日 도시가스사, ‘탄소중립’ 발 빠른 행보
2017년 시장 자유화 이후 ‘사업다각화’
도쿄가스, 국내외서 탄소감축 전력 추진
[에너지신문] 최근 이상기후로 인한 자연재해가 증가하면서 전 세계적으로 기후변화문제에 대한 관심도가 증대됐고, 각국은 이에 대한 대책 마련에 고심하고 있다.
2015년 파리기후협약 이후 지구 평균기온 상승을 2도보다 상당히 낮은 수준으로 유지하기 위해 191개 회원국이 제1차 국가온실가스감축목표(이하 NDC)를 기후변화협약에 제출했고, 올해 4월 기준 80개 국가가 상향된 제2차 NDC를 제출했다.
최근에는 파리기후협약의 목표보다 더 높은 수준인 탄소중립(이하 Net-zero)을 선언하는 국가들이 증가하는 추세이며, 올해 4월 기준으로 44개 국가 및 유럽연합이 2050년 Net-zero를 선언했다. 이에 따라 발전부문과 산업부문 뿐만 아니라 주택 및 상업부문에서의 탄소배출 감축에 대한 대내외적인 관심과 요구가 높아질 것으로 보인다.
Net-zero 사회로 진입하기 위해서는 화석연료의 사용이 줄어들고 신재생 등 친환경 에너지의 확대가 예상되므로, 천연가스를 주로 사용하는 국내 도시가스 부문의 큰 변화가 예상된다.
일본 도시가스 산업의 환경
2020년 10월 26일 스가 총리는 취임 이후 첫 번째 국회연설에서 2050년 Net-zero를 선언했다. Net-zero를 달성하기 위해 전원믹스에서 신재생과 원자력의 비중을 늘리고, 수소 보급을 확대한다는 큰 그림정도를 언급했고, 구체적인 내용이 담기지는 않았다. 일부 언론에서는, 구체적인 내용은 2021년에 발표될 ‘제 6차 에너지기본계획’에 담길 것으로 전망했다.
스가 총리가 국회연설에서 Net-zero를 선언한지 약 2개월 후인 2020년 12월 21일에 일본 경제산업성은 2050년 Net-zero 달성을 위한 발전믹스(안)을 발표했다.
주요 내용은 화석연료 발전의 비중을 중장기적으로 축소시키고, 해상풍력을 중심으로 신재생에너지 발전 비중을 대폭 증가시키는 것이다.
일본의 2019년 현재 발전믹스는 LNG 38%, 석탄 32%, 석유 7%로 화석연료의 비중의 합이 77%를 차지하고 있으며, 그 외 원자력과 신재생에너지가 각각 6%, 17%를 차지하고 있다. 그러나 2030년의 발전믹스는 화석연료의 비중이 50% 중반까지 감소하고, 원자력과 신재생에너지의 합이 최대 40% 중반까지 확대될 전망이다.
2030년 발전믹스에서 원자력 비중이 20%~22%로 2019년 대비 급격하게 증가하는 것은, 2011년 후쿠시마 원전사고로 가동중지됐던 원전이 점차 회복돼 원전사고 이전의 수준인 20%대로 회귀한다고 볼 수 있다.
탄소중립 달성 목표연도인 2050년 일본의 발전믹스는 CCUS(탄소포집저장 및 활용)을 전제한 화석연료 비중이 40%로 감소하고, 원자력과 신재생에너지의 비중이 최대 60%까지 증가할 전망이다. 특히 일본은 신재생 중에서도 해상풍력을 현재 0.6GW에서 2050년 45GW까 확대할 계획이다.
일본의 2050년 발전믹스에서 주목할 만한 점은 2050년 발전믹스의 약 10%를 수소와 암모니아 발전으로 채운다는 계획이며, 2050년 발전용 수소 수요는 연간 약 500만~1000만톤에 이를 것으로 전망된다.
일본의 개별 도시가스사들을 이해하기 전에 꼭 알아야 할 부분은 2016년과 2017년에 순차적으로 진행된 일본 전력·가스시장 완전 자유화이다.
일본의 에너지시장 자유화는 1990년대 중반부터 시작됐고, 2000년대 중반까지 전력 및 가스시장의 2/3가 자유화 시장으로 전환됐다. 이후 한동안 별다른 진전이 없다가 2011년 발생한 후쿠시마 원전사고로 에너지 가격이 폭등함에 따라 에너지 시스템 전반에 대한 개혁의 필요성이 대두됐다.
2012년 취임한 아베총리의 적극적인 정책추진으로 전력소매시장과, 가스소매시장이 각각 2016년 4월, 2017년 4월에 완전 자유화에 이르게 됐다.
일본 에너지시장 자유화가 시행된 지 4~5년이 지난 현재 일본의 에너지시장 전반에 많은 변화가 발생했다. 시장자유화에 따라 업역이 사라졌기 때문에 도시가스사들이 전력소매사업까지 진출하는 것이 가능해졌으나, 한편으로는 고유사업의 점유율 하락 위기에 직면하게 되면서 신성장 동력을 확보하기 위한 사업다각화에 큰 관심을 갖게됐다.
일본 3대 도시가스사의 Net-zero 전략
▶ 도쿄가스
도쿄가스는 1985년에 설립해 현재 194개의 자회사 및 계열사를 가지고 있으며, 2020년 매출액 약 17.6조원 규모의 일본 최대 도시가스기업이다. 사업영역은 천연가스, 전력, 부동산, 에너지관련 솔루션, 해외사업 등을 영위하고 있다.
도쿄가스는 ‘Compass2030’이라는 장기비전을 주기적으로 업데이트하고 발표하고 있다. 2019년 말에 발표한 최근 업데이트 버전을 보면, 2030년을 준비하는 도쿄가스의 3대 도전과제로 △Net-zero CO₂ 달성에 리더십 발휘 △가치를 공동 창출하는 에코시스템 확립 △LNG 밸류체인의 변환을 선정했다.
첫 번째 도전과제인 ‘Net-zero CO₂ 달성에 리더십 발휘’는 도쿄가스그룹의 모든 경영활동에서 탄소중립을 실현해 일본의 탈탄소사회로의 진입에 앞장서겠다는 것이다.
두 번째 도전과제인 ‘가치를 공동 창출하는 에코시스템 확립’은 소비자, 지역사회, 지방정부, 비즈니스 파트너들과 협력 하에 사물인터넷, 블록체인기술, AI 등의 최첨단 기술을 활용해 가정과 기업에 안정적이고 환경 친화적인 에너지서비스를 제공하는 것을 의미한다.
마지막 세 번째 도전과제인 ‘LNG 밸류체인의 변환’이란, 기존의 핵심 사업분야인 LNG 사업의 전통적인 밸류체인 개념인 상·중·하류의 분류에서 트레이딩·생산·발전·네트워크·고객서비스 등으로 재정립하고 각각의 밸류체인에서 디지털기술을 활용해 국내외 에너지 및 데일리라이프 서비스를 제공하는 것이다.
도쿄가스는 2019년 현재 에너지(가스+전력), 솔루션, 해외부문 비중이 각각 63%, 27%, 10%로 구성돼 있으나 2030년에는 50%, 25%, 25%로 사업구조를 변화시킬 계획이다.
목표 수익도 2019년 현재 약 1조 2000억원에서 2030년에는 약 2배가량 증가한 약 2조원으로 성장시킬 계획이다.
도쿄가스가 가스와 전력사업을 에너지로 묶어 구분한다는 점과 과거에는 없었던 솔루션 사업 영역을 비중 있게 가져간다는 점을 볼 때 도쿄가스가 이제는 단순 도시가스기업에서 종합에너지기업으로 변모하겠다는 의지를 엿볼 수 있다.
사실 도쿄가스가 불과 5년전에 발표했던 2020년 목표 사업포트폴리오는 단순히 가스사업, 해외사업, 기타사업(LNG판매, 발전사업 등)으로 구분돼 있었다.
이 시기까지만 하더라도 도쿄가스는 가스소매업을 중심으로, 발전 및 솔루션 사업은 비중이 낮은 기타사업으로 묶어 취급하는 등 여전히 도시가스회사의 색깔이 짙었음을 볼 수 있다.
하지만 국내 에너지시장 개혁과 탄소중립실현 등의 경영 환경이 변화하면서 전력소매사업, 국내외 신재생발전사업, 해외 천연가스 인프라사업, 국내 데일리라이프사업(배관, 전력기기판매 및 리스) 등 에너지 관련 서비스를 제공하는 종합에너지기업으로 탈바꿈하고 있다.
도쿄가스는 2050년 탄소중립을 실현하기 위해서 국내사업 뿐만 아니라 해외사업에서도 탄소감축에 노력하겠다고 천명했다.
도쿄가스의 탄소중립을 실현하기 위해 크게 △탄소배출제로 △탈탄소 기술 등을 활용한 탄소배출 상쇄라는 두 가지 방안을 제시했다.
이를 통해 2030년까지 2013년 대비 1000만톤의 CO₂를 감축하겠다는 목표다. 해당 목표는 일본 정부가 UN에 제출한 자발적감축목표(INDC) 상의 2013년 대비 2030년 CO₂ 배출 26% 감축 목표보다 더 도전적인 수준이다.
탄소배출제로를 위해서 2050년까지 지속적으로 신재생발전 사업을 확대하고 그 활용도를 높인다는 계획이다. 또한 바이오가스, 메타네이션 등 가스에너지의 탈탄소 기술개발을 통해 2050년까지 전력과 난방부문에서 탈탄소를 실현할 예정이다.
탈탄소 기술 등을 활용한 탄소배출 상쇄에서는 먼저 천연가스의 효율적인 사용을 최우선으로 내놓았다.
신재생에너지의 출력 변동성 문제를 천연가스가 보충하면서 천연가스를 효율적으로 사용해 에너지 효율을 높인다는 계획이다.
또한 탄소포집 및 활용(CCUS) 기술을 통해 탄소배출량을 상쇄시키고, 해외에서 또한 탄소배출 상쇄활동을 넓혀 나가겠다고 밝혔다.
도쿄가스는 탄소중립을 실현하기 위한 방안으로 신재생에너지 투자를 이어가고 있으며, 2020년 말 기준 1.356GW 수준의 신재생발전을 2030년까지 5GW로 확대할 계획이다.
도쿄가스는 지난 2020년 6월 미국 텍사스 태양광발전프로젝트(0.63MW)를 Hecate Energy로부터 인수했다. 2020년 8월에는 일본 지바현 타카오에 위치한 약 126MW 용량의 우드팰릿 바이오발전사업인 Fushiki Manyofuto Biomass Power GK와 Ichihara Yawatafuto Biomass Power GK를 인수한 바 있다.
이 같이 현재까지 해외는 미국에서 태양광발전, 일본에서는 우드팰릿 바이오발전을 중심으로 투자해왔으나, 향후에는 풍력발전분야의 투자도 늘릴 방침이다.
올해 4월 5일, 도쿄가스는 카시마 해상 풍력발전 프로젝트 개발을 가속화한다고 공식 발표했다. 이바라키현 카시마항구 인근 바다에서 진행될 이 해상풍력발전 프로젝트는 Tokyo Gas, Wind Power Group, Vena Energy Holdings의 합작 프로젝트로 규모는 159.6MW이며 2024년 건설 예정이다.
또한 지난 2020년 11월에는 지바현의 해상풍력발전 프로젝트를 위해 Northland Power, Shizen Energy와 함께 합작법인에 투자한 바 있다.
해외에서도 풍력발전 투자 확대를 지속하고 있다. 2020년 5월에는 미국 Principle Power에 투자했다. 이 회사는 해양 부유시스템기술 보유 및 풍력발전에 필요한 기술력을 갖춘 기업으로 도쿄가스의 풍력발전 사업 확대를 위한 전략적 투자로 볼 수 있다.
도쿄가스가 Net-zero 2050 달성을 위해 중점적으로 개발하고 있는 탈탄소 기술은 수소관련 기술과 이산화탄소 처리기술이다.
먼저 수소를 탄소중립을 위한 중요한 에너지원으로 인식하고 있기 때문에 연료전지 개발을 통해 장시간 습득한 기술과 지식들을 활용해 수소생산비용을 감축할 계획이다. 또한 메타네이션 적용 기술을 포함해 수전해를 통해 수소를 생산하는 비용을 감축하고자 한다. 앞서 2017년 4월 일본 정부는 ‘수소 기본전략’을 발표해 ‘수소사회’ 진입을 위한 청사진을 내놓았다.
도쿄가스는 일본 정부의 목표에 부합하도록 2030년 수소 생산비용을 입방미터 당 30엔까지 낮추고자 한다. 이를 위해 2021년 4월에는 내부적으로 전담 조직을 구성했다.
도쿄가스는 수소관련 기술과 함께 이산화탄소 처리기술개발에 공을 들이고 있다. CCUS기술을 개발해 최종소비자단에서 기술을 적용할 계획이며, 2023년경에 상업화를 목표로 한다.
또 다른 이산화탄소 처리기술은 마이크로버블(microbubble) 기술이다. 마이크로버블은 이산화탄소를 거품으로 만드는 기술로 이산화탄소를 고압으로 지하저장에 효율적으로 저장 가능하다는 이점이 있다.
이와 관련 연구기관 RITE와 공동으로 마이크로버블 기술을 개발 중이며, 일본과 해외에서 실증 중에 있다.
도쿄가스는 기존 LNG 사업을 여전히 그룹의 핵심사업으로 인식하고 있으며, LNG 사용에 따른 탄소배출 감축을 위해 CNL(Carbon Neutral LNG)를 도입하는 등의 노력을 기울이고 있다.
CNL은 LNG 생산 단계에서 발생하는 이산화탄소를 친환경사업 등을 통해 탄소크레딧을 획득함으로서 이산화탄소를 상쇄(Carbon Offsetting)한 LNG를 의미하며, 도쿄가스는 지난 2019년 업계최초로 Shell로부터 CNL 1카고를 도입했다.
뿐만 아니라 도쿄가스는 2020년 10월 탄소중립 도시가스를 도쿄에 위치한 Hotel New Otani의 열병합발전시스템에 공급하는 등 탄소중립 천연가스 공급 확대에 힘쓰고 있다. 또한 탄소중립 LNG 확대를 위한 전담조직도 조만간 설립할 계획이다.
▶ 다이가스(오사카가스)
다이가스(오사카가스)는 1987년에 설립했고, 2020년 매출액 약 13조 7000억원 수준의 일본의 대표적인 도시가스기업이다.
주요사업으로는 국내외 가스 및 전력 도소매사업, 해외 자원개발 사업과 그 외 국내 부동산, 정보서비스, 신소재관련 사업을 영위하고 있다.
다이가스 그룹은 2018년 3월에는 급변하는 경영환경에 혁신과 역동성있게 대응하기 위해 사명을 오사카가스에서 다이가스로 변경했다. 다이가스는 2017년 3월에 2030년 장기경영비전과 중기경영계획을 발표했다.
최근 경영환경 변화에 따라 2021년 3월에 중기경영계획을 업데이트 했으나, 장기경영비전은 그대로 유지하고 있다.
장기경영비전에는 ‘장벽을 넘어 앞으로 나아가자(Going Forward Beyond Borders)’는 캐치프레이즈를 내걸고, 고객 기대와 사업장벽을 뛰어넘어 지역사회와 고객의 발전에 기여한다는 목표를 내세웠다. 이를 달성하기 위해 3가지 가이드라인 기준을 수립했다.
△서비스 우선 철학을 기본으로 삼아 최대한 많은 고객에게 고품질의 서비스를 제공한다 △ 직원들은 혁신적인 사고로 도전하며 전문성을 유지한다 △투자자, 기업파트너, 직원, 지역사회에 신뢰받는 기업이 된다가 그것이다.
다이가스는 국내 에너지시장의 경쟁이 심화됨에 따라 해외에서 기업의 성장 동력을 확보할 계획이다.
다이가스의 2017년 국내사업의 수익은 해외사업 수익의 20배로 큰 격차를 보이고 있으나, 점차 해외사업 비중확대를 통해 2030년에는 해외사업 수익의 비중을 국내사업 수익의 절반까지 끌어올릴 계획이다. 이를 통해 수익을 3배 증가시켜 2030년 목표 수익을 약 1조 8000억원으로 설정했다.
다이가스는 장기비전을 실현하기 위해 과거 도시가스 공급자라는 개념을 넘어서 전력판매, LPG판매, 연료전지의 등을 판매하는 에너지 마케터로서 에너지 및 일상 생활관련 서비스를 제공한다는 전략이다. 먼저 가스사업부문에서는 일본과 해외에서 소매 에너지서비스를 확대하고, 가스발전과 LNG 터미널운영 및 트레이딩 사업을 강화하겠다고 밝혔다.
전력사업부문에서는 신재생발전을 포함해 2030년까지 9GW 공급규모를 갖춘다는 계획이다. 또한 해외사업에서는 미국의 Freeport LNG 등을 포함해 LNG 밸류체인 확대를 통해 시너지를 극대화 시키고, 국내에서는 기존 LBS(부동산, 신소재, 정보시스템) 사업을 확대하고, 에너지관리서비스, 수처리 등의 신규 사업을 개발할 계획이다.
2021년 3월 새롭게 업데이트한 다이가스의 중기경영계획에는 ‘지속가능한 미래를 위한 가치창조’라는 문구가 추가됐고 2050년 탄소중립을 위한 기본 로드맵들이 포함됐다.
다이가스는 2050년까지 탄소중립 목표를 달성하기 위한 방안으로 메타네이션 기술을 중심으로 탈탄소 도시가스를 공급하겠다는 계획이다.
2030년까지 메타네이션 기술을 상용화하고, 탈탄소 도시가스를 기존 도시가스 파이프라인 네트워크를 통해 주입하겠다는 것이다. 또한 신재생발전 확대로 탈탄소 전력을 생산 및 판매할 계획이다.
탈탄소 기술개발을 통해 이산화탄소 배출 감축에 기여함과 동시에 단기적으로는 국내외에서 LNG보다 탄소배출이 많은 에너지원을 LNG로 전환하는데 힘쓴다는 방침이다.
좀 더 구체적으로 다이가스의 2050년까지 국내외 신재생 발전설비 5GW를 확보하고, 일본 내 발전사업 포트폴리오의 50%를 신재생으로 채울 계획이다. 이를 통해 2050년까지 연간 이산화탄소 1000만톤을 감축하겠다는 목표다.
Net-zero 2050을 달성하기 위해 다이가스는 현재 1GW 수준인 국내외 신재생발전 용량을 2024년 3월까지 2.5GW, 2031년 3월까지 5GW까지 확대할 계획이다. 특히 해상 풍력발전과 지열발전 등에 투자 확대를 밝혔다.
다이가스는 지난 2020년에 미국 태양광기업인 SolAmerica Energy에 투자한 바 있으며, 향후에도 미국과 태국에서 중소규모의 태양광 사업에 투자를 확대할 계획이다.
다이가스는 2050년 탄소중립을 위해 메타네이션을 가장 핵심적인 기술로 보고 있으며, 2030년까지 메타네이션 기술을 상용화하기 위해 수소, 바이오가스, 탄소중립에너지, 탄소활용 등과 관련된 파트너들과 적극적인 협력을 이어갈 계획이다.
다이가스가 개발 중인 메타네이션 기술은 SOEC 공전해 기술을 통해 배기열을 효율적으로 활용해 탄소중립 메탄의 전환효율을 90% 수준으로 높인다.
다이가스가 개발 중인 또 하나의 메타네이션 기술은 음식물쓰레기를 활용한 바이오메타네이션 기술이다.
바이오메타네이션은 음식물쓰레기를 이용해 바이오가스를 만들고 바이오가스와 그린수소를 메탄화반응기에 넣어 탄소중립메탄을 만드는 기술이다.
다이가스는 바이오메타네이션 기술을 2025년에 개최예정인 ‘오사카-간사이 엑스포2025’에서 선보일 계획이다.
다이가스는 지난 2012년부터 바이오가스분야에 관심을 가지고 참여하고 있으며, 2017년에는 태국의 농업기업 ABC와 합작으로 바이오가스 파일럿 프로젝트를 시작했고, 향후 동남아시아 시장을 타깃으로 바이오가스 사업을 확장할 계획이다.
다이가스는 호주와 미국 등 에너지 자원국에서 탄소포집저장 및 활용(CCS,CCUS) 뿐만 아니라 수소 생산 및 조달과 관련된 조인트 프로젝트를 개발할 예정이다. 그린 암모니아의 조달의 타당성 조사도 진행할 계획이다.
▶ 도호가스
도호가스는 1922년 설립됐다. 일본의 아이치현, 미에현, 기에현 인근을 중심으로 성장한 일본의 3대 도시가스 기업 중 하나이다. 2020년 매출액은 약 4조 3000억원 수준으로 도쿄가스와 다이가스보다는 기업규모가 작은 편이다.
도호가스의 주요사업은 천연가스, LPG 및 전력 판매업이나, 그 외에도 화학, 생활전자기기 판매, 수처리, 부동산 등의 다양한 사업을 영위하고 있다.
도호가스는 지난 2013년 장기경영비전을 발표했으며, 최근 변화된 경영환경을 반영해 장기경영비전을 수립 중에 있다.
2018년 말에 수립한 중기경영계획이 가장 최근 발표된 도호가스의 전략보고서이며, 해당 보고서에 따르면 도호가스의 3대 전략은 △도시가스사업 성장 △종합에너지 공급자로 발전 △신규 사업영역이다.
현재 도호가스는 장기경영비전을 수립 중에 있기 때문에 Net-zero 2050년과 관련된 전략방향이 아직 구체화되지 않은 것으로 보인다.
다만 기업의 ESG 활동의 일환으로 탄소배출 감소를 위해 LNG 벙커링, LNG 탱크로리 등을 활용해 LNG보다 탄소배출이 많은 연료 전환에 힘쓸 방침이다.
또 수소공급 인프라 확충을 통해 수송용 수소공급을 확대하고, 고효율 연료전지 보급을 확대할 예정이다. 또한 산림조성 및 보호 사업도 지속적으로 추진할 계획이다.
도호가스는 토요타자동차의 본고장인 토요타시티 인근에서 도시가스사업 등을 영위하고 있었기 때문에 타 도시가스사보다 앞서 수소충전소 사업을 운영하고 있다.
도호가스는 2015년부터 수소충전소 사업을 시작했고 현재 5개의 수소충전소 건설 및 운영하고 있다. 또한 도호가스는 산업용 수소 운송에 관한 연구도 지속적으로 수행하고 있으며, 주부지역 수소 활용연구그룹에서 도요타자동차 등과 함께 수소 공급망 구축 및 수소 대규모 활용 방안 등을 연구하고 있다.
도호가스는 현재 5개 지역에서 2.7MW 규모의 소규모 태양광발전소를 운영 중에 있다. 2020년 4월에는 과거 도호가스 공장으로 사용했던 부지에 1.4MW 태양광 발전소 건설한 바 있다.
2022년 3월까지 태양광, 바이오메스 발전소를 추가로 운영할 계획이며, 향후 풍력과 소규모 수력발전 사업도 계획 중에 있다.
시사점
지금까지 일본의 3대 도시가스기업인 도쿄가스, 다이가스, 도호가스의 Net-zero 달성방안과 대응전략을 살펴봤다.
세 기업의 전략은 각 기업의 특성에 맞게 비슷하면서도 차이점을 보이고 있다. Net-zero 2050은 더 이상 피할 수 없는 전세계의 지상과제다.
국내에서도 이에 대한 논의가 활발하게 이뤄지고 있으며, 발전부문과 산업부문은 다양한 전략 및 계획 등을 수립하고 추진하고 있다. 이에 비해 도시가스부문은 Net-zero 2050에 대한 준비가 뒤쳐진 것으로 보인다.
그만큼 도시가스부문의 탄소중립실현이 어렵다는 것을 반증하고 있는지도 모르겠다. 향후 전 세계적으로 탄소중립에 대한 요구가 점차 높아질 것으로 전망된다.
이에 따라 도시가스부문의 에너지전환도 예상보다 빨라질 가능성도 배제할 수 없다. 지금부터라도 다양한 이해관계자들이 모여 도시가스부문의 비용효율적인 탄소중립전략과 실현방안 등을 논의하고 개별 기업들도 각 기업의 특성에 맞는 전략들을 수립해야 할 것이다.