New Energies, new possibilities

サントリーホールディングス（株）は、2025年内に予定されている「やまなしモデルP2Gシステム」の稼働を前に、当グループの水素利活用の中長期計画「サントリーグリーン水素ビジョン」を6月11日（水）に発表しました。

　水素を我が国における脱炭素社会実現に向けた重要なエネルギー源と位置づけた「水素基本戦略」が2017年に発表されて以降、官民連携での水素供給網の構築が積極的に進められています。サントリーグループでも、山梨県ならびに技術開発参画企業9社※1とともに、国内最大となる16メガワット規模の水素製造設備「やまなしモデルP2Gシステム」を建設※2し、自社拠点であるサントリー天然水 南アルプス白州工場・サントリー白州蒸溜所（以下、天然水白州工場・白州蒸溜所）への水素導入に取り組んでいます（ニュースリリースNo.14225、14542参照）。

※1　東レ（株）、東京電力ホールディングス（株）、東京電力エナジーパートナー（株）、カナデビア（株）、シーメンス・エナジー（株）、（株）加地テック、三浦工業（株）、ニチコン（株）、（株）やまなしハイドロジェンカンパニー

※2　日本政府が立ち上げた「グリーンイノベーション基金事業」におけるNEDOの採択を受け活動（再エネ等由来の電力を活用した水電解による水素製造プロジェクト、2021年8月採択決定）

　今回発表する「サントリーグリーン水素ビジョン」では、水素社会の実現に向けたサントリーグループの水素に関する取り組みを包括的に整理しました。

●サントリーホールディングス（株）常務執行役員　サステナビリティ経営推進本部長　藤原 正明　コメント
「水から生まれ、水に還る」エネルギーである水素は、「環境ビジョン2050」に掲げるカーボンニュートラルの実現に向けて不可欠な要素です。「水と生きる SUNTORY」をコーポレートメッセージに掲げるサントリーにとって、水素への取り組みはごく自然なことでした。「水」への新たな関わりとして、水素というエネルギーの可能性を大いに活かし拡げていくことによって、水素社会の実現に貢献していきたいと思います。 

▼サントリーグループのサステナビリティ
　https://www.suntory.co.jp/company/csr/

건물부문 온실가스 감축 수단으로 건물용 연료전지 포함
ZEB 인증평가 프로그램서 연료전지 평가법 전무
분산에너지법 시행 중이나 의무대상·설치유도책 없어
서울시, 비상전원에 연료전지 추가 추진 중이나 3년째 감감무소식
업계 “설치비용 지원책으로 기축건물 연료전지 설치 유도해야”

정부가 지난 2021년 10월에 발표한 ‘2050 탄소중립 시나리오’에 따르면 2018년 기준 건물부문 온실가스 배출량은 5,210만 톤으로, 국가 전체 온실가스 배출량의 7%에 해당한다. 이는 도시가스 등 화석연료 사용으로 인한 직접 배출을 의미한다.

여기에 전기사용, 지역난방 등으로 인해 발생하는 간접배출량까지 포함하면 건물부문의 온실가스 배출량은 1억7,920만 톤으로, 국가 전체 온실가스 배출량의 24.6%를 차지한다.

정부는 탄소중립을 달성하기 위해선 에너지 효율 향상, 고효율기기 보급, 스마트에너지 관리, 저탄소·청정에너지 보급을 통해 2050년 건물부문 에너지 수요를 2018년 대비 약 23% 감소한 3,600만 TOE 수준이 되어야 한다고 보고 있다.

그 일환으로 화석연료 사용량을 2018년 47%에서 2050년 8%로 낮추고, 전력과 신재생 및 지역난방 등 열에너지 사용량을 92%로 높인다는 계획이다. 이를 통해 2050년 건물부문 온실가스 배출량이 2018년 대비 88.1% 감소한 620만 톤이 될 것으로 전망된다.

정부는 건물부문 온실가스 배출량을 감축하기 위한 정책들을 내놓고 있다. 그런데 이 정책들이 건물부문 온실가스 배출량 감축 수단 중 하나인 건물용 연료전지를 외면하는 듯한 모습을 보이고 있다.

연료전지 평가 못 하는 ZEB

정부는 지난 2017년부터 ‘제로에너지 건축물(이하 ZEB) 인증제도’를 시행하고 있다.

이 제도는 건축물에 필요한 에너지 부하를 최소화하고 신재생에너지를 활용해 에너지 소요량을 최소화하는 녹색건축물을 대상으로 에너지자립률에 따라 등급을 나눠 인증을 부여하는 제도다. 인증기준은 건축물 에너지효율등급 1++ 이상, 에너지자립률 20% 이상, 건물에너지관리시스템 또는 전자식 원격검침 계량기 설치 등이다.

전문가들은 신재생에너지 시스템의 효율이 지속적으로 향상되고 있으나 설치면적의 한계와 관리, 탄소중립 달성을 위해 화석연료에서 저탄소 연료로 변환될 가능성, ZEB 등급 상향 대응 등을 감안해 신재생에너지 설비를 다변화하는 것이 필요하다고 지적한다.

LH 토지주택연구원이 지난 2022년에 발간한 ‘제로에너지 건축물 인증제 대응을 위한 공동주택의 연료전지 적용연구’ 보고서에 따르면 1개동당 세대수가 90세대인 저밀형 공동주택단지를 제외하면 모든 단지에서 태양광 발전 시스템을 포함해 추가적으로 연료전지 시스템을 최소 30kW 이상 설치할 경우 자립률 20% 수준을 달성할 수 있다. 고밀형 공동주택의 경우 연료전지를 50kW 가량 설치할 경우 ZEB 대응이 가능할 것으로 예상된다.

특히 제로에너지 등급을 상향하기 위해선 5등급을 만족할 수 있는 용량의 2배 이상을 설치해야 하는 등 신재생에너지 시스템의 기여 부분을 확대하는 것이 자립률 상승과 등급 상승에 중요한 역할을 하는 만큼 신재생에너지 설비를 다변화하는 것이 중요하다고 분석했다.

문제는 건축물 에너지효율등급 인증평가 프로그램인 ECO2에서 연료전지를 평가하는 방법이 제대로 이뤄지지 않고 있다.

ECO2는 건물 에너지 소요량 국제기준인 ISO 13790과 건물의 전체 에너지 균형을 계산하는 표준인 DIN V 18599을 기반으로 냉난방, 급탕, 조명, 환기에 대한 에너지 소요량과 1차 에너지 소요량을 종합적으로 평가하는 시스템이다.

그런데 연료전지의 경우 ECO2에 적용할 수 있는 최대 설치 용량이 제한적인 데다 별도의 평가 항목이 아닌 열병합발전의 항목으로 취급돼 용량과 효율만으로 에너지생산량을 평가하고 있다. 이로 인해 연료전지를 다른 신재생에너지와 객관적으로 비교하기가 어려워 건물 사업자가 연료전지를 외면할 수밖에 없다.

무엇보다 에너지생산량, 소요량 산정 등 ECO2 상세항목을 알 수 있는 PTL 버전을 일부 기관만 관리하다 보니 기업들이 개선점을 파악하기가 어렵다.

연료전지 업계는 ECO2 시뮬레이션 상 적용 가능한 최대 설치 용량 한계를 해지하고 열병합발전과 연료전지는 전기를 생산하는 운전방식, 투입 연료의 종류, 배기가스 배출 종류 및 배출량 등이 다른 만큼 별도의 연료전지 평가 항목을 만들어야 한다고 요구하고 있다.

또한 연료전지 평가 항목을 만들 때 정격용량(전기기준), 가동 연료, 연료소비량, 연료전지 유형, 축열 탱크 용량 등의 입력변수를 추가해야 한다고 지적한다.

협소한 분산에너지 시장

정부는 2024년 6월부터 ‘분산에너지 활성화 특별법(이하 분산에너지법)’을 시행하고 있다.

분산에너지법은 변동성 높은 신재생에너지 보급 확대로 전력계통의 불안정성이 높아지고 대규모 발전소 건설과 장거리 송전망 구축 과정에서 사회적 갈등이 빈번하게 발생하는 등 중앙집중형 전력시스템에서 발생하는 한계를 극복하고 수요지 인근에서 전력을 생산해 소비가 가능한 분산에너지 시스템을 구축하기 위해 마련됐다.

무엇보다 정부는 에너지 주공급원을 화석연료에서 신재생에너지로 적극적으로 전환하고 송배전망 확충과 지역 생산 및 소비의 분산형 에너지 시스템 확산을 통해 경제구조의 저탄소화를 달성한다는 계획이다.

이에 따라 중앙집중형 공급방식을 기반으로 하는 현행 관련 법령 및 시장을 정비하고 분산에너지 확산을 이끌 별도의 특별법 제정이 필요하다는 목소리가 커지자 분산에너지법을 마련한 것이다.

분산에너지법의 핵심은 ‘연간 20만MWh 이상의 에너지를 사용할 것으로 예상되는 신축 또는 대수선하는 건축물의 소유자’와 ‘사업면적이 100만m² 이상인 사업의 시행자’에게 분산에너지 설비 구축 의무를 부여하는 것이다. 다만 병원, 학교 등 건축물의 특수성을 고려해 산업부 장관이 정해 고시하는 건축물은 의무대상에서 제외됐다.

의무대상이 설치해야 하는 분산에너지 설비는 연료전지를 비롯해 태양광, 풍력, SMR 등이며 의무설치량은 연간 예상 에너지사용량에서 지역별·연도별 일정 비율을 곱해서 나온 에너지사용량 이상을 생산할 수 있는 규모여야 한다.

분산에너지법에 대해 연료전지 업계는 실망했다는 반응이다.

업계에 따르면 의무 대상인 연간 20만MWh 이상 전력을 쓰는 건물은 데이터센터밖에 없고 한국토지주택공사(LH)가 설치 의무자에서 제외돼 공공택지, 임대주택, 산업단지 등 LH가 개발하는 곳에 분산에너지를 반드시 설치할 필요가 없다. 즉 분산에너지 설치 의무대상이 제한적이라는 것이다.

가뜩이나 분산에너지 발전원이 연료전지뿐만 아니라 태양광, 풍력, SMR 등 종류가 다양한 상황에서 설치 의무대상이 제한적이다 보니 업계에선 분산에너지 시장이 아주 작게 열렸다고 볼멘소리를 내고 있다. 이로 인해 사업수지가 낮다고 판단되면 기업들은 관련 시장에 투자하지 않을 것으로 보인다.

업계는 국내 전기료가 매우 저렴해 분산에너지를 활성화하기가 어려운 만큼 분산에너지 설치 여부에 따라 페널티를 강력하게 주는 제도 등 분산에너지 활성화를 이끌 만한 드라이브가 필요하다고 지적한다.

늦어지는 서울시 비상전원 대책

지난 2022년 3월 서울시는 건축물 사업 환경영향평가의 중점평가항목 중 온실가스 항목의 평가 기준 중 하나인 신재생에너지 등 에너지 생산시설 설치계획에서 연면적 10만㎡ 이상 건축물엔 총 계약전력의 5% 이상을 연료전지로 설치하도록 의무화하는 규정을 삭제했다.

서울시는 "ZEB 의무화 시행에 따른 에너지자립률 적용으로 개별 에너지생산시설의 의무 공급비율이 불필요한 데다 수요자 중심의 에너지원 설치 사용을 위해 사업자 선택의 자율성을 확대하고자 연료전지 설치 의무비율을 삭제한다"고 밝혔다.

전력자립률을 높이고 대기오염물질 배출을 감소시키고자 도입한 연료전지 설치 의무비율이 제대로 시행되지 못하고 1년도 안 돼 폐기된 것이다. 연료전지 업계는 민간의무화 시장이 사라졌다며 실망감을 내비쳤다.

이 실망감은 오래가지 않았다. 서울시가 시내 건물에 의무적으로 설치하는 비상발전기를 디젤발전기에서 연료전지로 대체하는 방안을 추진하기로 하고 연구용역에 착수했기 때문이다.

서울시는 디젤발전기를 연료전지로 전환하면 대기오염물질과 미세먼지 발생을 줄일 수 있는 데다 상시 가동도 가능해 전력자립을 위한 분산형 전원으로 활용할 수 있다고 보고 디젤발전기를 연료전지로 대체하는 방안을 추진하는 것이다.

2022년 초에 발표한 연구용역 보고서에 따르면 연료전지를 올해부터 매년 61MW씩 공급할 경우 비상·분산전원 연료전지 추가 전력 생산량은 481GWh이며 2050년에는 1만3,893GWh까지 확대될 가능성이 있는 것으로 나타났다. 이는 서울시 연료전지 전력 생산량 목표 대비 176%를 초과하는 것이다. 또 연료전지의 서울시 전력 소비량 분담률은 올해 5%에서 2030년 14%, 2050년 30%까지 늘어날 것으로 예상된다.

서울시는 연구용역 결과에 따라 신축건물에 비상발전기의 일정 비율을 연료전지로 설치하도록 의무화하고 인근 도시들과 협력해 비상전원용 연료전지 보급을 확대할 방안을 도입하기로 했다. 그 일환으로 서울시는 중앙정부와 비상전원 주관부처인 소방청 등에 ‘연료전지 비상전원 적용 허용을 위한 제도개선 건의서’를 전달했다.

그런데 서울시가 해당 방안을 추진한 지 3년이 다 되어가지만 아직도 이렇다 할 소식이 들리지 않고 있다. 서울시 관계자는 "소방청 등 관련 기관들과 계속 협의하고 있다"고 밝혔다.

전문가들은 비상전원 관련 규정에 연료전지를 추가하고 비상전원에서 생산된 전력을 상용전원 계통으로 역송전할 수 있는 규정을 마련하느라 다소 늦어지는 것으로 보고 있다.

기축건물 연료전지 보급 촉진

연료전지는 기존 발전 방식보다 높은 약 43~60%의 발전효율을 보이고, 100% 배열 회수 시 종합효율은 약 90%에 달한다. 기후조건과 무관하게 안정적인 설비운영이 가능해 높은 이용률을 자랑한다. 2021~2023년 연료전지의 이용률은 약 83~92% 수준이었다.

또 kW~MW급 소·대규모로 수요지 인근에 설치할 수 있고 송전망 설치에 따른 사회적 비용을 줄일 수 있다. 수요를 초과하는 재생에너지 전력의 장주기 저장수단뿐만 아니라 출력 증감발이 수분 내 이고 셧다운 후 정상 출력을 위해 타입별로 0.5~2일 정도 소요되어 유연성 전원으로 활용할 수 있다.

업계는 건물용 연료전지 보급을 촉진할 수 있는 정책 도입을 요구하고 있다. 대표적인 것이 기축건물에 연료전지 설치비용을 지원하는 정책이다.

건물부문 탄소중립을 달성하기 위해선 기축건물에서 발생하는 온실가스를 줄여야 한다. 국토부에 따르면 2020년 기준 전국 건축물수는 727만5,266동이며 이 중 75%가 사용승인 후 15년 이상 된 노후건축물이다.

기축건물이 건물용 연료전지의 운영경제성을 도출하는데 유리한 만큼 연료전지 설치비용을 지원하면 소비자의 부담과 투자비 회수 기간이 줄어들고 규모의 경제에 따른 시스템 단가 절감으로 건물용 연료전지 보급을 촉진할 수 있다는 것이 업계의 의견이다.

예를 들어 25kW급 연료전지를 설치할 때 설치비용의 55%를 지원하면 소비자부담금이 시스템단가(약 2억3,750만 원)의 절반 수준으로 낮아지는 데다 연료전지 설치 후 연간 에너지절감액이 약 1,941만 원 발생하기 때문에 투자회수기간이 6년 이하로 단축된다.

여기에 계약체결 방식에 따라 차등화된 전기요금제를 사용하면 경제성을 확보할 수 있다. 주택용 고압전력을 사용하는 단일계약을 맺은 경우 주택용 3단계 구간인 450kW를 초과 사용하면 해당 단가는 242.3원/kW로, 기존 상업용 건물 전기요금(약 100원/kW) 대비 확연한 경제성을 확보할 수 있다.

이를 통해 기축건물 연료전지 보급 사업이 활성화되면 온실가스 감축효과가 다른 에너지 대비 45% 높은 만큼 국내 NDC 목표 달성에 기여할 수 있다. 25kW급 연료전지를 가동하면 연간 약 80톤의 이산화탄소를 감축하는 효과가 나타난다.

또 건물용 연료전지 시장 확대로 인한 연료전지 판매가격이 절감돼 독자적인 상업화가 가능하고 연료전지 사업을 통한 분산전원의 활성화와 신재생에너지 보급 활성화를 기대할 수 있다.

정부는 지난 2013년부터 에너지성능개선 공사를 진행하는 노후건축물에 관련 예산을 지원하는 사업인 ‘그린리모델링’ 사업을 시행하고 있다. 이는 2030년 건물부문 온실가스 배출량을 2018년 대비 32.8% 감축하고 2050년 탄소중립을 달성하기 위함이다.

그런데 정부는 작년과 올해 그린리모델링을 추진하는 민간건축물에 이자를 지원하는 사업 예산을 전액 삭감했다. 정부는 신청 수요가 줄어서 예산을 전액 삭감했다고 하지만 아쉽다는 반응이 나오고 있다. 이로 인해 현재는 어린이집, 보건소, 경로당 등 준공 후 10년 이상된 공공건축물만 지원하고 있다.

그럼에도 국가 온실가스 감축목표를 달성하기 위해선 건물부문 탄소중립이 필수인 만큼 기축건물 연료전지 보급 사업 등 건물용 연료전지 보급을 촉진할 수 있는 정책을 마련해야 한다고 업계는 촉구하고 있다.
이슈 진단 ③ 건물 탄소중립 필수 연료전지…보급 정책은 후퇴 중 < 기획•연재 < FOCUS < 기사본문 - 월간수소경제

Buyers appear willing to pay a significant premium for small-scale deliveries
 

The Tokyo metropolitan government has announced the results for its first double-sided auction for green hydrogen, which revealed that buyers are prepared to pay up to $23/kg for small-scale deliveries.

However, it also exposed a vast difference in price expectations between suppliers and offtakers for larger-scale orders.

In this tender, suppliers bid the lowest possible price they could sell their hydrogen for, while buyers bid the highest price they were willing to purchase at — with city government funds filling in the gap.

The auction was also split between two transportation types, a tube trailer able to carry 2,484 normal cubic metres of hydrogen (or around 207kg) or a collection of gas cylinders which can carry 263 normal cubic metres of H2 (or around 22kg).

Tube trailers will be delivered twice a week up to 30 September, while the collection of gas cylinders will be transported six times in total up to that date.

The successful bidder to supply hydrogen via the tube trailer option won with a bid of ¥280 per normal cubic metre, equivalent to around $23.32/kg, while the two parties which will receive the H2 won their bid for a price of ¥100 per normal cubic metre ($8.33/kg) — leaving the city government to pay the equivalent of almost $15/kg to make up the gap.

Meanwhile, the winner for the gas cylinder option bid ¥355 per normal cubic metre ($29.57/kg), while the three parties buying the H2 bid ¥280 ($23.32/kg) per normal cubic metre.

Although the overall cost of the gas cylinder transport route is extremely high for both supply and purchase bids, the gulf between the two is much lower — the equivalent of around $6.25/kg — than that between the tube trailer bids, and therefore less taxpayer funding will be needed.

However, these prices are far higher than the cost of producing grey hydrogen from unabated fossil gas, estimated to be around $1-2/kg.

The Tokyo government required that the hydrogen be “green”, ie, produced from electrolysis powered by renewables, although it is unclear if this includes restrictions on drawing from the grid.

The companies behind the winning bids in the auction have not been publicly disclosed.

Source:  Hydrogeninsight

SunHydrogen to Unveil 1,92m² Renewable Hydrogen Reactor Prototype at Hydrogen Technology Expo in Houston, Texas - Hydrogen Central