현지시간으로 2024년 2월 29일, 월스트리트저널이 지열 에너지 발전에 대하여 보도했다. 미국 에너지업계가 셰일오일 탐사, 시추를 위해 발전시킨 시추 기술을 이용하여 지열 발전에 투자하기 시작했다는 소식이다. 최근 셰브런, BP (브리티시페트롤리엄), 데본에너지 등 메이저 에너지 업체들이 지열에너지 스타트업 및 프로젝트에 수척원대의 자금을 쏟아붓고 있다고 한다.
배경
최근 지열에너지 스타트업인 퍼보 에너지가 데본에너지와 사모펀드로부터 3,000억원에 달하는 투자금을 모집했다. BP는 캐나다의 지열에너지 스타트업 이버테크널러지에 2,400억원을 투자했다. 체서피크 에너지도 지열에너지 스타트업 세이지 지오시스템즈의 초기 투자자로 참여했다고 한다.
이렇듯 최근 에너지 업계에서는 지열에너지 스타트업 및 관련 프로젝트에 많은 자금을 투자하고 있다.
지열발전이란?
땅속 깊은 곳에 있는 지열의 힘을 이용하여 전기를 생산하는 발전 방법이다. 기존에는 초기 사업비가 높고 발전량이 적어서 사장된 발전 방법이었으나, 셰일오일을 개발하면서 얻게된 시추 기술 덕분에 최근들어 다시 각광받기 시작한 발전 방법이다.
지열에너지 발전의 가장 큰 장점은 한번 가동하기 시작하면 친환경적이라는 것이다. 마그마로 물을 끓여서 터빈을 돌리는 방식이므로 무언가 태워서 나오는 매연 같은 것도 없고 유지 보수도 간단하다. 따라서 아이슬란드같이 화산지대가 많은 지역에서는 지열 발전이 용이하여 전기가 남아돈다고 한다.
단점은 발전량을 충족시킬만큼 화산 운동이 활발하면서도 충분히 안전한 지역이 별로 없다는 것이다. 이런 단점을 극복하기 위해 최근 미국과 같은 선진국에서 주목하고 있는 것이 바로 EGS (Enhanced Geothermal System)이다.
지열발전을 위해서는 3가지 조건이 필요하다
1. 땅 속의 뜨거운 열원까지 접근해야한다: 화산지대에서는 1km 정도만 시추해도 뜨거운 지열원이 존재한다
2. 지열원의 열을 운반해줄 매개체 (지열유체)가 필요하다: 온천수와 같은 유체가 매개체가 된다
3. 그런 매개체가 존재할 수 있는 저류구조가 필요하다.
기존에는 저 3가지 조건이 자연적으로 형성된 화산지대에서만 지열발전이 가능했다면, EGS는 저 조건을 인위적으로 만들어내는 것에 핵심이 있다.
EGS (Enhanced Geothermal System)
EGS는 인공저류층생성기술이라고도 불린다. 셰일오일을 개발하면서 얻은 시추 기술 덕분에 가능해진 방식이다. 간단하게 설명하면 다음과 같은 과정을 거치게 된다.
1. 충분한 온도에 도달할 때까지 시추 공을 파고 내려간다.
2. 그 지역을 수압파쇄하여 물을 주입한다.
3. 지열로 인해 끓여진 물을 끌어올려 터빈을 돌린다.
기존에는 이론적으로만 가능하다고 생각된 기술이었지만, 2023-07-18 미국 기후테크 스타트업인 퍼보에너지가 네바다에서 30일간의 EGS 지열 에너지 발전에 성공함으로써 가능한 기술임을 입증하였다.
이 기술 덕분에 지열발전이 화산지대가 아닌 지역에서도 충분히 가능한 기술이 되었다.
우리나라의 평균 지온증가율은 땅속 1km마다 25.1℃라고 하고, 포항 등 일부 지역에서는 km당 40℃가 넘는다고 한다. 지온증가율이 높을 수록 조금만 시추하더라도 필요한 만큼의 온도를 얻을 수 있기 때문에 이런 지역이 우선 개발지역이 될 것이다.
바이너리사이클 지열 발전 (Binary cycle 지열 발전)
글 뒤쪽에 바이너리사이클 지열 발전이라는 용어가 나오기 때문에 미리 짚고 넘어가자.
지열 발전 방식은 전통적으로 건증기 (dry steam), 플래시증기 (flash steam) 그리고 바이너리 사이클 (biinary cycle) 세 가지로 나뉜다고 한다.
지하에서 얻은 것이 건증기이면 dry steam 방식으로 터빈을 돌린다. 증기가 아니라 고온수를 얻게 되면, 이것을 팽창시켜 증기로 만든 뒤 터빈을 돌리는 것이 flash steam이다. 한편, 만약 온도가 150도 가량인 중온수를 얻게 되면, 이 것을 팽창시켜도 경제성이 확보될만한 양의 증기를 얻기 힘들다고 한다. 이럴 때 물보다 낮은 온도에서 증기가 되는 다른 작동유체를 이용하여 터빈을 돌리는 것이 binary 방식이다.
즉 뜨거운 물은 순환할뿐 직접적으로 터빈을 돌리지 않고,
터빈을 돌리는 것은 열교환기에서 뜨거운 물로부터 열을 얻은 다른 유체이다.
직접 돌리는 것보다 한 단계 더 거치게 되지만, 상대적으로 저온의 물로도 터빈을 돌릴 수 있어서 좋다고 한다.
Enhanced Geothermal System에서는 고온을 얻기 위해 땅을 파고 들어가야하므로, 상대적으로 덜 파도 되는 바이너리사이클 지열 발전이 더 유리하다.
지열발전을 주목해야하는 이유
친환경적이다
지열발전은 태양광이나 풍력산업보다 친환경적이다.
태양광 발전의 경우, 저밀도의 에너지원인 태양광을 이용하여 발전을 하기 때문에 충분한 발전량을 얻기 위해서 넓은 범위의 자연환경을 개간해야한다. 또한 태양열 패널을 생산하는데 오염물질이 심각하게 배출된다고 하며, 수명이 다한 폐 태양광 패널 또한 큰 문제가 되고 있다고 한다. 풍력 발전 또한 에너지 밀도가 낮다보니 넓은 범위의 자연에 영향을 끼칠 수밖에 없다. 바람길을 막다보니 철새와 박쥐 등을 멸종 위기로 몰아넣고 있다. 두 경우 날씨와 자연 환경의 영향을 많이 받다보니 필연적으로 백업할 수 있는 화력발전소가 필요하다는 점도 짚을 필요가 있다. 태양광과 풍력만으로는 화석 연료에서 독립할 수 없는 것이다.
에너지밀도가 높은 원자력발전은 이러한 단점은 없으나, 방사능에 대한 공포심 및 정치적인 문제로 투자가 제한적인 상황이다. 지열 발전은, 물론 수압 파쇄식의 환경 오염에 대한 논란도 있지만, 그 부분만 어떻게 해결된다고 하면 장기적으로는 이보다 친환경적인 발전법이 없다.
미국 에너지부의 에너지 어스샷
2022년 미국 에너지부 장관이 오는 2035년까지 지열에너지 비용을 90% 절감하여 Mwh 당 가격을 45달러까지 낮추겠다고 선언하였다. 또, 에너지 어스샷 (Energy Earthshot)이라는 기후대응 프로그램의 4번째 프로그램으로 지열발전 기술을 선정하기도 하였다. 에너지 어스샷에 포함된 또 다른 기술은 수소, 탄소저장, 에너지저장기술(ESS)이다. 에너지부는 지열발전 부문 우수사례 개발에 1억 6,500만 달러(약 2,280억원), 초당적 인프라법(BIL)을 통해 8,400만 달러(약 1,160억원) 규모의 예산을 배정하였다고 한다.
한편, 미국에너지부는 2024년 2월 13일, 지열시스템(EGS, enhanced geothermal systems)의 효율성과 확장성을 시연하기 위해 최대 6천만달러를 지원받는 3개 프로젝트를 선정했다고 발표하기도 하였다.
선정된 3개의 프로젝트는 다음과 같다.
- Chevron New Energies: 캘리포니아 북부 Sonoma County 근처의 지열에너지에 접근 예정
- Fervo Energy: 상업적 지열전력 생산이 없는 3 곳에서 최소 8 메가와트의 전력을 생산하는 것을 목적으로 함.
- Mazama Energy: 최초로 초고온의 EGS(375°C 이상의 온도)를 시연할 예정
국내 지열발전 특징주 및 관련주
지열발전은 아직 큰 테마를 형성한 적은 없다. 그렇지만 가끔씩 언급된 적이 있는데 그런 것들 몇 가지를 찾아보도록 하자.
지오릿에너지 270520 (상장주식수: 1억 3,062만 주, 시총: 3,435억원)
유통주식비율: 76.95%(10,051만 주, 2,643억원)
지오릿에너지 (구. 지엔원에너지)는 지열냉난방시스템과 연료전지사업의 설계 및 시공을 한다. 염호에서 지열발전기술을 이용하여 리튬을 추출하는 기술을 가지고 있어 리튬 관련주이기도 하다.
지오릿에너지는 지열시스템 관련 부품을 생산하는 업체는 아니고, 엔지니어링 회사이다.
최근 이슈
미국, 아르헨티나, 요르단, 터키 등에서 리튬직접추출(DLE) 사업을 진행 중인 엑스트라릿(Xtralit)의 최대주주에 오른다는 소식에 상승함
2023-04-04: (+29.92%, 702만주, 925억원)
미국 에너지부가 염수에서 리툼을 추출하는 기업에 직접 투자한다고 밝히면서 관련주로 상승
2023-08-09: (+17.06%, 1220만주, 1194억원)
최근 리튬 가격이 바닥을 찍었다는 분석, 리튬테마
2024-02-28: 2670원 (+14.84%, 2325만주, 616억원)
2024-02-29: 2630원 (+1.5%, 528만주, 140억원)
| 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 2022 | 2022/Q3 | 2022/Q4 | 2023/Q1 | 2023/Q2 | 2023/Q3 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 매출액 | 294 | 358 | 304 | 251 | 176 | 70 | 21 | 81 | 42 | 30 |
| 영업이익 | 16 | 32 | 11 | -11 | -31 | -8 | -26 | -9 | -22 | -21 |
| 영업이익률 | 5.27 | 8.96 | 3.72 | -4.46 | -17.84 | -11.09 | -126.38 | -11.59 | -52.63 | -68.97 |
| 당기순이익(지배) | 15 | 27 | -36 | -9 | -32 | -7 | -27 | 83 | -9 | -31 |
| 순이익률 | 4.96 | 7.55 | -11.88 | -3.70 | -18.49 | -10.37 | -133.63 | 102.29 | -21.66 | -103.46 |
| ROE(%) | 13.43 | 17.41 | -14.89 | -3.13 | -9.06 | -5.28 | -9.06 | NaN | NaN | NaN |
| 자산총계 | 193 | 241 | 358 | 363 | 661 | 367 | 661 | 924 | 1288 | 1243 |
| 부채총계 | 65 | 59 | 56 | 69 | 238 | 79 | 238 | 317 | 511 | 493 |
| 자본총계(지배) | 128 | 182 | 302 | 293 | 424 | 288 | 424 | 607 | 777 | 750 |
| 부채비율 | 50.32 | 32.54 | 18.44 | 23.63 | 56.13 | 27.41 | 56.13 | 52.28 | 65.69 | 65.69 |
| 자본유보율 | 846.09 | 1076.06 | 860.41 | 830.82 | 1039.01 | 814.85 | 1039.01 | 1416.38 | 1743.96 | 1669.89 |
2021년 적자 전환한 뒤로 적자폭을 늘려가고 있다.
최근 공시에 따르면 지오릿에너지의 2023년 매출은 204억원으로 전년대비 16.24% 상승하였으나,
영업이익은 -65억원으로 적자폭을 2배이상으로 늘렸고, 당기 순이익 또한 -50억 가까이 나온 상태이다.
최근에 리튬으로 상승을 하고 있다.
지열 발전으로 추가적으로 관심을 받으면서 더 상승할 가능성도 있다.
케일럼 258610 (상장주식수: 2,678만 주, 시총: 1,047억원)
유통주식비율: 57.03%(1,527만 주, 597억원)
케일럼은 항공기개조(P2F) 사업, 항공기 부품 제조, 항공ICT솔루션 판매를 하는 기업이다. 그 외에 지열발전과 관련된 열수기화기, 응축기, 배관 등의 지열발전설비와 화공/LNG플랜트와 관련된 열교환기, 타워 등의 화공/LNG설비를 제조한다. 또한 지열발전소 개발단계부터 프로젝트에 참여하여 컨설팅 업무도 수행하고 있다. 태화그룹 계열이다.
매출 구조는 다음과 같다.
| 사업부문 | 회사명 | 주요 사업 | 자산 | 부채 | 자본 | 매출 | 당기손익 |
| 지열발전설비 | (주)케일럼 | 열수기회기, 응축기, 배관 등 | 91,108 | 46,213 | 44,895 | 15,977 | (21,013) |
| 항공기 개조 | 항공기 개조 및 공급 | ||||||
| 스마트 커넥티비티 | (주)키위플러스 | 캐릭터 키즈폰 등 | 5,550 | 683 | 4,867 | 49,560 | (236) |
| 항공부품 | 하나아이티엠(주) | 항공기 부품 제조 등 | 28,411 | 19,658 | 8,752 | 11,950 | (2,489) |
| 전기차 충전 | (주)케일럼엠 | 충전시스템 설치, 충전서비스 | 2,126 | 10,931 | (8,805) | 139 | (8,835) |
케일럼의 경우 바이너리사이클 지열발전소 방식의 설비를 제작하는데 특화되어있다고하며,
열수기화기 및 응축기의 시장점유율 또한 글로벌하게 높다고 한다.
최근 이슈
태화그룹이 케일럼을 통해 상속세 재원을 마련할 것이라는 분석 기사가 있었다.
케일럼의 최대주주인 그린테크시스템은 최 회장의 장녀 최연지가 55% 차녀 최소희가 45%의 지분을 보유하고 있다고 함.
2023-06-27: (+24.69%, 126만주, 48억원)
케일럼 대표이사 본인상 부고가 뜬 것 외에 추가 소식 없음
2023-10-27: (+25.88%, 228만주, 80억원)
| 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 2022 | 2022/Q3 | 2022/Q4 | 2023/Q1 | 2023/Q2 | 2023/Q3 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 매출액 | 235 | 205 | 115 | 529 | 860 | 77 | 223 | 399 | 265 | 107 |
| 영업이익 | 21 | 6 | -31 | -65 | -35 | -18 | 1 | -22 | -36 | -13 |
| 영업이익률 | 8.80 | 2.75 | -26.68 | -12.19 | -4.12 | -23.85 | 0.25 | -5.45 | -13.56 | -11.80 |
| 당기순이익(지배) | 28 | -12 | -79 | -224 | -177 | 4 | -149 | -28 | -112 | -102 |
| 순이익률 | 11.95 | -5.82 | -76.41 | -47.41 | -25.21 | 2.58 | -83.44 | -6.98 | -46.34 | -96.45 |
| ROE(%) | NaN | -4.14 | -20.49 | -45.81 | -32.68 | -13.77 | -32.68 | -30.12 | -47.32 | -70.55 |
| 자산총계 | 539 | 486 | 1340 | 944 | 1289 | 1157 | 1289 | 1270 | 1232 | 1095 |
| 부채총계 | 291 | 155 | 734 | 312 | 674 | 367 | 674 | 684 | 670 | 635 |
| 자본총계(지배) | 242 | 331 | 444 | 535 | 551 | 697 | 551 | 522 | 509 | 409 |
| 부채비율 | 117.73 | 46.90 | 120.95 | 49.43 | 109.55 | 46.38 | 109.55 | 116.83 | 119.40 | 138.31 |
| 자본유보율 | 516.37 | 554.19 | 503.03 | 466.13 | 383.77 | 517.23 | 383.77 | 357.45 | 268.57 | 193.70 |
| PER(배) | 10.50 | NaN | NaN | NaN | NaN | NaN | NaN | NaN | NaN | NaN |
| S-RIM | NaN | -1236 | -5483 | -11725 | -7093 | -3781 | -7093 | -6193 | -7844 | -9397 |
영업이익이 들쭉날쭉하다. 그래도 2020년 이후로 매년 매출액은 증가하고 있다. 영업 손실률도 조금씩 줄이고 있었는데 최근 공시를 보면 매출액은 845억으로 1.6% 감소하였고, 영업손실은 123억으로 적자폭이 크게 늘었다. 당기 순손실 또한 460억으로 적자가 크게 났다. 주요 항공사업 중단과 관련기업 회생에 따른 대규모 손상인식, 전기차 충전사업 중단영업손실, 방산사업 채권대손 발생 등으로 이렇게 되었다고 한다.
한편, 케일럼은 최근 한미그룹 오너가의 분쟁 소송과 관련하여 주목받고 있는 모습이다.
한미약품 임종윤 사장이 제기한 한미사이언스 신주발행금지가처분 소송에 케일럼엠이 원고측 공동소송적 '보조참가자'로 등록했다는 소식이 있었다. 케일럼엠을 이끄는 최연지 대표가 당사자로 명시되어 있다고 한다. 케일럼엠과 한미그룹 간 외부에 알려진 관계는 명확치 않다고 하며, 케일럼엠의 100% 지분을 가진 케일럼이 한미사이언스 주식 단 '1주'를 보유하고 있다고만 전해질 뿐이라고 한다. 한편, 케일럼엠은 사업 재편과정에서 지난해 말에 제3자에게 매각됐다고 한다. 아직 사업보고서가 안 나와서 확인은 어렵지만 뉴스 기사에서 이렇게 나오고 있다.
케일럼의 경우 지난 해 말 사업 변동이 좀 많은 듯해서, 2023년 사업 보고서 나오는 것을 좀 보고 싶다.
결론
미국에서는 Enhanced Geothermal System에 대한 투자가 본격적으로 이루어지고 있는 반면에, 우리나라에서는 외면되고 있는 실정이다. 관련해서 투자한다면 그나마 직접적인 관련이 있는 것은 바이너리사이클 지열발전 관련하여 열수 기화기 및 응축기를 개발, 제조, 판매하는 케일럼이 관련 있어보인다.
다만 케일럼은 다른 이슈로 복잡하고, 숫자가 잘 찍히는 종목은 아니라서 아쉽다. 다만 주요 항공사업 중단과 관련기업 회생에 따른 대규모 손상인식, 전기차 충전사업 중단 등으로 금번에 실적이 영 좋지 않았는데 이번에 빅배스를 하고 앞으로 사업을 정상화시키려는 건지 한번 나중에 사업보고서를 읽어봐야겠다.