수소 에너지 산업
길림시 바이오매스 활용해 연간 60만톤 녹색수소 생산
1.프로젝트 소개
1.1 프로젝트 배경
1.1.1 제품 소개
바이오매스 수소 생산은 주로 일련의 전처리 과정을 거쳐 화학적 또는 생물학적 방법을 통해 바이오매스를 수소로 전환하는 기술을 말한다. 바이오매스 수소 생산은 다른 수소 생산 방식과 비교해 현대 사회의 발전을 위해 안정적이고 대규모의 수소 에너지 지원을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 농업 및 생활 폐기물을 고부가가치 자원으로 효율적으로 전환하여 폐기물의 자원 활용을 실현할 수 있다. 이 기술은 녹색 에너지 개발을 촉진하는데 도움이 될 뿐만 아니라 환경 보호와 지속 가능한 개발에 광범위한 의미를 갖는다.
이 프로젝트는 길림성 반석시의 풍부한 바이오매스 자원을 활용하여 녹색 수소와 메탄올을 생산한다. 이 프로젝트가 완료되면 연간 60만 톤의 친환경 수소와 친환경 메탄올이 생산될 예정이다. 녹색수소와 녹색 메탄올은 길림성에서 자동차 및 기타 장비의 연료로 사용된다.
1.1.2 시장 전망
（1）수소에너지 시장 수요
지구상에서 가장 중요한 원소 중 하나인 수소는 주로 화학적 형태로 존재한다. 원소 형태인 수소는 깨끗하고 효율적인 에너지 운반체이다. 최근 몇년 동안 깨끗한 에너지에 대한 전 세계적 수요가 증가하면서 수소와 관련 기술이 폭넓은 주목을 받고 있다. 특히 탄소 피크와 탄소 중립의 맥락에서 수소는 2차 청정 에너지로서 "21세기의 궁극적인 에너지"로 간주된다.
최근 몇년 동안 중국의 수소 에너지 산업은 각급 정부로부터 큰 관심을 받았고 국가 산업 정책의 핵심 지원을 받았다. 통계에 따르면 2024년에 우리나라 22개 성 행정구역이 모두 수소에너지를 정부 업무 보고서에 포함시켰고 각 구역은 각기 다른 중점 분야에서 수소에너지를 적극 개발했다. 2024년부터 우리나라는 수소에너지 산업에 대한 국가 차원의 많은 정책을 발표했다. 이 정책은 산업 표준 설정, 기술 연구 개발, 장비 홍보, 도시 대중교통 갱신, 수소에너지 운송 및 기타 측면을 포괄하여 수소에너지 산업의 건강하고 질서 있고 지속 가능한 발전을 촉진하는 것을 목표로 한다.
중국은 정책과 시장의 주도로 세계 최대 수소 생산국이 되었다. 2023년 전국 수소 생산능력은 약 4,900만 톤/년이 생산량은 약 3,500만 톤으로 두 수치 모두 전년 대비 약 2.3% 증가. 2024년 중국의 수소 생산량이 3,695만 톤에 달한다.
탄소 중화 목표에 따르면 2030년까지 중국의 연간 수소 수요는 3,715만 톤에 달할 것으로 예상되며 이는 최종 에너지 소비량의 약 5%를 차지할 것이다. 2060년이 되면 우리나라의 연간 수소 수요는 약 1.3억 톤으로 늘어나 최종 에너지 소비량의 약 20%를 차지하게 된다. 그 중에서도 산업 분야는 여전히 수소 소비에서 가장 큰 비중을 차지하며 전체 수요의 60%를 차지한다.
주요 수소 제조 공정으로는 물 전기분해, 화석 에너지, 화학 원료, 생물학적 수소 생산 등이 있다. 물의 전기분해로 수소를 생산하는 기술은 간단한 공정, 낮은 환경 오염 및 높은 수소 순도의 장점이 있다. 그러나 물의 전기분해는 많은 전기를 소모하고 값비싼 촉매를 사용해야 하므로 경제적 효율성을 보장하기 어렵다. 현재 수소 생산 점유율을 보면 화석 에너지에서 생산된 수소는 여전히 전체 산업용 수소 생산의 약 50%를 차지한다. 유럽과 미국 국가는 주로 천연 가스에서 수소를 생산하는 반면 우리나라는 주로 석탄 가스화에서 수소를 생산한다. 그러나 이 방법은 화석 에너지를 희생하고 수소 생산 효율이 60% 미만이며 기술 발전이 시급히 필요하다. 메탄올과 같은 화학 원료는 특정 온도, 압력 및 촉매 조건에서 크래킹 반응을 거쳐 수소를 생산할 수 있다. 이 방법은 공정이 간단하고 작동이 안정적이며 효율적이고 환경 친화적이다. 그러나 수소 생산 비용은 산업 원료인 메탄올에 크게 영향을 받으며 수소 생산 공정은 촉매에 의존한다. 따라서 촉매 비용을 줄이고 촉매 안정성을 개선할 필요가 있다.
생물수소 생산은 주로 미생물의 생리적 대사를 통해 자연에 저장된 빛 에너지와 유기물을 수소로 전환한다. 생물학적 수소 생산은 미생물의 종류와 대사 기작에 따라 크게 세 가지로 나뉜다. 물을 광분해하여 수소를 생산하는 방법, 광발효하여 수소를 생산하는 방법, 그리고 암흑발효하여 수소를 생산하는 방법이다. 다른 수소 생산 방법과 비교했을 때 생물학적 수소 생산의 장점은 다음과 같다. ① 반응 비용이 낮고 반응 조건이 가혹하지 않으며 실온 및 상압에서 수행할 수 있다. ② 화석 에너지를 소모하지 않고 오염 물질의 출력이 적으며 생물을 재활용할 수 있어 우수한 재생 방법이다. ③ 기질 공급원이 풍부하여 일반적으로 광에너지와 유기물이 필요한다. 이러한 자원은 태양열, 식품 가공 폐수, 산업 유기 폐수, 농업 폐기물 등에서 광범위하게 얻을 수 있어 에너지 활용률이 향상된다.
세계적으로 볼 때 현재 각국은 주로 석유화학 원료를 가공하여 수소를 생산하는 반면 풍력, 태양광, 수전해, 바이오매스 수소 생산 등의 녹색 수소는 전체 생산량의 1% 미만을 차지하고 있으며 이 중 바이오수소 생산능력은 녹색 수소의 1% 미만을 차지하여 바이오매스 수소 에너지 개발은 아직 초기 단계에 있다.
우리나라의 바이오매스 수소 생산 기술은 늦게 시작되었지만 최근 몇 년 동안 급속히 발전하고 있으며 큰 개발 잠재력을 가지고 있다. 통계에 따르면 미국, 중국, 일본이 전 세계 바이오매스 수소 생산 특허 기술의 68%를 차지하고 있다. 우리나라는 2위를 차지하며 전체 특허 수의 약 23%를 차지하며 주류 특허 기술을 선도하고 있다. 2015년 이후 우리나라의 연간 특허 출원 건수는 미국을 추월하여 세계 1위를 차지하였고 그 격차는 점차 다른 국가들과 더욱 벌어지고 있다.
바이오매스는 환경 친화적인 재생 에너지 자원이며 수소 생산 기술을 산업화할 수 있다면 에너지 이용 구조 개선, 환경 오염 제어, 기후 변화 대처에 긍정적인 영향을 미칠 것이다. 현재 바이오매스 수소 생산은 아직 개발 초기 단계에 있다. 그 중 바이오매스 열화학 수소 생산 기술은 비교적 성숙했다. 대량 생산이 가능하지만 수소 생산 속도가 높지 않다. 국가는 수소 에너지를 적극적으로 개발하고 있으며 바이오매스 수소 생산은 미래에 녹색 수소의 대량 생산을 실현하는 데 초점이 될 것이다. 특히 바이오매스가 풍부한 지역에서 바이오매스 수소 생산은 막대한 개발 잠재력과 전망을 가질 것이다.
（2）그린메탄올 시장 현황
2024년 6월 27일 기준으로 전 세계적으로 102개의 친환경 메탄올 프로젝트가 계획되어 있으며 총 계획 생산 용량은 연간 약 1,327만 톤이다. 대부분의 프로젝트는 아직 연구 및 계획 단계에 있으며 11개 프로젝트가 진행 중이고 5개 프로젝트가 건설 중이며 13개 프로젝트가 계획 중이고 73개 프로젝트가 발표 또는 타당성 조사 단계에 있다. 국가별 분포를 보면 스페인, 덴마크, 미국이 녹색 메탄올 배포 규모가 가장 큰 3개국으로 각각 13개, 10개, 10개의 프로젝트를 실시했다. 기술적 경로로 보면 전기-메탄올 프로젝트가 우세하고 그 다음으로 바이오매스-메탄올 프로젝트가 뒤를 따든다.
중국은 세계 최대의 메탄올 소비국이자 생산국이다. 2023년 중국의 총 메탄올 생산 용량은 1.5억 톤으로 세계 총량의 약 60%를 차지할 것이다. 중국은 거대한 산업 시스템과 메탄올에 대한 막대한 국내 수요를 보유하고 있지만 여전히 수입에 의존하고 있으며 2023년 수입량은 약 1,455만 톤에 달할. 2024년 신규 생산능력은 약 500만 톤이 되고 총 생산능력은 1억 1,200만 톤, 생산량은 약 9,257만 톤이 될 예정이다. 2025년 신규 생산능력은 890만 톤으로 예상되며 이 중 보조 올레핀, 1,4-부탄디올(BDO) 및 기타 단위의 생산능력은 580만 톤이고 비통합 단위 생산능력은 310만 톤이 될 것이다. 2024년 메탄올 수입량은 1,331만 톤으로 전년 대비 7.33% 감소했다. 2025년에는 수입량이 1,400만 톤 이상으로 다시 증가할 것으로 예상된다.
저탄소 연료인 그린 메탄올은 자동차 연료, 연료 전지, 선박 연료, 유기 첨가제 등의 분야에서 큰 잠재력을 가지고 있다. 국제해사기구에서는 선박 연료에 친환경 메탄올 사용을 촉진하기 위해 관련 배출 감소 전략을 채택했다. 또한 그린 메탄올의 생산 비용은 점차 감소하고 있다. 그린 전기 비용의 감소와 생산 규모의 확대로 경제적 효율성이 더욱 향상될 것이다.
1.1.3기술 분석
（1）바이오매스 수소 생산
공기와 분리된 1차 열분해를 통해 원료의 주요 부분을 구성하는 휘발성 물질이 침전되어 기체 상태로 전환된다. 잔류 숯은 제거되고 가스 생성물은 2차 고온 분해를 거쳐 분자량이 큰 중질 탄화수소(타르)를 수소, 메탄 및 기타 가스로 분해하고 타르는 완전히 제거된다. 열분해 가스는 개질되어 그 안의 메탄과 일산화탄소를 수소로 전환한다. 생산된 수소가 풍부한 가스는 고온 탄산염 및 기타 유형의 연료 전지에 직접 사용하여 효율적이고 깨끗한 분산형 발전 시스템이 되거나 압력 변동 흡착, 막 분리 기술 등을 사용하여 순수한 수소를 분리할 수 있다.
(2) 메탄올 생산
수소에서 메탄올을 합성하는 반응은 촉매의 존재 하에 수소와 일산화탄소로부터 메탄올을 합성하는 화학반응이다. 이 반응은 일반적으로 특정 온도와 압력 조건, 일반적으로 200~300℃, 20~30MPa의 환경에서 수행된다. 일반적으로 사용되는 촉매에는 구리-아연-알루미늄 촉매, 구리-알루미늄 촉매 및 구리-크롬 촉매가 포함된다. 이러한 촉매는 높은 촉매 활성과 안정성을 가지고 있으며 메탄올 합성 반응을 효율적으로 촉진할 수 있다.
(3) 합성
재생에너지 전력의 불안정성과 부하 조정의 용이성을 고려하여 메탄올 합성은 각각 연간 30만 톤 생산 규모의 두 시리즈로 구분되는 것이 고려된다.
정제된 합성가스는 수소와 혼합되어 압력 1.5MPa의 신선한 가스를 얻고 이를 합성가스 압축기로 7.4MPa로 압축한 후 순환가스와 혼합하여 메탄올 합성탑으로 들어가기 전에 8.0MPa로 다시 압축한다. 정제되지 않은 메탄올을 탈이온화하고 탈수시켜 메탄올 제품을 얻다.
1.1.4프로젝트 건설에 유리한 조건
（1）정책적 우위
2025년 국가에너지국은 <<2025년 에너지사업 지도의견>>을 발표하여 녹색 저탄소를 고수하고 에너지 구조의 조정과 최적화를 지속적으로 추진할 것을 제안했다. 생태적 우선순위와 녹색 발전을 고수하고 탄소 배출을 줄이고 오염을 줄이며 녹색 성장을 확대하기 위한 노력을 조율한다. 재생에너지를 적극 개발하고 국내 소비와 신에너지 해외 공급을 조화시키고 화석에너지의 깨끗하고 효율적인 개발 이용을 강화하며 에너지 소비 측면에서 에너지 절약과 탄소 저감을 적극 추진하고 에너지 소비 패턴의 전환을 가속화하며 비화석에너지 소비 비중을 높인다.
<<길림성 산업발전 14번째 5년 계획>>에서는 수소에너지 장비와 수소연료전지의 개발이 "생산, 저장, 수송, 연료공급, 사용"의 전체 수소 사슬을 중심으로 추진되어야 한다고 명확히 지적하고 있다. 지능형 열교환기 장치 및 새로운 고효율, 에너지 절약형 열교환기의 연구 개발을 지원한다. 대기오염 방지, 수질오염 방지, 고형폐기물 처리 등 환경보호 장비의 급속한 개발을 촉진한다. 새로운 에너지 시스템 솔루션 공급업체를 육성하고 새로운 에너지 장비 연구개발 및 제조 기반을 구축한다.
<<”수소로 움직이는 길림” 중장기 발전 계획(2021-2035)>>은 수소에너지 산업을 전략적 신흥산업을 육성하고 발전시키는 초점으로 삼는 것을 제안한다. 길림시, 백성시, 송원시의 화학공업을 기반으로 "녹색 길림화학"(수소화학) 프로젝트 시범을 전개하고 다원화된 수소원 공급과 탄소섬유 소재 등 산업 보조 시스템을 구축하여 화학공업의 경영 범위를 확대한다.
<<길림시 투자 촉진 정책>>에서는 길림시 산업 투자 지도 기금의 투자 프로젝트가 국가 및 관련 산업 정책과 개발 계획을 준수해야 하며 관광, 의료 보건, 항공, 정보 기술, 신소재, 선진 장비 제조, 생명 공학, 에너지 절약 및 환경 보호, 신에너지, 문화 창조, 현대 농업, 현대 서비스 산업 등 길림시 "6411" 산업 계획과 관련된 산업 및 시 정부가 중점적으로 지원 및 개발하는 기타 분야에 중점을 두어야 한다고 명확히 규정하고 있다. 유도 펀드는 지분 참여를 통한 하위펀드 투자 외에도 후속 투자, 직접 투자 등의 방식을 채택할 수 있으며 신규 도입 적격 투자 프로젝트는 현행 국가 및 성 세무 정책에 따라 세금 감면 및 면제 혜택을 누릴 수 있다. 길림시에 대한 기여율이 큰 프로젝트의 경우, <<국무원의 세수 및 기타 우대 정책 관련 사항에 대한 통지>>(국발[2015]25호)의 정신에 따라 관련 부서는 기업이 법에 따라 세금 감면 및 면제를 신청하도록 지원하고 "6411" 산업 체계에서 국가 산업 정책에 부합하고 산업 지원이 강하며 추진 효과가 큰 화학공업, 자동차, 야금, 농산물 가공과 같은 전통 산업의 중대 프로젝트 도입을 장려하기 위해 산업 기업 발전을 위한 특별 기금을 설립하고 의약 및 건강, 신소재, 첨단 장비 제조, 전자 정보 등 신흥 산업의 도입을 장려한다. 생산요소의 분배를 우선적으로 하며 국가와 지방의 특별자금을 우선적으로 지원한다.
（2）자원적 우위
길림시의 바이오매스 생산량은 주로 농작물 짚, 벼짚 등 농업 부산물로 구성되어 있으며 총 589만 톤이다. 농지 반환, 가축 사료, 농촌 조리, 난방 및 기타 용도로 사용되는 비용을 공제한 후 회수 가능한 잉여 짚 바이오매스 자원량은 267만 톤이다. 반석시의 짚 생산량은 123.98만 톤을 돌파했다.
길림시의 이용 가능한 토지 면적은 853헥타르이고 그중 상업 및 서비스용 토지면적은 74 헥타르이고 공업 및 광산창고용지가 500 헥타르, 주거용지가 179 헥타르(이 중 저렴한 주택용지는 최대한 보호해야 함), 기타 토지(공공 행정 및 공공 서비스용지, 교통, 수역 및 수자원 보호 시설, 특수 토지 포함)가 100헥타르이다. 개발 가능한 토지 자원이 대량으로 존재하며 새로운 토지와 보호 구역은 새로운 프로젝트의 수요를 충족시킬 수 있다. 중국 동북부 41개 도시의 토지 가격은 낮은 편이다.
（3）인재적 우위
길림시에는 동북전력대학교, 길림일반항공직업기술학원, 길림전자정보 직업기술학원, 길림공업직업기술학원 등의 대학이 있다. 이러한 대학은 기업에 대한 꾸준한 인재 지원을 제공한다. 이러한 인재들은 풍부한 실무 경험을 보유하고 있을 뿐만 아니라 높은 기술 수준과 혁신 능력을 보유하고 있다. 이는 생산 과정의 다양한 기술적 문제를 해결하고 생산 효율성과 제품 품질을 향상시킬 수 있다. 동시에 이러한 전문적이고 숙련된 인재는 회사의 기술혁신과 제품 연구개발에도 적극적으로 참여하여 회사의 지속 가능한 발전을 강력히 보장한다.
동시에 길림시에는 우수한 산업 노동자가 많이 있으며 기업과 공익 기관의 훈련을 거쳐 매년 1만 명 이상의 기술 인재를 사회에 공급하고 사회를 위해 2만 명 이상의 각종 인재를 양성하고 있다. 노동 자원의 이점은 분명하다. 동북 도시 밀집 지역은 숙련 노동자의 비중이 비교적 높다. 노동력은 보너스 기간에 있으며 노동 비용은 비교적 낮고 다양한 기업의 요구를 충족시킬 수 있는 양질의 산업 노동자가 많다.
（4）지역적 우위
길림시는 길림성의 동중부에 위치하고 있으며 동쪽으로는 연변 조선족 자치주, 서쪽으로는 장춘시와 사평시, 북쪽으로는 흑룡강성 하얼빈시, 남쪽으로는 백산시, 통화시, 료원시와 접하고 있다.
길림시는 동북아시아의 지리적 중심에 위치하고 있으며 철도, 도로, 수상운수, 항공 등 다양한 교통수단이 있다. 길림 룡가 국제공항과 길림 공항, 그리고 장춘-훈춘 고속도로와 심양-하얼빈 고속도로, 장춘-훈춘 도시간 고속철도, 심양-하얼빈 복선철도 등의 교통대동맥은 길림시에서 연결성이 좋고 빠르고 편리한 입체적 교통망을 형성하고 있다.
1.2 프로젝트 건설 내용 및 규모
1.2.1건설 규모
이 프로젝트는 총 60만 m2의 면적을 차지한다. 완공 후 바이오매스를 사용하여 연간 60만 톤의 녹색 수소와 녹색 메탄올을 생산한다.
1.2.2 건설 내용
본 프로젝트의 총 건설면적은 47만㎡이며 주요건설에는 고온가스화로, 촉매로, 정제작업장, 메탄올 합성, 저장 및 수송, 지원시설 등이 포함된다.
1.3.프로젝트 총투자 및 자금조달
1.3.1프로젝트 총투자
프로젝트의 총 투자는 500,000만 위안이며, 그 중 건설 투자가 350,000만 위안이고 유동 투자가 150,000만 위안이다.
1.3.2 자금 조달
기업 자체 조달
1.4 재무분석 및 사회적 평가
1.4.1주요 재무 지표
프로젝트가 설계 생산 능력의 생산량에 도달한 후 연 평균 매출액 270,000만 위안, 이윤 113,636만 위안, 투자회수기 7.5년 (납세 이후, 건설기간 2년 포함), 투자 수익률 22.7%.
1.4.2 사회적 평가
이 프로젝트는 녹색 수소 프로젝트의 일환으로 기존 화석 에너지에서 청정 에너지로 에너지 구조를 전환하고 화석 연료에 대한 의존도를 낮추고 온실 가스 배출을 줄이며 기후 변화에 대응하는 데 도움이 될 것이다.
이 프로젝트 건설은 바이오매스 수집, 가공, 운송, 녹색 수소 생산, 저장 및 응용을 포함한 관련 산업 사슬의 개발을 촉진하고 지역 고용 기회를 창출하며 경제 성장을 촉진할 것이다.
1.5협력 방식
합자 합작, 기타 방식 면담 가능
1.6필요한 외국측 투자 방식
자금, 기타 방식 면담 가능
1.7프로젝트 건설 지점
길림 반석 경제개발구 반석 야금 및 화학 신소재 산업단지
1.8프로젝트 진척 상황
계획 단계
2.협력측 소개
2.1부처 기본 상황
명칭：길림 반석 경제개발구 관리위원회
주소: 길림 반석 경제개발구
2.2부처 상황
반석 야금 및 화학 신소재 산업단지는 2019년에 설립되었으며 2020년 말과 2023년 9월에 각각 성화학단지사무소로부터 승인을 받았다. 2022년에 성 비상관리부는 안전 위험 수준을 C로 평가했다. 3개의 대규모 공업기업을 포함하여 총 13개의 기업이 있다. 단지는 이 지역에 진출하는 기업을 위해 좋은 발전 플랫폼을 제공하기 위해 기반 시설과 지원 시설의 건설을 가속화하고 있다. 산업 사슬을 채우고 강화하며 확장하는 목표로 우수한 기업을 모집하고 좋은 자본을 선택하는 동시에 프로젝트가 최대한 빨리 완료되어 생산에 들어가도록 촉진하여 판시의 산업 경제에 새로운 성장 극을 조성할 것이다. 2025년까지 녹색 저탄소 '100억 레벨' 공원으로 조성하는 것을 목표로 한다.
2.3연락처
프로젝트 소재 부처 연락처:
연락부처：길림 반석 경제개발구 관리위원회
우편번호: 132000
연락인: 손개
연락번호：+86-432-65257806 +86-13252559898
프로젝트 소재시(주) 연락처：
연락부처：길림시 상무국 투자촉진 서비스센터
연락인：강우수
연락번호：+86-432-62049694 +86-15804325460
E-메일：jlstzcjfwzx@163.com