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코로나19 팬데믹으로 인해 사회, 경제, 환경에서 많은 취약성이 표면화되었다. 그 중 하나로 이산화탄소(CO2)의 대량 배출을 수반하는 활동이 증가하고 있으며, 2020년에 세계 CO2 배출량은 팬데믹으로 인해 5.8% 감소했지만, 2021년에는 5% 가까이 다시 늘어났다. 기후변화에 관한 정부간 협의체(IPCC)의 최신 보고서에서는 향후 수십 년간 지구의 기온 상승이 산업혁명 이전 수준과 비교해 1.5°C를 넘을 가능성을 예측하고 있으며, CO2가 대부분을 차지하는 온실가스(GHG) 전체 배출에 대한 긴급하고 신속한 대규모 감축대책이 없는 한, 온난화 억제 목표로서 1.5°C 이하는 물론 2°C 이하조차도 달성하기 어려울 것으로 예측되고 있다.

이에, 세계적으로 탄소중립을 위한 대응을 강화하고 있으며 각국에서 2050년경에는 탈탄소를 목표로 한 국가방침이 제시되고 있다. 그리고 발전ㆍ산업ㆍ운수ㆍ건물 등 각 부문의 탈탄소화를 목표로 연소 시 이산화탄소 배출이 없는 석유ㆍ가스ㆍ석탄을 대체하는 연료로서 수소나 암모니아의 이용 검토가 본격적으로 추진되고 있다.

탈탄소 사회 실현을 위해 수소에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 수소는 연소 시 온실가스인 이산화탄소를 배출하지 않고 다양한 제조방법으로 생성할 수 있다는 특징이 있어 환경부하를 저감하는 에너지로의 활용이 기대되고 있다. 수소에너지는 용도의 폭도 넓어 연료전지를 사용해 전기를 만들어 가정과 기업의 광열비 절감, 연료전지 자동차에 의한 배기가스 감축 등 전력 분야 탈탄소화에 기여할 것으로 기대된다. 또한 보일러 연소에 의한 열원으로서의 이용이나 수소와 이산화탄소를 조합하여 합성연료를 생성함으로써 자동차나 가스 분야의 탈탄소화를 도모하는 것도 모색되고 있다. 더욱이 수소는 저장이 가능하기 때문에 발전량이 불안정한 재생에너지 잉여전력을 수소로 전환해 저장하고 필요할 때 이용함으로써 재생에너지의 효율적인 활용을 가능하게 하는 등 그 역할은 앞으로 더욱 확대될 것으로 전망된다.

전 세계 주요국이 수소경제 경쟁에서 치열한 각축전을 벌이고 있다. 코로나19 상황이 안정세를 보이면서 전 세계 제조업 공장이 가동을 재개함과 아울러 급증한 에너지 수요로 인해 에너지 가격이 상승하게 된 데 이어, 러시아의 우크라이나 침공에 따른 러시아산 가스 공급 감소가 초래되었다. 이에 세계 각국은 에너지 위기를 극복하고 에너지 안보와 탄소중립을 실현하기 위해 화석연료 사용을 감축하고 수소경제 구축에 앞 다투어 나서게 되었다.

한편, 지금 세계에서는 인구의 약 절반이 도시에 집중되어 있으며, 앞으로 더욱 그 경향이 강해질 것으로 알려져 있다. 각지의 도시에서는 인구밀집으로 인한 환경오염과 이산화탄소(CO2) 배출량 증가, 인프라 상황 악화, 에너지 부족 등도 심각하여 지속가능한 사회로의 변화가 요구되고 있다.

그 해결책으로서 스마트시티가 확산되고 있는 것이다. 세계적으로 주목받고 있는 스마트시티로, 최첨단 정보기술을 이용해 환경문제 해결이나 지속가능한 사회 실현을 목표로 하는 거리를 조성하는 것이다. 정보통신기술(ICT) 등을 활용하는 스마트시티의 대응은 지난 20년간 세계 각지로 확산되어 환경, 교통, 건강, 경제 등 지역 특성에 맞는 다양한 형태로 거리의 생활을 크게 변화시키고 있다. 거리의 모든 기능을 ICT로 연결함으로써 교통의 내실화와 에너지 공급의 효율화, 사회 인프라의 유지관리가 가능해지고 환경에 대한 부하도 경감되고 있다.

스마트시티 관련 기술개발 스타트업(스마트시티 테크)에 대한 투자가 활발하다. 코로나19 사태로 사람들의 외출이 줄어들면서 도시에 대한 투자에 제동이 걸릴 것으로 우려되었지만 2021년 투자액은 사상 최고치를 기록했다. 코로나19 팬데믹 초기에는 도시에서 많은 주민이 유출되어 도시는 사라질 것이라는 관측이 대세였다. 하지만 실제로는 코로나19 팬데믹으로 스마트시티 관련 테크놀로지(센서나 기타 넷 기기로부터 수집한 데이터를 활용해 건강이나 치안, 지속가능성 등의 도시 문제에 대처하는 서로 얽힌 인프라 망과 통합 시스템)의 필요성이 부각되어, 그 실현을 위한 움직임이 가속되었다.

스마트시티의 부상은 또한 지속가능한 도시의 개념화에 영향을 미치며 규범성에 대한 새로운 주장이 등장하고 있다. 스마트 에너지 도시는 기술의 기회뿐만 아니라 경제의 기회를 활용하여 시민의 삶의 질을 향상시킨다. 또한 기후 변화, 에너지 자원 및 기반 시설과 관련된 에너지 문제를 해결한다.

이와 같이 전 세계적으로 탄소중립에 대한 요구가 높아지고 있는 가운데, 수소 에너지에 대한 관심과 스마트시티 조성에 대한 필요성이 더욱 강조되고 있다.

탄소중립 실현을 위한 세계적인 트렌드를 조사하며, 지속가능한 수소 사회 및 스마트시티 조성에 있어 향후 기술개발이나 사업투자, 정책방향성 등을 검토하는데 기여하도록 본 보고서를 기획하였다.

탄소중립을 위한 수소 에너지 및 스마트시티 관련 연구개발이나 사업을 진행하는 관계자들에게 도움이 되기를 바라며 유용한 정보로 활용되기를 기대해본다.