Power-to-X 프로젝트란

덴마크가 선도하고 있는 풍력에너지, 즉 바람에너지는 기상 여건에 따라 변동성이 크다는 단점이 있다. Power-to-X 프로젝트는 이를 보완하기 위해 생산된 잉여에너지를 다른 에너지(X)로 변환하여 저장하는 기술을 말한다. 다른 에너지(X)에는 열에너지, 메탄에너지 등이 포함되며 전기에서 수소를 분리하는 기술이 대표적이다. 전기에서 분리한 수소를 저장하고 이를 선박, 차량 등을 위한 에너지로 활용하는 것이다.

<Power-to X 개념도>

[자료: IRENA, Prospero]

덴마크 수소 산업개요

덴마크에는 현재 21개의 Power-to-X 프로젝트가 발표가 되었으며 이 프로젝트들은 2030년에 6GW 이상의 전기분해 용량을 제공한다는 비전을 갖고 있다. 수소업계는 덴마크가 2030년까지 10GW의 전기분해 용량을 실현할 수 있는 잠재력을 보유하고 있다고 추산하고 있고 이는 덴마크 국가 전체 탄소배출량 감소에 상당히 기여할 것으로 기대하고 있다. 

수소산업은 680개 이상의 직접적인 일자리를 창출하고 있으며, 이 수치는 앞으로 크게 증가할 것으로 예상되는데 2030년까지 최대 5만3000여 개의 일자리를 창출할 것으로 기대하고 있다.

덴마크는 EU의 PTX(Power-To-X) 전략에 있어서 선도적인 역할을 추구하는 것을 목표로 한다. 덴마크의 2030년 감축 목표 달성(탄소배출량 70% 감소), 늦어도 2050년까지 기후중립 목표 달성에 기여할 수 있는 미래기술 지원 등을 지속적으로 연구하고 이행의 우선순위를 정하고 있다. 덴마크 정부는 국가 기후 전략과 목표를 달성하기 위해서는 수소의 중요성을 인식하며 2021년에 국가 수소·PTX 전략을 수립하고 적극적인 공략에 나서고 있다.

덴마크 내 수소산업 비즈니스 조직: Hydrogen Denmark(이하 HD)

덴마크에서 활동하고 있는 30개 기관 및 기업으로 구성돼 있으며, 수소 및 PTX 사업과 관련돼 있다. 연구에서부터 사업, 연료 전지 및 전기 분해와 같은 재생에너지 및 에너지 기술의 생산에서부터 수소, 메탄올, 암모니아 및 기타 전기 연료의 사용에 이르기까지 수소산업의 전체 가치사슬을 대표한다. 구성원은 다음과 같으며 기업, 공공기관 및 기타 이익 단체를 포함한다.

<Danish Hydrogen Association 구성원>

[자료: Hydrogen Denmark, https://brintbranchen.dk/en/members/]

해당 조직은 여러 국제협력에도 참여하고 있고 북유럽 수소 파트너십(Nordic Hydrogen Partnership), Baltic Sea Region 및 수소 보급활성화를 위한 민관협의체인 국내 수소융합얼라이언스(H2Korea)와도 MOU를 체결했다. 다수의 외국기관과도 양자협력 관계를 맺으면서 덴마크내 수소산업을 이끌어 나가는 역할을 하고 있다.

기업 사례: Hydrogen Valley사

HD 회원사 중 하나인 Hydrogen Valley는 덴마크 동부에 있는 작은 기업으로 수소 프로젝트에 참여 중이다. 그린에너지 프로젝트인 HyBalance는 미래 에너지 시스템으로 녹색수소를 사용하는데 풍력발전으로 생산된 여분의 전기를 수소로 저장하는 기술로 각종 산업용 및 운송용 전기로 사용될 수 있다. 다른 프로젝트인 Power2Met은 덴마크 Aalborg 대학과 공동으로 추진 중인데, 탄소와 수소를 이용해 e-메탄올을 제조하는 프로젝트이다.

덴마크의 수소산업 확장

덴마크 코펜하겐 지역은 수소공장 개발에 박차를 가하고 있다. 덴마크 전력회사이며 글로벌 기업인 오스테드, 물류기업인 DSV, 항공사인 SAS 및 코펜하겐 공항은 대규모의 수소공장을 건설할 공동계획을 발표한 바 있다. 몇년 전 오스테드 CEO에서 물러난 Henrik Poulsen에 따르면 2030년에 수소공장이 설립이 되면 연간 25만 톤의 녹색 연료를 생산할 수 있게 될 것이라고 밝힌 바 있다. 덴마크는 북해와 발트해의 풍부한 바람의 덕분으로 상대적으로 저렴하게 풍력 에너지를 생산해낼수 있는 경쟁력을 보유하고 있으며, 이미 수소산업에 한발 앞서 나가는 독일 및 네덜란드에 뒤처지지 않기 위해서는 적극적으로 수소산업 개발을 해 나가야 할 시점이라고 강조하고 있다.

북해와 발트해에 있는 덴마크 풍력 인공섬을 기반으로 추진 중인 PtX 계획은 유럽 등 신재생에너지 기관 및 기업들로부터 관심을 받고 있다. 이번 개발은 Shell, BP, Equinor, CIP 등 굴지의 신재생 에너지 기업이 참여하게 될 것으로 보고 있다.

운송산업에서의 수소 활용

그동안 덴마크에서 수소자동차는 전기자동차의 그늘에 가려져 그다지 주목받지 못한 분야였다. 수소 충전소가 10개에서 4개로 줄어드는 등 수소자동차의 침체는 가중됐으나 최근 수소산업의 중요도 부각으로 수소 자동차 시장도 다시 주목을 받고 있다. 2021년 11월 기준 수소자동차는 현대자동차의 iX35 36대, Nexo 11대, 도요타 Mirai 120대가 등록돼 운행 중이다. 수소자동차는 일반 가정용보다는 택시 도입비중이 상대적으로 큰데 현재로서는 도요타 Mirai 기종이 택시용으로 도입이 증가할 것으로 예상되고 있다.

충전시설은 2023년에 15개로 증가할 것으로 예상되며, 수소는 독일에서 공급되고 있으나 머지않아 Siemens Garmesa가 운영하는 덴마크 남부의 전기분해 공장에서 공급될 것이다. 앞으로 이러한 녹색 수소에너지 활용의 활성화와 함께 수소자동차의 수요 또한 증가할 것으로 기대하고 있다.

<덴마크 내 수소 자동차 용도>

(단위: 대)

 [자료: Denmark Statistics]

수소산업 잠재력

수소업계의 분석에 따르면 덴마크는 2030년까지 10GW의 전기분해 용량이 필요한 것으로 나타났다. 수소와 PtX 프로젝트는 덴마크 재생 에너지가 수소와 액체 연료 형태로 정제된 고부가가치 제품의 형태로 수출까지 이어질 것으로 보고 있다.

수소 수출은 친환경 프리미엄으로 높은 가치를 지닌다. 지난해 덴마크 의회의 과반수는 덴마크에서 지금까지 가장 크고 비용이 많이 드는 인공섬 건설 프로젝트를 시작하기로 결정했다. 이는 축구장 18개에 해당하는 12만㎡의 인공 에너지 섬으로 약 2100억 DKK(약 320억 달러)의 비용이 들 것으로 추산된다. 이 인공 에너지 섬은 덴마크 육지에서 80㎞ 떨어진 곳에 북해에 위치하게 된다.

당초 이 섬은 300만 가구의 전력 소비를 충당하기 위한 것이었으나 지속적으로 확장해 시간이 지남에 따라 64개의 축구장에 맞먹는 규모에 도달하고 1000만 가구의 전력 소비를 충당할 수 있도록 할 계획이다. 잉여전기는 수소로 전환돼 항공기, 선박, 중공업 등에서 사용될 수 있는 기후중립형 연료로 바뀐다.

자료: Danish Hydrogen Association, FDM, UN, Danish Climate and Energy Ministry, Denmark Statistics, IRENA, Prospero, KOTRA 코펜하겐 무역관 자료 종합