一応自己解決しました。

FirebaseAuthだけではOAuth2.0アクセストークンを取得する方法は分からなかったので、GoogleSignIn-iOSライブラリを導入してGoogle認証を行い、
[iOS アプリで Google API にアクセスする Google for Developers][1]
を参考にしながら、スコープ「https://www.googleapis.com/auth/firebase.messaging 」
をリクエストした後に

    refreshTokensIfNeededWithCompletion
を呼び出すことでOAuth2.0アクセストークンを取得できました。

ただこの方法では問題が山積みで
①FirebaseAuthとGoogleSignInの二つでログインしているため、ログイン時は1回で済むが、ログアウト時は両方ともログアウト処理をする必要があり、どちらか片方だけがログインしている状況にならないか心配。Cloud Firestoreを利用しているため、GoogleSignInに一本化することもできない。

②本来アプリにはTwitterやAppleでのサインインも導入したかったが、上記の方法でできるのはGoogleサインインのみであるため、ログイン方法が一つに限られてしまった。(TwitterによるログインでもGoogleサービスのスコープをリクエストしてOAuth2.0アクセストークンを取得できるのかは試していないので不明。もしできたとしてもログインプロバイダの数だけ処理を記述する必要がある)

③GoogleSignIn-iOSではすでにログイン済みのアカウントに対してスコープのリクエストを行うため、初回のFirebaseAuthのログイン時にスコープをリクエストできず、必ず2回ログイン画面を開く必要がある。


などの様々な問題があり、セキュリティが低いとはいえ、以前までのサーバーキーで送信できるシステムの方がユーザーのログイン自体も不要で圧倒的に楽だったんだなと思いました。

他にもGoogle APIのIAM Permissionの扱いがよく分からず、現状では利用者のGoogleアカウントを一つ一つ手動で許可リストに加えていかないと、権限エラーで通知が送信できないという問題もあるので、別で質問させていただこうと思います。

  [1]: https://iOS%20%E3%82%A2%E3%83%97%E3%83%AA%E3%81%A7%20Google%20API%20%E3%81%AB%E3%82%A2%E3%82%AF%E3%82%BB%E3%82%B9%E3%81%99%E3%82%8B