친환경 수소 경제도시를 꿈꾸는 네덜란드 - 네덜란드는 유럽 내 2위 수소에너지 생산국 - - 북부 지역은 친환경 수소 경제도시로 발돋움 준비 단계 -

[짱가]

친환경 수소 경제도시를 꿈꾸는 네덜란드

2018-05-19 이소정 네덜란드 암스테르담무역관

- 네덜란드는 유럽 내 2위 수소에너지 생산국 -

- 북부 지역은 친환경 수소 경제도시로 발돋움 준비 단계 -

□ 유럽 내 2위 수소에너지 생산국, 네덜란드

○ 네덜란드 에너지 연구기관 ECN에 따르면, 네덜란드는 연간 80억 세제곱미터 규모의 수소에너지를 생산하여 유럽 내 독일에 이은 2위 수소에너지 생산국

- 네덜란드 내에서 수소에너지는 대부분 천연가스를 통해 생산되며 이는 70억 세제곱미터 규모로 네덜란드 수소에너지 총생산량의 약 87.5%를 차지함.

- 독일은 215억 세제곱미터 규모의 수소에너지를 생산하는 반면, 네덜란드는 101억 세제곱미터 규모의 수소에너지 생산량을 기록함. 유럽 연합(EU) 25개국의 연간 수소에너지 총생산량은 2015년 기준 약 803억 세제곱미터 규모임.

- 수소에너지 생산을 위한 가스 추출은 대부분 네덜란드 북부 지역에서 이뤄짐.

- 수소에너지 시장은 주로 아래와 같은 세 종류로 구성됨.

● Shell 社 등 수소에너지를 거래하는 에너지 회사

● 자체 고객 혹은 자사의 소비 용도로 수소에너지를 생산하는 회사

● 화학 공정과정에서 산업 부산물 생산되는 부생 수소(by-product hydrogen)

- 네덜란드 내 총 수소에너지 시장 규모는 2016년 기준 약 210만 톤임.  

○ 네덜란드 미래 수소에너지에 관한 전문가 견해

- Econcern의 전 CEO이자 현직 델프트 공대 교수인 Ad van Wijk에 따르면, 네덜란드는 수소 자동차 상용화를 위한 준비가 되었음.

- Ad van Wijk는 글로벌 자동차 기업에서 최근 수소자동차를 잇달아 출시하여 차량가격하락이 예상되며, 이에 따라 수소충전소 수가 증가할 것임을 주장함.

- 2016년 말 기준 네덜란드 내 26대의 수소자동차가 존재하지만, 10년 후 수소자동차 수가 전기자동차 수를 초과할 것으로 예상함.

○ 수소에너지 사용량은 2020년까지 점차적으로 증가할 전망

- 네덜란드 정부에서는 해당 시점까지 최소 2,000대의 수소자동차와 100대의 수소 버스, 20대의 수소화물차의 상용화 및 20개의 수소충전소 신설을 목표로 함.

- 최근 네덜란드 여러 도시 내에서 수소 버스, 투어 보트를 운영하는 등 소규모 지역 프로젝트가 진행됐음.

- 최근 풍력, 태양열 에너지로부터 수소에너지를 생산하는 것이 트렌드임. 연료산업 관련 기업 Shell 등 대형 기업들도 수소를 화석연료를 대체할 미래 에너지원으로 여기고 있으며, 독일 등지에서 열리는 다양한 프로젝트에 참여하고 있음.

□ 네덜란드 내 수소에너지의 중요성

○ 네덜란드는 지난 20년간 탈탄소화(decarbonisation)를 통한 경제 친환경화에 노력

- 탄소를 유발하지 않는 친환경 에너지원인 수소는 전력 및 운송 산업 내에서 적용될 수 있도록 지원받음.

- 네덜란드 정부에서는 대기 질 개선 및 석유 의존성 감소 등 핵심적인 미래 해결책의 일환으로 운송부문 내 탈탄소화를 지향하는 수소에너지 개발을 지원함.

- 2013년 네덜란드 정부 및 다수의 관계자는 에너지 및 기후 분야 내 새로운 목표를 수립했으며, 관련 내용은 네덜란드 경제사회이사회(SER) 웹사이트 내 지속가능한 성장을 위한 에너지 협약에서 찾아볼 수 있음.

* 네덜란드 경제사회이사회 웹사이트 : https://www.ser.nl/~/media/files/internet/talen/engels/2013/energy-agreement-sustainable-growth-summary.ashx

- 네덜란드 사회간접자본환경부(Ministry of Social Infrastructure and Environment)와 100여 명의 전문가와 관계자는 운송 부문의 지속가능한 혼합 연료의 비전을 발표했음.

- 운송 부문의 지속가능한 혼합 연료 비전은 배터리, 연료전지를 탑재한 전기열차를 바탕으로 2050년까지 승객 운송 수단의 완전한 무공해화를 목적으로 함.

- 지속가능한 운송에 관한 국가 전략의 주요 목표는 아래와 같음.

● 2020년: 2012년 기초 연구 대비 15-20페타줄(PJ) 에너지 추가 감축

● 2030년: 1990년 대비 온실가스 배출량 최대 17% 감축

● 2035년: 신규 생산 자동차의 완전 무공해화

● 2050년: 1990년 대비 온실가스 배출량 60% 감축

○ 네덜란드는 지난 20년간 탈탄소화(Decarbonization)를 통해 경제 친환경화에 노력

- 2015년 기준 22대였던 수소전기차(FCEV)를 2025년까지 2,000대로 늘리고, 대중교통 버스 100대 확충 및 이에 상응하는 수소충전소 증설 계획을 수립했음.

- 또한, 도심 지역을 무공해 청정 지역으로 만들기 위해 2016년 기준 2대였던 수소화물차를 향후 20대로 확충시키고, 수소트럭 수를 500대 규모로 늘릴 예정임.

- 향후 20년간 네덜란드 정부의 수소에너지 이용 및 국가 비전은 아래와 같음.

수소에너지 이용에 관한 연도별 국가 비전*

자료원: iphe.net

* 그림: 2015년 초기 단계에서부터 2030년 완성 단계까지 고속도로를 기반으로 수소전기차(FCEV) 및 수소충전소 보급 계획. 수소충전소(적색), 주요 고속도로(황색), 수소에너지 이용 가능 인구 비율(청색)

□ 친환경 수소 경제도시를 목표로 하는 네덜란드 북부 지역

○ 2050년까지 온실가스 감축을 통해 네덜란드 북부지역 도시의 친환경화 목표

- 네덜란드 북부지역은 해상풍력발전소를 통해 대규모의 친환경 전기에너지를 생산하고 있으며, 지식 기반 인프라 및 대규모 화학 클러스터를 보유하는 등 수소에너지 생산 및 조달에 적합한 지역임.

- 수소에너지 생산을 위한 천연가스는 대부분 네덜란드 북부 지역에서 추출되며, 그중에서도 흐로닝언(Groningen) 지역의 추출량이 가장 큰 비중을 차지함.

- 친환경 수소 경제도시는 수소에너지의 생산, 시장, 인프라 및 사회 측면의 상호 의존적 개발을 통해 실현 가능함.

- 2017년부터 2030년까지 수소 경제도시 프로젝트를 통해 네덜란드 북부 지역에서 매년 약 27만 톤의 수소가 생산될 예정임.

* 프로젝트 소개 유투브 영상 : https://www.youtube.com/watch?v=aSTOBrgPQe0

- 친환경 수소에너지의 대량 생산을 통해 kg 당 2~3유로의 수소에너지 가격 경쟁력 확보가 가능할 것으로 기대됨.

북부 네덜란드 지역의 친환경 수소 도시화 프로젝트

자료원: profadvanwijk.com

네덜란드 북부지역의 친환경 수소 경제화에 필요한 투자금액

(단위: 백만 유로)

자료원: profadvanwijk.com

○ Gasunie는 네덜란드 수소에너지 시장 활성화를 위해 P2G 기술(Power-to-Gas)에 투자

- 네덜란드 천연가스 회사 Gasunie는 2018년 9월까지 네덜란드 내 1MW급의 첫 P2G 기술을 적용시킨 에너지 저장시설 설치계획을 밝힘.

- P2G 기술(P2G, Power-to-Gas)은 물의 전기분해로 생산된 잉여전력을 수소로 저장해 이용하는 기술을 가리킴.

- Gasunie는 흐로닝언(Groningen) 지역의 지하 가스 저장소에 P2G 기술을 적용한 수소에너지 저장시설을 설치하는 계획인 HyStock을 발표했음.

- Gasunie의 자회사인 EnergyStock, Gasunie New Energy는 5,000개의 태양 전지판으로부터 생산되는 태양열 에너지를 수소에너지로 전환함.

- 생산된 에너지는 네덜란드의 전송 시스템 국영기업 TenneT의 고압 전력망을 통해 공급될 것임.

- 태양 전지 패널은 저장 시설 주변의 언덕 위에 위치함. 시설 주차장 부지 지붕에 태양 전지판이 설치될 것이며, 발전 전력의 1MW는 수소에너지로 전환될 것임.

- HyStock 프로젝트를 통해 네덜란드는 국내 최초의 1MW급 P2G 에너지 저장시설을 구비하게 됨.

○ 수소에너지를 통해 재생에너지의 대량 저장이 가능해질 것

- Gasunie의 자회사 EnergyStocck의 상무이사인 Henk Abbing는 지속가능한 에너지의 대량 저장이 어려움을 주장함.

- Henk Abbing에 따르면, 대규모 전기에너지 저장에 적합한 배터리는 아직 개발되지 않았으나 수소에너지는 에너지의 대량 저장이 가능함을 언급함.

- Gasunie의 자회사는 HyStock 프로젝트를 통해 수소에너지 시장의 발전에 기여하고, 대규모의 신기술 적용을 시도하고자 함.

○ 재생에너지 대량 저장의 대안으로 수소에너지 부상

- 지속가능한 에너지원인 물을 수소에너지로 분리해 저장할 수 있는 P2G 에너지 저장기술은 친환경 미래 대체에너지로 각광 받고 있음.

- 풍력, 태양열 에너지와 같은 지속가능한 에너지의 생산 비중이 증가함에 따라 HyStock 프로젝트는 에너지 전환의 가능성 및 기여도 파악을 위한 미래 계획으로 여겨짐.

HyStock 프로젝트 개요

자료원: agbzw.nl

○ 네덜란드 북부 지역 내 수소화물차 상용화될 전망          

- DUWAAL 프로젝트를 통해, 네덜란드 북부 지역에서 풍력 에너지로 생산되는 수소에너지에 의해 청정, 지속가능한 도로교통 생태계를 구성할 수 있을 것으로 전망됨.

- 해당 프로젝트는 수소에너지 생산회사인 HYGRO와 엔지니어링 컨설턴트사 Composite Agency의 해상풍력발전에 의한 수소에너지 생산 가능성에 관한 연구에서 비롯됨.

- 이는 풍력발전소의 물을 해상 풍력발전 터빈의 전기로 전기 분해하여 풍력발전 터빈 자체에서 물을 수소에너지로 변환하는 방식임.

- 위의 과정을 통해 생산된 수소에너지는 고압 합성 파이프를 통해 육지로 옮겨지고, 친환경 운송 연료로 사용됨.

- 수소에너지의 운송 인프라 구축은 전기에너지에 비해 저렴하며 유연한 고압 합성 파이프라인으로 인해 비용도 저렴함.

○ 수소화물차가 곧 상용화될 전망   

- 수소에너지 생산회사 HYGRO의 Jan Willem Langeraar는 네덜란드 도시 Alkmaar 의 신설 역인 NXT에 첫 수소충전소 설립 계획을 밝힘.

- Jan Willem Langeraar에 따르면, 최종적으로 100대의 수소트럭이 상용화될 것이며, 장기적 관점에서 수소자동차는 화석연료 자동차보다 더 가격 경쟁력을 지닐 것임을 주장함.

- DUWAAL 프로젝트를 위해 육상 풍력 터빈을 갖춘 전해기가 통합됨. 수소에너지는 네덜란드 북부 지역에서 전국 각지의 수소충전소로 분배되고 있음.

풍력 발전용 터빈을 통한 수소에너지 생산

자료원: ecn.nl

□ 결론

○ 기후 변화 완화, 석유 의존성 감소 등의 이유로 네덜란드 정부는 수소에너지에 투자

- 네덜란드 내 수소에너지 및 연료전지 분야에는 정부, 산업, 대학, 연구 기관 등 여러 관계자가 참여함.

- 네덜란드는 유럽 연합(EU) 내 플러그인 자동차 시장의 선두주자이며, 하이브리드 시장에서 높은 점유율을 차지하고 있음.

- 네덜란드에는 친환경 투자에 대한 세금 감면 프로그램인 MIA, VAMIL이 존재함.

- MIA, VAMIL 프로그램은 환경친화적 제품, 회사 재원에 투자하고, 제품을 더 일찍 시장에 출시할 수 있도록 재정적 도움을 제공함.

- 또한, 수소에너지 관련 프로젝트, 연료전지, 연료전지 자동차, 수소버스 및 소규모 수소 생산 유통시설 등을 지원함.

○ 친환경 수소 경제도시는 기타 에너지 부문에서 발생하는 경제, 고용 손실을 감소시킬 것으로 전망

- 네덜란드 북부 지역에서 유럽 최초의 친환경 수소 경제도시가 실현되면 가스 생산량 감소로 인한 경제, 고용 손실을 보상할 수 있을 것으로 기대됨.

- 에너지, 지속가능성 목표 달성을 비롯하여 수소에너지는 친환경 에너지 수요 증대에 따른 문제를 해결 가능하게 함.

○ 한국은 수소에너지 확대발전에 따른 인프라 구축 필요

- 2017년 12월 발표된 ‘재생에너지 3020 이행계획(안)’에 따르면, 현재 7%인 재생에너지 발전량 비중을 2030년까지 20%로 확대하는 목표를 수립하는 등 한국에서도 환경오염, 미세먼지 증가 등에 따른 친환경 에너지에 관한 관심이 증대되고 있음.

- 2013년 세계 최초로 수소전기차 양산 체제 구축에 성공한 현대자동차는 2018 평창동계올림픽에서 수소전기차 기술의 원리를 체험할 수 있는 브랜드 체험관 ‘파빌리온’을 운영하는 등 수소를 미래 핵심 에너지원으로 인식함.

- 뛰어난 기술력에도 불구하고, 국내 수소충전소는 오는 3월 말 준공예정인 광주충전소를 포함하여 총 14기, 개인 이용 가능 수소충전소는 7곳에 불과하여 2017년 기준 일본의 수소충전소 91개소와 대비됨.

- 수소충전소의 원활한 보급을 위해 관련 규제 완화 등 제도적인 뒷받침이 마련되어야 할 것임.

자료원: ecn.nl, hy-gro.net, fluxenergie.nl, dutchnews.nl, gasunienewenergy.nl, profadvanwijk.com, volkskrant.nl, deingenieur.nl, iphe.net, ika.rwth-aachen.de, certifhy.eu, rvo.nl, agbzw.nl 및 KOTRA 암스테르담 무역관 자료 종합