유럽 수소 백본(EHB) – 지도, 회랑 및 비용

유럽 수소 백본(EHB)이란 무엇인가?

Hydrogen은 오랫동안 우리 에너지 인프라에서 훨씬 더 큰 역할을 할 것으로 기대되어 왔습니다. 그러나 전체적으로 아직 실현되지 않았으며, 배터리 전기차(BEV)가 수소 기반 시스템보다 훨씬 더 큰 진전을 이루고 있습니다.

에너지 저장에 대해서도 마찬가지이며, 더 밀집된 전력망, 배터리 팩 및 펌프 수력과 같은 다른 형태의 에너지 저장이 수소보다 더 크게 확대되었습니다.

핵심 이유는 에너지 인프라가 경제성을 확보하려면 광범위하고 효율적이며 밀집되어야 하기 때문입니다. 전력망은 이미 더 많은 전기차와 기계가 화석 연료를 대체하도록 수용할 수 있었지만, 수소는 완전히 새로운 인프라가 필요했습니다.

이 문제를 해결하기 위해 유럽에서 새로운 대규모 메가프로젝트가 시작되고 있습니다: European Hydrogen Backbone (EHB) 이니셔티브.

이 이니셔티브는 33개의 에너지 인프라 운영자를 모아, 기본적으로 각 EU 국가와 인접 국가마다 하나씩(노르웨이, 스위스, 영국, 우크라이나도 포함) 구성됩니다.

출처: EHB

목표는 전용 수소 운송 네트워크를 위한 범유럽 인프라 계획을 개발하는 것으로, 수소 운송과 저장을 모두 포함합니다.

왜 유럽이 수소가 필요한가 (배터리 & 전력망을 넘어)

배터리와 전기차(EV)가 지금까지 전기화와 화석 연료 대체의 최전선에 있었지만, 이들 역시 몇 가지 한계가 있습니다.

첫 번째는 전기를 대량으로 저장하기가 매우 어렵다는 점입니다. 만약 EU 규모에서 며칠치 전력을 저장하고 싶다면, 현재 설치 및 프로젝트된 배터리보다 수백 배 더 많은 배터리가 필요합니다.

또 다른 점은 화석 연료의 모든 용도가 전기로 쉽게 대체될 수 없다는 것입니다. 장거리 해운은 배터리가 제공할 수 있는 것보다 더 밀집된 연료가 필요하고, 항공 역시 마찬가지입니다. 금속공학, 화학 생산 등과 같이 매우 높은 열이 필요한 여러 산업은 천연 가스(또는 수소)만이 제공할 수 있습니다.

생산, 저장 및 수요 일치

수소는 완전히 새로운 제품이기 때문에, 기존의 석유, 가스 또는 전기 운송 인프라에 대규모로 의존할 수 없습니다.

이는 특히 수소 생산 가능 지역이 풍부한 물 공급과 재생 에너지 생산지에 가깝게 위치하는 것이 이상적이기 때문에 중요합니다. 이러한 장소가 수소 저장에 최적이거나 수소 소비가 요구되는 곳은 아닐 수 있습니다.

따라서 생산지에서 저장소로, 그리고 저장소에서 소비자에게 수소를 효율적으로 운송하는 것이 필요합니다.

수소는 어떻게 이동할 것인가: 파이프라인, 트럭 및 선박

수소는 두 가지 형태: 압축 가스 또는 액체로 운송될 수 있습니다. 액체 수소는 장거리 또는 대륙 간 운송에 더 적합한데, 이는 선박에 필요한 부피를 줄여주기 때문입니다.

하지만 육상 장거리 운송의 경우, 가스 형태가 선호됩니다. 액화 과정이 수소에 저장된 에너지의 상당 부분을 소비하여 전체 경제성이 악화되기 때문입니다.

운송의 마지막 구간, 특히 차량이나 소규모 산업 수요의 경우, 트럭 운송이 연료 충전소와 제조 현장에서 지역 탱크를 재충전하는 좋은 옵션이 될 것입니다.

하지만 장거리에서는 수소 가스의 자연스럽고 비교적 낮은 밀도가 파이프라인을 통한 운송을 훨씬 더 좋은 선택으로 만듭니다.

이와 관련해 수소는 천연 가스와 유사한 상황에 있으며, LNG 형태에서는 훨씬 더 비쌉니다. 그러나 천연 가스와 달리, 가용성이 지질에 연계된 반면, 수소는 에너지가 있는 곳이면 어디서든 거의 생산될 수 있습니다. 스페인의 햇빛부터 북해의 바람까지 말이죠.

궁극적으로 미국 LNG가 유럽에 대한 러시아 가스 대안으로 입증된다면, 에너지 저장 및 산업 수요에 적합하면서도 저렴한 유일한 국내 옵션은 현지에서 생산된 수소가 될 것입니다.

EHB 구축: 2030 및 2040 로드맵

범유럽 비전

EHB의 궁극적인 목표는 지금까지 선호되어 온 “수소 클러스터” 접근 방식을 탈피하여 대륙 전체를 가로지르는 글로벌 수소 네트워크를 구축하는 것입니다. 이 변화는 3,300억 유로의 비용 절감을 가져올 것으로 예상되며, 동일한 수준의 수소 생산 및 활용을 가능하게 합니다.

비용 절감의 핵심 요인은 더 큰 연결성을 허용함으로써 유럽 수소 백본이 저장 및 중복 필요성을 줄이기 때문입니다. 예를 들어, 무풍 주에 북해 클러스터의 생산량이 감소하면 남유럽의 태양광 발전소에서 생산된 전력을 북쪽으로 보낼 수 있습니다.

목표는 연간 2천만 톤(Mt)의 수소를 생산하거나, 이는 665 테라와트시(TWh)의 에너지에 해당합니다.

출처: EHB

몇 개의 수소 하위 회랑을 중심으로 조직되어야 합니다:

• 네덜란드를 중심으로 북해 풍력 발전소와 연결되는 주요하고 밀집된 네트워크.
• 프랑스-스페인 구역이 론 강 계곡을 따라 북쪽으로 이동하며 파리와 라인 강 계곡을 연결합니다.
• 폴란드-발트해-스칸디나비아 연결이 유럽 북부를 대륙의 나머지와 연결합니다.
• 이탈리아-오스트리아 라인이 이들 국가를 독일 네트워크와 연결하며, 잠재적으로 북아프리카와도 연결될 수 있습니다.
• 그리스와 발칸 라인이 유럽 나머지와 연결됩니다.

출처: EHB

각 회랑마다 몇몇 선정된 기업들이 유럽 수소 백본의 구축 및 운영에 기여할 것입니다.

출처: EHB

전체적으로 중앙 유럽 지역에 가장 큰 수요가 예측되며, 그 다음으로 북해(영국, 아일랜드, 노르웨이, 덴마크)와 프랑스-스페인-포르투갈 순입니다.

출처: EHB

이 계획은 수소 파이프라인의 가능한 경로뿐만 아니라, 소금 동굴, 대수층, 고갈된 가스전 등 수소 저장에 활용 가능한 자연 장소도 식별합니다(대부분은 프랑스, 스페인, 이탈리아, 독일에 위치).

출처: EHB

2030년부터 2040년까지

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2030년을 위해, 이 프로젝트는 새로운 파이프라인과 재활용 가스 파이프라인을 혼합하여 대부분의 유럽 국가들을 연결하는 최초의 구조물을 구축해 수소 운송을 실현할 것을 구상하고 있습니다.

2030년까지 파이프라인 총 길이는 32,616 km(20,266 마일)이며, 그 중 16,864 km(10,478 마일)는 재활용될 것입니다.

출처: EHB

2040년까지 목표는 이 네트워크를 더욱 촘촘히 만들며, 특히 폴란드, 스웨덴, 발칸, 프랑스 동해안에 촘촘한 네트워크를 구축하고, 영국 내에 더 많은 파이프라인을 연결하며, 스위스를 관통하는 파이프라인을 포함하는 것입니다.

출처: EHB

2040년까지 파이프라인 총 길이는 57,662 km(35,829 마일)이며, 그 중 34,290 km(21,306 마일)는 재활용될 것입니다.

이 두 추정치는 모두 러시아의 우크라이나 침공 결과, 천연 가스 사용이 초기 예상보다 더 오래 지속될 필요가 있음을 인정하는 수정된 수치입니다.

이러한 발전과 공급 안전 확보의 중요성이 증가함에 따라 현재 운영 중인 여러 천연 가스 파이프라인이 이전보다 더 오래 활용될 예정이며, 이는 예상 성장의 큰 부분이 새로 건설된 수소 파이프라인에서 비롯된다는 것을 설명합니다.

유럽 생산을 넘어

이 계획은 유럽 국가들의 생산뿐만 아니라 이웃 국가들로부터 활용할 수 있는 풍부한 재생 에너지 자원도 고려합니다.

따라서 2030년까지 북아프리카에 24 GW, 우크라이나에 8 GW 규모의 전해조 용량을 구축하는 계산도 포함됩니다.

추가적인 생산 및 연결은 터키, 이스라엘, 혹은 이집트와 걸프 국가와 같은 다른 국가들과도 고려될 수 있습니다.

액화 수소 수입도 가능성이 있으며, 이는 기술 혁신을 통해 수소 비용(재생 에너지 비용 감소 또는 수소 생산 비용 감소)이 낮아지는 경우에 해당합니다. 또한 유럽 수소 백본이 대부분의 주요 항구와 연결되는 점도 이 옵션을 고려하고 있습니다.

비용: 파이프라인 vs. 전력선, 가스 및 LNG

전력선과 비교

연료와 가스에서 수소로 유럽 에너지 시스템을 전환하는 것은 기후 변화 대응 및 러시아뿐 아니라 미국으로부터의 에너지 독립 회복 측면에서 많은 의미가 있을 수 있습니다.

하지만 이는 경제적으로 타당하고 다른 에너지 공급 형태와 공정하게 경쟁할 수 있을 때만 실현 가능합니다. 여기에는 강화된 전력망과 전기차와 같은 친환경 대안도 포함됩니다.

첫 번째 부분은 전력선을 이용한 에너지 운송 비용을 비교합니다.

다행히도 수소 파이프라인은 거대한 인프라이지만 전력선 및 변압기(구리 필요)보다 희귀 재료 사용이 적어, 운송당 “TWh”당 비용이 훨씬 낮으며, 신규 또는 가스 파이프라인을 재활용한 수소 파이프라인은 공중 전력 연결에 비해 2-4배 저렴합니다.

이 규모 프로젝트에서 발자국(환경 영향)도 중요한 요소입니다. 수소는 전력선보다 에너지 밀도가 높으며, 하나의 파이프라인이 전력선보다 4배 이상의 에너지를 운송할 수 있습니다.

출처: EHB

가스 & LNG와 비교

여기서는 비교가 다소 복잡합니다. 이는 기후 변화와 탄소 배출에 부과되는 가격에 크게 좌우되기 때문입니다.

전반적으로 현재는 파이프라인을 통한 천연 가스 운송이 더 저렴할 가능성이 높습니다. 이는 운송 비용이 비슷하고, 탄소세를 제외하면 수소 생산이 여전히 천연 가스보다 비용이 많이 들기 때문입니다.

LNG와 비교하면 상황이 다소 불분명합니다. 이는 내륙 운송을 위한 파이프라인과 유럽 내 재기화 시설이 모두 필요하기 때문입니다. 또한 미국이나 카타르의 액화 시설 비용 및 액화 과정에서 손실되는 에너지 때문에 이 가스는 더 비쌉니다.

따라서 풍부한 천연 가스가 파이프라인을 통해 이용 가능하지 않은 한(현재는 러시아를 통해서만 가능하고 이는 현실적이지 않음), 유럽 수소 백본은 LNG 공급과 비교했을 때도 타당합니다, 탄소 배출을 고려하지 않아도 말이죠.

또한 국내 수소 생산 및 물류에 투입되는 대부분의 자금이 EU 경제에 투입되어 에너지 수입으로 인한 무역 적자를 감소시키는 데 도움이 될 것입니다.

유럽 에너지 시장 통합

유럽 에너지 백본의 중요한 영향은 재생 에너지 프로젝트에 대한 경제적 이점입니다. 전력망에서 친환경 에너지 비중이 상승함에 따라, 수요가 낮은 기간에 과잉 생산 문제가 커지고 있습니다.

바람이 강하거나 햇빛이 많은 시기에 많은 전기가 생산되지만, 지역 전력망이 즉시 사용할 수 없어 낭비되는 상황이 발생할 수 있습니다.

대규모 수소 생산 능력은 이러한 과잉 생산을 지역적으로 흡수하고, 부족한 지역으로 저비용으로 운송하는 데 도움이 될 수 있습니다.

이는 특히 유럽 남부와 북부 간 수요 재조정에 중요할 것으로 보입니다:

• 북부의 햇빛 없는 겨울 날에도 남부 국가들의 여전히 좋은 태양광 생산량을 흡수할 수 있습니다.
• 북부의 악천후 동안 폭풍우가 지속되는 주는 대륙 전역의 낮은 태양광 생산을 상쇄하는 데 도움이 됩니다.

풍부한 재생 에너지 자원을 보유한 지역을 연결하는 회랑은 수소 수입에만 활용되는 것이 아니라, 북부의 해상 풍력과 남부의 태양광 PV와 같은 다양한 재생 에너지를 연결함으로써 통합 에너지 시스템을 강화합니다.

여름과 겨울 사이의 녹색 에너지 생산과 에너지 수요 불균형에 대해서도 같은 말이 적용됩니다.

일반적으로 여름에는 특히 태양광으로 인한 재생 에너지 생산이 더 많으며, 겨울에는 일조량 감소와 북유럽의 난방 수요 증가로 에너지 소비가 늘어납니다.

수소는 전기로 다시 변환하는 것보다 직접 연소할 때 에너지 효율이 훨씬 높으므로, 여름에 남는 태양광을 수소 형태로 저장하고 겨울에 난방용으로 연소하면, 겨울철 천연 가스 수요를 낮추고 재생 에너지 사용을 촉진하는 데 도움이 됩니다.

따라서 전반적으로 유럽 수소 백본은 재생 에너지 프로젝트를 더 수익성 있게 만들 수 있습니다. 이는 전체 에너지 공급에서 차지하는 비중이 증가함에 따라 낭비되는 용량이 늘어나는 상황을 완화합니다.

유럽이 지금 해야 할 일 (허가, 자금 조달, 통합)

EHB 보고서는 유럽 정책 입안자들이 이 프로젝트를 신속히 실행해야 할 필요성을 강조합니다.

이는 크게 2~3년의 수소 프로젝트 건설 기간이 설계 및 허가 절차에 소요되는 복잡한 4년 과정보다 짧기 때문입니다.

출처: EHB

이러한 이유로, EHB는 유럽 국가들이 가능한 한 빨리 시행할 수 있는 몇 가지 핵심 조치를 제안하고 있습니다:

• 규제를 명확히 하여 새로운 및 재활용 수소 시설의 신속한 개발을 촉진합니다.
• 계획 및 허가 절차를 간소화하고 단축합니다.
• 수소, 천연 가스 및 전력 인프라의 통합을 촉진합니다.
• 지역 규제기관의 유연성을 높이고 국가 지원 대출을 통해 재원을 확보합니다.

결론

유럽 수소 백본은 현재까지 에너지 안보와 녹색 전환에 관한 가장 야심찬 유럽 프로젝트일 것입니다.

특히, 별개의 국가별 녹색 이니셔티브를 연결하는 파편화된 접근 방식이 아닌, 유럽 각국의 다양한 에너지 인프라를 통합된 비전으로 결합하려는 목표를 가지고 있습니다.

프로젝트가 목표 대비 지연되는 이유는 33개국 이상을 조정하는 데 어려움이 있기 때문입니다. 이는 특히 프랑스, 독일, 폴란드가 유럽 전역에 걸친 다섯 개 수소 회랑을 연결하는 주요 연결고리이며, 지리적 중요성 때문에 가장 핵심적인 역할을 합니다.

자금 조달 역시 장애물이 될 수 있습니다. 유럽 지역은 장기적인 경제 침체를 겪고 있으며, 국가 예산을 에너지 독립뿐 아니라 군사 지출에도 재배치하고 있기 때문입니다.

유럽 수소 백본 혁신 기업에 투자하기

Engie / NaTran (ENGI.PA)

원래 GRTgaz로 알려졌으며, 오늘날 NaTran으로 브랜드를 변경하여 천연 가스 운송을 넘어서는 의지를 보여줍니다, 이 회사는 프랑스 에너지 대기업 Engie의 일부로 전력 생산 및 배전, 천연 가스, 원자력, 재생 에너지, 지역 에너지, 석유 산업에 활발히 참여하고 있으며 NaTran의 60.8%를 보유하고 있습니다.

GRTgaz/NaTran은 유럽 수소 백본의 5개 회랑 중 3개(서유럽, 북해, 폴란드를 제외한 남부 및 중앙 유럽)에 참여하고 있습니다.

전체적으로 NaTran은 프랑스에서 고압 파이프라인 32,500 km와 14개의 지하 저장 시설, 프랑스 해안에 위치한 LNG 터미널 4개를 직접 운영하고 있습니다.

출처: NaTran

전체적으로 이 회사는 3,854명의 직원을 고용하고 2024년에 588 TWh의 가스를 운송했습니다.

따라서 NaTran은 가스 취급에 풍부한 경험을 가지고 있으며, 프랑스 외에도 두 개의 자회사를 보유하고 있습니다:

• Elengy, 유럽 LNG 터미널 서비스의 선두 기업,
• NaTran Deutschland, 체코, 독일, 오스트리아, 프랑스를 연결하는 MEGAL 전송 네트워크 운영자.

NaTran이 EHB에 기여하는 핵심은 H2Med이며, 포르투갈과 스페인을 프랑스와 연결하는 초국가적 유럽 수소 파이프라인 회랑입니다. 이는 매년 약 200만 톤의 수소를 프랑스로 운송할 수 있으며, 이는 유럽 연합이 추정하는 수소 수요의 10%에 해당합니다.

수소 외에도 NaTran은 폐기물에서 생산되는 바이오가스 등 다양한 대체 바이오가스 솔루션을 추진하고 있습니다. 예를 들어, 바이오가스, 파이로그라시화, 수열 가스화, 그리고 e-메탄 생산 (재생 수소와 재활용 CO2에서 생산) 등이 있습니다.

보다 큰 Engie 그룹은 이전에 GDF Suez로 알려졌으며, 매출 기준으로 프랑스 상장 기업 상위 10대 에너지 대기업 중 하나입니다. 이 그룹은 2006년에 GDF(“Gas De France” – 프랑스 가스)와 Suez SA(수도 공급·처리, 폐기물 관리, 에너지 사업)와의 합병으로 탄생했으며, 당시 세계에서 두 번째로 큰 유틸리티 회사가 되었습니다.

합병 이후 Engie는 International Power(활동 분야)와 같은 다른 유틸리티 회사를 인수하여 Engie Energy International을 설립했으며, 프랑스 태양광 기업 Solairedirect, 휴스턴 기반 배터리 저장 회사 Broad Reach Power, 그리고 2019년 브라질 최대 천연 가스 전송 시스템 소유주인 Transportadora Associada de Gás (TAG)의 90%도 인수했습니다.

출처: Engie

NaTran의 수소 분야 확장 및 유럽 수소 백본 프로젝트에서의 핵심 역할, 그리고 지난 10년간의 인수를 통해 Engie는 천연 가스 및 전력 유틸리티 회사로서 에너지 전환을 확고히 수용하고 있으며, 바이오가스, 수소, 원자력 등 저탄소 에너지 형태에서 프랑스뿐 아니라 국제적인 리더로 자리매김하고 있습니다.