해상풍력과 접목한 네덜란드 수소산업과 수출시장을 꾀하는 호주

이기암 기자 / 기사승인 : 2020-11-17 23:03:07
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<기획 : 미래 신산업으로 성장하고 있는 수소산업>


(1) 수소경제 활성화를 위한 노력과 수소시장 규모
(2) 세계 최고의 수소시티 구현을 위한 울산시의 노력
(3) 현실로 다가온 탄소국경세, 급변하는 세계연료전지시장
(4) 수소굴기 꺼내든 중국, 수소 산업에 적극적인 유럽
(5) 해상풍력과 접목한 네덜란드 수소산업과 수출시장을 꾀하는 호주
(6) 전문가들이 보는 수소경제, 그리고 앞으로 해결해야 할 과제는?

 

▲ 지난 10월 서울 코엑스에서 열린 H2WORLD에서 한 관람객이 수소연료전지 자전거를 유심히 살펴보고 있다. ⓒ이기암 기자


네덜란드의 탄소제로(그린수소) 수소정책

신재생에너지 소비비중 14% 달성은 못 미쳐

네덜란드는 난방에 천연가스를 전적으로 의존하고 있었으나 이를 점차 히트펌프나 수열 등으로 전환하고 있다. 이러한 건축환경에서 그린수소를 사용하는 것을 탄소제로 수소정책이라고 하는데 탄소 제로 수소는 장기적으로 건축환경의 난방에 크게 기여할 수 있다고 한다. TNO(네덜란드 응용과학 연구소)는 최근에 이 가능성을 설명했는데 탄소제로 수소가 난방에서 잠재력을 갖고 있지만 적용성, 안정성, 가용성, 지속가능성, 경제성에 있어서는 아직 해결해야 할 문제들이 있다. 현재 수소양산계획에 따르면 상당한 양의 그린수소는 2030년 이후에만 이용 가능할 것으로 보인다. 그린수소 생산 비용은 장기적으로는 급격히 하락할 것으로 예상되지만 실제로 수소가 어떤 가격에서 가용이 가능할지 또 그 가격이 어떻게 도시환경에 적합하게 이어질지 예측하기는 어렵다고 한다.

2019년 네덜란드 통계청에 의하면 네덜란드 전체 에너지 소비 중 신재생에너지 비율은 2018년 대비 16% 증가했으며 네덜란드 전체 에너지 소비량 중 8.6%를 차지했다. 이는 바이오디젤과 바이오가솔린 등 바이오매스(15%), 태양에너지(37%) 소비 증가에 기인한 결과이다. 네덜란드의 신재생에너지 중 가장 큰 비중을 차지하고 있는 것은 바이오매스로 2019년 네덜란드 전체 에너지 소비량 중 5%를 차지했고 이어서 풍력이 1.85%, 태양열은 0.94%를 차지했다. 

 

특히 바이오디젤과 바이오가솔린의 소비량이 증가(24% 증가)했는데 이는 2017년 도입된 차량용 연료 공급자를 대상으로 하는 ‘신재생에너지원 사용 의무(Blending Obligation)’가 더욱 강화된 것이 원인으로 분석된다. 네덜란드의 ‘신재생에너지원 사용 의무’는 교통분야 신재생에너지법에 의거해 차량용 연료 공급자는 공급 연료의 일정비율을 바이오연료로 공급해야 할 의무이다. 이러한 의무비율은 2017년 7.75%, 2018년 8.5%, 2019년 12.5%로 지속적으로 높아지고 있다.

네덜란드는 특히 풍력 소비가 전년 대비 7% 증가했는데 이는 육상풍력 발전설비용량의 증가(100MW)에 기인한 결과라고 한다. 네덜란드에서는 2019년에 신규로 가동을 한 해상풍력단지는 없었다. 이러한 결과는 네덜란드가 풍력 등 신재생에너지 분야 강점을 바탕으로 기후변화 대응을 위한 에너지 전환 정책을 적극적 추진했다고 볼 수 있으며 또한 신재생에너지 소비 비중 또한 꾸준히 증가하고 있다고 볼 수 있다. 하지만 EU 신재생에너지 목표에 따라 네덜란드에 설정된 ‘2020년까지 신재생에너지 소비비중 14% 달성’에는 크게 미치지 못하는 수준으로 목표달성 가능성에 대한 회의적 시각과 함께 좀 더 강화된 정부의 노력을 요구하는 목소리가 지속적으로 제기되고 있는 상황이다.

신재생, 해상풍력 비중이 높은 네덜란드
북해바람으로 전력생산, 그린수소 기반마련

네덜란드는 신재생에너지와 관련해 추진하고 있는 사업 중에서 해상풍력의 비중이 가장 높다. 그간 네덜란드 정부에서는 사업의 경제성이 떨어진다는 이유로 모든 신재생에너지 사업에 보조금을 지원하고 있었다. 즉, 정부가 기업에 경제성을 달성시키는 것을 조건으로 해상풍력단지 로드맵을 통해 사업규모를 보장해줬고 이러한 민-관 타협안을 통해 2018년도부터는 이러한 보조금 없이 해상풍력단지들이 입찰되고 있는 상황이다. 민간 기업은 기술개발을 통해 공사기간을 단축하고 소재나 부품의 가격을 다운시키고 오퍼레이션 비용도 줄여 경제성을 달성하는 방향으로 간 것이다. 네덜란드 정부는 2021년까지 GW급의 해상풍력단지 프로젝트를 이처럼 보조금 없는 사업입찰을 지속적으로 계획중에 있다.
 

▲ ‘2020 인터배터리’에서 선보인 전기 오토바이. ⓒ이기암 기자

 

네덜란드는 겨울에 바람이 세고 한 방향으로만 분다. 이런 계절성을 띄는 북해 바람은 네덜란드가 풍력단지의 메카가 되는데 중요한 자원이 됐고 전력을 생산하는 데 유리한 입지조건이 됐다. 전력이 과잉공급되는 때는 그 남은 전기를 수전해로 해서 수소로 만들어 저장해놓으면 된다. 고정형이든 플로팅이든 풍력발전이 어느 정도 경제성이 맞으면 그걸 바탕으로 충분한 그린수소를 만들 기반이 조성되는 것이다. 온실가스를 저감시키는 그린수소로 가기 위해서 해상풍력은 필수적이다.

네덜란드 정부는 그린수소 개발을 가속화하기 위해 수소생산의 해상풍력 에너지 연결에 대한 장단점 연구를 수행할 것이라 한다. 이것은 2030년까지 CO2 감축달성을 위해 수소생산을 어떻게 사용해야 하는가에 관한 문제에서 특히 중요하다. 전기를 수소로 해상에서 변환하는 경우, 재생에너지의 상륙과 전력망 혼잡비용이 잠재적으로 감소될 수 있는 것이다. 특히 수소의 수송은 전기 수송보다는 상당히 저렴할 것으로 예상된다.

로테르담과 암스테르담 항만 등 수소경제준비

주 네덜란드 대한민국 대사관에 의하면 네덜란드 경제기후 정책부는 올해 초 ‘정부 수소 전략’ 을 하원에 제출했는데 여기엔 청정 수소경제 계발 필요성과 에너지 전환에서 수소의 역할, 수소 시장에서 네덜란드의 정책 아젠다 등을 설명하고 있다. 네덜란드는 이번 정부의 수소 전략에 대해 수소 시장에서 네덜란드의 입지를 강화하고 네덜란드 고유의 특성을 활용하기 위한 야심찬 계획이 있다는 것을 강조했는데 이는 2019년 6월 ‘네덜란드 국가 기후 협약’과 2020년 1월 ‘2020-2030년 네덜란드의 수소혁신을 위한 체계적 접근 전략’보고서의 연장선상에 있다고 설명하고 있다.

이 보고서에서 네덜란드 정부는 2050년까지 완전히 지속가능한 에너지 공급 구조를 달성하기 위해서는 최종 에너지 소비량 중 30~50%를 ‘CO2 free 가스’(바이오 가스, 수소 가스 등)로 공급해야 하지만 그때까지 바이오 가스의 공급량은 충분하지 않을 것으로 전망하고 있다. 이에 따라 네덜란드 정부는 수소 가스를 그레이 수소, 블루 수소(그레이 수소 생산과정에서 발생하는 CO2 포집·저장), 그린 수소(CO2 배출 없는 공정으로 생산된 수소)로 구분하고, 바이오 가스로 채우지 못하는 CO2 fee 가스 부족분을 블루 수소와 그린 수소로 대체하기 위한 로드맵을 제시했다.

 

▲ ‘2020 인터배터리’에서 LG가 선보이고 있는 Reusse ESS(재사용 에너지저장시스템) + EV Charger(충전기). ⓒ이기암 기자

 

또한 네덜란드 정부는 로테르담 항만 등을 통해 가스를 안전하게 관리해본 경험과 넓은 가스 배관망, 지정학적 위치 등에 강점이 있기에 수소가 글로벌 교역상품으로 성장할 경우 네덜란드가 미래 수소시장에서 중요한 위치를 차지할 것으로 기대하고 있다. 이에 대비해 항만·산업단지, 운송, 도시, 전력산업, 농업 등 5대 분야에서 수소의 생산과 공급을 시작하고 네덜란드 북부지역과 항만을 중심으로 수소 클러스터를 구축할 예정으로 알려졌다. 특히 로테르담 항만, 암스테르담 항만, 제일란트/플란더른 클러스터, 북네덜란드 클러스터 등은 즉시 수소경제를 위한 준비에 들어간 후 2030년을 목표로 스케일 업을 추진할 계획이다.

이주원 주한네덜란드 대사관 선임상무관은 “네덜란드의 그린 수소 파일럿 생산은 이미 지난해부터 1MW 급의 생산설비가 운영 중이며 그 외에 부생수소 단지들은 많이 있다”고 설명했다. 이 상무관은 “네덜란드는 염소(Chlorine)공장에서 나오는 부생수소를 이용해 현재까지 20년간 연료전지로 전기 생산을 해온 경험이 있으며 1MW급의 그린수소를 파일럿 생산된 수소는 외부에도 판매중으로 유기농 제품과 같이 깨끗하게 생산된 수소를 사람들이 많이 찾고 있다”고 말했다.

영국면적의 4배인 사우스 오스트레일리아 주
2025년까지 주 전기의 90%가 재생에너지로 생산


호주의 사우스 오스트레일리아주는 재생에너지를 선도하는 호주의 본토 주이다. 호주 에너지 시장 운영기관의 데이터에 따르면 2025년까지 사우스 오스트레일리아주 전기의 90%가 재생 원천에서 생산될 것이라 예상하고 있다. 사우스 오스트레일리아는 영국면적의 4배에 이를 만큼 넓다. 이에 주 정부는 주 최초의 실험 및 실증 재생 수소생산 프로젝트들을 실현하기 위해 투자자들과 협력하고 있다. 

 

호주의 The Hydrogen Utility(H2U)는 지속가능한 이동성 및 재생에너지 저장 응용 프로그램을 위한 수소 인프라 전문 개발업체다. H2U는 사우스 오스트레일리아의 포트 링컨 근처에서 물 전기분해와 분산 암모니아 생산에서 30MW 이상을 통합하는 시설을 개발하고 있다. 1억 1750만 달러 규모의 이 프로젝트 실현을 위해 사우스 오스트레일리아 정부에서는 보조금과 추가 융자금으로 470만 달러의 자금을 제공했다.

특히 이 플랜트는 100% 풍력 및 태양광 발전을 이용해 연간 최대 1만8000톤의 그린 암모니아를 생산한다는 계획이다. 이는 현지의 농업 및 공업 부문에 공급하기 위한 것으로 간헐적 재생 자원에서 이산화탄소 없이 그린 암모니아를 생산하는 동종 최초의 상업적 플랜트다. 또한 이 플랜트는 풍력 또는 태양광 발전의 산출량이 낮은 기간에 배전망에 전기를 제공하기 위해 100% 현장의 수소로 가동되는 두 대의 16MW급 개방형 가스터빈이라고 할 수 있는데, 특히 사우스 오스트레일리아 배전망 내부의 재생에너지 공급을 안정화하기 위해 진정한 자립형 솔루션을 제공할 능력을 갖고 있기도 하다.

아시아 태평양지역에서의 수소업무 추진
사우스 오스트레일리아의 수소 공원

사우스 오스트레일리아는 2018년 11월 데이비드 리지웨이 무역관광 투자부장관이 전략적 5대 무역사무소의 첫 번째로 사우스 오스트레일리아 상하이 무역사무소를 공식적으로 개소했다. 2019년 2월에는 폴 헤이더세이 에너지 광업부 최고책임자가 ‘팀 오스트레일리아’의 일환으로 일본 도쿄의 2019 국제수소 및 연료전지 엑스포에 수소산업 대표단을 이끌고 참석했다. 한국의 경우 2019년 8월에 이원욱 의원이 이끄는 대표단과 업계 리더들이 사우스 오스트레일리아 업계, 그리고 정부와 회의를 하기 위해 애들레이드를 방문했는데 근처에 설치된 바비큐에서 100% 수소 연료로 조리되는 점심을 먹기도 했다. 

 

▲ 지난 10월 울산시와 산업통상자원부, 울산테크노파크, 한국석유공사, 울산대가 주최하고 한국풍력산업협회가 주관하는 ‘부유식 해상풍력 국제포럼 2020’(FOWF)이 26일 울산 롯데호텔에서 온·오프라인으로 동시에 열렸다. 신재생에너지와 관련사업 중에서 해상풍력의 비중이 가장 높은 네덜란드는 경제성만 맞으면 충분한 그린수소를 만들 수 있다고 한다. ⓒ이기암 기자

사우스 오스트레일리아 수소공원은 주 정부의 보조금(490만 달러)을 지원받아 AGN(호주 가스네트워크)이 출자해 제공하는 1140만 달러 규모의 실증 프로젝트다. 대도시 애들레이드의 톤슬리 혁신 지구에 기반을 둔 수소공원은 사우스 오스트레일리아가 2050년까지 배출량 완전 제로를 향해 가는 것과 함께한다. 이에 주의 가스공급에서 탄소를 제거하고 2020년 중반부터 5개년동안 재생 전기와 물을 이용해 재생수소를 생산하고 있다. 호주가스 네트워크는 기존의 가스 네트워크를 통해 미쉘파크 인근 주택지 700여 건물에 5%의 재생수소를 천연가스에 혼합해 공급한다. 

 

이런 5%의 재생수소가 혼합된 가스를 공급받는 고객들은 제공받는 가스의 질적 차이를 느끼지 못한다고 한다. 가스요금 역시 100% 천연가스와 전혀 차이가 없다. 수소공원은 수소운송을 가능하게 할 확장기회로 시설을 채울 튜브트레일러의 설치도 고려하고 있다. 수소공원은 탄소배출량 감소로 가는 호주가스 네트워크의 첫 걸음이다. 또 호주가스 네트워크는 호주 수소센터 설립을 위해 사우스 오스트레일리아 정부 및 업계들과 적극적으로 협력하고 있다.


이 기사는 지역신문발전기금을 지원받았습니다.

 

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