- 북독일, 그린 수소 경제 허브로 부상 -

- 한국과 독일의 수소 경제 협력을 위해 상호 보완 협력점을 찾는 것이 중요 -

2045년까지 탄소 중립을 목표로 강력한 에너지 전환 정책을 펼치고 있는 독일은 새로운 친환경 에너지원으로 수소를 주목하고 있다. 독일이 새로운 대체 에너지로써 수소에 주목하는 이유는 지구의 75%가 수소인 만큼 쉽게 확보할 수 있는 물질일 뿐만 아니라 산소와 화학 반응 시 탄소 배출이 없는 친환경 에너지원이기 때문이다. 수소를 본격적으로 에너지원으로 활용하기 위해 독일 정부는 지난 2020년 6월 국가수소전략을 발표한 바 있다. (보다 자세한 독일 국가 수소 전략 관련해서는 KOTRA 심층 보고서 <독일 수소경제 현황 및 우리 기업 진출전략, 2020> 참고)

독일 국가 수소전략

자료: 독일 연방경제에너지부

독일 수소 프로젝트(수소 관련 IPCEI 프로젝트)   

국가 수소 전략의 성공적 실현과 함께 유럽 전체의 수소 산업 경쟁력 확보를 위해 독일 연방 정부는 지난 2020년 12월 연방경제에너지부 주도로 수소 관련 IPCEI(유럽 공동 관심 분야 주요 사업, Important Project of Common European Interest)를 발족했다. 이 사업을 위해 독일 연방경제에너지부는 2021년 1~2월에 총 23개 회원국 약 200개사로부터 수소 프로젝트 사업안을 접수받았다.  그리고 지난 5월 독일 연방경제에너지부는 선정된 62개 수소 프로젝트를 발표했다. 선정된 62개의 프로젝트는 그 목적에 따라 크게 수소 생산(Erzeugung), 수소 인프라(Infrastruktur), 수소 산업(Nutzung Industrie), 수소 모빌리티(Nutzung Mobilität)으로 분류할 수 있다. (하기 표 참고) 이번에 선정된 IPCEI프로젝트를 위해 독일 연방정부(연방경제에너지부 44억, 연방 교통부 14억 유로)와 주정부(22억 유로)는 80억 유로를 투입할 예정이다.

수소 관련 IPCEI 프로젝트 분류

자료: 독일 연방 경제 에너지부/뮌헨 무역관 재인용

북 독일 수소 프로젝트(IPCEI 프로젝트)

이번에 선정된 프로젝트 중 눈에 띄는 부분은 함부르크, 브레멘, 니더작센, 슐레스비히-홀슈타인 등 북독일 4개 주 소재 프로젝트가 23개나 선정됐다는 것이다. 북독일 지역이 수소 프로젝트에서 강점을 보이는 이유는 북독일이 수소 경제를 위한 지리적인 장점과 인프라를 갖추고 있기 때문이다.  

그린 수소에 초점을 두고 있는 북독일 지역은 풍력 시설이 많아 그린 수소 생산을 위한 발전 용량 확보가 가능하고 그린 수소 저장을 위해 기존 천연가스 지하저장시설을 활용할 수 있어 수소 저장 인프라도 갖추고 있다. 또한 항구가 많아 그린 수소 수출입 등 물류에도 강점이 있다. 이처럼 북독일은 그린 수소의 생산, 저장, 운송이 모두 가능한 지리적 장점과 인프라를 갖추고 있어 독일뿐만 아니라 유럽 그린 수소 경제의 중심지로 주목받고 있다.  

이미 북독일 연안지역 5개 주(함부르크, 브레멘, 니더작센,  슐레스비히-홀슈타인, 메클렌부르크 포어포메른)는 북독일이 녹색 수소 경제의 중심지로 부상할 수 있도록 하기 위해 2019년 11월에 북독일 수소전략을 발표한 바 있다. 북독일 수소전략에서 제시된 목표는 녹색 수소 생산을 위해 북독일에 2025년까지 500MW, 2030년까지 5GW 규모의 생산설비를 완비하고 2035년까지 독일 북부에 그린 수소 경제를 현실화한다는 것이다. 이러한 목표 달성을 위해 북독일 연안 5개주는 2020년 12월 ‘북독일 그린 수소 개발 이니셔티브 HY-5‘를 발족시키고 그린 수소 생산부터 운송, 저장, 공급 및 활용까지 수소 경제 구축을 위한 전방위적 프로젝트를 진행하고 있다.

북독일 수소전략

자료: 북독일 연안5개 주 경제교통부

함부르크 수소 프로젝트

북독일 연안 5개주 중 함부르크는 특히 북독일 그린 수소 경제 구축에 있어 핵심적인 역할을 수행하고 있다. 함부르크는 풍력, 태양열, 지열 에너지 등 재생에너지 가치사슬을 총괄하던 함부르크 재생에너지 클러스터(이하EEHH, Erneuerbare Energien Hamburg)*가 그린 수소까지 분야까지 사업을 확대하도록 하고 EEHH가 수소 클러스터로 거듭나도록 했다. EEHH는 그린 수소의 가치사슬에 필요한 모든 단계를 지역 내에서 가능하도록 만드는데 집중하고 있으며, 클러스터 중심의 산·학·연 간 협력강화로 함부르크의 그린 수소 경제 경쟁력 제고와 비즈니스 모델 창출을 위해 노력하고 있다.

자료: EEHH/KOTRA 함부르크 무역관 편집

함부르크 수소 클러스터와 더불어 함부르크에서는 지난 4월 함부르크 소재 12개 기업*들이 모여 함부르크 수소 연합(Wasserstoffverbund Hamburg)을 발족하였다. 함부르크 수소 연합은 공동 사업과 개별 사업안 9개를 상기에 언급한 수소 관련 IPCEI에 제출하였고 이 중 8개 프로젝트가 선정되었다.

  주: 쉘(Shell), 바텐팔(Vattenfall), 미쓰비시중공업, 함부르크 난방공사, 에어버스, 아르셀로미탈(ArcelorMittal), 함부르크 가스공사, 그린 플러그(Green Plug), 함부르크 항만물류회사(HHLA), 함부르크 항만청, 함부르크 해상관광회사(HADAG), 함부르크 도시청소공사 등

함부르크 IPCEI 선정 프로젝트

자료: EEHH

함부르크의 IPCEI 선정 프로젝트 중 주목할 만한 프로젝트는 함부르크 그린 수소 허브(Hamburg Green Hydrogen Hub) 프로젝트이다. 이 프로젝트는 2025년까지 그린 수소 생산시설 설립을 위해 바텐팔, 쉘, 미쓰비시중공업, 그리고 함부르크 가스공사가 공동으로 진행하는 프로젝트이다. 해당 사업은 2015년 바텐팔이 인수한 무어부르크(Moorburg) 석탄 발전소를 그린 수소 생산시설로 전환하는 것이 핵심으로 바텐팔인 발전소 인프라를 제공하고 미쓰비시중공업이 수소 생산을 위한 전기분해 기술을 제공하며 정유업체 쉘이 그린 수소 판매를 담당하게 된다.

이 프로젝트의 핵심은 해상풍력, 육상풍력, 태양열 발전으로 얻은 전력들을 변전기를 통해 직접 결합해 얻은 전기로 매년 1만1500톤의 수소를 생산하는 생산 시설을 마련하는 것이다. 함부르크시는 그린 수소 허브에서 생산된 수소를 산업, 모빌리티, 난방을 위한 에너지로 공급해 매년 9만2000톤의 탄소를 감축할 계획이다. 또한 수소 생산을 위해 전기 분해 과정에서 생산된 산소를 오프-테이크(off-take) 계약(생산되는 산출량의 특정 지분을 장기로 구매하는 계약) 방식으로 판매하고 수소 저장과 수출·입 터미널 시설을 확대하는 등 수소 관련 시장을 확대하여 함부르크가 그린 수소 경제를 중심지로 도약할 수 있도록 추진할 예정이다.

함부르크 그린 수소 허브 프로젝트

자료: Hamburg Green Hydrogen Hub/EEHH/KOTRA 함부르크 무역관 편집

함부르크 그린 수소 허브 프로젝트 담당자인 바텐팔의 Reinier Waters는 “독일은 그린 수소 생산을 위한 유럽 최고의 위치 중 하나“라며 “독일은 재생 에너지와 수소 생산 및 저장을 위한 기존 인프라가 잘 갖춰져 있고 독일 정부도 수소 시장 확대를 위해 70억 유로를 투자하고 있다. 뿐만 아니라 함부르크시 역시 그린 수소 경제 허브로 자리매김하기 위해 강력한 의지를 가지고 있다“며 독일 함부르크에서의 프로젝트를 성공적으로 마무리할 수 있을 것으로 전망했다.

에너지전환 현실실험(Reallabore der Energiewende) 선정 프로젝트

독일 연방경제에너지부는 2019년 4월 에너지 전환을 위한 기술 및 솔루션 개발을 위한 아이디어 공모전인 에너지전환 현실실험(Reallabore der Energiewende)을 실시했다. 독일 전역에서 20개의 프로젝트가 선정되었는데 북독일 지역에서는 ‘북독일 에너지전환 현실실험(NRL, Norddeutsche Reallabor der Energiewende)‘ 프로젝트와 ‘Westküste 100(베스트퀴스테 100)‘ 프로젝트가 선정 되었다.

북독일 에너지전환 현실실험(NRL) 프로젝트

북독일 에너지전환 현실실험 프로젝트(이하 NRL 프로젝트)는 함부르크와 슐레스비히-홀슈타인주 그리고 메클렌부르크 포어포메른주가 공동으로 추진하는 프로젝트로 올해 4월에 발족돼 프로젝트가 진행 중에 있다. NRL 프로젝트는 특히 자동차, 버스, 트럭 등 모빌리티 분야와 난방 분야를 위한 지역 통합 솔루션에 초점을 둔다. 이를 위해 3개 주 지역에 총 4개의 메인 허브를 만들고 통합해 그린 수소를 생산 및 공급하는 솔루션을 실험한다. 구체적으로 25개의 소규모 프로젝트에 18개의 그린 수소 생산 실증 플랜트를 구축하고 42MW의 수소 생산능력을 구현할 예정이다. 프로젝트의 담당자이 Beba 교수는 모빌리티와 난방 분야의 에너지 전환을 통해 2035년까지 북독일 지역에 75% 탄소 감축 가능성을 테스트하고 있다고 밝혔다. 해당 프로젝트에는 연방 정부의 5200만 유로 지원금을 포함해 총 3억 유로 이상의 자금이 투입될 예정이다.

북독일 에너지전환 현실실험 프로젝트

자료: EEHH

Westküste 100

북독일 지역 수소 관련 프로젝트 중 또한 슐레스비히-홀슈타인주의 Westküste 100 역시 그린 수소 경제 구축을 위한 중요 프로젝트 중 하나이다. 프로젝트 명인 Westküste 100에서 Westküste는 서해안이라는 뜻이고 100은 100%의 재생에너지를 뜻한다. 즉 Westküste 100은 독일 북서부 해안의 해상풍력 에너지로 수소를 생산 및 공급 솔루션을 개발하는 프로젝트를 뜻한다. 이 프로젝트에는 하이데 지역난방공사, 하이데 지역개발청, 홀심(Holcim Germany), OGE, 오스테스(Ørsted), 튀센크룹(thyssenkrupp), 베스트퀴스테(Westküste) 응용과학대학, Hynamics 독일, Tühga AG, Raffinerie Heide GmbH 등이 컨소시엄을 구성해 프로젝트를 진행한다. (컨소시엄 업체 관련해서는 다음의 사이트 참고: https://www.westkueste100.de/en/)

수소 생산 시설은 슐레스비히-홀슈타인주 하이데(Heide)지역에 마련될 예정이다. 생산방식은 해상풍력 전력을 사용하는 전해조를 통해 수소를 생산하는 방식이다. 전해조는 2023년부터 30㎿, 그리고 2027년부터는 700㎿ 규모로 운영될 전망이다. 생산된 수소는 소금 동굴을 활용하여 안전하게 저장하고 기존 천연 가스 공급망을 활용해 그린 수소를 공급할 계획이다. 전기분해 과정에서 배출된 산소는 역내 시멘트 제조공장에 공급해 질소산화물(NOx)의 배출을 감소시키도록 연소 공정에 사용하고 시멘트 제조과정에서 배출된 탄소는 그린 수소와 결합시켜 탄화수소 연료인 항공연료나 메탄올 연료를 생산할 수 있게 할 방침이다.

Westküste 100 프로젝트

자료: Westküste 100

시사점

살펴본 바와 같이 독일은 수소를 미래 대체 에너지원으로 여길 뿐만 아니라 미래 경제의 핵심 요소로 보고 수소 경제 구축을 위해 많은 투자와 지원을 하고 있다. 이러한 독일 연방정부의 적극적 지원에 힘입어 독일 각 지역에서는 수소 관련 많은 프로젝트들이 진행되고 있다. 여러 지역 중에서도 북독일 지역은 재생 에너지와 기존 인프라를 활용할 수 있다는 지리적 이점과 북독일 지자체들의 에너지 전환 의지가 반영돼 특히 많은 프로젝트가 진행되고 있다. 북독일 수소 전략을 통해 협력하고 있는 북독일 5개주는 이러한 프로젝트들을 통해 북독일에 그린 수소 생산, 저장, 공급 그리고 수출입을 위한 물류시설 등 그린 수소 가치사슬을 완성시키고 북독일을 유럽의 그린 수소 경제의 메카로 만든다는 계획이다.

한국과 독일은 양국 모두 탄소 중립과 수소 경제 구현에 큰 관심을 두고 있기 때문에 향후 지속적 협력이 기대된다. KOTRA 함부르크 무역관 윤현철 관장은 한국과 독일 양국이 서로 부족한 부분을 상호 보완할 수 있기에 수소 경제라는 과제에 있어 지속적 협력이 가능하다고 분석한다. 예를 들어 독일은 수소 생산에 강점이 있으나 모빌리티 부분이 약하고 한국은 수소 생산은 약하지만 모빌리티와 관련 설비에 강점이 있어 양국이 상호 보완적 협력 파트너가 될 수 있다는 것이다. 이러한 분석과 같이 양국이 상호 보완 협력점을 찾는다면 지자체 간 협력은 물론 기업, 연구 기관 등 다양한 부분에서 협력 및 교류가 가능할 것으로 기대된다.  따라서 양국은 수소 경제 협력 파트너로 나아가기 위해 무엇보다 이러한 상호 보완 협력점을 찾기 위한 노력과 논의를 이어갈 필요가 있을 것이다. 

자료: Shutterstock/Alexander Kirch, Erneuerbare Energien Hamburg, Hamburg Green Hydrogen Hub, , Westküste 100, 독일 연방정부, 독일 연방경제에너지부, 독일 연방교통부, 뮌헨무역관, 북독일 연안 5개 주 교통부, 하이데 지역개발청, 북독일 상공회의소, 주 함부르크 총영사관, 코트라 뮌헨 무역관, KOTRA 함부르크 무역관 보유 자료 종합