수소 인프라의 가장 큰 도전, ‘수소 운송비’ 문제를 해결하라

🟩 1) 글로벌 수소경제가 직면한 가장 현실적인 장벽 — 운송비

수소경제의 확장은 생산 기술보다도 운송 비용의 구조적 한계가 산업 확산의 속도를 결정한다.
수소는 단위 부피당 에너지 밀도가 매우 낮아, 동일한 에너지를 운반하기 위해서는 압축·액화·화학적 저장 중 한 방식으로 처리해야 한다. 이 과정은 각각 복잡한 공정과 비용을 수반하며, 실제로 여러 국제 보고서에서는 “수소 단가의 절반 이상이 물류비로 형성된다”고 분석한다.

특히 육상 운송에서 고압튜브트레일러는 km당 단가가 높고, 액화 운송은 극저온 유지 에너지가 추가되어 경제성이 쉽게 흔들린다. 해외에서 생산된 수소를 국내로 들여오려는 국가일수록 운송 방식 선택이 곧 산업 경쟁력으로 직결된다.

🟦 2) 수소 운송 구조의 세 가지 선택지 — 압축·액화·화학적 운송

수소 물류 인프라는 기술·비용·안전성을 기준으로 아래 세 가지 체계로 나뉜다.

 (a) 압축수소 운송

압력: 350~700bar
장점: 육상 단거리 구조에서 가장 널리 쓰임, 설비 구조 단순
한계: 단위당 적재량이 적어, 장거리에서는 “물류비 폭증” 문제가 발생

 (b) 액화수소 운송

온도: –253℃ 극저온
장점: 부피를 1/800로 줄여 대량 운송에 유리
한계: 냉각 비용·기화 손실이 경제성의 핵심 리스크

 (c) 화학적 운송 (암모니아·LOHC)

암모니아(NH₃) 또는 액체유기수소운반체(LOHC)에 수소를 포함시켜 운반
장점: LNG 인프라 일부 활용 가능, 장거리 수송 효율적
한계: 암모니아 분해(크래킹) 비용, LOHC 탈수소화 에너지 손실

국가 전략은 세 가지 방식 중 하나가 아니라, 거리·수요·기반시설에 따라 복합적으로 선택하는 방향으로 빠르게 움직이고 있다.

🟥 3) 수소 운송비를 좌우하는 핵심 요인 — ‘적재량·손실·회수비용’

수소 운송 비용의 본질은 단순한 운송비 자체가 아니라 시스템 전체의 비용 최소화다.

 (1) 적재 용량

압축수소는 트레일러당 약 300~500kg, 액화수소는 3~4톤까지 가능하다.
즉, “장거리 운송은 무조건 액화 기반이 유리하다”는 결론이 자연스럽게 나온다.

 (2) 손실률

액화수소는 BOIL-OFF LOSS(기화손실)가 발생한다.
반면 압축수소는 손실은 적지만 단위당 비용이 높다.
암모니아·LOHC는 손실률은 낮지만 탈수소화 비용이 추가된다.

 (3) 회수·충전 비용

압축·액화는 충전 인프라 설비비가 크고,
암모니아·LOHC는 분해 플랜트 투자비가 크다.

결국 국가·기업은 “총 운송비 + 총 변환비용 + 인프라 구축비”를 통합적으로 평가해야 하며, 기술적 접근만으로는 해답을 얻기 어렵다.

🟦 4) 해외는 어떻게 해결하고 있는가 — 국가별 전략 비교

🇯🇵 일본: 암모니아 중심 전략

일본은 해외 생산 → 암모니아 운반 → 국내 크래킹 방식으로 장거리를 커버한다. LNG 터미널을 활용하고, 선박·저장 설비 투자비를 최소화하며 규모의 경제를 만드는 전략이다.

🇦🇺 호주: 대규모 액화 플랜트 구축

호주는 재생에너지 기반 그린수소를 액화 형태로 일본·한국으로 수출하는 구조를 구축 중이다.
대용량 액화수소 플랜트는 초기 CAPEX가 크지만, 대량 운송의 단가 하락 효과가 크다.

🇰🇷 한국: 압축·액화·암모니아 “삼중 체계”

한국은 국내 수요 밀도가 높아 압축수소 기반 충전소 중심으로 도시형 공급망을 구축하면서,
장거리·수입형은 액화 및 암모니아를 복합 운영하는 전략을 채택 중이다.
특히 액화수소는 모빌리티·드론·우주 분야까지 확대돼 국가 단위 인프라의 핵심 축이 되고 있다.

🟫 5) 수소 운송비 절감을 이끄는 기술 혁신

 (a) 대용량 액화 플랜트 효율 향상

신규 냉각 사이클(N₂·헬륨 혼합 냉매) 기술로 에너지 소비를 극적으로 낮추는 연구가 진행 중이다.

 (b) 압축 저장 용기의 경량화

탄소섬유 하이브리드 설계(Type IV·V)는 단가를 낮추고 적재량을 늘려 육상 물류비를 개선한다.

 (c) 암모니아 크래킹 효율 개선

니켈·루테늄 기반 촉매 최적화로 NH₃ → H₂ 분해 효율이 상승하며 상업성이 근접하고 있다.

 (d) LOHC 순환 효율 향상

탈수소화 온도 저감·재생 촉매의 수명 증가로 전체 사이클 비용이 감소하는 추세다.

이러한 기술 융합은 2035년 이후 수소의 “물류 단가 하락”을 가속할 핵심 요인으로 분석된다.

🟩 6) 수소경제의 확장은 결국 ‘운송 비용의 혁신’에 달려 있다

수소경제의 성장은 생산 기술의 발전만으로는 완성되지 않는다.
수소 운송비는 국가 전략·공급망 구조·인프라 투자 방향을 모두 규정하는 절대적 요인이다.

압축·액화·암모니아·LOHC는 서로 경쟁하는 관계가 아니라,
각국이 거리·수요·경제성을 조합해 최적 전략을 설계하는 포트폴리오 체계다.

2050년 탄소중립 목표를 달성하기 위해서는
“수소 생산 → 저장 → 운송 → 사용” 전체 밸류체인의 비용 최적화가 필수이며,
그 중심에는 반드시 운송 비용 혁신이 존재한다.