수소 경제 공부해 보자 -롯데정밀화학(1탄)

2차전지의 시대입니다. 직접적 탄소배출이 없는 무공해 전력원으로 모빌리티 중에 특히, 자동차 용도로 각광받고 있습니다. 미래의 모빌리티는 탈것이라는 개념에서 진화해서 움직이는 플랫폼의 역할을 하게 될것입니다. 2차전지에 대해서는 점점 고용량 및 빠른 충방전을 요구하고 있습니다. 그런데 말입니다. 2차전지도 결국 전기를 생산은 하지 않습니다. 만약에 화석연료로 만든 전기를 충전하게 된다면 간접 탄소배출량이 존개하게 되는 것입니다. 따라서, 인류가 원하는 탄소제로를 하기 위해서는 전력의 생산 방법으로서, 현재 당장 상용화하기 가장 적합한 것은 원자력 밖에 떠오르지가 않습니다. 하지만 원자력은 인류가 지향해야할 에너지 생산방법은 아닐 것입니다. 그렇다면, 친환경적이면서 에너지 효율이 어느정도 보장되는 방법중에, 현재는 비용이 많이 들지만 발전 가능성이 가장 무궁무진한 것은 다들 아시다시피 수소입니다.

수소에는 그레이수소, 블루수소, 그린수소가 있습니다.

그레이수소는 천연가스를 개질 수소생산과, 석유화학에서 나오는 부생수소로서 그 과정에서 이산화탄소를 배출하는 수소입니다. 이것은 우리의 지향점과 궤를 달리하는 수소입니다.

블루수소는 위와 같은 공정에다가 CCUS를 포함시켜 탄소배출을 없앤 수소입니다. 이 수소를 이용하여 연료전지를 사용한다면 이산화탄소 배출이 없어 보이지만, 사실 수소 추출 공정에서 전기는 쓰이기 마련이고 간접 탄소배출은 여전히 남아 있기는 합니다. 물론 탄소배출 저감효과는 확실히 있을 겁니다.

그린수소는 수전해 기술로서 물에서 수소를 분리해서 연료전지를 이용해서 전기를 생산하여 사용하는 방법입니다. 수전해 과정에서 사용하는 전기를 신재생에너지를 사용한다면, 여기서 생산되는 수소는 탄소배출이 전혀 없는 그린수소가 됩니다. 하지만, 여기에서도 신재생에너지의 소스인 태양광 패널을 제조등에 전기는 쓰이게 되고 탄소배출 이슈를 완전히 피할수 있을지는 모르겠습니다.

 간단히 수소에 대해서 정리해 봤습니다. 더 궁금한 것은 인터넷 서칭을 해보면 잘 나와있으니 찾아보시길 권해드립니다.

 

이제부터 알아볼 것은 수소 관련 기업입니다.

저도 이제 막 공부하는 입장이라 기업위주로 알아보면서 같이 공부해보시죠~

첫번째, 롯데정밀화학입니다.

2019년 1월 발표한 "수소경제 활성화 로드맵"에 따르면 2030년 연간 194만톤, 2040년 연간 526만톤의 수소가 필요한 것으로 전망됩니다. 이러한 전망에 따라, 정부는 부생수소, 추출수소, 수전해 수소, 해외생산 수소등 다양한 방식으로 수소 수요에 대응할 것입니다. 물론 공곱되는 수소는 블루수소 또는 그린수소를 의미합니다. 특히, 2030년 이후에는 현재로 추정할 때, 국내생산 수소 공급량으로는 쇼티지가 발생할 것으로 예상되어( 과도한 설비투자에 의해 쇼티지가 발생하지 않을수도 있겠죠. 관찰해야 할 포인트입니다.) 국내 수요의 10~50%는 해외에서 재생에너지, 갈탄등을 이용한 그린수소를 국내로 도입해야 할 것으로 예측됩니다. 그렇다면, 해외생산 수소의 운반이 이슈가 되겠내요. 해외에서 생산된 수소를 인수하기 위한 수소액화,액상기술,수소 운반선, 액화플랜트등 관련 인프라 기술개발이 요구되어 집니다. 해외에서 생산된 수소를 운반할때 수소 저장 운반방안으로 액상수소, 액상유기수소화물, 액상 암모니아가 제시되고 있습니다. 

3가지 기술중 액상 암모니아 저장 운반방식이 가장 각광받고 있습니다. 수소를 액상 암모니아 형태의 화합물로 변환하면 저장밀도가 높아져 액화수소보다 1.5배가량 많은 양의 수소를 저장 운반할 수 있습니다. 또한, 천연가스 추출과는 달리 암모니아 NH3는 분해시 수소(H2)와 질소(N)만을 생성해 친환경적인 수소 생산방식입니다. 게다가, 암모니아는 전 세계적으로 수출입이 활발해 추가 인프라 투자가 필요가 없어서 경제성도 확보됩니다.

그렇다면 그린 암모니아 생산이 가능해야 합니다. 현재 암모니아는 1990년 초에 개발한 하버-보슈공정을 통해 생산됩니다. 이 공정은 고온고압이 필요하기 때문에 많은 온실가스를 배출합니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 저온 저압에서 생산하는 공정을 개발하고 있는 중입니다. 물론 그린 암모니아만이 목표라면 재생에너지를 이용한 수전해와 하버-보슈로 생산이 가능하지만 생산단가의 문제가 있기 때문에 저온 저압 공정이 꼭 필요합니다. 해외에서는 YARA(노르웨이기업)와 ENGIE(프랑스)가 재생에너지 자원이 풍부한 호주에서 그린 암모니아 생산공정을 개발하고 있습니다. 2030년까지 그린암모니아 500kg/day의 생산을 목표로 하고 있습니다. 미국에서는 스파이어 에너지가 2023년 2톤/day를 목표로 개발중입니다. 일본도 마찬가지로 파일럿 운전 평가중에 있습니다. 우리나라는 아직 기초수준에 머물고 있습니다. 국책사업으로 연구중에 있으며 민간기업중에는 원익머티리얼즈가 수소추출 분야를 자체 연구개발중입니다. 

세계에서 가장 활발한 움직임을 보여주는 나라는 사우디아라비아입니다. 미국 산업용 가스회사 에어프로덕츠와 함께 사우디 북서부에 그린암모니아 생산공장을 짓고 2025년 부터, 하루 650톤의 그린수소를 생산하여 암모니아 형태로 저장할 예정입니다. 그린암모니아는 하루 3500톤, 연 120만톤 규모의 생산을 계획하고 있습니다. 

 

롯데정밀화학은 과거 비료생산에서 사용했던 인프라를 통해 암모니아 유통의 70%를 담당할 수 있을 것이라 보입니다.

모회사 롯데케미칼은 롯데정밀화학의 인프라를 이용해 해외에서 그린수소를 도입할 계획을 가지고 있습니다.

우선 벙커링 컨소시엄에서 2025년 200만톤의 그린암모니아 물량을 예상하고 있습니다.

포스코가 해외에서 생산한 그린암모니아를 롯데정밀화학이 운송 및 벙커링(선박 연료 주입)을 담당하게 될 것입니다.

 

그다음 롯데케미칼의 그린암모니아 케리어 역할까지 더한다면 2030년 250만톤이 추가됩니다.

이에따라, 그린암모니아 관련 매출로는 2020년 3,200억원에서 2025년 약 8,400억원, 2030년 약 1.9조원을 기대할 수 있게 됩니다. 계산 근거는 현재 암모니아 가격이 톤단 600달러이기 때문에, 보수적으로 500달러로 가정하고 약간의 여유율을 두면 2조원 정도의 매출이 기대됩니다. 이것은 단순한 암모니아 운반비용만 계산한 것이고, 향 후 발생될 다양한 관련 신규사업의 시너지 효과는 더욱 클 것으로 예상됩니다.

영업이익률을 3~5%로 가정할 시 , 영업이익 효과는 2025년 252억~420억, 2030년 570억~950억으로 예상됩니다.

2020년 매출 3,200억 , 영업이익 96억~160억에 비해서 매출 및 영업이익 증가율은 2025년 162.5%, 2030년 493.75%입니다.  롯데정밀화학 2016년~2021년(예상)까지 매출 증가율의 평균값이 10.08%인 것에 비하면, 그린암모니아에 의한 매출증가율 효과는 연 27%가 됩니다. 즉, 2021년 예상 매출이 1조7000억 가량 된다면 원래되로라면 2025년 예상 매출액이 2조 5000억원 정도를 바라봐야 하는데, 그린 암모니아 효과로 2조 9000억원 정도의 매출을 기대할 수 있게 됩니다.

년 매출 성장률을 1.5년 정도 당기는 효과가 있습니다. 시클리클 산업에 안정적인 매출을 가져다 주는 효과가 있지만, 역시나 시클리클 산업은 어렵습니다. 분명 시너지 효과로 인한 또다른 매출기대도 생각할 수 있기 때문에 수소산업의 효과는 있을것 같습니다.