아프리카ㆍ중동

산업 개요(수소 산업 밸류체인 및 생태계)

수소는 다양한 원료와 공정을 통해 생산될 수 있다. 대표적으로 천연가스를 원료로 하는 회색수소와 재생에너지를 활용해 물을 전기분해 생산하는 청정수소(그린수소)가 있다. 또한 석탄 가스화 기술로 생산되는 블루수소는 생산 과정에서 나오는 이산화탄소를 포집해서 환경 부담을 줄일 수 있는 방식이다. 여기서 청정수소로 불리는 그린수소는 탄소 배출을 줄이고 에너지의 지속 가능성을 높이는 중요한 역할을 한다.

수소는 기체 상태에서 고압으로 압축해 저장하거나 액체 형태로 저장할 수 있다. 암모니아 또는 메탄올로 전환해서 저장하는 방식도 연구 중이다. 저장된 수소는 파이프라인, 트럭, 선박, 철도 등을 통해 운송된다. 각 운송 방식은 물류 비용과 안전성을 고려해서 선택되며, 장거리 운송의 경우 액화 수소나 암모니아 전환 방식이 적합할 것으로 보인다.

수소는 기존 산업에서 공정 연료로 널리 사용되며 특히 정유 및 화학 산업에서 중요한 원료다. 이렇듯 산업용으로 쓰이는 수소 외에도 에너지용으로, 연료전지를 통해 수소를 에너지원으로 변환해 발전이나 난방에 활용할 수 있다. 이는 온실가스 배출이 거의 없어 친환경적이다. 수소연료전지 차량은 전기차와 비슷하지만 수소와 산소의 화학 반응을 통해 전기를 생산하며 장거리 주행에 적합하다. 다만 설비 자체가 크기 때문에 주로 상용 트럭, 버스, 기차와 같은 중대형 운송 수단에 적용될 수 있다.

수소 생태계에서 필요한 인프라는 수소 생산과 저장을 위한 시설이라고 할 수 있다. 안정적인 수소 공급을 위해 필수적이며, 특히 대규모 수소 생산 및 저장 인프라를 구축하는 것이 중요하다. 수소 생태계의 주요 참여자로는 수소 생산 기업(에너지, 화학, 발전), 기술 개발 기업(수소 저장 및 운송, 연료전지 기술), 정부 및 규제기관, 연구기관 및 학계로 나눌 수 있다.

글로벌 수소 시장도 지난 몇 년간 주춤하는 듯했으나 다시 관심이 확대되고 있다. 2024년 5월, 유럽연합(EU)은 프랑스, 독일, 이탈리아 등 7개 국가의 11개 기업이 함께하는 공동 이해관계 프로젝트 ‘Hy2Move’를 승인했다. 이 프로젝트는 수소연료를 사용해서 지속 가능한 교통 시스템을 구축하고 운송 부문의 온실가스 배출량을 90%까지 감축하겠다는 목표를 가지고 있으며, 연료전지 기술개발도 포함돼 있다.

남아공 수소 산업 동향

남아공은 수소 경제에 큰 잠재력을 가진 국가다. 풍부한 태양광과 풍력 자원을 보유하고 있어 그린수소를 활용한 탈탄소화 및 수소 경제화를 촉진할 수 있는 여건을 갖추고 있다. 백금족(PGM)* 금속과 망간**의 최대 생산국으로서 수소 연료 전지 산업에 중요한 원재료 공급 국가기도 하다. 남아공 정부는 이러한 자원적 강점을 활용해 수소 산업을 국가 경제 발전의 축으로 삼고자 하고 있으며 이를 통해 에너지 자립과 탄소 배출 감축을 목표로 하고 있다.

 * 백금족 금속 중 백금과 팔라듐은 수소 생산, 저장, 활용 과정에서 필수적인 촉매로 사용되며 효율성과 내구성을 높이는 데 크게 기여를 함.

   - 수소연료전지에서 수소+산소 반응으로 전기를 생성하는 과정에서 백금이 촉매로 작용

   - 물을 전기분해해 수소를 생산하는 수전해 시스템에서 백금족인 백금과 이리듐은 산소 발생 반응과 수소 발생 반응을 촉진하는 촉매로 사용, 반응이 반복돼도 내구성이 높아 오랜 시간 효율 유지 가능

   - 팔라듐은 수소 흡착 능력이 뛰어나 수소 저장 시스템에서 고압 상황에도 안전하게 수소를 저장할 수 있기 때문에 저장 및 운송 시스템에 쓰임.

  ** 망간은 배터리 제조와 전기분해 촉매 등으로 사용될 수 있기 때문에 수소 연료전지 시스템에서 망간을 전극 소재로 활용하는 연구 진행 중

라마포사 대통령은 2023년 그린 수소 정상회담에서 성공적인 그린수소 추진은 투자 유치, 수출, 일자리 창출을 통해 국가 경제에 상당이 기여할 수 있다고 언급했다. 그는 수소 경제가 2050년까지 남아공 GDP에 3.6%를 추가하고 약 37만 개의 일자리를 창출할 잠재력이 있다고 추산된다고 덧붙였다.

아직 남아공의 수소 산업은 초기 단계다. 정부와 민간 부문이 다양한 프로젝트와 연구 개발을 진행 중이다. 남아공 정부의 지원을 받는 국가 수소 연구 이니셔티브인 HySA(Hydrogen South Africa)는 재생에너지를 통해 수소를 생산하고 이를 연료전지 산업에 활용하는 연구를 진행하고 있는데, 남아공의 수소 기술 역량을 강화하고 상업화하는 데 중점을 두고 있다. 민간 부문 중에서는 대표적으로 남아공 주요 에너지 공급 기업인 Sasol이 수소 에너지, 그린수소와 관련된 기술 개발에 대규모로 투자 중이다. Sasol과 철강업체 ArcelorMittal은 탄소 포집 기술을 개발해 그린수소로 지속 가능한 연료, 화학물질, 철강을 생산하는 데 파트너십을 체결하기도 했다.

남아공 정부는 그린 수소 산업을 국가 경제와 에너지 전략의 핵심 요소로 보고 있으며 이를 촉진하기 위해 정책과 세제 혜택을 제공하고 있다. 일례로 2023년에 도입한 공정 에너지 전환 계획(JET IP, Just Energy Transition Investment Plan 2023-27)에 의하면 그린수소 산업에 3190억 랜드(약 213억 달러)의 재정을 책정*했으며, 국제 파트너 그룹(프랑스, 독일, 영국, 미국 등으로 구성) 지원금 중 5억 달러를 그린수소 산업 인프라에, 계획 및 구현에 2억 달러에 배정했다.

 * JET IP의 그린수소 부문 투자 계획: 프로젝트 타당성 비용 45억1000만 랜드(3억 달러), 항공 연료 80억 랜드(5억3000만 달러), e-메탄올 120억 랜드(8억 달러), 연료전지 14억 랜드(9000만 달러), GH 및 그린 암모니아 1093억 랜드(72억9000만 달러), 그린 철강 132억 랜드(8억8000만 달러), 수소 이동 66억 랜드(4억4000만 달러), 인프라 130억 랜드(8억7000만 달러), 총 1635억 랜드(109억 달러)의 예산 책정. 그리고 그린수소 관련 항만 프로젝트 개발 10억 랜드(6000만 달러), 항만 인프라 자본 1500억 랜드(100억 달러) 할당.

수소 산업 경쟁 동향

남아공의 수소 산업은 국제적 경쟁과 협력이 얽혀 있다. 독일, 일본, 미국 등 글로벌 기업들이 남아공의 풍부한 재생 에너지 자원에 주목하고 남아공 현지 기업들과의 협력을 통해 수소 관련 인프라와 생산 라인을 구축하고 있다. 특히 유럽연합(EU)은 남아공과의 협력 프로젝트에 자금을 지원하고 기술적 협력을 확대하는 등 국제적 파트너십을 강화하고 있다. EU는 중공업과 일부 운송 부문의 탈탄소화를 위해 그린 수소를 매우 중요하게 생각한다고 밝히면서 남아공의 그린수소 산업을 지원하기 위해 6억2800만 랜드(3600만 달러)를 투자하기로 결정했다. 

EU의 2020 수소전략에 따르면, 2030년까지 1000만 톤을 생산하고 1000만 톤을 수입하는 것이 목표인바 남아공 수소 생산에 투자하고 생산된 수소를 수입할 것으로 예상된다. EU의 지원금은 합의에 따라 남아공 국영물류기업인 Transnet을 재건하는데 일부 사용되는 것을 포함해, 생산, 운송, 저장 및 하류 산업 등 수소 가치 사슬 전반에 걸쳐 공공 및 민간 자금을 유치하는 촉매 역할로 쓰일 예정이다.

EU와 별개로 유럽 각국 역시 남아공 그린수소 산업에 관심이 크다. 독일은 2050년 탄소 중립 목표를 달성하기 위해 남아공의 그린수소 프로젝트에 협력하기로 2023년 6월 발표했다. 이에 따라 독일은 남아공 그린수소 산업의 시장 개발, 수입 촉진, 생산자와 기술 파트너 연결에 도움을 줄 예정이다. 네덜란드와 덴마크 역시 비슷한 시기에 남아공에 10억 달러 규모의 그린수소 기금을 출범시키기도 했다.

남아공 그린수소에 관심을 가지는 건 유럽만이 아니다. 미국 무역개발청(STDA)은 2022년에 케이프타운에서 워크샵을 주최해 남아공 그린수소 부문을 촉진하고 미국 기업의 시장 기회를 제공하기 위한 기술, 규제, 지원 환경에 대해 논의하기도 했으며, 2024년 1월에는 남아공의 청정에너지 부문 대표단을 미국으로 파견했다. 미국은 그린수소 산업에 있어 남아공과의 파트너십을 구축하고 남아공 그린수소 생태계 개발을 가속할 예정이다.

아시아 국가 중에서는 일본이 가장 적극적이다. 일본의 거대 종합 상사인 ITOCHU는 남아공 수소 기업 Hive Hydrogen과 2023년 12월, 그린 암모니아 수출 프로젝트를 진행하기 위한 MOU를 체결했다. ITOCHU 는 전략적 지분 투자자이자 구매자로서 최저 비용의 친환경 암모니아 솔루션을 개발하기 위한 프레임워크를 제공하기로 협의했다.

한국 기업의 SWOT 분석

시사점

국제에너지기구(IEA)는 향후 그린수소의 국가별 생산 비용을 발표했는데, 한국에서 1kg의 수소를 생산하는 비용은 3달러 40센트가 넘지만 남아공은 1달러 80센트 이하로 나타났다. 수소 생산에 있어 남아공의 환경은 엄청난 생산 경쟁력을 갖추고 있는 것이다. 우리 기업은 재생에너지, 에너지 저장장치, 전기차 등 기술이 뛰어나다. 이런 뛰어난 기술을 가지고 생산 경쟁력이 있는 환경을 보유한 남아공에 투자하고 진출한다면 최상의 시너지 효과를 기대해 볼 수 있을 것이다.

자료: Green Hydrogen Organisation, IEA, Presidential Climate Commission, Mining Weekly, KOTRA 요하네스버그 무역관 자료 종합