브라질 그린수소 산업 잠재력·진행방향

1) 잠재성

풍부한 풍량·태양광, 넓은 해안 등 자연환경에 힘입어 브라질 해안지대는 그린수소 유망 지역으로 떠오르고 있다. 2022년 기준 브라질 전력 매트릭스 중 친환경 비중은 무려 85%에 달한다. 현재 그린수소 상용화에 가장 큰 걸림돌은 운송 및 생산·처리·보관 비용인데, 국제재생에너지기구(IRENA)에 따르면 현재 수전해를 통한 그린수소 생산비용은 6달러/킬로그램이나 2030년경 1~2달러/킬로그램으로 떨어질 수 있다. 브라질 경제사회개발은행(BNDES)는 브라질 그린수소 생산원가가 2030년경 0.84~1.13달러/킬로그램으로 낮아질 수 있다고 전망한다. 컨설팅회사 McKinsey는 브라질이 그린수소 생산에 가장 최적화된 지역이며 2030년경 그린수소 생산비용은 1.5달러/킬로그램까지 내려갈 수 있다고 발표했다. 멕킨지는 브라질 이외에도 미국, 호주, 스페인, 사우디아라비아가 그린수소 생산에 좋은 환경을 가지고 있다고 전했다. 수전해설비 관련해서도 현재 1MW 건설 시 100만 달러의 투자가 필요한데, 단위 투자액은 2030년 경 30만 달러로 떨어질 것으로 예상된다. 

2) 단기 활용상황

그린수소를 포함한 수소는 단기적으로 화학·제철·광물 회사들이 이산화탄소 배출을 줄이는데 활용될 것이다. 화학회사 우니겔, 철강회사 아르셀로미탈·발리·CSN 등은 생산 공정에 수소를 투입해 탄소배출을 줄이는 것을 연구하고 있다. 항공기 제조회사 엠브라에르(Embraer)는 그린수소를 원료로 사용하는 항공기를 개발하고 있다. 비료의 원료인 암모니아는 수소와 질소를 혼합하여 생산하기에 그린수소로 만드는 그린 암모니아도 주목받고 있다. 중국 전력회사 SPIC은 브라질 에너지연구센터(Cepel)와 그린수소·그린암모니아 생산을 연구하고 있다. 브라질에서 생산한 그린 암모니아는 비료·화학·제약·냉동 산업 원료로 활용할 예정이다. 브라질에서 풍부하게 생산되는 바이오메탄으로도 그린수소를 생산할 수 있는데, 가스회사 아비오가스(Abiogás)에 따르면 브라질은 장기적으로 연 700만 톤의 그린수소를 바이오메탄 기반으로 만들 수 있다. 노르웨이 비료회사 야라(Yara)도 상파울루주 쿠바터웅(Cubatão) 플랜트에 천연가스 대신 바이오메탄을 투입해 수소·그린암모니아를 생산할 계획을 가지고 있다. 세아라주 가스 유통회사 세가스(Cegás)도 수소 생산·유통 사업을 검토하고 있다. 생산한 그린수소 일부는 유럽으로 수출하고 나머지는 브라질에서 비료를 만드는데 사용할 예정이다. 현재 그린수소로 만드는 비료는 천연가스로 생산하는 것보다 10배 정도 비싸지만, 신재생발전소 단가가 하락하면서 점차 저렴해질 것이다.

3) 중장기 활용예상

중장기적으로 그린수소는 모빌리티(자동차·선박·항공기·기차), 발전, 화학 등 산업 전반에 활용될 것으로 보인다. EDP, 쉘(Shell), 우니겔(Unigel), 토탈에너지스, 지멘스 등 수많은 글로벌 회사들은 앞으로 다가올 수소시대를 바라보고 브라질에 투자를 검토하고 있다. 브라질 북부 세아라주에 위치한 뻬셍산업단지는 2022년 11월까지 23개 기업과 '그린수소 생산·연구 협력 MOU'를 체결했다. 뻬셍산업단지에서 2025년부터 그린수소가 생산돼 2030년에는 생산량이 13만 톤에 달할 것으로 예상된다. 뻬셍 이외에도 리우데자네이루, 페르남부쿠, 바이아, 히우그란지두술 등에 많은 그린수소 프로젝트가 추진되고 있다. 브라질 스타트업들도 그린수소 기술개발을 위해 활발히 연구하고 있다. 주요 연구분야는 생산성·품질개선, 물류 안정성·비용절감 확보, 신규 활용방안 개발 등이다. 

<그린수소 스타트업 주요 연구분야>

[자료: Valor Economico]

그린수소 관련 주요 기업·지역

브라질에서 그린수소 관련 움직임이 가장 활발한 곳은 세아라·페르남부쿠·바이아주이며 모두 북동부 해안가 주위에 위치해있다. 이미 24개 회사가 세아라주 뻬셍 산업단지와 '그린수소 개발 협력' MOU를 체결했다. 포르투갈 전력회사 EDP는 2023년 내 세아라주에 3MW 파일럿 그린수소 수전해 설비를 건설할 계획이다. 네덜란드 로테르담 항만공사는 뻬셍 산업단지 지분 30%를 가지고 있는데 2030년 경부터 세아라주에서 생산된 그린수소를 로테르담 항을 통해 인수(수입)하고 전 유럽에 유통할 계획이다. 

CTG브라질은 페르남부쿠 주에서 '테크허브 그린수소(TechHub Hidrogênio Verde)' 프로그램을 통해 그린수소 생산·운반·저장 프로젝트를 진행할 예정이며, 스페인계 네오에네르지아(Neoenergia)도 1800억 헤알을 투자해 파일럿 그린수소 플랜트를 건설할 것이다. 프랑스 카이르(Qair)는 우선 브라질 내에 블루수소 설비 4개를 건설하고 향후 그린수소도 생산할 계획을 가지고 있다. 브라질 화학회사 우니겔(Unigel)은 가장 크고 구체적인 그린수소 생산 계획을 가지고 있는데 1억2000만 달러 투자하여 바이아주 카마사리 공단 내 2023년 말까지 그린수소 공장을 건설할 예정이다. 독일 티센크루프는 우니겔과 60MW 규모 수전해설비 3기 납품 계약을 체결했다. 

<브라질 해안 산업단지별 그린수소 관심 기업>

[자료: Valor Economico]

남동부·남부 해안지역에 위치한 주들도 그린수소 관련 기회를 얻기 위해 열심히 활동하고 있다. 리우데자네이루주 아수 항만(Porto do Açu)은 '코메르크 에너지 그룹(Grupo Comerc Energia)', 토탈에너지스(TotalEnergies)와 그린수소 생산 협력 MOU를 체결했으며, 화이트마르틴스과 쉘도 아수 항만 내 그린수소 생산 라이센스를 획득했다. 노르웨이 에퀴노르(Equinor), 프랑스 EDF·토탈 에너지스, 스페인 네오에네르지아(Neoenergia)도 아수 항만 인근에 설치용량이 33GW에 달하는 해상풍력발전소 환경 라이센스를 신청했다. 해상풍력발전소에서 생산된 전력을 기반으로 수전해설비를 가동한다는 계획이다. 상파울루주는 브라질 최초의 사탕수수 에탄올 기반 그린수소 파일럿 공장을 만든다는 계획을 설립했다. 브라질 최남단 히우그란지두술 주정부도 그린수소 수전해 플랜트·해양풍력발전소를 유치하기 위해 쉘, 토탈 에너지스 등과 접촉하고 있다. '아수항 천연가스 회사(GNA)'는 브리티시페트롤리움(BP), 지멘스에너지, 프루모(Prumo), SPIC과 태양광 발전 연계 그린수소 생산을 검토하고 있다. 

수소를 원료로 활용해 자동차, 항공기 등 모빌리티를 운행하는 연구도 구체적으로 추진되고 있다. 글로벌 자동차 회사 닛산(Nissan)은 미국·일본·브라질에서 '고체산화물 연료전지(SOFC)'를 개발하고 있다. 'SOFC 차량'에 에탄올을 주입하면 개질기가 에탄올을 수소로 변환해주고 연료전지가 가동된다. 2016년 브라질에서 첫 테스트가 시행되었으며 2025년까지 기술을 상용화 시킨다는 계획이다. 기업들은 SOFC 기술을 드론, 비행기, 선박에도 적용하는 연구를 진행하고 있다. 

이타이푸 기술 단지(PTI)는 그린수소 소형 파일럿 시설을 건설하고 기업들에 그린수소 생산·활용 컨설팅을 진행하고 있다. PTI는 그린수소 관련 전력회사 푸르나스(Furnas), 엘레트로뉴클레아르(Eletronuclear)와도 협력 중이다. 브라질 태양광협회(Absolar)와 풍력발전협회도 그린수소 관련 관심이 많은데, 브라질 연방정부가 수전해를 통한 그린수소 생산 목표량을 설정해달라고 요청했다. 유럽연합은 2030년까지 수전해 설비 80GW를 설치한다는 목표를 가지고 있다. 태양광 협회는 정부가 주도하여 기업들이 화석연료·암모니아 사용량을 줄이고 신재생에너지로 넘어갈 수 있게 지원해 달라고 요청하였다. 세금 관련해서는 10~15년간 수전해로 생산한 그린수소에 부과하는 유통세를 한시적으로 면제·축소해달라고 요청했다. 플로리아노폴리스에 위치한 산타카타리나 연방대학교(UFSC)는 태양광 발전소와 연계해 그린 수소 및 그린 암모니아를 생산하는 연구를 진행하고 있다. 2022년 10월 히우그란지두노르치 주정부는 히우그란지두노르치 연방대학(UFRN), 히우그란지두노르치 연구센터(Funpec)와 '히우그란지두노르치 그린수소 프로그램(Programa Norte-Riograndense de Hidrogênio Verde)'를 론칭했다. 

<PTI 그린수소 연구시설>

[자료: PTI홈페이지]

경제사회개발은행(BNDES)은 그린수소 설비 건설 관련 3억 헤알 규모 저리대출 프로그램을 만들었으며 과학기술 재단(FINEP)도 '국가 과학기술 개발 펀드(FNDCT)'를 통해 그린수소 프로젝트를 지원한다. '그린수소 스타트업 프로그램(iH2Brasil)'은 스타트업 경진대회에서 선정된 그린수소 스타트업에 기술개발·금융지원 서비스를 제공한다. 녹색 채권(Títulos verdes)도 그린수소 프로젝트에 자금을 지원한다. 브라질 중앙은행에 따르면 2020~2021년 녹색채권 발행액은 200억 달러에 달했다. 

에너지 정책 위원회(Conselho Nacional de Política Energética)는 2022년 중순 '국가 수소 프로그램(Programa Nacional do Hidrogênio)'을 발표했다. 해당 프로그램은 그린수소 밸류체인 내 6개 테마를 선정하였으며, 제도개선·육성(안)을 제시한다. 그중에는 가스관 내 수소 운송 할당량을 제시하자는 정책(안)도 있다. 수소는 단독 혹은 천연가스와 혼합하여 가스관을 통해 운반되거나 가스터빈 발전소에 원료로 투입될 수 있다.

에너지 정책 위원회(Conselho Nacional de Política Energética)는 그린수소 인증·표준화 관련해서도 공론화 시켰으며 규정을 검토하고 있다. 그린수소는 친환경 발전소를 통해 생산한 수소에 한하며 생산·운송 과정에서 타 수소와 뒤섞일 수 있다. 이에 유통하려는 그린수소가 친환경 발전을 통해 생산되었다는 인증이 필요하다. 아직 그린수소 글로벌·브라질 표준이 없기에 에너지 정책 위원회는 브라질 자체 인증을 만드는 방안을 검토하고 있다. 위원회는 2022년 12월 인증 테스트용 파일럿 시설을 만들 예정이며 취합된 데이터를 분석해 '표준화' 작업을 진행할 것이다. 

전문가 코멘트

'이타이푸 기술 단지(PTI)' 카를로스 알베스(Carlos Alves) 혁신센터 매니저는 상파울루 무역관과의 인터뷰에서 "이타이푸 기술단지 내 그린수소 파일럿 설비를 갖추고 있으며 기업들에 관련 기술·솔루션 컨설팅을 제공하기 위해 많은 활동을 하고 있다"며 "KOTRA를 통해 한국 기업들과의 교류도 희망한다"고 전했다. 그린수소가 떠오르고 한국 기업들의 기술력이 알려지면서 한국과 협력을 희망하는 브라질 기업·기관이 늘어나고 있다. 

시사점

약 3~4년 전부터 브라질 그린수소 산업이 유망하다는 뉴스가 많이 나왔으며, 2021년 부터 수십개의 '브라질 그린수소 협력 MOU'가 체결되고 있다. 2023년 말에는 브라질 화학기업 우니겔(Unigel)이 브라질 첫 그린수소 플랜트를 건설할 예정이다. 전 세계 수소산업이 확대·고도화 된다는 가정 하에 브라질 그린수소 생산은 2025~2030년 본격화될 예정이며 해안가를 중심으로 많은 프로젝트가 추진될 것으로 전망된다. 아직 글로벌 기업들도 본격적으로 그린수소 프로젝트에 뛰어들기 전 정부·유관기업과 네트워크를 구축하고 기술을 확보하는데 주력하고 있다. 그린수소 수요가 본격화되면 기술·네트워크·인증·자본 등에서 준비된 기업들부터 치고나갈 것으로 예상된다. 브라질 그린수소 산업 잠재력에 비해 아직 우리 기업의 진출·사업검토는 미약한 편이다. 거리가 멀고 브라질과 친환경 사업 협력경험이 적어서인지 우리 기업들은 미국, 호주, 사우디아라비아, 동남아 등 그린수소 프로젝트에 많은 노력을 기울이고 브라질은 아직 관심 밖에 있다. 자연환경과 지정학적 위치를 고려할 때 브라질은 향후 그린수소 중심지로 성장할 수 있으며 우리 기업들은 브라질 그린수소 사업환경 파악 및 진출전략 수립에도 관심을 가질 필요가 있다. 

자료: 각 사 홈페이지, Valor Economico, 세아라 주정부 홈페이지, PODER360, Folha de Sao Paulo 등 KOTRA 상파울루 무역관 보유자료 종합