글로벌 에너지 전환의 핵심축, 2025년 그린 하이드로젠 시장의 급속한 성장과 기술 혁신
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2025년 글로벌 에너지 시장에서 가장 주목받는 분야 중 하나는 단연 그린 하이드로젠이다. 국제에너지기구(IEA)의 최신 보고서에 따르면, 2025년 글로벌 그린 하이드로젠 시장 규모는 전년 대비 32% 증가한 87억 달러에 달할 것으로 전망된다. 이는 2020년 12억 달러 규모에서 불과 5년 만에 7배 이상 성장한 수치로, 에너지 전환 분야에서 가장 빠른 성장률을 보이고 있다. 특히 재생에너지 발전 비용의 지속적인 하락과 전해조 기술의 혁신이 맞물리면서 그린 하이드로젠의 경제성이 크게 개선되고 있다. 블룸버그NEF의 분석에 따르면, 2025년 현재 그린 하이드로젠 생산 비용은 킬로그램당 3.2달러로, 2020년 6.8달러 대비 절반 이상 감소했다.
이러한 성장의 배경에는 전 세계 주요국들의 적극적인 정책 지원과 민간 투자가 자리하고 있다. 유럽연합은 2030년까지 1,000만 톤의 그린 하이드로젠 생산 목표를 설정하고 REPowerEU 계획을 통해 2,100억 유로를 투자한다고 발표했다. 미국 역시 인플레이션 감축법(IRA)을 통해 그린 하이드로젠 생산에 킬로그램당 최대 3달러의 세액공제를 제공하고 있으며, 이는 그린 하이드로젠의 경쟁력을 크게 향상시키는 요인으로 작용하고 있다. 한국 정부도 2023년 수소경제 기본계획을 통해 2030년까지 그린 하이드로젠 생산량을 25만 톤으로 확대하고 관련 인프라에 43조원을 투자한다고 밝혔다.
기술적 측면에서 2025년 그린 하이드로젠 시장의 핵심은 전해조 기술의 혁신이다. 현재 시장을 주도하고 있는 알칼라인 전해조의 효율성이 지속적으로 개선되고 있으며, 특히 프로톤교환막(PEM) 전해조와 고체산화물 전해조(SOEC) 기술이 상용화 단계에 접어들면서 선택의 폭이 넓어지고 있다. 덴마크의 넬ASA(Oslo: NEL)는 2025년 상반기 새로운 5MW급 PEM 전해조 시스템을 출시하며 기존 대비 20% 향상된 효율성을 달성했다고 발표했다. 이 시스템의 전력 소비량은 킬로그램 수소당 48kWh로, 업계 평균인 52kWh보다 8% 낮은 수치를 기록했다.
국내 기업들도 그린 하이드로젠 시장에서 독특한 위치를 확보하고 있다. 두산에너빌리티(KRX: 034020)는 2025년 10월 사우디아라비아 NEOM 프로젝트에 1.2GW 규모의 알칼라인 전해조 시스템을 공급하는 계약을 체결했다고 발표했다. 이는 단일 프로젝트로는 세계 최대 규모로, 연간 20만 톤의 그린 암모니아 생산이 가능한 수준이다. 두산에너빌리티는 이 프로젝트를 통해 2026년부터 연간 1조 2,000억원의 매출을 기대한다고 밝혔다. 한편, 두산퓨얼셀(KRX: 336260)은 그린 하이드로젠과 연계된 연료전지 시스템 분야에서 강점을 보이고 있으며, 2025년 3분기 기준 국내 연료전지 시장의 42% 점유율을 기록했다.
대규모 프로젝트 투자와 글로벌 공급망 구축
2025년 그린 하이드로젠 시장의 또 다른 특징은 기가와트(GW) 규모의 대형 프로젝트들이 본격적으로 가동되기 시작했다는 점이다. 호주의 아시아 재생에너지 허브(Asian Renewable Energy Hub) 프로젝트는 26GW 규모의 재생에너지를 활용해 연간 170만 톤의 그린 암모니아를 생산할 예정이며, 2025년 하반기부터 1단계 건설이 시작될 예정이다. 이 프로젝트의 총 투자 규모는 360억 달러로, 완공 시 전 세계 그린 하이드로젠 공급량의 8%를 담당하게 된다. 칠레의 HyEx 프로젝트 역시 25GW 규모로 설계되어 2030년부터 연간 160만 톤의 그린 메탄올을 생산할 계획이다.
이러한 대규모 프로젝트들의 특징은 단순한 수소 생산을 넘어 글로벌 공급망 구축을 목표로 한다는 점이다. 독일의 H2Global 이니셔티브는 2025년 현재 15개국과 그린 하이드로젠 수입 계약을 체결했으며, 연간 100만 톤의 그린 암모니아 도입을 목표로 하고 있다. 일본 역시 2025년 12월 현재 호주, 칠레, 사우디아라비아와 그린 하이드로젠 공급 협정을 체결하고 2030년까지 연간 300만 톤의 수소 수입을 계획하고 있다. 이는 일본 전체 수소 수요의 60%에 해당하는 규모로, 에너지 안보 차원에서도 중요한 의미를 갖는다.
효성중공업(KRX: 267270)은 이러한 글로벌 공급망 구축에서 핵심 역할을 담당하고 있다. 동사는 2025년 상반기 세계 최대 규모인 연간 13만 톤 생산 능력의 액화수소 플랜트를 울산에 준공했으며, 이를 통해 수소 저장 및 운송 효율성을 크게 개선했다. 액화수소는 기체 상태 대비 부피가 1/800로 줄어들어 장거리 운송에 유리하며, 효성중공업의 기술로 액화 과정에서의 에너지 손실을 기존 35%에서 28%로 줄였다. 이는 그린 하이드로젠의 경제성 확보에 중요한 요소로 작용하고 있다.
글로벌 산업가스 기업들도 그린 하이드로젠 시장에서 적극적인 행보를 보이고 있다. 독일의 린데(NYSE: LIN)는 2025년 11월 텍사스주에 1GW 규모의 그린 하이드로젠 생산 시설 건설을 발표했으며, 이는 동사 역사상 최대 규모의 단일 투자 프로젝트다. 총 투자 규모는 25억 달러로, 2027년 가동 시작 시 연간 13만 톤의 그린 하이드로젠을 생산할 예정이다. 미국의 에어프로덕츠(NYSE: APD) 역시 사우디아라비아 NEOM 프로젝트에 80억 달러를 투자하여 세계 최대 규모의 그린 암모니아 생산 시설을 구축하고 있다.
기술 혁신과 경제성 개선의 가속화
2025년 그린 하이드로젠 시장에서 가장 주목할 만한 변화는 생산 기술의 다양화와 효율성 개선이다. 기존의 알칼라인 전해조가 시장의 70%를 차지하고 있지만, PEM 전해조와 SOEC 기술의 급속한 발전으로 시장 구조가 변화하고 있다. 특히 SOEC 기술은 고온에서 작동하여 전력 효율이 90% 이상에 달하며, 폐열을 활용할 수 있어 전체 시스템 효율성이 뛰어나다. 덴마크의 토프소(Topsoe)는 2025년 SOEC 기술을 상용화하여 킬로그램 수소당 전력 소비를 39kWh까지 줄였다고 발표했다. 이는 기존 알칼라인 전해조 대비 25% 향상된 수치다.
미국의 플러그파워(NASDAQ: PLUG)는 그린 하이드로젠 생산과 활용을 통합한 수직계열화 전략을 추진하고 있다. 동사는 2025년 현재 미국 내 4개 지역에서 연간 7만 톤 규모의 그린 하이드로젠 생산 능력을 보유하고 있으며, 이를 자사의 연료전지 시스템과 연계하여 물류 및 산업 분야에 공급하고 있다. 플러그파워의 2025년 3분기 그린 하이드로젠 관련 매출은 전년 동기 대비 187% 증가한 4억 2,000만 달러를 기록했으며, 이는 전체 매출의 68%를 차지한다. 동사는 2026년까지 그린 하이드로젠 생산 비용을 킬로그램당 2.5달러까지 낮춘다는 목표를 설정했다.
그린 하이드로젠의 활용 분야도 지속적으로 확대되고 있다. 전통적인 정유 및 화학 산업 외에도 철강, 시멘트, 해운 등 탈탄소화가 어려운 산업 분야에서 그린 하이드로젝의 도입이 가속화되고 있다. 스웨덴의 SSAB는 2025년 세계 최초로 그린 하이드로젠을 활용한 무탄소 철강 생산을 상용화했으며, 이를 통해 기존 대비 95%의 탄소 배출을 줄였다. 동사의 그린 철강 제품은 기존 철강 대비 톤당 200달러 높은 가격에 판매되지만, 볼보, BMW 등 자동차 제조업체들이 탄소 중립 목표 달성을 위해 적극적으로 구매하고 있다.
해운 산업에서도 그린 하이드로젠 기반 연료의 도입이 본격화되고 있다. 국제해사기구(IMO)가 2050년까지 해운업계 탄소 중립을 목표로 설정하면서 그린 암모니아와 그린 메탄올에 대한 수요가 급증하고 있다. 머스크(Maersk)는 2025년 그린 메탄올 추진 컨테이너선 25척을 운항 중이며, 2030년까지 전체 선단의 30%를 무탄소 연료로 전환한다는 계획을 발표했다. 이를 위해 연간 130만 톤의 그린 메탄올이 필요하며, 머스크는 장기 공급 계약을 통해 안정적인 조달망을 구축하고 있다.
그러나 그린 하이드로젠 시장의 급속한 성장에도 불구하고 여전히 해결해야 할 과제들이 존재한다. 가장 큰 문제는 재생에너지 공급의 불안정성과 전해조 설비의 가동률 문제다. 태양광과 풍력 발전의 간헐성으로 인해 전해조 설비의 연간 가동률이 30-40%에 그치는 경우가 많으며, 이는 그린 하이드로젠의 생산 비용 상승 요인으로 작용한다. 이를 해결하기 위해 배터리 저장 시스템과 연계한 하이브리드 모델이 주목받고 있으며, 독일의 Enertrag는 2025년 풍력-배터리-전해조 통합 시설을 통해 연간 가동률을 65%까지 향상시켰다.
인프라 구축 비용 역시 여전히 높은 수준이다. 그린 하이드로젠 생산 시설의 초기 투자비용은 메가와트당 80만-120만 달러로, 천연가스 개질 시설의 3-4배에 달한다. 그러나 기술 발전과 규모의 경제 효과로 인해 이 비용은 지속적으로 하락하고 있으며, 국제재생에너지기구(IRENA)는 2030년까지 그린 하이드로젠 생산 비용이 킬로그램당 1.3달러까지 낮아질 것으로 전망한다고 발표했다. 이는 그레이 하이드로젠(천연가스 개질)과 경쟁할 수 있는 수준으로, 그린 하이드로젠의 본격적인 상용화 시점으로 평가된다.
2025년 말 현재 그린 하이드로젠 시장은 기술적 성숙도와 경제성 개선, 그리고 정책적 지원이 맞물리면서 전환점을 맞고 있다. 향후 5년간 연평균 25% 이상의 성장이 예상되며, 2030년에는 시장 규모가 500억 달러를 넘어설 것으로 전망된다. 특히 아시아-태평양 지역의 성장률이 가장 높을 것으로 예상되며, 한국, 일본, 호주가 그린 하이드로젠 허브로 부상할 가능성이 높다. 이는 단순히 새로운 에너지원의 등장을 넘어 글로벌 에너지 시스템의 근본적 변화를 의미하며, 관련 기업들에게는 새로운 성장 동력이자 동시에 기존 사업 모델의 전환을 요구하는 도전 과제가 될 것이다.
본 분석은 공개된 시장 데이터와 기업 발표 자료를 바탕으로 작성되었으며, 투자 결정 시 추가적인 실사와 전문가 상담을 권장합니다. 에너지 시장의 변동성과 정책 변화가 전망에 영향을 미칠 수 있습니다.
