신재생 에너지 관련주 - 수소(1)

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- 목차

0. 분석 계기

1. 종목 한줄소개

2. 관련 전문 용어 소개

3. 종목 내용 및 관련기업 간략 재무 제표 둘러보기

4. 기업별 투자 아이디어 및 리스크 (Q,P,C & risk)

5 .예상 실적 및 투자 가능 여부

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0. 분석 계기

출처 입력

신재생 에너지 종류가 많고 헷갈리는데 이번 기회에 간략하게나마 정리해본다.

 

일단 들어가기에 앞서, 계속해서 등장할 배경에 대해서 진짜~ 짧게 살펴보자. 사실 더 알 것도 없다.

 

지구는 조금씩 뜨거워지고 해수면은 올라간다. 끝~

- 1992년 리우 환경회의

위 그래프처럼 지구는 계속 뜨거워지고 있다. 연평균 1.5도 상승에 폭염 2배, 2도땐 4배, 1.5도보다 2도 때 식량감소 2배다. 지구 온난화의 주범은 온실가스(특히 CO2). 5년뒤에 교토에서 다시 만나서 얘기하자. 사용량 5.2% 줄여야 돼.

 

- 1997년 교토의정서

탄소배출 안 줄이면 다 죽어. 2020년까지 5.2% 줄여보자. But, 자국에 도움 안된다고 미국 탈퇴. 중국, 인도는 개발도상국 분류로 실효 X.

 

- 2015 파리 기후변화 협약

전 세계 200개국 다 모여봐. 2020년엔 교토의정서고 뭐고 5.2% 커녕 1.8% 줄이고 끝날판이다. 이제 탄소배출권 실시한다. 금융치료가 답인거 같어.

 

 

이에 2015년부터 우리나라의 탄소배출권 할당업체 684개가 한국거래소에서 탄소배출권을 사고 팔 수 있다. 단 개인은 거래불가하고, 펀드 매니저처럼 '탄소 배출권 거래 중개인'이 주식 중개인처럼 거래소에서 거래를 중개함.

 

국가별로 탄소배출권을 주고, 기업들은 그걸 할당받는데, 예를들어 작년에 삼성전자가 할당량보다 탄소배출을 더 했으면 탄소배출권을 사서 메꿔야하는 것. 반대로 탄소를 덜 배출했으면 탄소배출권을 팔기도 하는데, 주로 연말이 되면 배출권 가격이 올라간다.

 

 

※ 기업들이 탄소배출권에 수백억~수천억을 쓰는데, 기아는 21년 1191억, 포스코는 843억, 삼성전자 450억, 현재제철 135억원을 썼다. 게다가 아직 국내는 ton당 35,000원 정도인데 유럽은 108,000원 선을 넘어섰다. 이 정도 추세라면 2030년에는 지금보다 30조 가량, 즉 기업당 438억이 더 든다는 뜻이다. 웬만한 대기업 빼고는 이거 지불하다가 파산할 판.

 

그래서 환경(E)도 신경써야 되고, 중처법으로 안전(S)도 신경써야되고, 기업지배구조(G)도 투명해야되서 ESG하게 됐다. 기업은 참 할게 많다. 결국 신재생에너지로 탄소배출을 줄여야 지구도 살고 기업도 산다.

 

신재생에너지가 석유를 앞지르는 것은 시간 문제다.

 

1. 섹터 한줄소개

신+재생 에너지라는 표현으로, 우리나라에서만 쓴다. 다른 나라는 Renewable Energy라고 한다.

종류도 많고 다 외울수도 없다. 우리는 이 중에 어떤게 가장 가능성있고 경제적이면서 효율적인지 가려내는 것이 목적이다. 그래서 우리나라의 현 주소와 발전 정도, 가능성 여부를 따져보고 그에 관련된 기업 순서로 살펴보려 한다.

(무엇이 신에너지고 무엇이 재생에너지인가하는 구분은 1도 안 중요하다. 그냥 종류만 이해하자.)

 

 

 

■ 신(新)에너지

구분은 안 중요한데, 이 정도 개념은 알아야 관련 뉴스를 봐도 이해가 간다.

일단, 수소에너지 개념과 제조방법, 그리고 그것을 이용하는 수소연료전지에 대해서 먼저 살펴보고,

태양광 등 재생에너지에 대해 살펴보도록 하자.

 

 

- 하필 왜 수소인가?

① 수소는 우주를 이루는 원소의 90%를 차지하며, 물의 2/3도 수소 원자로 구성되어 있어 다른 자원에 비해 풍부

② 물을 분해하여 생산하고 연료전지를 통해 이를 이용한 후 다시 물로 순환하는 지속가능한 에너지

③ 대부분의 재생에너지는 생산이 일정하지 않음(풍력, 조력, 태양광 등)

④ 따라서 전기 형태로 저장해야 꾸준한 공급으로 이어질 수 있는데, 전기 특성상 오랜 보관이 힘듦

⑤ 선박, 비행기 등은 효율이 낮은 전지만으로 운행하는 것이 힘들어 다른 형태의 에너지 원이 필요

 

취득의 용이성, 취급의 간편성, 안전도 등을 고려했을때 수소이외에는 답이 없는 실정이다.

 

그런데, 수소는 하늘에서 뚝 떨어지는 것이 아니라

풍력, 태양광 등 재생에너지의 직접적인 사용에서 나오는 전기로 만들어져야 하므로

다른 재생에너지와 더불어 같이 쓰여져야 하는 미래 에너지라 하겠다.

 

 

이러한 수소는 크게 두 가지로 나뉘어 생각해 볼 필요가 있는데, 그것이 바로 생산과 사용이다.

 

- 생산은, 어떻게 만드느냐, 즉 만드는 과정이 얼마나 친환경적이냐

- 사용은, 그렇게 만들어진 수소를 어떻게 쓰느냐 (저장용기, 연료전지, 수소차)

 

이 두가지를 나누어서 각각에 맞는 기술과 기업을 살펴보자.

 

 

▷ 생산 방법 : 그레이, 블루, 그린

화석연료를 사용하는 그레이수소 제조는 약 1kg의 수소를 생산하는 데 이산화탄소 10kg을 배출한다.

현재 수소 생산의 96%를 차지.

블루수소는 그레이수소와 생산 방식은 동일하지만, 생산 과정 중 발생하는 이산화탄소를 대기로 방출하지 않고 포집 및 저장 기술인 CCS 기술을 이용해 이산화탄소를 따로 저장한다. 그레이수소보다는 이산화탄소 배출이 적어 친환경성이 높고, 이산화탄소 포집 및 저장 기술 또한 높은 성숙도와 경쟁력이 확보돼 가장 현실적인 대안으로 주목받고 있다. 다만, 이산화탄소를 완전히 제거하진 못해 그에 따른 한계도 존재한다.

미래의 궁극적인 청정 에너지원으로 주목하고 있는 것은 그린수소다. 생산 과정에서 이산화탄소 배출이 전혀 없어 ‘궁극적인 친환경 수소’라 불린다.

 

유럽연합(EU)은 블루수소, 그린수소 인증 기준을 마련하는 한편 수소의 친환경성을 인증하는 ‘수소 원산지 보증제도’ 시스템을 2016년부터 구축했다. 한국은 2021년 3월 제3회 수소경제위원회에서 청정수소 사용 장려를 위한 ‘청정수소 인증제’ 도입 계획을 밝히기도 했다.

 

 

▷ 사용 방법 - 수소저장용기, 연료전지

 

일단 연료전지에 대해 알아보고 전지와 용기를 탑재하는 수소차에 대해 알아본 다음 용기를 들여다보자.

 

□ 연료전지와 2차전지는 다른 것이다. 혼동하지 말자.

- 연료전지 : [수소 or 천연가스 or 석탄 등] + [산소] = [전기 +열+물]을 만드는 일종의 발전기.

연료인 수소 등을 넣어서 발전을 시키는 장치인데, '연료발전지'라고 이름을 바꾸는게 쉽게 다가올 듯 하다.

- 2차전지 : 그냥 충전식 밧데리임

 

수소경제의 핵심축 가운데 하나인 수소연료전지(fuel cell)는 사실 전기를 저장하고 있는 전지가 아니다. 엄밀히 말하면 ‘친환경 연료발전기’가 정확한 표현이라는 게 상당수 전문가의 지적이다.

 

전기차와는 다르게 'Stack(스택)'에서 에너지 변환이 이루어진다.

 

<이중에 연료전지 Stack이 원가의 40%를 차지한다>

<Stack에서 일어나는 수소에너지의 전기에너지로의 변화>

- 수소연료전지를 이용한 수소차

 

▷ 원리

외부에서 수소를 충전→ 주변 공기를 빨아들여 전기 생성

 

▷ 장점

① 수소와 산소가 만나 물이 생성될 뿐이므로 유해한 배기가스가 전혀 나오지 않는다.

② 공기정화기로써의 기능도 수행

:산소를 사용해야 하므로 주변 공기를 빨아들여 정화한 후 수소연료전지에 사용하고, 다시 배기구로 깨끗한 공기를 내보내게 된다. 물론 공기 중 질소가 산소와 반응해 일부 이산화질소로 변환되므로 완전한 무공해는 아니지만 기존의 화석연료를 사용하는 자동차에 비해 배출량이 대단히 적다.

 

▷ 단점

① 1회 주유 당 주행거리가 작다.

액화된 수소를 연료로 저장하더라도 부피가 커서 자동차 한 대에 저장해서 사용할 수 있는 연료의 양이 적다

그래도 600km 정도는 주행할 수 있으니 적다고도 말하기 애매하다.

② 수소 생산과정에서 이산화탄소를 대량으로 배출하므로 결코 친환경이라 할 수 없다. 수소를 생산할 수 있는 방법 자체는 많이 있지만 친환경 방법이라 할 수 있는 전기분해는 경제성이 낮아서 아직까지는 대량생산과 경제성을 확보하기 위해서는 화석연료를 가공한 방법이 최선이다. 따라서 대체연료를 쓰는 의미가 없어져 버리기 때문에 경제성이 높고 친환경적인 수소 생산 방법 연구가 필요하다.

③ 수소탱크 등의 영향으로 구동계가 크고 복잡해 적재공간이 전기차에 비해 좁고, 정비가 복잡하다는 것도 단점으로 꼽힌다.

④ 충전소나 인프라가 부족하다

 

정부계획은 이렇다.(좌)

 

수소 사용에 있어 우리가 관심가져야 할 부분은 1) 수소 저장 용기, 2) 수소 연료전지를 들 수 있다.

연료전지(스택)는 핵심기술이긴 하나, 수소 생태계는 초기 시장이기 때문에 기존 주력 기술이 변경될 가능성이 높은데, 더 높은 효율의 시스템 개발로 빠르게 변화하고 있는 추세다. 또한 생태계 별로 불필요한 부품에 대한 제거, 비용 저감을 위한 소재 변경 등이 진행되고 있어 투자 리스크가 높다.

 

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정리해보면 이렇다.

(수소, 태양광, 태양열, 풍력, 바이오, 수력........) → 결국 전기에너지

 

궁극의 미래 에너지는 전기다. 전기면 다 된다. 전기면 난방도 하고 차도 몰고 전부 다 할 수 있다.

전기는 전기뱀장어가 아닌 이상 직접 획득이 어려운 2차 에너지인지라, 1차 에너지원으로 전기를 만든다.

 

앞으로 전기는 지금까지의 화석연료가 아닌 재생에너지를 통해 생산해야하는데,

① 신재생에너지 중 (전기 자체와 비교 時) 저장성도 뛰어나고

② 다른 1차 재생에너지원(풍력, 태양광 등)과 비교 時 가장 일정한 생산을 기대할 수 있는 것이 바로 수소.

 

수소는 수급도 쉽고(H2O, 유기물) 효율도 높아 전기 생산을 위한 가장 현실적인 미래의 에너지원.

따라서 전 세계가 수소경제를 준비하고 있는데, 이를 구분하기 쉽게 수소의 '생산'과 '사용'으로 나누어 생각해보면,

 

■ 생산

▷ 블루수소 - 발전소의 수소 생산시설(수소법), CCS(CCUS) 기술에 집중

- 부생수소로 생산 時 만들어진 CO2를 처리하기 위한 CCS(CCSU) 필수

 

▷ 그린수소 - 수소 수전해 설비(전기분해로 수소 생산하는 설비 그 자체)

- 재생에너지(풍력, 태양광)로 생산된 잉여전기로 그린 수소 생산

 

■ 사용

▷ 수소저장용기

- 탄소소재를 기반으로 한 저장용기(수소차, Trailer Tube 등)

 

▷ 연료전지 시스템

- Stack 기술은 효율 증대를 위해 기술이 계속 변화하고 있으니 투자에는 위험하다.

 

▷ 2차전지, 전고체 배터리

- 전기차, 수소차 어디에도 들어가는 배터리

 

이렇게 밑줄 친 부분의 기업에는 투자할만한 기업들이 있는지 분석해보자.