탄소 중립 바이오가스 – 상위 5대 바이오메탄 주식

진정한 “천연” 가스

가스는 전 세계 에너지 소비의 큰 비중을 차지합니다. 천연 가스가 인기를 끄는 이유는 석탄 및 석유와 비교했을 때 잔류물이나 유독 가스가 매우 적게 발생하는 비교적 “깨끗한” 연료이기 때문입니다.

또한 다른 화석 연료보다 탄소 배출량이 낮아 종종 “전환 연료”라고 불리며, 기존 전력 인프라를 활용하면서 석탄 발전소에서 벗어나기 위한 연료로 여겨집니다.

하지만 화석 연료인 천연 가스에 대한 탄소 중립 대안이 있습니다. 이는 식물의 광합성을 통해 대기 중 탄소를 흡수한 유기 물질로부터 가스를 생산하는 것으로, 주로 바이오가스 또는 바이오메탄이라고 불립니다.

그리고 현재 바이오가스를 생산할 수 있는 많은 자원이 낭비되고 있습니다.

바이오가스 만드는 방법

유기 물질을 발효시켜 다른 제품을 만들 수 있는 경우도 있지만, 바이오가스의 대부분은 바이오메탄으로 구성됩니다. 따라서 이 글에서는 바이오메탄의 잠재력에 초점을 맞추고 바이오가스를 바이오메탄과 동등하게 다룹니다.

바이오메탄 생산은 대략 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

바이오메탄 수집

이는 자연적으로 발생하는 바이오메탄 생산을 수확하는 데 의존합니다. 예를 들어 매립지나 폐수 처리 시설에서 흔히 볼 수 있습니다. 이러한 장소는 자연스럽게 많은 유기 물질을 모으고, 혐기성(공기/산소가 없는) 조건이 되면 박테리아가 바이오메탄을 생산합니다. 오랫동안 이러한 배출은 대기 중으로 방출되었습니다.

현대의 플랜트와 매립지는 이제 이 에너지원을 수확하도록 업그레이드되고 있습니다. 가스가 이미 중앙 집중된 장소에 존재하고 원료 비용이 들지 않기 때문에 이러한 바이오가스 프로젝트는 더 높은 수익성을 보이는 경향이 있습니다.

출처: EIA

미국만 해도 이러한 설비를 갖춘 57개의 폐수 처리 시설이 8억 9500만 kWh의 전기를 생산했습니다. 또한 311개의 매립지에서 발생한 바이오가스는 94억 kWh를 생산했습니다. 이는 미국 전체 전력 생산량의 0.2%에 해당합니다.

따라서 이러한 수치는 인상적이지만, 현재로서는 미국 전력 생산의 탄소 프로필을 바꾸기에는 너무 작습니다. 전 세계적으로 총 18GW의 발전이 바이오가스로 운영되고 있으며, 대부분은 독일, 스칸디나비아, 영국, 미국에 집중되어 있습니다.

출처: EIA

발효에 의한 바이오메탄

메탄이 유기 물질에서 생산되기 위해서는 발효에 적합한 조건을 만들기 위해 공기가 거의 없거나 전혀 없어야 합니다. 산소가 존재하면 호흡 과정을 선호하는 미생물이 활성화되어 메탄(CH4) 대신 CO2를 생산합니다.

이러한 밀폐 시스템은 종종 바이오다이제스터라고 불리지만, 바이오발효기, 바이오가스 발생기, 메탄화 설비, 혹은 유기 다이제스터라고도 합니다. 실제로 어떤 시스템도 순수한 메탄만을 생산하지 않으며, 대신 메탄과 CO2가 혼합된 가스를 생산하는데, 메탄 함량은 45%~75% 정도입니다.

바이오가스의 잠재력

현재 대부분의 바이오가스 생산이 북유럽, 영국, 미국에 집중되어 있기 때문에 남미, 아시아, 아프리카에서의 개발 잠재력이 매우 큽니다. 특히 매립지나 폐수 처리 시설은 인구에 비례해 규모가 커지므로, 전 세계 바이오가스/바이오메탄 잠재력의 대부분이 아직 활용되지 않고 있습니다.

실제로 현재 잠재 바이오메탄 생산량의 5%만 활용되고 있으며, 35 Mtoe(백만 톤 석유당량)만 생산되고 있습니다. 이는 730 Mtoe(잠재) 혹은 803 bcm(10억 입방미터)와 비교됩니다. 비교를 위해, 2022년 전 세계 천연 가스 소비량은 4,000 bcm(10억 입방미터) 이하였습니다.

출처: EIA

바이오가스 원료 확보

바이오가스 잠재력의 대부분은 아시아와 아메리카에 위치하고 있으며, 농작물 잔류물, 동물 분뇨, 목재 바이오매스가 미개발 잠재력의 큰 부분을 차지합니다.

출처: IEA

농업 부산물

전반적으로 동물 폐기물과 농작물 잔류물에서 나오는 활발한 바이오메탄 생산 전망은 다르게 바라봐야 합니다. 이들은 기존 농업 활동의 부산물이며, 원료 생산을 위해 추가적인 토지 개간이나 농업이 필요하지 않습니다.

이러한 원료는 자연 및 야생 생태계에 대한 압력을 증가시키지 않기 때문에, 바이오메탄 생산을 늘리는 주요 방법으로 간주되어야 합니다.

또한 농가에게 추가 소득이나 현장 전력 생산을 제공할 수 있습니다.

또 다른 장점은 질소 함량을 제외하고는, 농작물 잔류물과 분뇨에 포함된 영양소를 바이오메탄 생산 후에도 탄소 성분을 제외하고 수확할 수 있다는 점입니다. 따라서 여전히 작물 및 목초지 비료로 활용될 수 있어, 바이오 영양소 순환을 닫고 화학 비료 사용을 줄이는 데 도움이 됩니다.

2021년에는 미국 내 19개의 대형 낙농 및 가축 사업체가 총 약 0.2억(1억 8300만) kWh의 전기를 바이오가스로부터 생산했습니다.

목재

또 다른 옵션은 목재 바이오매스로, 의도적으로 수확하거나 목재 가공 과정에서 발생하는 폐기물 형태로 활용할 수 있습니다.

바이오메탄 소비를 위한 직접 수확은 다른 목재 바이오매스 에너지 생산과 동일한 문제, 즉 삼림 벌채 및 숲 서식지 파괴 위험을 동반합니다. 그리고 벌목 후 남은 목재 폐기물을 수집하는 것이 다소 덜 파괴적이지만, 여전히 작은 야생동물 서식지와 숲의 영양소를 제거합니다.

하지만 목재 바이오매스는 메탄화 외에도 파이로 가스화와 같은 방법으로 추가 가치를 창출할 수 있습니다(아래 Charwood Energy 섹션 참조).

중앙집중식 및 분산형 생산

바이오가스 규모 확대는 각각 다른 규모를 가진 다양한 조건에 맞게 최적화되어야 합니다. 폐수 처리 시설이나 대규모 가축 농장과 같은 일부 현장은 효율적인 수집을 위해 중형 시설을 갖추어야 하며, 이는 탄소 및 메탄 배출을 감소시킵니다. 수집되지 않은 메탄은 강력한 온실 가스이기 때문입니다.

우리는 목재 폐기물, 농작물 잔류물 및 기타 수집 가능한 재료를 중앙집중식으로 모아 바이오메탄 생산에 활용할 수 있는 대형 고효율 발효조를 기대해야 합니다. 전반적으로, 국가가 산업화되고 농업이 기계화될수록 바이오메탄 생산을 중앙집중식으로 진행할 수 있습니다.

하지만 개발도상국에서는 가정이나 마을 규모의 지역 생산도 추진해야 합니다. 이는 배출을 줄이고 에너지를 생산할 뿐만 아니라, 가난한 농가에 추가 소득을 제공하고 청정 요리 연료 및 난방을 제공하여 비효율적이고 자원을 낭비하며 오염이 심한 목재 연소를 대체합니다.

또한 수확 후 남은 바이오매스를 태우는 관행을 줄일 수 있는데, 이는 대기 오염에 크게 기여했으며, 대신 그 바이오매스를 가치 있는 자원으로 전환할 수 있습니다.

가정용 규모의 바이오가스 시스템은 개발도상국에서 전통적인 고형 바이오매스 사용을 대체하여 난방 및 요리 연료를 제공할 수 있습니다.

이 장치들의 출력은 일반적으로 하루에 약 1 m3 정도이며, 20~30kg의 동물 분뇨당 가스 스토브 요리 시간을 2~3시간 제공합니다.

오늘날 아프리카 전역의 청정 요리 에너지 수요를 충족시킬 충분한 지속 가능한 원료가 확보되어 있습니다.

출처: “Outlook for biogas and biomethane” – IEA

상위 5대 바이오가스 및 바이오메탄 주식

1. OPAL Fuels Inc. (OPAL)

Opal Fuels는 미국 내에서 RNG(재생 천연 가스/바이오메탄)의 전국적인 생산 및 유통을 하는 기업입니다. 이 회사는 매립지 및 폐기물 수집업체, 그리고 수도 부서나 에너지 기업과 바이오가스 생산을 위한 파트너십을 구축했습니다.

출처: Opal

그 후 이 바이오가스를 유통망에 재판매하거나 Amazon (AMZN ), UPS, 덴버 시와 같은 대형 고객에게 직접 공급합니다. 이러한 계약은 모두 장기적인 성격을 가지고 있어 회사에 운영 현금 흐름에 대한 가시성을 제공합니다.

출처: Opal

회사는 빠르게 성장하고 있으며, 현재 건설 중인 다수의 프로젝트 덕분에 2024년에는 생산 능력이 거의 두 배가 될 예정이며, 올해 총 생산량 9.3 MMBtu에 이를 것으로 예상됩니다. 이 모든 프로젝트는 이미 전액 자금이 확보되었습니다.

또한 향후 개발을 위해 7.9 MMBtu 규모의 19개 프로젝트 파이프라인을 보유하고 있습니다.

출처: Opal

P/E 비율과 향후 생산 성장률을 고려할 때 비교적 저렴한 평가와 순부채 $141M에 대비한 $327M의 유동성을 감안하면, Opal Fuels는 바이오가스에 관심이 있고 규모가 크며 비교적 안전한 회사를 찾는 투자자에게 좋은 선택이 될 수 있습니다.

2. EnviTec Biogas AG (ETG.DE)

EnviTec은 빠르게 성장하고 있는 바이오가스 기업으로, 2023년 상반기에 매출이 45.9% 증가했습니다. 원래 독일 기업이었으며 현재 영국과 미국을 포함해 국제적으로 적극적으로 확장하고 있습니다.

Envitec은 바이오가스를 넘어 고급 바이오연료 생산으로도 확장하려 하고 있으며, 특히 메클렌부르크에 새로 개설한 5천만 유로 규모의 공장을 통해 바이오LNG와 탄소 포집을 결합하고 있습니다.

Envitec은 2023년 7월에 주당 2유로 배당금을 지급했으며, 이는 비교적 높은 배당 수익률을 의미합니다. 세전 이익(EBT)이 이 배당금을 충분히 커버할 정도로 충분합니다.

성장과 주주 배당을 균형 있게 추구하는 접근 방식 덕분에 EnviTec은 바이오가스 분야에서 성장과 소득을 동시에 원하는 투자자와, 러시아 가스 공급 급감 상황에서 EU 에너지 및 가스 부문에 대한 노출을 원하는 투자자에게 좋은 선택이 될 수 있습니다.

3. Biokraft International AB (BIOGAS.ST)

BioKraft는 스웨덴(230 GWh 바이오가스 및 바이오LNG), 노르웨이(155 GWh 바이오LNG), 그리고 한국(60 GWh 압축 바이오가스)에서 바이오가스를 판매 및 생산합니다.

회사는 2023년 4월에 독일 시장에 진출하기로 결정했으며, 2025년까지 완료될 예정인 두 개 프로젝트에서 총 240 GWh의 미래 생산량을 목표로 하고 있습니다.

현재 파이프라인에는 총 875 GWh의 바이오가스와 825 GWh의 바이오LNG 신규 프로젝트가 있으며, 2025~2026년까지 완료될 예정입니다.

이는 현재 445 GWh인 생산 능력을 2026년까지 1,200 GWh로 확대하는 것이며, 장기 목표는 2030년까지 총 3 TWh(3,000 GWh)에 도달하는 것입니다.

신규 프로젝트 대부분은 분뇨와 농업 기반 폐기물에서 원료를 공급받을 예정입니다.

출처: Biokraft

회사는 최근 몇 분기 동안 특히 스칸디나비아에서 전력 및 가스 판매 가격이 낮아 손실을 겪었으며, 이는 유럽 가스 가격 회복에 대한 일종의 베팅으로 볼 수 있습니다.

공격적인 성장 목표와 현재의 적자 상황을 고려할 때, Biokraft는 위험을 감수하고 회사의 전환에 베팅하려는 투자자에게 가장 적합합니다. 이는 독일 시장 진출과 전체 EU 가스 시장의 전환 가능성에 부분적으로 기인합니다.

4. Greenlane Renewables Inc. (GRN.TO)

Greenlane은 바이오가스 업그레이드, 즉 폐수 처리 시설이나 매립지와 같은 기존 시설에 바이오가스 생산을 추가하는 프로세스를 전문으로 합니다. 전 세계에 140개의 시스템을 배치했으며, 업계 1위에 해당합니다.

출처: Greenlane

Greenlane은 총 바이오가스 생산량 측면에서 경쟁사보다 훨씬 앞서 있으며, Air Liquide와 같은 산업 대기업보다도 앞섭니다. 또한 Air Liquide와 Wartsila를 제외하고는, Prodeval, DMT, Bright biomethane 등 주요 경쟁사들은 상장되지 않았습니다.

회사는 바이오가스 생산을 위해 3가지 기술(멤브레인, 워터 워시, PSA-압력 스윙 흡착)을 제공하며, 이는 현지 조건 및 원료에 따라 최적의 선택이 됩니다. 이를 통해 가스에서 질소, CO2, 산소 및 잠재적인 유해 불순물 등을 제거할 수 있습니다.

2023년 9월, Greenlane은 설탕꽁초 잔류물, 매립지, 분뇨 등 각 바이오가스 생산 분야에 맞춘 키인핸드 설계의 새로운 제품 라인을 출시했습니다.

이 회사는 3가지 솔루션을 모두 제공할 수 있는 유일한 공급업체이며, 독특한 상황에 최적의 기술을 도입하려는 고객에게 좋은 선택이 됩니다.

출처: Greenlane

회사의 주요 성장 분야는 브라질(전 세계적인 농업 강국)이며, 최근 산업 규모 생산을 위한 계약을 체결했습니다.

이 계약은 VIBRA가 50%를 보유하고 있는 ZEG Biogás와 체결했으며, VIBRA는 이전에 국영 석유 회사 Petrobras의 연료 유통 부문이었습니다. 목표는 5년 내에 75개 이상의 현장에서 생산을 달성하는 것입니다.

Greenlane은 바이오가스 생산업체가 아니라 바이오가스 생산 설비를 판매하는 업체이므로, “픽 앤 삽” 유형의 주식으로 볼 수 있으며, 그 매출은 전 세계 바이오가스 솔루션 채택 속도에 따라 달라집니다. 또한 이 분야에서 상장된 가장 큰 주식이기도 합니다.

이 회사는 천연 가스 가격 변동(새 프로젝트의 매력도에 영향을 줌)과 비탄소 중립 대안에 대한 탄소세 부과와 같은 요인에 노출될 가능성이 높습니다.

출처: Greenlane

5. Charwood Energy SA (ALCWE.PA)

이 프랑스 기업은 농업 기업, 산업체, 지방자치단체에 판매를 중점으로 하는 턴키 바이오매스 발전소를 공급합니다.

회사는 메탄화를 수행할 뿐만 아니라 파이로 가스화를 통해 바이오메탄, 직접 에너지, 비료로 사용되는 바이오차, 그린 수소 및 탄소 배출권을 생산합니다.

이 방법은 바이오가스 판매 외에도 추가 수익을 창출하며, 바이오차에 탄소를 고정시켜 토양 건강을 개선하는 지속 가능한 농업 관행의 핵심 방법이기도 합니다.

출처: Charwood

파이로 가스화는 목재 공급에 의존하며, 회사의 잠재 프로젝트 파이프라인 중 57%를 차지합니다. 전체 파이프라인 규모는 약 4,300만 유로로 추정됩니다.

파이로 가스화 사업을 개발하기 위해 Charwood는 독일의 이 기술 선두 기업인 Spanner Re2와 파트너십을 체결했으며, 2007년 이후 900개의 공동 발전 설비를 설치했습니다. Charwood는 프랑스 시장에서 이 기술을 개발하는 책임을 맡고 있으며, 또한 콩고민주공화국(DRC)에서도 성공적으로 프로젝트를 시작했습니다.

회사는 2023년 상반기 매출이 150만 유로 감소하여 2022년 상반기의 210만 유로에 비해 감소했음을 기록했습니다. 이는 신규 프로젝트의 마일스톤 지연 때문이며, 2024년 말까지 370만 유로 규모의 납품이 예상됩니다.

건설 중인 5개 플랜트가 가동되면 에너지 판매를 통해 연간 반복 매출(ARR) 약 770만 유로를 창출할 것으로 예상됩니다. 회사는 2027년까지 Charwood가 건설하거나 운영하는 총 50개 플랜트를 목표로 하고 있으며, 이는 연간 반복 매출 9,000만 유로에 해당합니다.

아직 초기 단계에 있기 때문에, 이 회사는 공격적인 성장 프로필과 낮은 평가 배수를 찾는 투자자에게 주로 매력적일 것입니다.

회사는 프랑스에 상장되어 있으며 재무 보고서를 프랑스어로 발표합니다. 그러나 투자자용 프레젠테이션은 영어로도 제공됩니다.