스크랩 흥미돋 수소, 대한민국 에너지주권 실현의 디딤돌을 놓다

[애덤]

출처 : http://www.keaj.kr/news/articleView.html?idxno=4505

수소, 대한민국 에너지주권 실현의 디딤돌을 놓다 - 전기저널

IEA에 따르면 화학 및 정유산업이 수소 수요 증가를 주도하면서 1975년 대비 4배 정도 늘어나 2020년 9,000만 톤에 이르고 있다. 화학산업에서 암모니아를 원료로 한 비료 생산에 총 수요의 65%, 정유산업에서 디젤연료의 황 함량 저감에 사용된 수소가 25%, 아직은 가격경쟁력과 인프라가 없고 기술 개발이 충분하지 못한 모빌리티 혹은 발전부문에서 10%를 차지하고 있는 것으로 나타났다.

전 세계가 탈탄소를 추구함에 따라 에너지믹스에서도 중요한 부분을 차지할 것으로 예상되는 수소는 2050년까지 5억 8,000만 톤으로 수요가 급증할 것으로 전망하고 있다.

국제 수소관련 이니셔티브 증에 따르면 세 가지 요인이 수소부문의 성장을 주도할 것으로 보인다. 첫째, LCOH(Levelized Cost Hydrogen, 수소균등화비용)의 감소다. 이는 지속적인 재생전력 가격의 하락과 제조활동 규모 확대에 따른 수소벨류체인에 필요한 CAPEX 감소, 또 유
럽의 Catapult 또는 Hydeal과 같은 전 세계 협업 플랫폼 등이 영향을 미칠 것으로 보인다.

둘째, 기후위기에 대한 인식이 기업에 이식되면서 시장의 압력이 현실화되는 것이다. BP나 이탈리아 최대 국영 다국적 기업인 ENEL, 석유회사인 ENI 등은 이미 2050년 넷제로 전략을 발표했다. 또한 지속가능금융 같은 투자 분야 역시 기후변화와 환경에 영향을 덜 미치는 기업으로 투자를 전환할 전망이다.

셋째, 청정수소 도입을 촉진하는 규제와 인센티브의 증가다. 청정수소는 초기 경제성을 확보하기 어렵기 때문에 정부의 정책적인 동력 제공은 매우 중요하다.

한편 IAE는 그린수소 생산비용을 kg당 3~7.5달러로 평가했으며 수소위원회는 목표가격을 kg당 2달러로 설정했다. S&P Global Ratings도 2030년까지 kg당 2.5달러로 수소가격을 낮춰야 기존 연료를 대체하는 것이 가능할 것이라고 분석했다. 프랑스 투자회사인 Natixis는 새로운 수소경제가 벨류체인 전반에 걸쳐 비용을 낮춤으로써 규모의 경제를 달성하기 위해 2030년까지 수소 인프라에 3,000억 달러 투자가 필요하다고 제시했다.

석유경제 시즌2를 꿈꾸는 중동 국가들

MENA(Middle East & North Africa)는 아프리카 서북단의 모로코에서 중동 이란에 이르는 지역을 아우른다. 석유와 가스가 풍부한 바레인, 쿠웨이트, 오만, 카타르, 사우디아라비아, UAE는 MENA의 주요 금융강국이다. 이들 6개국은 1981년 GCC를 설립해 협력체계를 구축했다. 바로 이 GCC 국가가 청정수소로의 전환에 심혈을 기울이고 있다.

중동에는 높은 일사량, 강하고 일정한 바람, 넓은 면적의 토지에 힘입은 전 세계 최대이자 가장 저렴한 태양과 풍력 프로젝트가 진행 중이다. GCC 국가들의 1인당 오염배출량은 세계 10위권이며, 이산화탄소 배출량은 전 세계 7%를 차지한다. 이는 넷제로, 탈탄소가 세계 경제를 움직이는 중요 열쇠로 부상하면서 최강 부국을 자랑하는 GCC 국가들은 위기에 직면하게 됐다.

그런데 아이러니하게 이들 전역에 걸친 충분한 고품질 태양에너지는 위기를 기회로 전환하고 있다. GCC 국가들은 석유와 가스를 통해 축적한 탄탄한 재정을 확보하고 있다. 또한 유럽과 아시아 두 지역에 걸친 수출 요충지로, 석유와 가스 수출에 사용하던 기존 인프라에 노하우를 더하면 수소 운송 문제의 일부를 해결할 것으로 평가받고 있다. 석유, 가스산업과 수소산업 간에 직무와 기술 호환성을 활용해 잉여인력을 줄이고 새로운 일자리를 창출할 수 있다.

이러한 중동 국가의 움직임의 물결은 여러 기업들로 확산되면서 탄력을 받고 있다. 미쓰비시 파워는 수소와 천연가스를 3대 7의 비율로 섞어 작동하는 세 대의 가스터빈 발전기를 사우디프로젝트에 공급하고 있다. 지멘스에너지는 UAE 정부와 합작사업에 680만 달러를 투자했고, 이탈리아 ACME 그룹은 25억 달러 규모의 오만 두큼 특별경제구역 그린수소 암모니아 플랜트에 투자했다. 아일랜드의 전해조 제조업체도 레바논 건설사와 협력해 중동지역 그린수소 플랜트 개발에 합의했다. 2021년 3월 현대오일뱅크는 사우디 아람코와 블루수소 프로젝트 협력협정을 체결했다. 현대오일뱅크는 아람코 액화석유가스를 수입해 국내에서 블루수소를 생산하고, 생산공정에서 발생한 이산화탄소를 포집, 저장해 사우디로 선적, 아람코에 공급해 탄소기반의 EOR(Enhanced Oil Recovery)에 사용할 예정이다.

또한 2024년까지 아람코가 생산한 블루 암모니아를 공급원료로 사용하는 LNG 보일러 설치도 계획한 것으로 알려졌다. GCC 국가들은 현재 5,000~6,000만 톤의 수소 생산능력을 갖고 있다. 정유소와 암모니아 수요에 대응하는 SMR을 주로 활용하고 있으며 2020년 이후 그린수소에도 과감히 도전하고 있다. 사우디아라비아는 네옴에 세계 최대 프로 젝트 중 하나인 암모니아용 대규모 2GW 그린수소 생산시설을 계획하고 있다. 전문가들은 네옴이 그린수소를 대규모 생산해 수출용 그린 암모니아로 전환할 것으로 예상하고 있다. 네옴은 위치의 이점으로 세계에서 가장 낮은 재생에너지 가격과 태양광 및 풍력에너지의 결합이용률 70% 이상으로 최고 수준을 자랑한다. KG당 1.5~1.95달러의 수소 생산을 잠재한 네옴은 중동 지역의 최초 수소 밸리가 될 가능성이 높아 보인다.

유럽과 일본, 대한민국은 거대한 수소 미래시장으로 주목받고 있다. 대한민국을 제외한 나머지 국가의 경우 자체 생산에 역점을 두고 있긴 하지만 한계도 존재한다. 지리적 위치와 공간 가용성의 제한으로 태양광과 풍력을 활용하는데 제약이 있고, 산림 파괴를 포함한 자연환경과 생물다양성의 희생 가능성, 태양광 개발에 따른 농경지 피해, 해상풍력에 따른 어업활동과 해양자원 문제 등이 이에 해당한다. 또한 발전시설과 운송자산에 대한 사회문화적 수용성 역시 만만치 않은 장벽이다.

모퉁이에서 다시 피어나는 수소의 쓸모

IEA의 넷제로 시나리오에 의하면, 2030년 수소 생산의 70%는 저탄소 기술 즉 CCUS를 사용한 전기분해 또는 화석연료를 사용해 생산된다. 2050년의 경우도 사실상 모두 저탄소 기술에 기반할 것으로 예상된다. 이러한 목표에 도달하기 위해서는 전해조 용량이 현재 0.3GW에서 2030년 850GW, 2050년 3,600GW까지 증가해야 하며 동시에 수소생산 과정에서 포획된 이산화탄소는 현재 1억 3,500만 톤에서 2030년 6억 8,000만 톤, 2050년에는 8억 만 톤으로 늘어나야 한다.

넷제로 시나리오에서 수소의 수요는 2050년까지 6배로 증가하는데 이 중 50%는 산업과 운송에서 발생한다. 최근 운송 분야의 진전은 괄목할 만한데 자동차용 연료전지 가격은 기술발전과 FCEV 판매 확대에 힘입어 2008년 이후 70% 하락했다. 대한민국과 미국, 중국, 일본 등의 노력은 2017년 FCEV 7,000여 대에서 2021년 중반까지 4만 4,000여 대로 6배 이상 끌어올렸다. 2017년에는 모든 FCEV가 승용차였으나 최근에는 전기차에 상대적으로 경쟁력이 있는 버스와 트럭이 20%를 차지하고 있다. 철도, 선박, 항공에서 수소기반 연료 사용을 위한 여러 실증 프로젝트들이 진행 중이다. 2018년에는 알스톰이 개발한 수소열차가 독일에서 100km 노선 서비스를 시작했고, 이후 열차 2대가 18만km 이상 운행됐다. 2020년에는 오스트리아에서 정기 여객열차에 수소열차가 포함돼 영국과 네덜란드에서 시범 운행 중이다. 프랑스, 이탈리아, 영국 역시 수소열차를 주문해 놓은 상태다. 2000년대 초반부터 단거리 선박에서 가능성을 입증한 수소연료전지 선박의 경우 현재
시연 중이거나 향후 몇 년 안에 600kw~300MW 급이 상용화될 것으로 예상하고 있다.

또 대형 해양선박용 연료로서의 수소기반연료 역시 주목받고 있다. 항공 부문의 경우 1,600km 비행에서는 수소연료전지를, 그 이하에서는 수소 연소를 고려하는 것으로 보인다. 그러나 NOx 배출을 제어하는 장비가 필요하다는 점에서 여러 가지 고려해야 할 요인도 존재한다.

운송 부문은 최종 에너지 수요의 25%, 이산화탄소 배출량의 20%를 차지한다. 운송에서 소비하는 에너지의 90%는 석유제품이다. 운송에 수소를 도입하려면 FCEV와 함께 인프라를 설치하는 것이 필요하다. 특히 수소가 전기차에 비해 장시간 무거운 화물 운송에 유리하다는 점을 감안하여 중대형 트럭 등에 초점을 두고 고압 수소충전소 설치를 고려해야 한다. 이 외에도 액화수소 활용과 관련한 파이프라인 개발에 대한 논의도 필요하다.

에너지 공급 측면에서의 탈탄소화는 매우 중요하고도 복잡하다. 이를 위한 최근 몇 년 간의 노력은 재생에너지의 확산을 위해서는 에너지저장이 동반돼야 하며, 전력망의 혁신이 반드시 수분돼야 한다는 것을 확인시켜주고 있다. 전 세계가 탄소중립 목표 달성을 향한 궤도에 오르기 위해서는 재생에너지의 간헐성을 보완하고 변동하는 수요에 신속히 대응할 수 있는 에너지저장의 능력이 대폭 향상돼야 한다.

최근 Form Energy가 최대 100시간까지 저장하는 철배터리 생산에 성공했으나 효율성 측면에서 아직은 갈 길이 요원하다. 수소는 에너지저장 측면에서 상당한 경쟁력을 갖는다. 잉여에너지를 수소로 변환해 필요할 때까지 저장했다가 수요가 있는 전기로 되돌려 사용할 수 있다. 수소의 장점 중 하나는 확장성으로, 특히 계절적 저장이 가능해 유연성을 제공할 수 있다.

미쓰비시파워는 미국 유타주에서 유틸리티 규모로 생산된 그린수소를 지하 소금굴에 보관하는 프로젝트를 진행 중으로 세계 최대의 에너지저장시설을 목표로 하고 있다. 영국과 독일에서도 관련 프로젝트를 개발하고 있다. Hydrogen Council은 수소가 500TWh 이상의 전기를 변환해 저장함으로써 재생에너지 확산에 기여할 수 있다고 말한다.



(전문 출처로!)

에너지체인을 기존 화석연료에서 수소로 변화하는것은 이제 더이상 불가능한 망상도 값비싸고 실효성 없는 옵션도 아닌 현실이야!

중동 국가와 호주 북미권 등 모든 국가들이 새로운 수소 생산국가, 즉 기존의 에너지공급자였던 중동 포지션을 빼앗기위해 경쟁하고있고

모든 업체들이 기존에 화석연료로 움직이던 모든 것들, 발전소 선박 비행기까지 수소로 움직이게 하도록 기술개발하고 신제품을 내놓고 시장에 내놓고있어

이건 주가에도 고스란히 반영 돼!

[졸렬잎주민]

주식생각하며 들어왔는데ㅋㅋㅋ중동국가가 어떻게 될지 궁금했는데 기존에 가지고 있던 기술과 인프라를 이용해서 태양이랑 풍력 에너지를 이용하기로 했군. 잘 읽었어 고마워!

[내정보초기화버튼]

잘 읽었어 수소에너지에 관한 책 읽으려했는데 넘 어려웠는데 이렇게 읽으니 좋더