[ESG경제=이신형기자] 탄소중립 달성을 위한 청정에너지원 개발이 활발한 가운데 2011년부터 2020년까지 수전해 기술 등 그린수소의 생산과 저장, 운송, 보관 등 전 과정의 특허 출원이 급증한 것으로 나타났다.

이 기간 수소 관련 기술 개발은 유럽연합(EU)과 일본이 주도했다. 미국은 주요 수소 기술 개발국의 지위를 유지했으나, 특허 신청 건수는 줄었다. 한국과 중국은 수소 기술 발전을 주도하는 상위 5개국으로 부상했다.

이런 내용은 국제에너지기구(IEA)와 유럽특허청(EPO)이 공동 작성해 10일 내놓은 수소 특허 보고서(Hydrogen patents for a clean energy patent)에 들어 있다. 파티 비롤 IEA 사무총장은 “저탄소 에너지원으로 생산한 수소는, 장거리 운송이나 비료 생산처럼 화석연료를 대체할 대안이 많지 않은 분야에서 청정에너지 전환 역할을 잘 할 수 있다”고 평했다. 

이 보고서는 2011~2020년 주요 수소기술 개발 동향을 ITFs(international patent families)의 관점에서 보여준다. 효용이 큰 기술 개발에 관한 특허를 2곳 이상의 특허 기관에 신청한 경우를 조사한 결과다. 안토니오 캠피노스 유럽 특허청장은 “수소의 잠재력 활용은 유럽의 2050년 탄소중립 달성 전략이 핵심”이라며 “다양한 기술 혁신이 시급하지만, 일부 고무적인 전환 패턴을 이 보고서는 보여준다”고 말했다.

저탄소 기술인 수전해 관련 특허 급증

현재 거의 모든 수소가 화석연료 개질(reforming)로 생산된다. 하지만 2011~2022년 중 출원된 수소 밸류체인 전반의 저탄소 기술 특허가 재래기술 관련 특허의 2배 이상이었다. 특히 수소 생산과 관련된 특허 출원이 가장 큰 비중을 차지하는 가운데 물을 전기분해 해서 수소를 생산하는 수전해 기술 관련 특허 출원이 두드러진 증가세를 보였다. 2020년 한 해 수전해 기술 관련 특허 출원이 전체 수소 관련 특허의 80%를 점했다.

수전해와 수소를 사용해 전기를 생산하는 수소연료전지 분야의 특허 출원은 유럽 화학업계가 주도했다. 자동차 업계의 특허 출원도 활발했다. 수전해 기술 등 저탄소 수소 생산 기술을 중심으로 대학과 공공연구기관의 특허 출원도 13.5%에 달했다. 한국과 프랑스의 연구기관이 이런 흐름을 주도했다.

수소의 최종 소비 단계에서 혁신 잠재력이 큰 분야로 수소차가 오랫동안 주목을 받아왔다. 이 분야의 특허 출원은 일본이 주도하는 가운데 지속적인 증가세를 보였다. 화석연료 대신 수소를 사용해 철을 생산하는 수소환원제철 분야의 특허 출원도 증가세다.

미국, 특허출원 비중 3위지만 건수는 줄어

나라 별로는 EU가 전체 특허 출원의 28%를, 일본이 24%를 차지해 수소기술 혁신을 주도한 것으로 나타났다. EU 회원국 중 독일은 11%, 프랑스는 6%, 네덜란드는 3%를 점했다. 미국은 20%로 3위였으나 특허 출원 건수는 줄었다.

중국은 15.2%, 한국은 12.2%로 수소기술 특허 주요 출원국으로 부상했다. 영국과 스위스, 캐나다 등도 수소기술 특허 주요국에 이름을 올렸다.