수소경제는 탄소중립 실현을 위한 핵심 동력으로 전 세계적으로 주목받고 있다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면, 2030년까지 수소에 대한 수요는 산업, 운송, 발전 전반에서 가파르게 증가할 전망이다. 지난해 대비 약 50%까지 증가할 것으로 예상되며, 탄소 배출에 대한 글로벌 규제 및 거래 등의 제도가 확대 및 본격화됨에 따라 그린수소의 비중은 빠르게 확대될 것으로 예상된다.

그러나, 이러한 성장세 속에서도 경제성 확보는 여전히 큰 과제다. 현재 그린 수소의 플랜트 생애주기에 대한 균등화 수소 생산원가(LCOH)는 화석연료 기반 수소에 비해 3~4배 높은 수준으로, 가격 경쟁력이 제한적이다. 여기에 재생에너지 공급 변동성, 설비 표준화 부족, 긴 프로젝트 리드타임, 전문 인력 부족 등이 복합적으로 작용하여 시장 확산 속도를 늦추고 있다.

이와 동시에, 수소경제는 하기의 글로벌 메가 트렌드가 어떻게 확대되느냐가 수소 관련 산업에 대한 미래를 결정짓는다고 여겨진다. 에너지 전환을 통한 재생에너지 기반 생산·저장·활용 확대와 탄소 배출 감축, 디지털화에 따른 데이터 기반 설계·운영과 디지털 트윈 활용, 사이버 보안 강화, 그리고 확장성을 통한 글로벌 수요 증가에 맞춘 생산 설비와 공정의 신속한 확대가 그 핵심이다.

이러한 변화 속에서 디지털화는 수소 플랜트 경쟁력의 핵심 동력으로 자리 잡고 있다.

지멘스의 해법 - 더 빠르고, 더 유연하게, 더 효율적으로

지멘스는 전 세계 수소 산업의 생산 비용 절감을 위해 확장성, 타당성 검토, 최적화의 세 가지 축을 중심으로 솔루션을 제공한다.

표준화된 설계와 모듈형 구조를 통해 생산 설비를 신속하게 증설하고 변화하는 시장 수요에 발맞춰 대응하며, 타당성 검토 단계부터 경제성과 기술성을 동시에 검증해 투자자와 운영자가 신뢰할 수 있는 의사결정 기반을 마련한다. 또한, 디지털 트윈과 실시간 운영 최적화를 통해 에너지 사용과 운영비를 절감하고, 플랜트의 장기적인 경쟁력을 확보한다.

지멘스는 이러한 접근을 통해 공장을 더 빨리 가동하고, 제품을 시장에 더 신속하게 공급하며, 플랜트를 더 효율적으로 운영할 수 있도록 지원한다. 설계, 건설, 시운전, 운영까지 모든 단계가 하나의 데이터 흐름으로 이어져, 불필요한 반복 작업과 오류를 최소화하고 프로젝트 기간과 비용을 줄인다.

최근 글로벌 공동 연구 보고서에 따르면, 설계와 운영 데이터를 하나로 연결해 활용하는 디지털 기반 통합 관리 방식이 수소 플랜트의 경제성과 생산성을 크게 높이는 것으로 나타났다. 지멘스가 이를 구현하는 방법이 바로 ‘디지털 수소플랜트’다.

이는 설계, 시뮬레이션, 엔지니어링, 시운전, 운영, 유지보수에 이르는 모든 단계를 하나의 데이터 흐름으로 이어, 프로젝트 초반에 만든 설계 정보가 운영과 유지보수까지 그대로 전달되고, 운영 과정에서 얻은 개선 사항이 다시 설계로 반영되는 순환 구조를 만든다. 이렇게 하면 프로젝트 단계 간의 단절을 줄이고, 리드타임과 오류를 최소화하여, 플랜트의 공정을 최적화된 상태로 운영을 할 수 있다.

또, 지멘스의 디지털 트윈 기술을 활용하여 플랜트 구축을 할 경우, 주요 생산 설비 및 BOP의 설계, 운영 및 관리를 최적화함으로써 균등화 수소 생산원가를 약 12%까지 절감할 수 있다. 초기 단계에서 경제성과 기술성을 함께 검토해 불확실성을 줄이고, 실시간 운영 데이터를 기반으로 에너지 효율과 설비 가동률을 최적화함으로써, 플랜트의 확장성·경제성·안정성을 동시에 강화할 수 있다.

여기에 사이버 보안과 데이터 무결성 관리가 결합되어, 글로벌 시장에서 요구되는 안전 규제와 품질 기준을 충족할 수 있다. 이는 단순히 ‘디지털화된 설비’ 수준을 넘어, 설계부터 폐기까지 전 주기 경쟁력을 강화하는 차세대 플랜트 모델을 구현하는 것이다.

글로벌 적용 사례

지멘스는 유럽, 중동, 아시아 등 전 세계 주요 시장에서 다양한 수소 프로젝트를 성공적으로 수행하며 신뢰할 수 있는 파트너로 자리매김하고 있다. 서유럽과 독일에서는 재생에너지를 기반으로 한 그린 연료 생산과 대규모 수소 플랜트 구축을 지원했고, 남유럽과 중동에서는 수백 메가와트급 설비의 설계부터 운영까지 통합 솔루션을 제공했다. 특히 중동에서는 세계 최대 규모의 그린수소·그린암모니아 프로젝트에서 메인 자동화 벤더로 참여하며, 제어·계측·네트워킹·산업용 보안 등 전 영역에 걸친 역량을 입증했다.

아시아와 영국 등지에서도 재생에너지 연계형 전해조 생산시설, 수소 파워 유닛 대규모 배치, 충전 인프라 표준화 프로젝트 등을 통해 시장 확장을 지원하고 있다. 이들 프로젝트의 공통점은 설계 초기부터 디지털화를 적용해 확장성과 경제성을 동시에 확보한 점이다. 이러한 경험은 에너지 인프라 환경이 서로 다른 지역에서도 하나의 디지털 전략으로 일관된 성과를 낼 수 있음을 보여주며, 향후 글로벌 수소 생태계 발전에 중요한 이정표가 되고 있다.

다가오는 변화

오는 22일, 한국지멘스 디지털 인더스트리는 ‘수소 산업 이노베이션 웨비나’를 개최한다. 이번 웨비나에서는 디지털 수소 플랜트를 통한 경제성 향상 전략과 글로벌 프로젝트 사례를 소개하고, 독일 Wunsiedel 그린 수소 플랜트의 가상 공장 투어를 통해 설계부터 운영까지 디지털화가 어떻게 구현되는지를 생생하게 보여줄 예정이다.

웨비나 참가자들은 단순한 기술 소개를 넘어, 글로벌 시장에서 검증된 확장성 있는 설계 전략, 투자 초기 단계에서 리스크를 줄이는 타당성 검토 방법, 운영 최적화를 통한 비용 절감 사례를 한 자리에서 확인할 수 있다. 수소 산업 관계자라면 이번 기회를 통해 새로운 시각과 실행 가능한 전략을 얻을 수 있을 것이다.

출처: [가스신문] 한국지멘스 홍정표 부장 (디지털 인더스트리 공정 산업 세일즈 팀장 & 수소 산업 리더)