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특히 정부는 기존의 가스 발전소와 석탄 발전소에 청정 수소나, 청정 수소를 기반으로 한 암모니아를 섞어 태우는 이른바 ‘혼소 정책’에 큰 무게를 두고 있다. 문재인 정부 시절 도입된 수소 혼소 구상은 윤석열 정부가 추진한 용인 반도체 국가산단을 통해 구체적인 카드소지자대출 실행에 옮겨지고 있다. 2050년까지 용인 국가산단의 대형 가스 발전소에 가스 대신 수소만 태워 온실가스 배출을 ‘제로’로 줄이겠다는 계획이다. 만약 성공한다면 우리는 탈탄소 산업구조로 가는 안정적인 통로를 확보할 수 있게 된다. 반면, 실패할 경우 탄소중립 계획의 차질로 ‘기후 악당 국가’의 오명을 굳히게 될 뿐만 아니라 막대한 사회적·경제적 부담이 국민 담보대출한도 과 기업에게 전가될 수 밖에 없다. 
정부의 ‘수소’ 혼소 계획은 대담한 전환일까 무책임한 도박일까. 한 가지 분명한 것은 성공을 위한 현실적인 경로도, 실패를 대비한 플랜B도 명확하지 않다는 점이다. 뉴스타파는 삼성전자 용인 반도체 국가산단에 본격 도입 예정인 수소 혼소 계획을 심층 분석하고 검증할 예정이다. - 편집자 주
펀드 12·3 내란의 후폭풍이 이어지던 지난 해 12월 26일, 정부는 경기도 용인시에 삼성전자 반도체 국가 산업단지를 짓겠다는 계획을 최종 승인했다. 세계 최대 규모의 반도체 산단을 조성해 민간기업을 지원하겠다는 계획은 윤석열 정부 초인 2023년 3월 15일 처음 공개됐다. 국가 미래 산업 경쟁력을 좌우할 핵심 전략 산업을 육성하기 위해 정부가 신속하게 2009년도저소득층지원 나선다는 명분이 더해지면서 이목이 집중됐다. 

오늘은 그 중에서 첨단산업 생태계 구축을 위한 국가 첨단산업단지 조성계획을 확정하겠습니다. 우선 300조 원에 달하는 대규모 민간투자를 바탕으로 수도권의 세계 최대 규모의 신규 첨단 시스템 반도체 클러스터를 구축하겠습니다.- 윤석열 대통령 2023.4.15 제14차 비상 저축은행대출금 경제 민생회의 모두 발언 중




2023년 4월 15일 당시 윤석열 대통령은 용인 반도체 국가산단 조성계획을 발표했다. 


대통령의 전격적인 발표와 함께 728만 제곱미터에 달하는 삼성전자 용인 반도체 국가 산단의 윤곽이 서서히 드러났다. 정부는 용인 국가산단을 위해 예비타당성 조사를 면제했고 환경영향 평가 등에도 특례를 적용했다. 그 결과 통상 4년이 걸리던 국가 산단의 사업 승인 기간은 1년 9개월로 줄었다. 사업 속도를 강조한 대통령의 뜻이 관철된 것이다. 

정부는 지역 스스로 비교 우위가 있다고 판단되는 분야를 키워나갈 수 있도록 토지이용규제를 풀고 국가산업단지를 조성하는 것입니다. 중요한 것은 속도입니다.- 윤석열 대통령 2023.4.15 제14차 비상경제 민생회의 모두 발언 중




삼성전자 반도체 국가산단 입주가 예정된 경기 용인시 처인구 이동읍, 남사읍 일대 


그러나 용인 국가 산단 계획은 곧 논란에 휩싸였다. 사업 부지를 선정하는 과정에서 산단 운영에 필요한 전력 공급 대책이 전혀 고려되지 않은 사실이 드러났기 때문이다. 반도체 생산 설비가 본격 가동될 2050년을 기준으로 용인 국가산단에 필요한 전력 설비 규모는 대략 10기가 와트. 2023년 기준 수도권 전력 공급을 위한 설비용량(43.17 기가 와트)의 4분의 1에 달하는 막대한 양이다. 
정부가 내놓은 전력공급 대책, 대규모 가스 발전소
그런데 용인에는 이미 SK하이닉스가 또 다른 반도체 산업단지를 조성하고 있었다. SK 하이닉스 또한 6기가 와트 규모의 전력 설비가 필요한 상황이었다. 당장 SK하이닉스도 전력 공급 대책을 마련하지 못한 가운데 정부의 갑작스런 발표는 의문을 증폭시켰다. 2023년 봄, 세계 최대 규모의 반도체 산단 건설 계획 발표는 이처럼 기대와 불안을 동시에 심어줬다.



삼성전자의 반도체 국가산단 입주가 확정된 용인시에는 이미 SKg하이닉스 반도체 산단 건설이 진행 되고 있다. 이미예 CG감독


전력 공급 대책에 대한 문의가 잇따르자 2023년 5월 26일 정부는 대책을 마련하겠다는 입장을 내놨다. 윤석열 대통령의 발표가 있은 지 40여일이 지난 후였다. 반도체 생산의 필수 요건인 전력 공급 대책도 없이 대통령이 덜컥 선언부터 한 것임을 정부 스스로 인정한 꼴이었다.
그리고 다시 한달 남짓 시간이 흘러 정부는 약속한 대책을 발표한다. 용인 반도체 산단 내에 3기가 와트 규모의 LNG 발전소를 새로 짓겠다는 계획이었다. 3기가 와트는 최신형 한국 원전(1.4기가와트) 2기가 생산하는 전력 설비 용량이다. 정부가 LNG 발전소 6기를 용인 국가 산단에 조성하기로 결정하면서 그에 따른 온실가스 배출 문제가 떠올랐다. 이들 발전소가 한 해 내 뿜을 것으로 예상되는 온실가스 양은 977만톤이다. 국산 휘발유 자동차 440만대 이상이 1년 동안 내 뿜는 온실가스 양과 맞먹는다. 신규 가스 발전소의 수명은 최소 30여년으로 이 기간 동안 배출될 온실가스는 어림잡아 억 단위가 넘을 것으로 추산됐다. 



용인 반도체 국가산단의 토지 이용 계획도. 오른 쪽 위 모서리 부분에 대규모 LNG 발전소가 들어설 계획이다. LH기후변화 영향평가. 


논란은 더 커졌다. 먼저 윤석열 정부는 물론 역대 정부가 일관되게 약속했던 ‘2050 국가 탄소중립’ 계획과 충돌했다. 용인 국가 산단에 입주할 삼성전자의 계획과도 충돌했다. 삼성전자는 2050년까지 반도체 부문을 포함한 전 제품 생산 과정에 재생에너지로 만든 전기만 쓰겠다며 RE100을 선언한 상황이었다. 
현장에서는 갑자기 들어설 대규모 발전소를 바라만 봐야 하는 산단 예정지 주민들이 반대했다. 주민들과 기후환경 단체는 국가 산단과 LNG 발전소 건설을 막기 위해 법원에 소송을 제기했다.
소송에 함께 참여한 용인 시민 김춘식(용인 반도체 산단 재검토 주민 모임 대표)씨는 국가 산단이 들어선다는 소식을 처음 들었을 때 “워낙에 많은 양의 전기가 필요하다는데 그 많은 전기를 끌고 오기가 어려워서, 이건 가능한 사업이 아닐 거라 생각했다”고 말했다. 정부가 뒤늦게 내 놓은 LNG 발전소 건설 계획 소식을 들은 김춘식 씨는 “엄청나게 큰 발전소를 들여오면서 인근 지역 주민에게 주는 영향에 대해 정부가 어떤 고민을 하고 발표했는지 이해가 가지 않았다”고 토로했다. 
윤석열 정부가 꺼내든 '수소 혼소' 카드
이렇듯 LNG 발전소에 따른 온실가스 배출이 논란이 되자 정부는 다음 카드를 내밀었다. 바로 ‘수소 혼소’ 기술이다. 수소 혼소란, 말 그대로 가스와 수소를 섞어 발전소 연료로 쓰는 방식을 일컫는다. 메테인(CH₄) 성분이 주를 이루는 천연가스는 연소하면서 다량의 이산화탄소 등 온실가스를 내뿜지만, 이론상 수소는 연소시 물만 생성되기 때문에 청정 연료로 구분된다. 때문에 수소 혼소는 가스 발전소의 온실가스 감축을 위한 친환경 미래 기술로 언급된다. 하지만 단점도 만만치 않다. 성질이 전혀 다른 수소와 가스를 섞어 태울 때 발생할 수 있는 다양한 기술적 문제와 안정성 문제가 대표적이다. 발전소에서 가스 대신 태울 수소를 합리적인 가격으로 대량 공급받기 어렵다는 점도 커다란 걸림돌이다. 
윤석열 대통령이 즉흥적으로 추진한 용인 반도체 국가 산단 계획, 정부는 전력 공급 문제가 대두되자 가스 발전소와 수소 혼소란 대책을 내놨다. 그럼 정부의 주장대로 가스 발전소에서 수소 혼소를 이용하면 온실가스는 감축될 수 있는 걸까.



수소 혼소 발전 개념도. 이미예 CG감독. 


현재 진행 중인 용인 반도체 국가 산단의 시행사는 한국토지주택공사(LH)이다. LH는 정부 측을 대표해 약 10조 원의 예산을 들여 부지를 조성하고 있다. 세부적으로 LH 경기남부 지역본부는 도로, 전력, 용수, 배후 주거지 등 대규모 반도체 공장의 건설 및 운영에 필요한 부지 인프라 조성을 총괄한다. 반도체 산단 부지에 들어갈 LNG 발전소가 미칠 환경 요인에 대한 분석과 대책을 마련하는 것도 LH의 몫이다.
지난해 7월 LH는 환경부에 건설 예정인 발전소와 관련한 ‘기후변화영향평가서’를 제출한다. 초기에는 가스와 수소를 섞어 발전소를 가동하지만 수소의 비중을 점차 늘려 2050년에는 100% 수소 전소, 즉 가스는 전혀 쓰지 않고 수소 만을 이용해 발전기 탄소 배출을 0으로 만들겠다는 내용이다. 그런데 환경부의 심의까지 받은 이 수소 혼소를 통한 탄소 감축 목표치가 크게 부풀려진 정황이 뉴스타파 취재를 통해 처음 확인됐다. 
뒤집힌 평가서, 수정된 온실가스 감축량
LH가 기후변화영향평가서(이하 평가서)를 통해 ‘100% 수소 전소’ 계획을 밝히기 석달여 전인 2024년 4월, 환경부는 발전기를 포함한 반도체 산단의 탄소 감축 계획이 담긴 평가서 초안을 LH로부터 제출받는다.
여기에는 반도체 국가산단을 운영하면서 발생하는 온실가스를 특정 방식을 통해 감축하겠다는 계획이 포함돼 있었다. 그러나 수소를 혼소해 온실가스를 줄이겠다는 방안은 언급되지 않았다. 수소와 관련된 내용은 산단 내에 수소자동차를 도입해 공해를 줄인다는 계획 정도였다. 



한국토지주택공사(LH)가 2024년 4월 환경부에 제출한 용인 첨단시스템반도체 클러스터 국가산업단지 개발 사업 기후변화영향평가서 초안.


실제 평가서 초안의 발전소와 관련된 챕터를 보면 왜 LH가 수소 혼소를 전면에 내세우지 못했던 것인지 그 이유가 드러난다.



한국토지주택공사(LH)가 2024년 4월 환경부에 제출한 용인 첨단시스템반도체 클러스터 국가산업단지 개발 사업 기후변화영향평가서 초안.


“상용 가능 여부는 불투명 함에 따라 혼소비율 상향 제시는 곤란한 실정임”
현재 시점에서 도입할 수 있는 수소 혼소용 발전 설비 계약을 진행 중이긴 하지만 획기적으로 온실가스 배출을 줄일 수 있는 수준은 아니기 때문에 그 효과를 장담할 수 없다는 취지다. LH가 평가한 수소 혼소를 통한 온실가스 감축 가능성은 2050년 정도가 돼야 가스와 수소를 7:3 비율로 섞어 11% 가량의 온실가스를 줄일 수도 있다는, 매우 조심스러운 전망이었다. 



한국토지주택공사(LH)가 2024년 4월 환경부에 제출한 용인 첨단시스템반도체 클러스터 국가산업단지 개발 사업 기후변화영향평가서 초안.


그런데 불과 3개월 뒤, LH는 이 목표치를 전면 수정해 전혀 다른 내용의 평가서 본안을 만든다. 
2024년 7월 LH가 환경부에 제출한 용인 반도체 국가산단 평가서 본안을 보면 ‘수소혼소를 통한 감축’ 방안이 최상단에 등장한다. 초안에서는 없었던 내용이다. 



한국토지주택공사(LH)가 2024년 4월 환경부에 제출한 용인 첨단시스템반도체 클러스터 국가산업단지 개발 사업 기후변화영향평가서 본안.


초안과 본안의 차이는 발전소의 온실가스 감축 계획 규모에서 보다 확연히 드러난다. 



한국토지주택공사(LH)가 2024년 4월 환경부에 제출한 용인 첨단시스템반도체 클러스터 국가산업단지 개발 사업 기후변화영향평가서 초안.


2032년까지 온실가스를 21.4% 감축하고 2050년에는 99.99%, 사실상 100% 감축하겠다는 내용이 담겼다. 앞서 ‘2050년이 돼서야 수소 30% 혼소를 통해 온실가스 11%를 줄일 수 있을 것 같다’던 초안과는 완전히 다른 내용이다.
초안을 제출한 지 3개월 만에 수소 혼소와 관련된 기술이나 시장 사정이 비약적으로 나아진 게 아니라면 설명하기 어려운 대목이다. 그러나 새롭게 제출된 평가서 본안 어디에도, 단 3개월만에 수소 혼소 목표치를 급격히 올릴 수 있었던 근거는 나오지 않았다. 
대책 없는 장밋빛 계획, 수소 혼소
단 석달 사이에 완전히 다른 계획을 내 놓은 근거는 무엇이었을까. 뉴스타파는 LH 경기남부 지역본부 담당자에게 수차례 물었다. 



경기 성남시에 위치한 LH 경기남부 지역본부



저희들이 알기에는 확정되는 내용이 아닌 (초안) 부분에 대해서는 좀 보수적으로 작성됐다, 이렇게 이해해 주시면 될 것 같고요. 저희가 본안 쓸 때는 환경부 의견에 따라서 상위 계획에 있는 수소 경제 이행 계획이라든지, 아니면 탄소 중립 녹색성장 기본 계획이라든지 그 내용을 반영한 겁니다. - LH 경기남부 지역본부 관계자

사업 시행사인 LH를 감독해야 할 환경부가 목표치를 수정하도록 직접 관여한 것이 적절한지도 의문이지만, LH 측은 단 3개월만에 수소 혼소 계획을 파격적으로 수정하게 된 이유나 근거는 전혀 제시하지 못했다. 

-2050년쯤 되면은 수소가 100% 전소가 가능하다라고 판단하셨던 근거 같은 게 있을까요?수소경제 이행 기본 계획을 보고 작성을 했었어요-단순히 전망이고 목표치 잖아요. 목표지 그건 (온실가스 감축) 근거가 아니지 않습니까?우리가 지금 30년 후를 보는 거잖아요. 그러니까 지금 시점에 있는 기술과 향후 25년 30년 후의 기술이 그러면 그 기술이 지금 벌써 나오지가 않잖아요.-그럼 기후 영향평가서나 환경영향평가서에 제출된, 우리는 언제까지 이렇게 (감축) 하겠다라고 했는데 그게 안 지켜져도 상관이 없는 얘기입니까?아니죠 이건 지켜야 될 부분인데…- LH 경기남부 지역본부 관계자

정부측 입장을 대변하고 있는 LH는 수소 혼소를 통해 용인 반도체 산단의 온실가스를 획기적으로 줄이겠다고 선언했다. 그러나 무책임한 계획이 실패로 돌아갔을 때 그 후과를 누가 어떻게 감당할지에 대해서는 아무런 답을 내놓지 않았다. 

-(예를 들어) 목표를 설정을 했는데 목표 달성이 안돼요, 만약 기술 개발이 좀 늦고, 수소 공급 물량도 확보가 안됐어요. 그럼 (탄소 감축 계획이) 지켜지지 않으면 어떻게 되는 건가요?저희들도 최초에 초안을 작성할 때 기술 개발된 내용 위주로 넣었다가 정부에서는 정부 목표가 있으니 그 목표치에 따른, 그 우리 연도별 수소 혼소량을 상향시키라는 의견이 있었고 거기에 따라서 저희가 지금 반영한 거거든요…- LH 경기남부 지역본부 관계자

결국 LH는 실현 가능성을 장담할 수 없다는 사실을 알면서도 환경부를 비롯한 이른바 ‘윗선의 지시’에 따라 수소 혼소 목표치를 갑자기 부풀린 것으로 보인다.
뉴스타파는 LH의 평가서를 심의한 환경부에도 입장을 요구했지만, ‘답변할 수 없다’는 답변이 돌아왔다. 

-미래에 이제 100% 수소 혼소 전소 기술이 개발될 거다라는 건 희망사항이잖아요. 이게 안 되면 굳이 이런 (기후변화영향) 평가를 할 이유가 없지않습니까?잠깐만요. 근데 지금 이게 무슨 내용 때문에 지금 제가 알고 싶어 하신 거죠.-취재를 하고 있는 거죠아 취재 때문에 그러신 거에요-네네 이게 3개월만에 바뀌었는데 이게 저희가 알아본 바로는…이 사건이 소송 중에 있어서 지금 취재하는 부분에 대해서 그 재판에 영향을 줄 수 있을 것 같으니까 (답변) 안하는 게 맞을 거 같습니다.-LH에서는 ‘환경부에서 의견을 줬기 때문에 그렇게 바꾼 거다’...전체적으로 다 재판에 관련된 사항이기 때문에…- 환경부 관계자

정리해 보면 LH는 2024년 4월 환경부에 제출한 초안에서 수소 혼소 기술의 즉시 적용은 불가능할 뿐만 아니라, 2050년이 돼야 30% 수준의 혼소 기술을 적용할 수 있다고 밝혔다. 하지만 3개월 뒤에는 수소 혼소 방식 적용이 즉각 가능하다고 입장을 바꾼 뒤, 2050년에는 발전소 온실가스 배출을 사실상 제로로 만들수 있다고 밝혔다. 
하지만 LH는 구체적인 근거를 전혀 제시하지 못했고, 평가서를 제출받은 환경부는 관련 소송 때문에 답변이 어렵다며 확인을 거부했다. 그럼에도 정부는 용인 반도체 국가산단의 LNG 발전소 건설 및 수소 혼소 계획을 자체 심의한 뒤 지난 해 연말 최종 승인했다. 
용인 국가 산단 승인 무효 소송을 진행중인 기후솔루션의 최호연 변호사는 “LH가 내 놓은 평가서에는 목표율만 제시했을 뿐 목표를 달성하기 위해 어떤 노력과 행동을 할 것인지에 대한 내용은 전혀 없다”며 “심지어 기술 상황에 따라 온실가스 배출양이 변동될 수도 있다는 무책임한 태도를 보이고 있다”고 지적했다. 
LH는 왜 목표치를 부풀렸나
LH가 무책임한 평가서를 제출하고 환경부가 이를 제대로 문제 삼지 않은 이유는 어렵지 않게 짐작해 볼 수 있다. 당초 LH의 평가서 초안에 따르면 2050년 기준 가스 70%와 수소 30%를 섞어 태우는 혼소 기술을 적용할 경우 107만톤의 온실가스를 줄일 수 있게 된다. 수소 없이 가스만 100% 태웠을 때보다 줄어드는 온실가스는 11% 남짓이다. 2050년이 되어도 나머지 89%, 즉 870만톤에 달하는 온실가스는 그대로 용인 국가 산단 주변에 배출될 수 밖에 없다.
수소를 30% 섞었는데도 온실가스 감축 효과가 11% 수준에 머무르는 것은 수소의 에너지 밀도 때문이다. 같은 부피를 기준으로 기체 상태의 수소가 가지는 에너지 양은 가스의 1/3에 그친다. 발전기에 주입하는 연료 중 가스가 70%의 부피를 차지하고 수소가 30%의 부피를 차지해도 수소를 통해 대체할 수 있는 에너지양은 10% 수준에 머무른다. 결국 나머지 90%의 에너지 공급은 가스가 감당하기 때문에 그만큼 온실가스가 배출될 수 밖에 없다. 



같은 부피 기준 가스(메테인)와 수소의 에너지량. 이미예 CG감독.





가스 70% 대 수소 30%의 부피 비율로 혼합해 연소시킬 경우 가스 100% 연소대비 89%의 온실가스가 발생한다. 수소 30% 혼소를 통한 온실가스 감축 효과는 11% 수준이다. 이미예 CG감독.  


다시 말해 LH의 초안을 그대로 승인하면, 문재인 정부 뿐만 아니라 윤석열 정부 역시 반복적으로 강조했던 2050 국가 탄소 중립 계획은 사실상 물거품이 된다. 윤석열 정부가 갑자기 밀어붙인 반도체 산단이 윤석열 정부 스스로 약속을 깨뜨리는 상황을 초래한 것이다. 
LH의 평가서 초안이 갖고 있던 문제는 비단 국가 정책의 실패에만 국한되지 않는다. 삼성전자는 용인 국가산단 조성 계획이 발표되기 6개월 전인 2022년 9월 자사 전 부문의 RE100 달성 계획을 발표한다. 2050년까지 전체 제품을 재생에너지 전기로만 생산하겠다고 밝힌 것이다. 글로벌 스탠다드에 충실한다는 취지도 있지만, 애플이나 구글 등 주요 고객사는 물론, 핵심 반도체 제작 설비를 공급하는 ASML 등과 거래를 지속하기 위해서라도 더 미룰 수 없는 계획이다.



2022년 9월 삼성전자는 2050년까지 탄소중립을 달성하겠다고 선언했다. 


2025 삼성전자 지속가능경영 보고서에 따르면 삼성전자의 반도체 생산 부문(DS)은 미국과 중국에서 이미 2020년부터 사용 전력의 100%를 재생에너지로 전환했다. LH 계획대로라면 주요국가 생산 공장에서는 이미 RE100을 달성한 삼성이 국내에서는 2050년이 되어도 1년에 수백만톤의 온실가스를 배출하며 반도체를 생산하게 되는 것이다. 이렇게 되면, 국가 전략 산업을 육성한다는 명목으로 추진된 정부의 용인 국가 산단 계획은 국내 반도체 수출에 치명적인 걸림돌이 될 가능성이 높다. 
뉴스타파 조원일 callme11@newstapa.org