저탄소 농업을 위한 농업용 수소 에너지 활용 가능성과 과제

농업 분야에서 수소 에너지가 주목받는 이유

농업 부문은 의외로 높은 에너지 소비 구조를 갖고 있다. 대형 트랙터, 곡물 건조기, 비닐하우스 난방기 등 다양한 설비와 기계가 운영되며, 상당수가 경유·LPG·전기를 사용한다. 그러나 전력 기반 기계는 배터리 충전 시간과 출력 한계가 존재하고, 화석연료는 온실가스 배출 문제를 안고 있다.

 

이에 대안으로 수소(H₂) 에너지가 부각되고 있다. 수소는 연소 시 이산화탄소(CO₂)를 배출하지 않고 물만 발생시키기 때문에 ‘궁극의 청정 연료’로 불린다. 특히 연료전지(Fuel Cell) 기술을 적용하면 수소와 산소의 화학 반응을 통해 전기와 열을 동시에 생산할 수 있어, 비닐하우스 난방과 전동 농기계 구동을 한 번에 해결할 수 있다.
현재 일부 국가에서는 수소 트랙터(Hydrogen Tractor)와 수소 연료전지 드론이 시험 운영 중이며, 대규모 농업단지에서 재생에너지로 생산한 그린수소(Green Hydrogen)를 직접 활용하는 실증 사업이 진행되고 있다. 이는 단순히 배출량 감축을 넘어, 농업 현장의 에너지 자립도를 높이는 효과까지 기대하게 한다.

 

농업용 수소 에너지의 적용 분야와 장점

농업에서 수소 에너지는 크게 세 가지 영역에서 활용될 수 있다.
첫째, 농기계 동력원이다. 내연기관 대신 수소 연료전지를 장착한 트랙터, 콤바인, 운반차량은 장시간 작동이 가능하고 배터리 충전 시간 제약이 없다. 예를 들어, 대규모 농장에서 하루 10시간 이상 작업이 필요한 경우에도 수소 탱크 교체만으로 즉시 재가동할 수 있다.
둘째, 온실 난방 및 전력 공급이다. 기존 비닐하우스 난방은 경유 보일러나 전기히터가 주류였지만, 수소 연료전지를 설치하면 열과 전기를 동시에 확보할 수 있어 효율이 높다. 특히 열은 난방에, 전기는 내부 조명과 자동화 장치 운영에 사용 가능하다.
셋째, 농산물 가공 및 저장 시설 운영이다. 저온 저장고, 세척·포장 라인 등 전력 소모가 많은 시설에 수소 에너지를 적용하면, 화석연료 의존도를 줄이는 동시에 재생에너지 발전량이 부족한 시기에도 안정적인 전력 공급이 가능하다.
장점은 명확하다. 배출가스 없는 청정에너지, 재생에너지와의 연계 가능성, 긴 운용 시간, 빠른 연료 보급 속도 등이다. 특히 전기차와 달리 농촌 지역의 배전망(전력 인프라) 확충 부담을 줄일 수 있다는 점에서 경제성도 갖춘다.

 

수소 에너지 농업 전환의 현실적 과제

이론적으로는 이상적이지만, 농업 현장에서 수소 에너지 도입에는 여러 장벽이 존재한다.
첫째, 수소 생산 방식의 탄소 배출 문제다. 현재 상용화된 수소 대부분은 천연가스를 개질해 만드는 그레이수소(Grey Hydrogen)인데, 이 과정에서 CO₂가 배출된다. 따라서 진정한 저탄소 효과를 내려면 태양광·풍력 등 재생에너지로 물을 전기분해해 생산하는 그린수소 비중을 높여야 한다.
둘째, 수소 저장과 운송의 안전성이다. 수소는 분자 크기가 작아 누출 위험이 크고, 폭발 범위가 넓기 때문에 안전한 저장탱크와 충전소 구축이 필수적이다. 농촌 지역에 수소 충전 인프라를 설치하려면 초기 투자비용이 상당하다.
셋째, 기술 표준과 인증 문제다. 농업용 수소 기계의 안전 규격, 연료전지 내구성 기준, 온실가스 감축 효과 측정 방식 등이 명확히 표준화되지 않으면 시장 확산이 지연될 수 있다.
넷째, 경제성 확보다. 초기 설비 투자와 수소 가격이 여전히 높기 때문에, 정부의 보조금·세제 혜택·탄소 크레딧(배출권) 연계 등 정책적 지원이 필요하다.

 

향후 전망과 전략

농업용 수소 에너지의 성공적인 확산을 위해서는 세 가지 전략이 요구된다.
첫째, 재생에너지와 수소 생산의 통합 모델 구축이다. 농장 지붕 태양광, 농촌 풍력발전 등에서 생산한 전력을 활용해 현장에서 직접 그린수소를 생산·저장·활용하는 ‘에너지 자립형 농장’을 구현해야 한다.
둘째, 전용 인프라 확대다. 농기계 전용 수소 충전소, 이동형 충전 트럭, 소형 수소 저장 모듈 등 농업 맞춤형 설비가 필요하다.
셋째, 기술 표준화와 시장 유인책 마련이다. 국제적으로 통용되는 안전 기준과 감축 효과 인증 방식을 도입하고, 탄소중립 인증 농산물에 대한 프리미엄 가격 제도를 적용하면 농민의 참여 유인이 높아진다.
향후 10~20년 안에 수소 에너지가 농업의 주요 동력원으로 자리 잡는다면, 농업 부문 탄소중립 달성은 한층 앞당겨질 것이다. 단순한 에너지 전환을 넘어, 농업이 기후 위기 대응의 주역이 되는 길이 열리는 셈이다.