1화. 다시 주목 받고 있는 LNG 생태계

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변화하고 있는 LNG 산업 생태계

시리즈 총 5화

2023.03.14

읽는시간 4분

■ 신재생에너지 전환 과정에서 전력 수요의 갭을 매워주는 현실적 대안 ‘천연가스’

글로벌 에너지 전환 초기 단계에서 신재생에너지가 자리를 잡아가는 동안 석탄 및 석유 소비를 가장 능동적으로 대체할 수 있는 에너지원은 단연 ‘천연가스’

- 기후의 영향을 많이 받는 신재생 에너지(태양열, 풍력)의 전력공급 안정성을 고려할 경우 향후 천연가스와 원자력은 기저 발전으로 계속 사용될 것으로 예상

천연가스는 신재생에너지 저장의 핵심인 수소와 암모니아를 만들 수 있는 자원으로 향후 수소 및 암모니아 수요 증가와 더불어 중요성이 더욱 부각되고 있는 자원

천연가스를 이용해 탄소 포집이 가능한 장비를 갖춘 시설에서 만들어진 수소를 ‘블루수소’라 하는데 향후 탄소포집 시설이 증가하면서 블루수소 추출은 더욱 늘어날 전망

- 수소에너지는 생산방식에 따라, 화석연료 기반(탄소배출저감기술 미적용)의 'Grey', 저탄소배출 방식의 'Blue' 및 신재생에너지 활용 무탄소배출의 'Green'으로 구분

- 가장 친환경적인 수소 생산방식인 ‘그린수소’의 경우 신재생에너지에서 생산해낸 전기를 활용하여 물에 전류를 흘려 보내 수소를 얻는 방식으로 효율성이 크게 낮음

수소 추출 방법 구분

생산방식에 따른 '수소'의 종류를 구분한 그림. 그레이수소는 탄소배출저감기술이 미적용된 화석연료 기반 수소, 블루수소는 저탄소배출 방식, 그린수소는 무탄소배출 및 신재생에너지를 활용한 수소를 뜻한다.

자료: 포스코

< 천연가스를 이용한 수소 생산 방식의 친환경 논란 >

현재 대부분의 수소는 탄소와 수소로 구성된 천연가스에서 수소를 추출하는 천연가스 ‘개질 방식’으로 생산(세계 최대 수소 생산국인 중국이 이 방식으로 수소를 생산하고 있음).

천연가스 개질 방식은 생산 비용이 저렴하지만 온실가스가 배출[대부분의 충전소에서 사용하는 개질 수소는 천연가스의 주성분인 메탄(CH₄)을 고온의 수증기와 반응시켜 뽑아내는데 이 공정에선 이산화탄소(CO₂)가 부산물로 생겨남].

결국 개질 수소를 생산하려면 온실가스 배출이 불가피해서 탄소 포집 장치가 수소 생산 공정에 필수적으로 도입될 전망. 한편 재생에너지를 통한 수소 생산 방식의 경우 낮은 효율성으로 블루수소 사용이 가장 현실적인 대안으로 여겨지고 있음.

[한겨례, ‘수소경제는 친환경? 문제는 수소 생산 방식이다’(`21.4.12) 참고]

■ 블루수소는 수소 경제 전환의 핵심, 천연가스의 중요성은 향후 더욱 증가 예상

그린수소 생산의 효율성이 크게 떨어지는 현 단계에서는 블루수소 사용이 선호되고 있으며, 가스 산유국들의 경우에는 블루수소를 이용 시 수소경제 실현이 더욱 유리

-탄소 포집 기술의 발전은 블루 수소 사용을 더욱 촉진할 것으로 예상

-글로벌 친환경화를 선도하는 EU의 경우에도 의회를 통해 수소에너지 활성화를 위해 블루수소를 그린 수소로 전환하는 가교 역할로 활용하는 방안을 채택

이에 천연가스 생산국인 미국과 중동국가 등은 블루수소를 그린수소를 동시 사용 예정이며 친환경 에너지 효율이 낮은 국가도 중·장기적 차원에서 블루수소 사용 불가피

-2050년 경에는 그린수소 생산 단가가 블루수소와 비슷한 수준으로 하락할 예정이나 에너지 포트폴리오와 수급의 안정성을 위해 그린수소와 블루수소 사용 병행 예상

-국내의 경우 2050년에도 블루수소 200만톤 생산 예정 (그린수소 300만톤 생산)

수소 생산 단가 전망

자료: 수소위원회, 미래에셋증권

국내 수소 생산 포트폴리오 전망

자료: 에너지정책 소통센터

■ PNG 수요가 지체되고 LNG 수요가 지속적인 증가 추세를 보이고 있는 가운데 러-우 전쟁으로 인한 유럽의 에너지 탈러시아 선언은 LNG 수요 확대를 더욱 촉진시킴

천연가스는 공급 방식에 따라 산지에서 파이프로 운송되는 PNG(Pipe Natural Gas)와 선박을 통해 공급되는 LNG(Liquefied Natural Gas)로 나누어짐

- 동아시아는 LNG를 많이 쓰는 편이며 유럽은 상대적으로 PNG를 많이 사용

활발히 이루어 지고 있는 글로벌 PNG & LNG 무역 (2021년 기준)

2021년 기준 'PNG'와 'LNG'가스의 전세계적 흐름을 나타내는 지도. 동아시아는 LNG 사용이 많은 편이며, 유럽의 경우 PNG 사용이 많은 편이다.

자료: BP

10년 전까지만 하더라도 천연가스의 60% 가량을 PNG로 공급했으나 2018년 이후 LNG 수요가 급격하게 증가하기 시작, 2020년에는 LNG 공급이 PNG 공급을 앞지름

- 2013년 기준 천연가스의 PNG 공급은 456억CBM³ (58.4%), LNG 공급은 326.8억 CBM(41.6%)를 기록한데 반해 2020년 기준 천연가스의 PNG 공급은 CBM(48.1%), LNG 공급은 CBM(51.9%)을 기록하며 LNG 공급 비중이 크게 증가

- 2021년의 경우 천연가스의 PNG 공급은 505.6억Cu.M(49.5%), LNG 공급은 516.2억 CBM(50.5%)로 LNG 공급 비중이 소폭 감소하였으나 여전히 절반을 소폭 상회

³ CBM(CUBICMETER): 가로, 세로, 높이가 각 1미터인 부피를 환산하는 단위

글로벌 가스(PNG & LNG) 무역량 변동 추이

2011년부터 2021년까지의 'PNG' 가스와 'LNG' 가스의 무역량을 나타낸 그래프. LNG 가스의 무역량이 PNG 가스의 무역량을 앞지르고 있다.

자료: BP

특히 천연가스의 상당부분을 러시아산 PNG로 공급받던 유럽은 러-우 전쟁의 영향으로 미국 등 우방국으로부터 러시아산 PNG를 대신해 천연가스를 LNG로 공급받을 예정으로 글로벌 LNG 수요 증가세가 더 가파를 것으로 예상

- 유럽집행위원회는 2022년 3월 8일 입법문서인 REPowerEU⁴를 발표하며 유럽의 러시아산 천연가스 수입량을 올해 말까지 평년의 1/3수준으로 낮추고 궁극적으로 2027년까지 러시아 의존도를 ‘제로’ 수준으로 낮추기 위한 이행 전략을 시행하기로 함

※ 2021년 기준 EU의 가스 수입량의 45%는 러시아 수입 물량 (독일은 75%에 육박)

유럽의 천연가스 탈러시아 정책의 효과는 이미 작년부터 나타나고 있는데, 지난해 독립국가연합(CIS) 이외 나라에 수출된 러시아 천연가스량은 절반 수준(45.5%)으로 급감한 것으로 나타났으며 러시아산 천연가스 감소분은 상당수 LNG로 대체 중

- 지난해 CIS 이외 지역으로 수출된 가스 물량은 1,009억㎥으로 이는 전년 1,851억㎥에 비해 842억㎥(45.5%) 감소한 수치. 러시아 전체 가스 생산량은 19.9% 감소

- 클락슨 조사에 의하면 2022년 유럽의 LNG 수입량은 전년대비 53.2% 급증

이처럼 PNG를 통해 공급받던 러시아 가스 물량이 상대적으로 감소하자 유럽 내 LNG의 중요성은 더욱 부각되고 있으며 LNG 터미널 증설 니즈 또한 크게 증가 추세

⁴ REPOWEREU: 러시아산 화석연료를 대체하기 위한 정책 패키지로 러시아 화석연료 수입 중단을 통한 전쟁 자금원 차단과 EU의 친환경 전환을 가속하기 위해 에너지 소비절감, 공급망 다변화, 신재생에너지 보급 확대 등을 담음 . `27년까지 러시아 화석연료 의존도를 ‘0’으로 낮출 계획

EU로 수출되는 러시아 PNG 감소

자료: Bloomberg, 다올투자증권

2022년 급증한 EU의 LNG 수입량

자료: Clarksons

■ 글로벌 LNG 시장 내 중국의 부상 또한 LNG 수요 증가에 크게 기여할 전망

글로벌 LNG 수입량 1위 국가는 줄곧 일본이었으나 2017년 이후 수입량이 본격적으로 증가한 중국이 2021년 일본을 제치고 LNG 세계 1위 수입국으로 부상

- 중국의 2021년 LNG 수입량은 10년 전 대비 무려 614% 증가

이 같이 중국의 LNG 수입량이 급격히 증가한 이유는 대기 오염 방지를 위해 전통적인 난방 연료인 석탄을 LNG로 대체하기 위한 노력에 기인. 일본 에너지경제연구소에 따르면 2030년 중국의 천연가스 수요는 2021년보다 50% 이상 증가할 것으로 예상

국가별 LNG 수입랑 추이

2010년부터 2021년까지의 한중일 3국의 'LNG' 수입량을 나타낸 그래프. 중국의 LNG 수입량이 급격히 상승하고 있음을 확인할 수 있다.

자료: Clarksons

■ 향후 LNG 서플라이 체인 별 주요 산업(특히 해상)의 중요성은 더욱 부각될 전망

LNG는 수입의 규모를 늘리기 시작하면 그 규모를 줄이기가 어려워지는 대표적 에너지[대규모 시설투자, 수요-공급 국가간의 가스 공급 장기계약 체결(Lock-in 효과) 등의 이유]: 유럽과 중국 발 수요 증가는 장기간 LNG산업의 성장을 견인할 전망

LNG 수요 증가로 향후 LNG 서플라이 체인 상의 LNG 채굴·생산, 액화 장비, LNG 선박, 저장 및 재기화 장비 등과 관련된 산업이 크게 성장할 전망

특히 LNG 설비의 경우 육상 플랜트 건설 시 안전상의 이유 등으로 설치에 많은 어려움이 있어 관련 장비를 해양화 하는 경우가 다수로 관련 산업의 수혜가 예상됨

- LNG 관련 시설은 안전상의 이유 등으로 혐오시설, 님비현상(NIMBY)의 대표적 사례

육상 플랜트(전통적 방식)의 기능을 해양플랜트로 대체 가능: 생산 및 액화 공정은 LNG-FPSO(Floating Production Storage and Off -Loading), 저장 및 재기화는 FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)로 대체 가능

한편 저장 및 재기화 해양플랜트인 FSRU의 경우 육상 터미널 건조 기간보다 1년 이상 공사 기간이 짧고 기존 LNG선 개조 시 3~4년 가량의 공사 기간 단축 가능해 유럽에서는 FSRU 도입을 적극적으로 검토하고 있는 상황

- 육상터미널(4~5년), FSRU 신조 건조(2~3년), LNG선 FSRU로 개조(1~1.5년)

LNG 서플라이 체인: 육상(전통적 방식) vs 해양 플랜트

'LNG' 생산에 있어서 전통적인 개발 방식과 해상 부유식 방식의 차이점을 나타낸 표.