메르의 팜
내연자동차의 재도전(feat 이퓨얼, 전기자동차, 인공석유)
메르
2024.08.26
최근 동향을 반영해서, 업데이트 합니다.
1. EU의 환경규제가 느슨해지기 시작함.
2. EU는 자동차와 트럭에 대한 배기가스 배출기준을 "유로1"을 시작으로 "유로6"까지 강화했고, "유로7"을 진행하고 있었음.
3. "유로7"이 "유로6"과 비슷한 수준으로 조정되어, 실질적인 강화효과가 거의 없게 완화되고 있는 것임.
4. 영국도 내연기관 신차 판매금지 시기를 2030년에서 2035년으로 늦추겠다는 발표를 하며, 규제를 완화하기 시작함.
5. 규제완화의 핵심에는 독일이 있음.
6. 독일은 미국의 테슬라와 중국의 전기차업체들보다 전기차 경쟁력 확보가 느려서, 내연기관 차량의 퇴출까지 시간이 필요하다는 입장임.
7. EU에는 독일의 자동차 산업에 많은 부품을 납품하는 이탈리아와 스페인이 있음.
8. 2023년 4월, 독일,이탈리아,스페인이 힘을 합쳐서 EU가 2035년까지 내연기관차를 완전히 퇴출시킨다는 목표를 수정시킴.
9. 이퓨얼(e-fuel)을 사용하는 내연차를 친환경차로 인정받게 만든 것임.
EU, 2035년 내연기관車 퇴출 확정…이퓨얼 차량은 제외
10. 2차 대전때 독일의 약점은 제대로된 유전이 없었던 것임.
11. 전투기와 탱크등 기름먹는 하마들을 유지하려면 어마어마한 기름이 필요함.
12. 기름은 엄청나게 필요한데, 독일에는 제대로 된 유전이 없었고, 바다는 해상봉쇄 되어 외국의 기름을 가져오기도 힘들었음.
12. 이런 상황에서도 독일이 6년을 버틸 수 있었던 비밀은 인공석유 기술이 있어서 그랬음.
13. 석유나 석탄의 주성분은 똑 같이 탄소와 수소임.
14. 석유와 석탄의 차이가 있다면 석유는 수소의 비율이 13%이고, 석탄은 5%인 정도임.
15. 석탄에 수소를 8%p 첨가하면 석유를 만들 수 있음.
16. 1913년 독일의 화학자 베르기우스는 석탄에 있는 고체 탄화수소에 고압을 가해 석탄을 중유나 중질유로 바꾸는 방법을 개발함.
17. 베르기우스의 이론을 적용해서 독일의 로이나지역에 연간 10만톤 생산이 가능한 인공석유 공장이 처음 건설됨.
18. 2차 세계대전이 시작되자, 독일은 인공석유 공장 규모를 크게 키움.
19. 1943년에는 하루 12만4천배럴의 인공석유가 생산되며, 독일군 전체 유류의 57%, 항공용 가솔린의 95%가 인공석유로 사용됨.
20. 1944년 5월, 연합군이 9백대 이상의 폭격기를 동원해 인공석유 공장들을 페허로 만들자, 1년후 독일의 항복을 받을수 있었음.
21. 당시 인공석유를 만들기 위한 석탄은 유럽최대의 석탄탄광인 독일 루르에서 가져왔지만, 남아공에서도 수입을 했었음.
22. 독일이 2차 세계대전에서 패망하고, 인공석유보다 가격이 싼 중동산 석유가 들어오자, 인공석유 공정과 기술은 필요가 없어짐.
23. 석탄을 독일로 수출하던 남아공의 국영기업인 사솔이라는 회사가 독일이 포기한 인공석유 공정과 기술을 가져가게 됨.
24. 남아공은 여러가지 자원이 많이 나오는 나라지만, 석유만은 나지 않았음.
25. 남아공은 인종차별 정책 때문에 원유 수입이 완전히 차단될 지 모른다는 에너지 안보 불안을 가진 나라였음.
26. 남아공은 원유를 전략자산으로 취급해서 남아공 최대 탄광지역인 세쿤다에서 석탄으로 인공석유를 생산하기 시작함.
27. 현재도 사솔은 연간 500만톤의 인공석유를 생산해서, 남아공 전체 석유 소비의 30%이상을 커버하고 있음.
28. 남아공이 만드는 인공석유는 기존 석유보다 황이나 이산화탄소, 질소산화물등 오염물질을 35% 적게 내보냄.
29. 인공석유를 만들때 나오는 수은이나 황등은 분리한 후 별도로 판매하고, 찌꺼기는 벽돌로 만드는등 친환경 사이클을 돌리고 있음.
30. 한국에도 남아공이 만드는 인공석유가 잠깐 들어 온 적이 있었음.
31. 수퍼 세녹스임.
32. 수퍼 세녹스는 정유회사들의 강력한 반대와 정부의 유류세 부과로 한국 시장에 정착되지 못하고 퇴출됨.
33. 사솔의 인공석유는 석탄에서 석유를 만드는 방식인데, 이 공정을 개조한 새로운 인공석유 제조법이 나옴.
34. 석탄의 탄소 대신 이산화탄소의 탄소를 사용하고, 물에서 전기분해한 수소와 결합시킨 인공석유가 나온 것임.
35. 이산화탄소와 물로 만든 인공석유가 전기기반연료(Electricity-based Fuel)의 약자인 이퓨얼(E-Fuel)임.
36. 이퓨얼 역시 사솔이 만드는 인공석유와 성분이 같아, 석유를 대체할 수 있음.
37. 이퓨얼을 탄소중립 연료라고 부름.
38. 인공석유는 공기중의 이산화탄소로 연료를 만들고, 그 이산화탄소가 다시 공기중으로 배출되는 방식임.
39. 공기중의 이산화탄소가 포집되어 사용된 후, 다시 이산화탄소가 되어 배출되니, 공기중의 이산화탄소는 늘어나지 않는 것임.
40. 탄소를 늘리지도 줄이지도 않는다고 해서, 이퓨얼을 탄소중립 연료로 부르게 됨.
41. EU는 2035년 화석연료를 태워 동력을 얻는 방식을 완전히 퇴출시키기로 함.
42. 하지만, 탄소중립연료인 인공석유(e-fuel)는 별도 논의를 통해 사용지침을 만들기로 함.
43. 인공석유는 별도 검토 하겠다는 말이었고, 이것이 친환경으로 확정이 된 것임.
독일 연방정부가 2016년부터 에너지 기업들과 함께 추진해 온 ‘코페르니쿠스 프로젝트’를 통해 만든 이퓨얼(e-fuel). 물을 전기분해해 얻은 수소에 이산화탄소를 합성해 만들었다. 석유로 만든 기존 연료와 달리 유황 등 색을 띠는 성분이 없어 훨씬 투명하다. DPA
44. 수소차의 가장 큰 문제중 하나는 수소충전소의 설치임.
45. 수소충전소가 수소를 강하게 압축해서 보관하는 곳이다보니, 수소충전소는 LPG충전소 보다 훨씬 강력한 위험시설로 인식됨.
46. 수소충전소는 주유소 같이 주거지 인근에 보급하기 어렵고, 충전소당 30억 정도가 들어서 주유소같이 편하게 깔기 쉽지 않음 .
47. 인공석유는 다름.
48. 휘발유와 같이 상온에서 액체로 보관할 수 있어, 기존 주유소를 그대로 이용하고, 기존 내연기관차를 그대로 사용할 수 있는것임.
49. 기름이나 석탄 같이 이산화탄소를 추가로 배출하지 않으면서, 기존 석유 인프라를 그대로 사용할 수 있으니, 내연자동차의 강국인 독일과 일본이 가장 적극적으로 인공석유에 뛰어들고 있는 것임.
50. 배터리 기업들은 긴장하고 있음.
51. 인공석유가 보급되어 내연기관 자동차의 수명이 연장되면, 배터리 전기차의 전환속도가 늦어질 수 있다는 것임.
52. 독일의 포르쉐가 에너지기업 지멘스와 합작해 칠레에 건설한 인공석유 공장에 주목하고 있음.
53. 이 공장은 연간 13만리터를 만드는 테스트 공장임.
54. 본격적으로 연간 5억5천리터의 인공석유를 만드는 공장은 2025년 완공예정으로 건설되고 있음.
55. 풍력으로 전기를 만들고, 그 전기로 물을 전기분해해서 수소를 만든 후, 이것을 이산화탄소와 결합해서 인공석유로 바꾸는 공정임.
56. 칠레에 이어서 2026년에는 호주,미국,베를린등에 공장이 연이어 완공 예정임.
57. 현재 인공석유의 문제는 제조원가임.
58. 현재 이퓨얼은 생산단가가 리터당 7달러내외로 알려지고 있음.
59. 칠레에서 풍력으로 인공석유를 대량생산하는 공장이 완공되면, 리터당 가격을 2달러대까지는 낮출 수 있을것으로 보고있음.
60. 이퓨얼의 생산단가는 대량생산과 기술개발로 최종적으로 리터당 0.94달러(1,260원)까지 낮추는게 목표임.
61. 풍력이나 태양광과 같은 신재생에너지의 단점은 발전량이 일정하지 않다는 것임.
62. 바람이 안불거나, 비가 오면 발전량이 줄어들고, 강한 바람이 불거나, 한여름 햇볕이 강하면 과다한 발전량이 나오게 됨.
63. 발전량이 잘 나올때 이것을 저장한 후, 발전량이 부족할때 사용할 수 있는 일종의 보조배터리인 ESS가 필요한 이유임.
64. 이퓨얼은 이런 보조배터리가 필요 없음.
65. 석유는 상온보관이 가능해서, 발전량이 많으면 많은대로 석유를 생산해서 저장고에 저장하면 되기때문임.
66. 칠레에 건설하는 이퓨얼 공장이 풍력발전에서 만들어지는 수소를 이용하는 이유임.
67. 현대기아차는 위기와 기회가 같이 있음.
68. 현대차는 2035년까지 EU가 완전히 친환경차로 전환된다고 보고, 2022년부터 체코공장을 친환경차 생산 거점으로 전환했고, 기아도 2025년부터 슬로바키아에서 EU전용 전기차 생산을 준비하고 있음.
독일 포르셰는 지난해 12월부터 에너지 기업 HIF와 함께 칠레 남부 푼타 아레나스 공장에서 내연차에 넣는 친환경 합성 연료 이퓨얼을 생산하고 있다. /포르셰
69. 내연기관 차량의 수명이 이퓨얼로 늘어나면 그만큼 전기차 시장규모가 줄어들기 때문임.
70. 하지만, 현기차는 내연기관 차량의 역량을 아직 보유하고 있어서, 대응이 가능할듯함.
71. 독일 포크스바겐은 "더블-e'를 밀고 있음.
72. 전기차(e) 기술을 빠르게 따라잡으며, 동시에 이퓨얼(e)을 정착시키겠다는 의미임.
73. 뭔헨모터쇼에서는 포크스바겐에, 메르세데스 벤츠, BMW, 르노가 이퓨얼에 합세하는 모습을 보이고 있음
74. 정치적인 측면에서는 일자리가 관건임.
75. 내연기관 차량의 엔진에는 많은 부품이 필요하고, 이것을 나눠서 만드는 협력사와 인력이 필요함.
76. 전기차는 가장 많은 부품이 들어가는 엔진이 없다보니, 부품 갯수가 많이 줄어들어 필요인력이 줄어듬.
77. 내연기관 차량생산을 중단하면, 일자리 수십만개가 사라지면서, 실업율이 높아질 것이라는 논리가 나오는 이유임.
78. 방위산업 부분도 연관되어 있음.
79. 한창 전쟁을 하는 중간에 전기를 충전해야 움직일 수 있는 탱크를 상상하기는 힘들기 때문임.
80. 전기는 송전선으로 연결되어 있어, 전시에 쉽게 정전을 일으킬수 있음.
81. 군용차량은 유조차나 화물트럭에 드럼통을 실어서 쉽게 주유할 수 있는 내연기관이 필요한 것으로 보고있음.
82. 이퓨얼에 대한 투자는 아우디(2017년), 도요타,닛산,혼다(2020년), 포르쉐,지멘스,엑손모빌(2021년) 등이 뛰어들고 있음.
83. 한국에서는 현대차와 SK이노베이션이 2022년부터 이퓨얼 개발 및 투자를 주도하고 있음.
84. 이퓨얼의 장점중의 하나는 전기동력으로는 불가능에 가까운 비행기, 대형선박의 연료로도 사용이 가능하다는 점임.
85. 전기로 대체가 쉽지않은 2만대의 여객기, 5만척의 대형선박, 2천만개의 난방시스템 등을 이퓨얼로 대체하는 방안이 나오고 있음.
86. EU는 항공유를 SAF(지속가능 항공유)로 대체하는 계획을 발표했고, 2030년부터 항공기에 혼합 의무화를 발표함.
87. 지속가능 항공유(SAF)는 폐식용유등 바이오 원료를 처리해서 생산해 왔는데, 이퓨얼을 SAF에 포함시키는 것이 진행되고 있음.
88. 풍력등 신재생발전으로 만든 이퓨얼은 이론적으로 SAF에 포함시킬 논리가 충분해서, 시간문제로 보이는 상황임.
89. 대한상공회의소에서 사우디 투자포럼이 열림.
▲ 지난 17일 대한상공회의소에서 열린 한-사우디 투자포럼 현장
90. 현대차는 이곳에서 사우디아라비아의 그린수소로 만드는 이퓨얼을 기존 내연기관 엔진에 활용하는 연구근황을 발표함.
91. 현대차는 사우디 국영기업 아람코와 사우디 킹 압둘라 과기대(KAUST)에서 이퓨얼을 적용하는 내연기관 엔진을 공동연구 하고 있음.
92. 내연기관 엔진이 사라지면 시장이 줄어드는 정유사들도 이퓨얼에 관심을 보이고 있음.
93. SK이노베이션의 계열사인 SK에너지는 텍사스에서 세계 최초로 이퓨얼 상업생산을 시작한 인피니움(Infinium)에 지분투자를 함.
94. 인피니움이 항공연료 부분에 강점을 가지고 있고, 연구개발 단계가 아니라 상업생산 단계인 점이 지분투자의 계기가 된듯함.
95. 인피니움에는 아마존, 미쓰비시중공업,싱가포르 국부펀드, 빌 게이츠의 기후대응펀드등이 주요 주주로 참여하고 있음 .
'SK이노베이션 투자' 인피니엄, 세계 최초 이퓨얼 공장 가동 (theguru.co.kr)
[더구루] 'SK이노베이션 투자' 인피니엄, 세계 최초 이퓨얼 공장 가동
96. 이퓨얼의 생산은 신재생뿐만 아니라 원전과 결합도 검토되고 있음.
97. 소형모듈원자로(SMR)에서 나오는 에너지로전기분해를 해서 낮은 원가에 이퓨얼을 생산하는 것도 가능한 시나리오인것임.
98. 탄소중립을 위해서는 그린수소의 역할이 중요한데, 수소는 우주에서 가장 가벼운 물질로 운송이 힘들다는 단점이 있음.
99. 수소를 액체화 하는 것은 영하 253도까지 낮추는 과정과 초저온을 유지하는 것이 필요해서 경제성이 떨어짐.
100. 암모니아와 메탄올은 독성이 있고, 최종 유통단계에서 다시 수소로 변환이 필요함.
101. 이퓨얼은 현재의 석유운반 인프라를 그대로 사용할 수 있고, 휘발유, 등유등과 성분이 같아서 혼합사용이 가능함.
102. 보조금 없이도 경쟁할 수 있는 가격경쟁력 확보가 숙제임.
한줄 코멘트. EU가 신재생을 밀고 있지만, 전기차 부분에서는 미국과 중국에 뒤지고 있고, 전기차 배터리는 한국과 중국에 뒤쳐진 상황임. EU가 강점을 가진 내연차량의 생산을 연장하면서 환경도 악화시키지 않는 이퓨얼을 밀기 시작하는 모습임. 가격만 어느정도 낮아지면, 보조금을 주면서 경쟁력을 갖출수도 있는 영역이라 관심이 필요해 보임.