핑크수소란? 원자력 전기로 만드는 청정수소와 수전해

안녕하세요, 음이온 교환막(AEM) 수전해 기술로 청정수소 생산 단가를 낮추고 있는 HydroXpand입니다.

수소는 생산 방식에 따라 여러 색깔로 나뉩니다. 그레이수소, 블루수소, 그린수소에 이어 최근에는 핑크수소라는 이름도 자주 등장합니다. 핑크수소는 원자력 발전으로 만든 전기로 물을 전기분해해 생산하는 수소를 말합니다.

재생에너지 대신 원자력을 전력원으로 쓴다는 점에서 그린수소와 갈리지만, 물을 전기분해한다는 생산 원리 자체는 같습니다.

이번 포스팅에서는 핑크수소의 정의부터 레드수소·퍼플수소와의 차이, 그린수소와의 비교, 장단점, 청정수소 인증제 안에서의 위치, 국내외 동향까지 정리합니다.

핑크수소 핵심 요약 4가지

핑크수소를 한 문장으로 요약하면, 원자력 전기로 물을 전기분해해 만드는 청정수소입니다.

첫째, 핑크수소는 원자력 발전으로 생산한 전기로 물을 전기분해해 만드는 수소입니다.

둘째, 같은 원자력 수소라도 열로 만드는 레드수소, 열과 전기를 함께 쓰는 퍼플수소와는 생산 방식이 다릅니다.

셋째, 그린수소와 생산 원리는 같고 전력원만 재생에너지가 아니라 원자력이라는 점에서 갈립니다.

넷째, 국내 청정수소 인증제에서도 온실가스 배출량 기준을 충족하면 청정수소로 인정받습니다.

핑크수소란 무엇인가

핑크수소란 원자력 발전으로 생산한 전기로 물을 전기분해해 만드는 수소를 뜻합니다.

핑크수소의 생산 원리는 물에 전기를 흘려 수소와 산소로 분리하는 수전해입니다. 이때 어떤 전기를 쓰느냐에 따라 수소의 색깔이 갈립니다. 재생에너지 전기를 쓰면 그린수소, 원자력 전기를 쓰면 핑크수소로 구분합니다.

핑크수소는 생산 과정에서 이산화탄소를 거의 배출하지 않습니다. 원자력 발전은 발전 과정에서 이산화탄소를 배출하지 않기 때문에, 그 전기로 물을 전기분해하면 탄소 배출이 적은 수소를 얻습니다. 이런 이유로 핑크수소는 저탄소 수소 또는 청정수소의 한 갈래로 다룹니다.

핑크수소와 레드수소, 퍼플수소의 차이

원자력으로 만드는 수소는 생산 방식에 따라 세 가지로 나뉩니다.

핑크수소는 원자력 발전으로 생산한 전기로 물을 전기분해해 만듭니다. 레드수소는 원자력 발전 과정에서 나오는 열로 물을 열화학분해해 만듭니다. 퍼플수소는 원자력의 열과 전기를 함께 이용해 열화학분해와 전기분해를 결합한 방식으로 만듭니다.

셋의 차이는 원자력에서 얻는 에너지를 무엇으로 쓰느냐에 있습니다. 핑크수소는 전기만, 레드수소는 열만, 퍼플수소는 열과 전기를 동시에 활용합니다. 열과 전기를 함께 쓰는 방식은 전기만 쓰는 방식보다 효율이 높다고 산업계는 설명합니다. 다만 열화학분해는 고온 환경과 별도 공정이 필요해 상용화 단계에서는 핑크수소 방식이 먼저 실증되고 있습니다. 이 셋 가운데 전기분해 방식을 쓰는 것이 핑크수소입니다.

핑크수소와 그린수소의 차이

핑크수소와 그린수소는 모두 물을 전기분해하는 수전해로 생산합니다. 생산 과정에서 이산화탄소를 거의 배출하지 않는다는 점도 같습니다. 둘을 가르는 기준은 전기분해에 쓰는 전력원입니다. 그린수소는 태양광이나 풍력 같은 재생에너지 전기를 쓰고, 핑크수소는 원자력 전기를 씁니다.

전력원의 차이는 생산 조건으로 이어집니다. 재생에너지는 날씨와 시간에 따라 발전량이 변하기 때문에 수전해 설비를 항상 가동하기 어렵습니다. 반면 원자력은 발전량이 일정하고 가동률이 높아 수전해 설비를 안정적으로 돌립니다. 다만 핑크수소는 원자력 발전소를 보유한 국가에서만 생산할 수 있고, 그린수소는 재생에너지 자원이 있는 곳이라면 어디서든 생산합니다.

핑크수소와 그린수소를 가르는 것은 수전해 기술이 아니라 전력원입니다.

핑크수소의 장점과 단점

핑크수소의 장점은 안정적인 대량 생산에 있습니다. 원자력 발전은 가동률이 높아 수전해 설비를 쉬지 않고 돌리며, 재생에너지처럼 발전량이 들쭉날쭉하지 않습니다. 원전 전력 단가가 낮은 편이라 수소 생산 단가도 낮출 여지가 있다고 업계는 추정합니다. 발전 규모가 큰 원전을 활용하면 대규모 수요에 대응하기에도 유리합니다.

단점은 생산 여건과 사회적 논쟁에 있습니다. 핑크수소는 원자력 발전소를 갖춘 국가에서만 생산할 수 있어, 생산 가능한 나라가 제한됩니다. 또한 원자력 발전에 따르는 방사성폐기물 처리와 안전성 문제, 원전 확대를 둘러싼 사회적 수용성 논쟁이 그대로 핑크수소에도 따라붙습니다. 원자력을 청정 에너지로 인정할지에 대한 판단이 나라마다 달라, 핑크수소의 위상도 정책에 따라 달라집니다.

장점은 뚜렷하지만 생산국 제한과 사회적 논쟁이 그만큼 따라붙습니다.

핑크수소와 청정수소 인증제, 국내외 동향

한국은 청정수소 인증제를 통해 수소의 청정성을 등급으로 관리합니다.

수소 1kg을 생산할 때 나오는 이산화탄소가 4kg 미만이면 청정수소로 인증하고, 배출량에 따라 등급을 나눕니다. 원자력수소도 배출량 기준을 충족하면 청정수소로 인정받습니다. 다만 등급은 생산방식이 아니라 실제 배출량으로 정해지며, 그리드 전력과 연계되는 조건 등으로 인해 재생에너지 100%로 만든 그린수소보다는 낮은 등급을 받을 수 있습니다.

국내에서는 한국수력원자력이 삼성물산, 두산에너빌리티, 현대건설 등 여러 기관과 함께 원전 전력을 연계한 저온 수전해 실증 사업을 진행하고 있습니다. 삼성물산과 한국수력원자력도 원전 연계 핑크수소 설비 가동을 준비하고 있습니다.

국외에서도 핑크수소 논의가 활발합니다. 미국은 청정수소 생산에 세액공제를 제공하며 기존 원자력 발전소를 지원 대상에 포함했으나, 2025년 법 개정으로 세액공제 적용 시한이 2028년 이전 착공분으로 앞당겨졌습니다. 프랑스는 핑크수소를 그린수소와 동등한 저탄소 수소로 공식 인정하고 대규모 저탄소 수소 개발 계획을 세웠습니다. 중국은 그린수소와 핑크수소를 함께 키우는 전략을 쓰고, 러시아는 핑크수소를 수출 상품으로 육성합니다.

핑크수소와 수전해 기술

핑크수소를 이해할 때 놓치기 쉬운 부분은 생산의 핵심 장비가 수전해 설비라는 점입니다. 전력원이 원자력이든 재생에너지든, 물을 수소와 산소로 분리하는 일은 수전해 설비가 담당합니다. 전력원은 어떤 전기를 공급하느냐를 결정할 뿐이고, 실제 수소를 만들어내는 기술은 수전해입니다.

한국수력원자력의 원전 연계 실증도 저온 수전해 설비를 기반으로 진행됩니다. 저온 수전해에는 알칼라인 방식과 함께, 비귀금속 촉매와 고체 전해질막을 결합한 음이온 교환막 방식이 차세대 기술로 개발되고 있습니다. 수전해 기술이 발전해 설비 단가와 전력 소모가 낮아질수록, 핑크수소든 그린수소든 청정수소의 생산 단가가 함께 내려갑니다.

핑크수소의 색을 정하는 것은 전력원이지만 수소를 실제로 만들어내는 기술은 전력원과 무관하게 수전해입니다.

마치며

핑크수소는 원자력 전기로 물을 전기분해해 만드는 청정수소이며, 그린수소와 생산 원리를 공유합니다. 어떤 전력원을 쓰든 청정수소 생산의 중심에는 수전해 기술이 있습니다. HydroXpand는 음이온 교환막 수전해 기술을 소재부터 시스템까지 자체 개발하며, 청정수소 생산 단가를 낮추는 차세대 수전해 기술을 연구하고 있습니다.

핑크수소 관련 FAQ

Q1. 핑크수소는 친환경 수소인가요?

핑크수소는 생산 과정에서 이산화탄소를 거의 배출하지 않아 저탄소 수소로 분류합니다. 다만 원자력 발전에 따르는 방사성폐기물과 안전성 문제를 두고 친환경 여부에 대한 판단은 나라와 기관마다 갈립니다.

Q2. 핑크수소와 그린수소 중 어느 쪽이 더 저렴한가요?

원자력은 가동률이 높고 전력 단가가 낮은 편이라 핑크수소가 단가 측면에서 유리하다고 업계는 추정합니다. 다만 실제 단가는 원전 건설 비용, 설비 규모, 국가별 정책에 따라 달라집니다.

Q3. 한국도 핑크수소를 생산하나요?

한국수력원자력이 여러 기관과 함께 원전 전력을 연계한 저온 수전해 실증 사업을 진행하고 있습니다. 상용 규모의 생산까지는 시간이 더 걸립니다.