUS)
    • 총괄 포집률 정의: 공정+연소 포함 90~95% 목표로 계약·성능보증(포집 스코프의 경계 명확화).
    • 메탄누출 관리: 원산지·경로별 누출률 데이터(OGMP)/실측 반영, GWP100=27.2 가정 명시.
    • CCUS 체인 배출·비용: 압축·수송·주입 에너지, 누출률, 소유구조를 LCA·LCOH에 통합.
    • 정합성: EU 3 kg 기준 수출·금융을 염두에 두면 한국 4 kg보다 더 빡빡한 설계를 선제 반영.
  3. 공통
    • LCA 툴체인: ISO 표준·국가 가이드에 맞춘 데이터·버전·GWP 표준 고정, 제3자 검증·감사용 Evidence 관리.
    • 금융·정책 연계: K-Taxonomy·청정수소 인증·CHPS/입찰시장의 프리미엄·차액계약(CfD) 가능성까지 포함해 모델링.

7.  정책·시장 설계 시사점

  • 임계의 이중 트랙: 국내 인증(4 kg)과 EU 수준(3 kg) 모두를 시야에 두고 수출·금융 접근성을 보장해야 한다. 
  • 누출 데이터 거버넌스: OGMP 2.0 수준의 측정·보고·검증(MRV) 의무화 및 원산지별 차등 계수 도입.
  • 시간동기 PPA 인센티브: LCA 상 EF를 확실히 80 g/kWh 이하로 만드는 조달 계약에 가점·보조 제공.
  • CCUS 성능보증: 총괄 포집률과 체인 배출을 포함한 성능보증·손해배상 조항 표준화.
  • 금융 연계: K-Taxonomy 적합성을 충족하면 녹색채권·정책금융 금리우대, 미충족 시 과징/탄소비용 차등을 명확화.

  • 그린 수소는 전력계통 배출계수가 본질적 제약이다. 58–77 g/kWh 급의 저탄소 전력을 추적성 있게 조달하지 못하면 EU/K-Taxonomy 정합성이 흔들린다.
  • 블루 수소는 포집률과 메탄누출이 성패를 가른다. 총괄 90–95% 포집과 0.2%대 누출 관리가 확보되어야 EU 3 kg, 한국 4 kg 임계를 안정적으로 충족한다.
  • LCOH 관점에서, 정합성 충족은 대개 전력단가↑(그린) 또는 **CAPEX·T&S↑(블루)**를 동반한다. 따라서 **효율·가동률·학습효과·정책 프리미엄(CfD/인증서)**를 동시 최적화하는 프로젝트 아키텍처가 필요하다.
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