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2019년 1월 17일 문재인 대통령은 울산을 방문하여 ‘수소경제’ 시대를 선언했다. 지금까지 석탄･석유에 의존해 온 에너지원을 수소로 전환함과 동시에 우리나라의 주력 산업인 자동차･조선･석유화학과 연계하여 경제 성장의 원동력으로 삼겠다는 것이었다. 정부의 이 같은 발표 이후 학계는 수소 경제에 대한 관심이 높아졌고, 특히 수소경제 로드맵에서 가장 중요하게 지목되고 있는 수송 분야의 대표모빌리티(Mobility)인 수소 연료 전지차(FCEV: Fuel Cell Electronic Vehicle, 이하 FCEV)에 대한 관심이 급격하게 증가하였다.

FCEV는 현재 대두되는 수소 에너지 전환에 있어 매우 큰 비중을 차지하고 있다. 에너지관리공단(2018)은 재생에너지 전력 기반의 수소는 기술적인 관점에서 탈 탄소화가 어려운 운송, 건물, 산업 분야의 에너지 전환을 이끌어 낼 수 있는 잠재력을 가지고 있으며, 재생에너지 전력으로 전기분해 생산한 수소를 통하여 발전과 타 에너지 소비 분야 간 연계를 강화함으로써 재생에너지 보급 확대 가능하다고 보고하였다.¹⁾ 이는 파리 협약 이후 탈 화석 연료의 아젠다를 기본 골자로 하는 시대에서 수소 에너지가 기존의 화석연료로부터의 에너지 의존성을 완화 시킨다는 측면에서 중요한 의미를 가진다.

수소 경제로의 에너지 전환 측면에서 중요시되는 FCEV는 수소 경제 활성화 로드맵에 2022년부터 2040년까지 FCEV 보급계획에 관한 구체적인 목표가 수립되어 있다. 2022년까지 현행 지급되는 정부 보조금 지급 정책²⁾이 유지될 전망이며, 초기시장 형성을 위하여 연료비 관점에서 수소 충전 가격을 일정 수준으로 관리할 계획이다. FCEV 보급은 내수 기준으로 2022년 약 6.7만대(승용 6.5만대, 버스 0.2만대), 2040년 기준으로는 약 290만대 보급을 제시하였다(899대 보급, 2018년 말 기준).³⁾ 2021년 기준으로 중앙 정부에서 지급하는 보조금은 2,250만원이고 지자체별로는 추가로 1,000만원~1,3000만원을 지급한다(승용 기준). 대형 버스의 경우 국고 구매보조금 2억 원에 별도로 지방비 추가 2억 원을 지원한다. 아울러 개별소비세 및 교육세 등 세금 경감의 혜택이 있으며, 세금 감면 혜택은 최대 910만원이다.⁴⁾

자동차 등록 현황 보고(2021)에 따르면 2021년 상반기 4월 28일 기준으로 보급된 FCEV는 1만 2,439대로 총 3만 7,400대 보급된 전세계 총 보급 대수의 33%를 차지하고 있으며, 이는 1위에 해당하는 보급량으로 볼 수 있다. 두 번째로 보급이 많이 된 미국 1만 68대 비교하여서도 2,000대 이상 보급이 많이 진행되어 FCEV 보급 부문에서 눈부신 성과를 이루었다고 볼 수 있다. 하지만, 동기간에 연평균 235%씩 증가하는 FCEV 판매량에 비하여, FCEV 충전기 1대당 할당된 차량대수는 180대에 해당하여 충전 여건에 대한 상황은 아직 FCEV 보급 속도를 쫓아오지 못한다는 지적이 많다. 즉, FCEV의 보급 및 충전 시설 지원에서 구매 보조금의 지원 뿐 아니라 일상생활에서의 편의를 제공하는 충전 시설등의 인프라 구축의 중요함도 시사하고 있다. 친환경차량 특히 전기차 보조금 정책 관련하여 국가별 연구 활동은 활발하며 관련 논문 및 연구결과도 손쉽게 찾아볼 수 있다. 하지만 우리나라는 FCEV의 누적 보급 대수가 889대(2019년 초 기준)임에도 불구하고 FCEV 보조금 규모에 대한 적정성 및 개별 소비자 입장의 손익을 분석한 논문은 김봉진(2015)의 ‘보조금과 수소가격을 고려한 국내 연료 전지차의 경제성 분석’을 제외하면 찾아보기 힘든 실정이다.

최근 FCEV 시장 선점을 위한 다국적 기업 간 경쟁이 과열되는 상황에서, 한국은 2013년에 세계 최초로 FCEV 양산에 성공하였고 현재 세계 최장 주행거리 기록을 가지고 있으며, 핵심부품의 국산화를 통하여 국제 경쟁력을 확보하고 있다.⁵⁾ 대규모 석유화학단지(울산, 여수 등)를 중심으로 수소 파이프라인, 고순도 수소 생산 기술을 보유하는 등 수소 공급에 필요한 석유화학 및 플랜트 산업 기반과 경험도 풍부하다. 이는 국가 경제의 화두로 제시되고 있는 에너지 전환의 탈 화석연료와도 깊은 관련이 있다고 볼 수 있다. 수소 전환에 대한 관심도가 국가 차원에서 고조된 현 시점에서 친환경적이고 에너지원의 다각화, 해외 에너지 의존도를 낮출 수 있는 FCEV 보급에 주요한 역할을 하는 구매 보조금의 적정 규모를 평가하는 것은 에너지 전환을 위한 국가 정책의 발전 방향을 점검할 수 있는 의미 있는 연구로 볼 수 있다. 현재 제공되는 부생수소 방식이 아닌 알카리 수전해 방식의 100MW급 대형 설비를 통한 친환경 수소를 활용한 FCEV는 LCA⁶⁾ 관점에서 수소 생산부터 친환경 수소⁷⁾로 볼 수 있다. 이는 장기적으로 그레이 수소에서 그린 수소로 넘어가야하는 친환경차의 정의에 부합한다고 볼 수 있다.

본 연구는 FCEV 보급 초기 단계인 현시점에서 정부와 지자체가 지원하는 FCEV 보조금 규모를 바탕으로 소비자의 관점에서 FCEV 구매의 경제적 타당성을 살펴보고자 한다. 이를 통하여 정부의 FCEV 보조금 정책에 대한 실효성 여부를 진단하고, 국가 보조금 정책에 대한 개선 방향에 대한 기초자료로 활용할 수 있는 데 연구의 목적을 둔다. 본 연구의 절차는 다음과 같다. 먼저, 국내 FCEV 보조금 정책과 관련 선행연구 동향을 살펴본다. 본론에서는 FCEV 구매에 대한 경제성을 분석하고, 소비자 관점에서 ICE 구매와 비교하여 경제성을 검토한다. 결론에서는 분석 결과에 따른 FCEV의 구매와 보조금에 대한 정책 제언 및 향후 연구가 필요한 분야에 대하여 논의한다.

FCEV 도입 이전에 전기연료차 (Electronic Vehicle)의 도입에 따른 적정 보조금에 대한 연구는 활발하게 진행되어 왔다. 본 연구는 전기차 등 친환경의 목적으로 도입되는 자동차의 적정 보조금 연구를 현재 상용화 되어 시장에서 점유율을 늘려가고 있는 FCEV에 접목시켜 적정 보조금에 대한 타당성을 확인한다. 이에 따라, 기존의 전기차 적정 보조금 산정에 관련한 국내외 연구를 중심으로 관련 문헌 고찰을 수행하였다. 유종훈･김후곤(2011)은 전기차의 보조금 도입에 따른 적정 보조금을 판단하기 위하여, 순현가법을 이용하여 적정 보조금의 규모를 확인하였다. 전기차와 이와 동일한 세그먼트(segment)를 가진 차량을 선정하여 10년의 기간 동안 유류비, 구매 당시의 세금, 감가상각, 환경 부담금 등의 요소를 이용하여 비용을 추정한 결과, 현재 지급되는 보조금의 수준에서는 전기차 구매에 대한 편익이 존재하지 않는 결론을 제시함과 동시에 차량 구매가의 50% 수준까지 보조금이 증가하는 경우 경제성이 존재함을 시사하였다. 즉, 보조금이 친환경차 자동차의 구매에 따른 편익의 주요한 사항임을 도출하였다. 김봉진(2015)는 차량 구매자의 관점에서 기존 내연기관 차량과 비교한 FCEV 경제성을 2015년과 2025년 기준에서 각각 파악하였다. 현재 보조금 지급수준에서는 친환경차량의 높은 차값에 대한 구매 지원이 이뤄지지 않는다고 평가하였다. KEI(2016)에서도 동일하게 지적하듯 보조금의 수준은 현재 수준에서 낮출수 없으며, 장기적으로 기술 개발에 의한 친환경차의 단가가 하락하는 시점부터 가능함을 시사하고 있다. 더불어, 보금이라는 측면에서 보조금 뿐 아니라 운행 단계에서의 인센티브 역시 장기적으로 보급을 활성화 할 수 있는 통로임을 명시하고 있다. 이호영 등(2016)은 FCEV는 다른 EV나 PHEV(플러그드 인 하이브리드카)에 비하여 보조금의 수준이 낮기 때문에 경제성이 없으므로, 1,420만원이 증가한 보조금을 지급해야함을 지적하였다. 하지만, 이 역시, 장기적으로는 기술 개발에 따른 차량 단가의 하락과 연비의 향상에 대한 점을 동시에 고려할 필요가 있음을 설명하였다. 채현석 등(2016)은 수명 주기 비용 측면에서 장기적으로는 EV가 ICE에 비하여 높은 가격 정쟁력을 가질수 있음을 시시하고 있으며, 이는 대량 생산 체제 및 정부의 보조금 지급에 의해 발생 할 수 있다고 시사하고 있다. 배정환･조상민(2006)은 동태 CGE(Computable General Equilibrium)모형을 개발하여 2040년까지의 수소에너지 보급에 따른 거시 경제적 파급효과를 분석하였는데, 2040년을 기준으로 볼 때 장기적으로는 수소에너지 가격에 대한 보조가 FCEV사용을 증가시킨다고 분석하였다. 이는 수소차의 보급에 보조금 뿐 아니라, 수소차의 연료가 되는 수소에너지 가격의 중요성에 대하여 시사하고 있다. 즉. 구매 단계에서의 지원뿐 아니라, 일상생활에서의 수송차량 이용에서의 수소 가격의 안정 역시 수소차 보급에 중요한 점을 의미하는 것이다. 김한상(2011)도 대규모 수소 에너지 공급을 통한 수소 공급가격의 하락이 보조금만큼 수소차의 보급에 중요함을 시사하고 있다. van den Bulk et al.(2019)는 친환경 차량의 유지기간에서 배터리 기술에 따른 차량의 유지 기간의 변동이 발생하여, 경제성이 달라질 수 있음을 시사하고 있다. Offer et al.(2011)도 동일하게 배터리 충전 및 배터리의 용량에 영향을 받으므로 전기차와 동일하게 수소 가격뿐 아니라 배터리 기술에 큰 영향을 받는 점을 시사하고 있다.

이처럼 다수의 선행연구에서는 내연기관 차량을 제외한 경우 각 모빌리티(Mobility)의 주 연료 공급원에 따른 경제성의 변동을 주요 연구주제로 다루고 있다. 보조금의 지급이 친환경차 구매에 있어서 최우선의 구매에 대한 선결 조건이라는 연구결과와 동시에, 배터리 기술 등 관련 R&D기술의 발전에 의한 각 자동차 부품의 단가 하락에 의한 총 자동차 공급 비용의 하락이 친환경차 구매에 유의미한 영향을 미치게 됨을 시사하고 있다. Hao et al.(2014) 역시 중국시장내에서 친환경차 보조금의 효과도 존재하지만 장기적으로 기술 발전에 의한 배터리 원가 절감이 필요함을 시사하고 있다. 본 연구에서 중점적으로 다루게 될 FCEV의 경제성을 유지하기 위해서 수소 가격 및 수소 충전소의 건설을 통한 에너지 효율증대가 중요함을 제시하고 있으며, 전기차의 경우에는 충전 용량에 영향을 미치는 배터리의 성능이 전기차의 경제성을 결정하는 요인임을 설명하고 있다. Thomas(2009)도 연료전지(Feul cell)가 well-to-wheel⁸⁾ 관점에서 기존 배터리보다 높은 효울을 가지고 있음을 기 지적한바가 있다. 그러나 다수의 선행연구에서 지적된 바와 같이, 경제성 향상을 위한 요인을 탐색하는 연구는 활발하게 진행되었지만, 경제성 확보를 위한 국가 정책 수단인 보조금, 부담금에 관한 연구는 아직 부족한 실정임을 알 수 있다. 본 연구에서는 수송 부문의 다수를 차지하고 있는 ICE과 FCEV의 운행에 따른 경제성을 분석하고자 한다. 김봉진(2015), 유종훈･김후곤(2011) 연구에서 사용한 변수인 연간 보험료, 차량 등록비용 (취등록세 등), 탁송료. 연간 연료비의 데이터를 활용함과 동시에 FCEV의 연료비 분석에서 기존의 부생 수소 방식이 아닌 친환경으로 생산되는 수소 가격을 도입하여, LCA관점에서 100% 친환경인 FCEV의 적정 보조금을 산출하는데서 차별성을 가진다.

본 연구는 에너지 전환의 주요 화두로 제시되는 탈 화석연료 및 친환경 경제 실현을 위한 FCEV 국가 보조금 정책과 규모의 타당성에 대하여 분석하였다. 연구 범위는 서울시로 한정하여 FCEV의 구매에서의 적정 보조금을 규모를 추정하였다. 분석 결과, 부생수소를 이용한 FCEV를 구매하는 경우에 현행 정부 보조금 2,250만원에서 377만원이 감소된 1,873만원의 보조금이 적정 규모임을 확인할 수 있다. 이는 현재의 수소 가격과 FCEV의 생산과정의 단가를 고려했을 경우 최적의 가격인 동시에 현 수준에서 제시가 가능한 최저 보조금의 규모로 판단할 수 있다. 즉, 정부 지원금의 규모가 2,250만원 이하로 떨어지더라도, 운행주기를 고려한 친환경차 구매에서 경제성을 담보할 수 있는 상황이 될 수 있음을 시사한다. 본 연구는 기존의 친환경차의 TCO(Total cost of Ownership, 총 소유비용)를 고려하여 분석한 연구의 연료비를 기존의 부생수소 방식과 친환경으로 공급될 수전해 방식의 가격을 도입하여 LCA²²⁾관점에서의 친환경 비용 및 이에 따른 보조금의 규모를 고려한 차이점이 있다. 2021년 초에 발표된 제 4차 친환경차 보급계획에서 정부는 충전소의 적극적인 설치를 통해 구매자의 일상에서의 편의성을 강화한다는 발표를 하였다. 친환경차 구매 지원에 대한 정책 기조의 변화 양상은 기업의 친환경차 생산 전략과 떼어놓고 생각할 수 없는 구조가 되고 있다. 실제 수소차 시장에서 선두인 현대자동차와 같은 경우에도 ‘수소비전 2040’²³⁾을 중심으로 수소연료전지차 보급 및 수소연료전지사용에 대한 강한 확신을 보이고 있다. 정부가 2019년에 발표한 “수소연료전지차 보급 정책”과 최근 발표한 “수소경제 성과 및 수소선도국가 비전”을 통해서 수소 경제 생태계 기반 강화라는 목표를 꾸준히 강조하면서 수소 생산, 유통에서도 강점을 갖기 위한 지속적인 투자에 대한 의지를 강조하였다. 즉, 수소 경제 시대의 FCEV의 보급은 친환경차 보급이라는 중요성 외에도 수소 경제 달성이라는 정책 방향과도 그 궤를 같이하고 있다고 볼 수 있다. 친환경차 보급의 증대라는 측면과 친환경 수소의 사용이라는 두가지 면을 고려한 보조금의 경제성 추정은 중요한 정책적 시사점을 가지고 있다.

후속 연구로 직접 보조보다 간접 보조로 설명되는 인프라 확충 (수소 충전소 개수, 수소 충전소의 접근성) 에 대한 계량적인 연구가 필요하다. 박지영 등(2020)에서도 FCEV의 대중화에 제일 중요한 요소는 장기적이고 지속적인 충전소 지원 정책의 필요성을 강조한 바가 있다. 즉, 소비자가 친환경차 인프라의 미구축으로 인한 불편에 대한 비용 추정 및 이로 인한 구매 결정 요인 변동에 대한 연구 및 장기적으로 친환경차 정책 수립에 활용할 다양한 연구가 필요하다. 더불어, TCO 관점에서 친 환경차의 잔존가치에 대한 연구는 소유 비용이라는 측면에서 중요성을 지닌다. 하지만, 친환경차의 경우 배터리 스택²⁴⁾ 및 기존의 내연기관차와 같이 잔존 연한만을 고려할 수 없는 한계점이 있다. 기존의 감가 상각 및 다양한 추정을 통한 자동차의 잔존 가치에 복합적인 추정이 필요하다. 본 연구에서도 최초 구매 가격 차이만을 고려한 점이 연구의 한계점으로 남는다. 더불어, 전기차와 같이 FCEV에 대한 소비자의 인식이 향상되며, 시장에서 구매력이 있게 되면 직접 보조의 형태인 보조금은 점차 감소해가며 인프라를 확충하는 간접 보조의 형태가 증가할 것이며²⁵⁾ 이에 대한 구체적이고 정량적인 추정에 대한 연구도 추후 진행 필요가 있다. 또한, 대도시 및 광역시를 제외한 지역에서는 구매유인 장려를 위한 보조금의 편차가 있음에도 불구하고, 계획된 보조금을 통한 차량 구매가 이루어지지 않아 예산이 전액 집행되지 못하고 있기 때문에 이에 대한 장기적인 정책적 고려사항이 필요하다.