[창간특집] LPG업계와 수소산업
[창간특집] LPG업계와 수소산업
  • 조대인 기자
  • 승인 2021.09.13
  • 댓글 0
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2050년 70조원 국내 수소시장 ‘딜레마’
탈탄소시대 LPG산업에도 변화 인식 확대
투자 경제성 낮은 현실 VS 미래 사업 가치 선택 갈림길 놓여
에너지전환 기류 속 LPG산업 외연 ‘수소사업으로 확장’
넓은 LPG충전 부지 수소충전 인프라 활용 퉁해 제2도약

[투데이에너지 조대인 기자] 탈탄소시대를 위한 2050 탄소중립을 앞당겨 실현하기 위해 정부 및 업계가 힘을 모으고 있는 가운데 세계 각국의 각 산업별 전략도 다양하게 나타난다.

대기 중 배출되는 탄소 숫자를 없애거나 줄이기 위한 노력이 LPG산업에도 어쩔 수 없는 변화를 주문하고 있다.

C3H8, C4h10의 화학식을 갖는 LPG는 LNG, 지역 난방, 전기 등에 비해 상대적으로 탄소 숫자가 많지만 난방용과 수송용 연료 중심으로 사용되고 있다.

에너지사용 전주기 측면에서 상대적으로 친환 경적이라 할 수 있지만 에너지전환 및 탈탄소시대를 앞두고 있는 상황에서는 LPG산업도 배출되는 탄소로부터 결코 자유로운 입장이 아니다.

수소차·연료전지 및 신재생에너지를 통한 탈탄소 사회를 앞당기기 위한 정부의 다양한 정책에 정체 내지 내리막길을 걷고 있는 LPG산업에도 변화가 불가피하다는데 이론의 여지가 없다.

수소 및 전기차 보급에 밀려 신규등록이 감소되는 LPG자동차시장은 물론 LNG와 연료전지를 통한 발전시장에 등 떠밀려 수요가 줄고 있는 취사 및 난방용 시장도 앞으로 점진적인 수요 먹구름이 끼게 될 것으로 점쳐진다.

이처럼 탈탄소시대를 앞두고 SK가스와 E1 등 LPG수입사에서는 내부 조직 개편을 통해 수소·전 기차사업을 타진하며 에너지 유통부문 시장을 선점하기 위해 수소 또는 전기충전 인프라를 조기 구축, 이를 토대로 사업성 타진에 나섰다.

정관 개정 등을 통해 사업범위에 수소전기차, 수소충전소 구축 및 신재생에너지사업을 포함시켜 본격적인 사업성 검토에 나섰다.

이 때문에 SK가스와 E1 등 LPG수입사는 물론 SK에너지, GS칼텍스, S-OIL, 현대오일뱅크 등 정유4사마저도 수소사업에 뛰어들며 정유사업의 몸집을 줄이고 석유화학분야에 대한 투자 확대, 전기차 배터리사업에 대한 투자와 사업화 등의 새로운 전략과 사업모델 발굴에 안간힘을 쓰고 있다.

이들 사업에 대한 연구개발과 투자가 언제쯤 수익성으로 연결될지 확신할 수 없지만 탈탄소를 통해 지구온도를 낮추기 위해 정부는 2050년 탄소중립을 선언한 만큼 이보다 빠른 2030년 내지 2040 년경에는 화석연료 중심의 에너지산업이 신재생과 수소·전기시대로의 이행이 어느 정도 가시권에 진입될 가능성이 높아 보인다.

 

■셰일가스로 부흥했던 LPG산업, 내리막길?

미국과 중국 등 에너지수요가 높은 국가에 많은 양이 매장된 것으로 알려진 셰일가스의 등장으로 LPG산업이 제2의 부흥기를 맞았지만 탈탄소시대를 맞으면서 다시 내리막길을 걷게 될 가능성이 높아지고 있다.

전세계가 59년동안 사용할 수 있는 막대한 양이 매장된 것으로 확인된 셰일가스는 기존 가스나 석유 매장량과 비숫한 규모로 추산되면서 중동이나 러시아에 대한 원유와 가스 의존도를 크게 낮춰주는 역할을 했다.

셰일가스 생산 확대로 미국은 최대 가스수입국 에서 순수출국으로 전환됐으며 셰일가스 공급량이 많아지면서 천연가스 가격이 안정되는 저가격 가스시대를 열어줬다.

석유화학산업 원료는 석유에서 분리한 나프타 중심에서 LPG, LNG 등으로 전환되도록 도움을 줬다.

저렴한 원료를 바탕으로 석유화학산업은 수익성이 크게 개선돼 부흥기에 접어들었지만 코로나 19와 함께 기후변화에 대한 세계 각국의 관심도가 높아지면서 최근 국제유가는 다시 반등하면서 수익성이 떨어지고 경제성이 떨어지는 상황이 연출 되고 있는 실정이다.

천연가스 가격이 안정되면서 가스발전 비중을 확대시켰고 급증하는 전력수요에 대응하는 유력한 방안으로 셰일가스가 부상하게 됐다.

온실가스 배출이 적어 친환경적이라는 점에서도 가스발전 비중을 확대시키는 요인이 되고 있는 셈이다.

이처럼 셰일가스는 저렴한 가스가격 시대를 도래시켰고 나프타 등 석유중심의 원료를 가스중심의 연료로 구조 전환을 하도록 만들었으며 천연가스 가격이 안정화되면서 가스발전이 급증하는 전력 수요 대응방안으로 부상하는데 기여했다.

하지만 최근 국제유가의 급등에 국제LPG가격도 상승하면서 제2의 부흥기를 맞았던 LPG산업이 침체 국면에 다시 들어가면서 정체 상황을 맞고 있다.

에너지 소비가 석유와 LPG, LNG 등 화석연료 중심에서 전기로 급격히 전환되면서 수송용은 물론 취사 및 난방용 수요도 감소하는 상황에 직면 하고 있기 때문이다.

IPCC는 2100년까지 지구 평균 온도 상승폭을 1.5℃ 이내로 제한하기 위해 2030년까지 CO₂ 배출량을 2010년대비 최소 45% 이상 감축하고 2050년 경에는 탄소중립을 달성해야 한다는 경로를 제기 했다.

석탄에서 석유로, 석유에서 가스로, 가스에서 전기로 변화되며 바뀐 에너지 소비 패턴은 다시 돌아올 가능성이 희박하기 때문에 에너지 구조와 시장 점유율은 매우 중요하게 봐야 할 지표 중 하나일 수밖에 없다.

 

■감소하는 LPG수요, 주목받은 수소·전기충전사업

휘발유와 경유 중심의 자동차 시장에서 LPG차량 시장이 차지하는 비중은 6월 말 현재 197만 7,394대로 국내 등록된 2,464만2,252대 가운데에서 8.03%의 점유율을 보이는 수준에 머물고 있다.

국토교통부에서 집계한 연료별 자동차 등록현황에 따르면 6월 말 현재 등록된 휘발유차는 1,236 만7,560대로 지난해 말에 비해 30만7,347대 증가 하면서 전체 등록차량에서 50.18%의 점유율을 나타냈다.

반면 경유차는 993만7,394대로 전체등록차량에서 40.32%를 차지한 가운데 상반기동안 6만2,803 대가 감소해 1,000만대 문턱을 넘지 못했다.

미세먼지 저감과 온실가스 감축을 위해 세계 각국에서 2035년 내연기관차의 생산을 중단하고 탄소중립 정책의 추진으로 그동안 증가세를 보였던 경유차는 앞으로 감소세가 커질 것으로 전망된다.

정부의 보조금 지원을 통한 차량 구입비와 연료비 절감 등 혜택이 기대되면서 전기·수소차는 소비자들의 많은 선택을 받은 것으로 보인다. 앞으로 이같은 추세는 더 확대될 가능성이 큰 것이 사실 이다.

전기차의 경우 6월 말 현재 17만3,147대가 등록돼 지난해 말 13만4,962대에 비해 3만8,185대가, 전년동기대비 6만1,840대가 각각 늘어났다.

인프라 부족 현상에도 불구하고 수소차는 6월말 기준 1만5,225대가 등록돼 지난해 말 1만906대에 비해 4,319대, 전년동기 7,682대에 비해 100% 에 가까운 7,543대가 늘어났다.

세계 친환경차 시장은 연평균 28% 성장해 2025 년에는 2,800만대 규모로 성장할 것으로 전망됐다.

차종별로는 하이브리드 비중이 높은 수준에서 유지되는 가운데 전기차 비중이 빠르게 확대될 것으로 전망됐다.

이 때문에 정부에서는 올해를 친환경차 대중화 원년으로 삼고 2025년에는 친환경차 중심의 사회와 산업 생태계를 구축하겠다는 전략을 제시한 바 있다. 이를 통해 친환경차를 2025년 283만대, 2030년 785만대를 누적 보급하며 충전인프라를 적재 적소에 배치해 상시적 생활 충전환경을 조성할 계획 이다.

20분 충전으로 300km 주행이 가능한 초급속 전기충전기를 본격 보급하며 차량대비 충전소가 부족한 서울을 비롯해 수도권에 수소충전소를 전략 적으로 집중 구축해 2025년 450기를 구축할 계획 이다.

GS칼텍스(대표 허세홍)는 동서발전, 여수시와 손잡고 수소 연료전지 발전사업에 나서며 수소 밸류체인 구축에 속도를 높이고 있다.

‘수소경제활성화 및 탄소중립을 위한 투자협약’을 체결한 GS칼텍스는 수소 연료전지 발전소 구축과 CCU(Carbon Capture & Utilization, 탄소 포집·활 용) 기술 실증 및 상용화에 대한 협업을 시작했다.

오는 2023년 완공을 목표로 15MW규모의 수소 연료전지 발전소를 짓게 되면 약 5만가구가 사용할 수 있는 전력 생산이 가능하며 여수공장에서 생산되는 부생수소를 공급받아 산소와의 화학반응을 통해 전기를 생산하게 된다.

이 발전소는 LNG를 원료로 하는 다른 수소 연료전지 발전소와 달리 부생수소를 사용해 이산화 탄소가 배출되지 않아 친환경적이며 인근에 있는 GS칼텍스 여수공장에서 파이프라인으로 부생수 소를 공급받게 돼 비용도 절감할 수 있다.

이번 투자협약에 앞선 지난 5월에는 한국가스공사와 ‘액화수소 생산 및 공급 사업을 위한 업무협 약’도 체결했으며 이를 통해 액화수소 플랜트 구축, 액화수소 충전소 구축, 수소 추출설비 구축, CCU 기술 실증 및 상용화 등 액화수소사업 밸류체인을 구축해 나갈 계획이다.

특히 지난해 5월 현대차동차와 함께 서울시 강동구에 수소충전소를 준공해 운영하고 있다.

100kw급 전기차 급속 충전기 설치에 이어 이번에 수소충전소를 오픈함으로써 ‘휘발유·경유·LPG· 전기’뿐만 아니라 ‘수소’까지 모두 공급 가능한 약 1,000평 규모의 융복합에너지스테이션이 완성돼 운영 중인 상태다. 아울러 2022년 완공을 목표로 현대차와 함께 제주도에 수소충전소를 구축할 계획이며 코하이젠과 함께 전라남도 여수시 및 경기도 광주시에 수소충전소를 구축해 나갈 계획이다.

현대오일뱅크(대표 강달호)의 경우 지난해 6월 국내 최초로 울산에 휘발유, 경유, LPG, 수소, 전기등 모든 수송용 연료를 한 곳에서 판매하는 복합 에너지스테이션의 문을 연 데 이어 두 번째로 올해에는 경기도 고양시에 최소 6,600㎡, 최대 3만 3,000㎡ 규모의 복합에너지스테이션 건립을 추진 중이다.

유동인구에 비해 수송용 대체 에너지 인프라가 상대적으로 부족한 수도권 첫 복합에너지 판매 시설이라는 점에서 의미가 크다.

현대오일뱅크는 지속적으로 복합에너지스테이션을 늘려 정부의 수소경제 확대 정책에 보조를 맞출 계획이다.

현대중공업그룹이 지난 3월 육상과 해상에서 수소 생산부터 운송, 저장, 활용에 이르는 수소밸류 체인을 구축한다는 수소사업 비전인 ‘수소 드림 (Dream) 2030 로드맵’을 발표한 가운데 자회사인 현대오일뱅크는 2025년까지 블루수소 10만톤을 생산 및 판매할 계획이다.

현대오일뱅크는 6월 업무협약 체결을 통해 에어프로덕츠의 앞선 제조기술을 활용해 저렴한 원유 부산물과 직도입 천연가스로 수소를 생산해 원가 경쟁력을 확보할 계획이다.

원유 정제 부산물과 천연가스 등을 원료로 연간 10만톤의 수소를 생산, 운송 및 발전 연료로 공급 하고 그 과정에서 생성되는 탄소는 건축자재, 드라이아이스, 비료 등으로 자원화하는 지속 가능한 블루수소사업을 준비 중이라는 얘기다.

S-OIL(대표 후세인 알 카타니)은 복합화, 대형화 추세에 맞춰 기존 4개의 주유소, 충전소를 리모델링한 9,917.4m² 규모의 초대형 주유소·충전소의 넓은 부지를 활용한 ‘미래형 복합 에너지스테이션’ 인 파주 운정드림 주유소·충전소에 전기차 충전서 비스를 지난 4월부터 시작했다.

설치된 충전기는 100kW급 급속 충전기로 충전용량 64kWh 전기차를 30분만에 80%까지 충전할 수 있으며 기존 전기차(니로EV·코나EV) 및 최근 출시된 아이오닉5, EV6 등 국내 표준 DC 콤보방식의 모든 전기차에 충전이 가능하다.

S-OIL은 FCI에 초기 투자로 지분 20%를 확보함으로써 국내 최대주주에 오르게 되며 수소산업 진입을 위한 전략적 협력관계를 구축하고 수소사업을 추진한다.

FCI는 이번 투자로 2027년까지 최대 1,000억원 규모의 투자를 통해 100MW 이상 규모의 생산설비를 구축 하고 그린수소 사업까지 사업영역을 확장할 예정이다.

FCI는 S-OIL과 국내뿐만 아니라 중동시장을 비롯한 해외 연료전지 시장 진출도 추진하고 있다.

고체산화물 연료전지(SOFC)는 가장 높은 온도에서 작동하는 연료전지로 기존 연료전지보다 발전 효율이 높으며 크기가 작아 주택, 건물 및 발전사업용으로 유용하며 활용가치가 높아 각광을 받고 있다.

S-OIL은 새 성장 전략 ‘비전2030’을 달성하기 위해 기존 정유·석유화학·윤활사업의 수익성을 극대화하는 동시에 연료전지·리사이클링 등 신사업분야로의 진출을 적극 검토하고 있다.

특히 신사업분야 중 하나로 수소의 생산부터 유통, 판매에 이르기까지 수소산업 전반의 사업 진출을 계획 중에 있다.

이를 위해 S-OIL은 대주주인 사우디 아람코와의 협력을 통해 그린수소, 그린암모니아를 활용한 사업 및 액화수소 생산·유통사업 등을 검토하고 있다.

 

■LPG수입사 수소사업 추진방향은

글로벌 기준으로 2050년 수소산업은 연간 3,000조원 이상, 국내 기준으로 연간 70조원 이상의 시장으로 성장이 기대되고 있다.

신재생에너지만으로 이산화탄소 저감 달성이 불가능하지만 대용량 및 장기 전력저장이 가능한 신재생 에너지의 간헐성 단점을 보완하고 연료전지의 원가 경쟁력 개선을 통해, 또 수소 운송 및 저장의 현실적 어려움을 개선해 투 트랙으로 수소시장을 선점하기 위한 노력이 진행 중인 셈이다.

정유와 석유 등을 중심으로 한 연간 200만톤 부생수소 공급 기반의 한정된 사업 규모를 추출수소를 더해 산업체와 모빌리티를 중심으로 한 40만톤의 추가 수요를 창출시키고 중대형, 상용 및 특수차량과 혼소발전 등 150만톤으로 수요가 확대될 경우 수소를 통한 신규수요 창출과 수소 소싱 및 생산 원가 경쟁력 기반을 만들어 낼 수 있을 것으로 기대하고 있다.

SK가스는 울산 소재 프로필렌 생산 자회사인 SK어드밴스드를 통해 연간 3만톤의 부생수소를 생산해 이를 (주)덕양에 공급하는 한편 자체 공정에 이를 투입 하고 있다.

SK가스는 롯데케미칼과 올해 중으로 Joint Venture 설립을 통해 기체수소 충전소 건설 및 수소연료전지 발전소를 시작으로 향후 LNG냉열을 활용해 생산된 액화수소 공급 등 수소 전반에 걸친 사업 모델 구축에 나섰다.

JV는 LNG 냉열을 활용해 생산된 경쟁력 있는 액화 수소 공급을 통해 사업을 확장하며 수소충전소 약 100 개소를 단계적으로 건설할 계획이다.

울산지역은 이미 수소파이프라인이 잘 구축돼 있어 수소배관망 구축을 위한 별도의 부지를 확보하지 않아도 된다는 장점을 갖고 있으며 수소 연료전지발전 사업은 울산에 위치한 SK가스와 롯데케미칼의 자회사 및 자원을 활용해 추진될 예정이다.

특히 암모니아와 화학적 물성이 유사해 LPG선박과 탱크 활용이 가능해 해외 수소 도입 시 트레이딩 또는 터미널 asset 및 운영 역량 활용이 기대된다.

489개에 이르는 LPG충전 인프라를 확용하고 SK어드밴스드의 3만~4만톤의 부생수소, 2024년 직도입할 LNG냉열을 이용하게 될 경우 수소사업에 대한 원가 경쟁력 기반을 구축하게 될 것으로 기대하고 있다.

SK가스는 수소충전소 즉시 활용기능 부지가 489개의 LPG충전소 가운데 100개 이상으로 예측하고 있으며 기존 LPG충전소 운영 인력을 활용할 경우 운영 비용 절감이 가능할 것으로 보인다.

코하이젠 사업 참여를 통해 2024년까지 수소충전소 35개 구축을 목표로 하며 2025년 울산시에 100MW급 부유식 풍력과 연계해 그린수소 생산 실증설비를 구축 학고 국내외파트너사와 협업해 암모니아 활용 블루 및 그린수소의 국내 도입을 위해 협업해 나갈 계획이다.

SK가스는 이미 광주광역시에 연료전지발전소사업을 진행하고 있어 이런 경험이 큰 시너지를 낼 것으로 기대된다.

이에 앞서 SK가스는 인천 남동구 소재 SK행복충전 논현 LPG충전소에 수소충전 기능과 프리미엄 셀프세차장 ‘워시홀릭파크’, 첨단무인 CU편의점 등 복합시설을 확충한 ‘에코스테이션’ 1호점을 지난해 오픈한 바 있다.

에코스테이션은 수소·LPG차 등 친환경 자동차 시대를 선도하고 차를 중심으로 다양한 경험과 소통을 할수 있는 일종의 복합문화공간으로 충전소 전면의 대형 LED전광판을 설치해 차량의 안전한 진입 방향을 알려 주고 인사말과 함께 차량번호가 표시되는 ‘차량정보인 식표출시스템’을 구축했고 이를 통해 향후 미래형 무인 충전소 등 다양한 지능형 서비스를 제공할 예정이다.

E1은 LPG산업을 통해 수익을 창출했지만 국내 LPG 수요 감소, 해외 트레이딩 경쟁 심화로 수익기반이 약해지고 있어 아시아 개도국 시장에서 세컨 홈을 발굴하며 북미 세일가스 관련 사업 확장기회 모색, 태양광, 풍력 등 신재생에너지 중심 신사업 추진, 수소경제 진출을 위한 교두보 확보, 벤처펀드를 활용한 미래 유망 신사업 기회 발굴 등 새로운 성장기반 사업을 모색해 나갈 계획이다.

LPG충전소 부지에 대한 최적 활용방안을 만들고 부대사업 활성화와 수소, 전기차 등의 이용이 가능한 복합충전소 운영으로 활용해 나간다는 포석이다.

이를 위해 E1은 주총 이후 조직개편을 통해 수소팀과 전기팀을 각각 신설해 새로운 전략을 세워 나가고 있다.

환경부가 올해 2월 발표한 ‘ ’21년 환경친화적 자동차 보급 시행계획’을 통해 수도권에 연내 50기 이상의 수소충전소를 구축하겠다고 밝힌 바 있어 SK가스와 E1 및 정유사는 기존 주유 및 충전소 부지를 활용해 수소충전소 구축에 적극 동참해 나갈 뜻을 피력했다.

■LPG충전소 수소사업 외연 확장 어려워

지속 성장과 외연 학장에 한계가 따르는 LPG산업이 수소산업으로 기후변화에 대응하고 앞으로의 발전 기능성을 담보하기에는 수소충전사업이 아직 경제성을 충분히 담보하고 있지 못하다는 점이 단점으로 꼽히고 있다.

이 때문에 선제적인 투자와 수소충전소 확충에 선뜻 나서지 못하지만 점진적인 투자 확대를 통해 인프라 구축에 나설 것으로 기대된다.

kg당 8,000대의 수소가 앞으로는 4,000원대로 저렴해지는 등 테스트 시장에 불과했던 수소충전 시장이 2025년에는 20만대 규모로 초기 시장을 형성할 것으로 기대되기 때문이다.

최종 에너지 소비량에서 수소가 2050년 경 18%를 차지하고 4억대의 승용차와 2,000만대의 상용차 시장을 형성할 것으로 전망에 따른 것이다.

하지만 기존 내연기관 차량에 비해 아직 경제성이 나올 정도로 수소차 보급률이 낮은 수준에 머물고 있고 수소충전소 운영에 따른 수익도 보장할 수 없는 상황이어서 정부가 목표로 하는 수준에 미치지 못하고 있다.

여기에다 수소충전소의 경제성이 확보될 때까지 설치보조금을 지원하고 운영보조금을 신설해 충전소의 자립화를 지원하며 2040년까지 수소택시 8만대 보급, 수소생산량 526만톤으로 확대하는 등 안정적인 공급을 통해 수소 가격을 kg당 3,000원 이하로 내리는 방안을 검토하겠다고 밝힌 바 있다.

특히 2050 탄소중립 실현을 위해 2050년까지 무공해차로 100% 전환하는 것을 목표로 2035년이나 늦어도 2040년까지 내연기관차 판매를 금지할 계획이다.

매년 LPG자동차 등록대수가 감소하고 있는 상황에 놓인 LPG업계로서는 수소충전사업에 대한 적극적인 진출을 통해 수소 및 전기차시대에 대비할 수밖에 없는 상황에 직면한 상태다.


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