(리포트 뜯어보기) 정유/화학/신소재: 뼛속보다 잇속 Vol.1

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안녕하세요. 케이입니다.

방문해 주셔서 감사합니다.😊

 

이베스트투자증권 이안나입니다. 뼛속시리즈에 이어 뼛속보다 잇속을 기획하게 되었습니다. 뼛속시리즈가 ‘기술서’의 역할을 한다면, 뼛속보다 잇속은 제 섹터에 대한 ‘View’와 ‘투자아이디어’를 공유하는 일종의 ‘전략서’입니다. 

이렇게 밝히시며 새로운 시리즈를 내놓으셨네요. 어떤 아이디어를 얻을 수 있을까요?

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Pure Chemical  - 상반기 내 비중 축소 전략 유지

2022 년 공급 과잉 가능성으로 주가 업사이드 제한적 
대부분 석유화학기업들의 2분기 실적은 어닝 서프라이즈를 기록할 것으로 예상된다. 그럼에도 불구하고, 상반기 내 비중 축소 전략을 유지하는 이유는 2분기 실적을 Peak로 분기별 실적 우하향 및 2022년 공급 과잉이 예상되기 때문이다. 

 

어닝 서프라이즈 (Earming Surprise)
시장의 예상치를 훨씬 상회하는 실적 발표.

Peak (피크)
어떤 일의 정도나 진행이나 활동 등이 가장 강렬해지거나 고조된 상태. 절정. 정점(頂點).

[그림29]에서 볼 수 있듯이, 글로벌 에틸렌 대규모 증설이 2020~2022년 사이에 예정되어 있으며 코로나19에도 불구, 스케줄은 지연되지 않고 있다. 석유화학 기업 대부분이 생산하는 PE, PP의 경우, 하반기 증설 설비 가동을 앞두고 있어 판가 하락 압력이 지속되고 있다. 또한 높은 물류비용으로 인하여 수요까지 둔화되면서 스프레드 축소가 이어지고 있다. 

 

에틸렌 (ethylene, 에텐, ethene)
가장 간단한 구조를 가진 에틸렌계 탄화수소의 하나이다. 주로 다른 화합물 합성의 원료로 사용된다.

PE (polyethylene, 폴리에틸렌)
열가소성 플라스틱의 하나로 가볍고 유연하며, 왁스와 같은 느낌이 난다. 공업 재료부터 일용 잡화까지, 생활의 구석구석에서 사용되고 있는 범용 플라스틱으로, 병·포장재·전기절연체로 많이 사용된다. 석유화학공업의 인기품으로, 범용 플라스틱의 대표적인 존재로 각광을 받게 되었다.

PP (polypropylene, 폴리프로필렌)
폴리에틸렌과 같이 석유에서 얻어진 프로필렌을 치글러-나타 촉매로 중합시킨 것으로, 저압법 폴리에틸렌과 같은 방법으로 만들어진다. 탄소와 수소로만 이루어진 안정된 PP는 환경단체 그린피스가 환경호르몬으로부터 자유롭고 재활용이 가능해 '미래의 자원'으로도 분류한 바 있다.

폴리프로필렌은 폴리에틸렌 분자 사슬의 탄소에 하나씩 걸러 메틸기(CH₃)가 붙은 것이며, 규칙적으로 짧은 가지가 달린 형태를 하고 있다. 폴리프로필렌 필름은 폴리에틸렌 필름보다 투명도가 높고 약간 경질이다. 또 성형용으로도 많이 사용되며 병 용기 등이 만들어진다. 비중은 0.92로서 현재 있는 플라스틱 중에 가장 가벼우며, 용해 온도도 135∼160℃로 높고, 그 응용범위도 넓다. 그러나 착색하기 힘든 것과 열이나 빛에 조금 약하다는 것이 결점이다.

스프레드 (spread, 차액, 차이)

PVC 등 일부 공급 부담이 적은 제품들도 있지만 대부분 4분기 신규 증설 설비 가동이 시작될 것이다. 이에 제품 판가 하락 압력 지속으로 인한 스프레드 축소로 분기별 실적 우하향이 예상된다. 또한 2021년에 이어 2022년에도 증설 순증이 수요 순증을 초과할 것으로 예상되어 2022년 공급 과잉 가능성이 높다. 

 

PVC (Polyvinyl chloride, 폴리염화 비닐) 
열가소성 플라스틱의 하나로 강하고, 색을 내기 쉽고, 단단하거나 유연하고, 잘 마모되지 않는다. 열에는 약하다. 인조 가죽·레코드판·포장재·파이프·전기절연체·바닥재에 사용한다. 비닐이라는 명칭으로 가장 오래전부터 애용되어온 플라스틱이다. 시트·핸드백·말랑말랑한 인형 등의 부드러운 것에서부터 물받이·수도관 등 단단한 것에 이르기까지 여러 가지가 만들어지고 있다.

따라서 2분기, 길어야 3분기 호실적 기대감만으로는 주가 업사이드가 제한적이라는 판단이다. 

 

 

Propylene (프로필렌, Propene, 프로펜)
불포화 탄화수소 화합물의 일종이다. 화학식은 C₃H₆이다.

프로펜은 보통 두가지 방법으로 만들어진다. 휘발유를 만드는 크래킹 과정에서 부산물로 생성되며, 수증기 분해(Steam Cracking)로 에틸렌을 만드는 과정에서 부산물로 생성되기도 한다.

프로펜은 여러 다른 화합물을 생성하는 원료로 많이 이용된다. 열가소성 수지중 하나인 폴리프로필렌, 아크릴 섬유의 원료로 사용되는 아크릴로니트릴, 폴리우레탄 수지의 원료로 쓰이는 산화프로필렌, PVC 가소제로 사용되는 옥소알코올, 에폭시 수지와 폴리카보네이트의 원료인 쿠멘, 용매로 사용되는 이소프로필 알코올 등을 만드는 데 사용된다.

BD (Butadiene)
에틸렌 공장에서 생산된 Mixed C4로부터 1,3-Butadiene를 추출하여 제조합니다. 독특한 냄새를 지닌 무색의 기체이며 주로 합성고무(BR, SBR, SBL 등), 합성수지(ABS 등)의 원료로 사용된다.

Benzene (BZ, 벤젠)
무색 또는 엷은 황색을 띄며 특유의 달콤한 냄새가 있는 휘발성 액체이다. 화학 공정에서 중요한 용매로 사용되며, 다양한 제품의 원료로 활용되는 대표적인 방향족 기초제품이다.

Toluene (톨루엔, TL)
인화성이 크며 특유의 달콤한 냄새를 지닌 무색의 액체이다. 벤젠의 메틸치환체로 BTX 공정을 통해 분리 생산한다.

Xylene (자일렌, 크실렌)
벤젠 고리에 메틸기 2개가 결합하고 있는 구조의 방향족 탄화수소이다. 자일렌은 달콤한 냄새가 나고 가연성이 매우 높은 무색의 액체이다. 오쏘자일렌(ortho-xylene), 메타자일렌(meta-xylene), 파라자일렌(para-xylene) 등 3개의 이성질체가 있다.

 

 

LLDPE (Linear Low-density Polyethylene, 선형 저밀도 폴리에틸렌)
활용범위가 넓어 가공 분야뿐 아니라 일상 생활에서도 다양하게 사용된다. 저압 중합방식을 통해 생산되며, 선형 중합체 사슬과 단쇄분지 구조를 갖는 특징이 있다. 농업용/공업용 필름, 가정용품 뚜껑, 포장필름, 전선용 Base Resin, 물탱크 등에 사용된다.

LDPE (Low-density Polyethylene, 저밀도 폴리에틸렌)
고압 중합방식으로 에틸렌을 중합하여 제조한다. 장쇄분지가 많은 특징이 있으며, 유연성과 투명성이 뛰어나다.
주방용기 뚜껑, 인조 잔디, 종이 코팅, 타포린 코팅, 연포장 코팅 등에 사용된다.

HDPE (High-density Polyethylene, 고밀도 폴리에틸렌)
에틸렌을 중합하여 제조하는 열가소성 수지로서 저압 중합방식을 통해 생산되며, 선형 중합체 사슬을 갖는 특징이 있다. 팔레트, 일반용기, 연료탱크, 파이프, 포장필름 등에 사용된다.

EDC (Ethylene Dichloride, 염화에틸렌)
염소와 에틸렌을 반응시켜 만드는 무색 유상의 액체로, VCM이나 각종 용제의 원료로 사용된다.

VCM (Vinyl Chloride Monomer, 염화비닐)
EDC의 열분해로 생성되는 무색의 기체인 VCM은 주로 PVC의 원료로 사용된다.

 

 

ABS 수지 (ABS resin, acrylonitrile butadiene styrene copolymer)
아크릴로나이트릴, 뷰타다이엔, 스타이렌의 세 가지 성분으로 이뤄진 스타이렌 수지이다. ABS수지는 내충격성, 내약품성, 내후성 등이 뛰어나고, 특히 사출 성형, 압출 성형 등의 성형성과 착색 등 2차 가공성이 우수하다. 자동차 부품·헬멧·전기기기 부품·방적기계 부품 등 공업용품부터 완구, 가구, 스포츠 · 자동차 용품, 전자 기기 등 일상생활에 쓰이는 제품까지 다양하게 쓰인다.

AN (Acrylonitrile, 아크릴로니트릴)
프로필렌과 암모니아의 산화반응을 통하여 제조되는 아크릴로니트릴은 아크릴섬유 및 ABS/SAN 수지의 원료뿐 아니라, NB-Copolymer, 아크릴아마이드 등 다양한 분야에서 사용되고 있다.

SBR (Styrene Butadiene Rubber, 스티렌 부타디엔 고무)
Styrene과 Butadiene을 저온 유화 중합하여 제조한 합성고무 제품이다. SBR은 천연고무(NR)에 비해 품질이 균일하고 특히 내열성과 내마모성이 우수하며, 타이어, 신발, 산업용품 등의 재료로 널리 사용되고 있다.

Acetone (아세톤, Dimethyl ketone, 다이메틸 케톤, Propanone, 프로판온)
가장 간단한 형태의 케톤이다. 화학식은 CH₃COCH₃이며, 물, 알코올, 에테르 등 대부분의 용매와 잘 섞인다. 상온에서 휘발성이 강하므로 인화성이 크다. 특유의 냄새가 나고 무색이며, 물에 잘 녹을 뿐만 아니라 여러 탄소 화합물을 잘 녹인다. 용매, 매니큐어 제거제 등으로 쓰인다.

Phenol (페놀, carbolic acid, 석탄산)
페닐기에 하이드록시기가 결합한 방향족 화합물이다. 무색의 결정으로 휘발성이며 향긋한 냄새가 난다. 그 분자는 하이드록시기(-OH)와 결합된 페닐기 (-C₆H₅)로 구성되었다. 약산성을 띠지만, 화학 화상을 일으키는 경향 때문에 조심스러운 처리를 요구한다. 페놀은 콜타르에서 처음 추출되었지만, 오늘날 석유에서 대량으로 생산된다. 많은 물질들과 합성물의 전구체(precursor)로서 중요한 산업 물질이다. 주로 플라스틱 또는 플라스틱과 관련된 물질들로 변환된다. 페놀과 페놀의 화학적 파생물은 폴리카보네이트, 나일론, 세제, 제초제, 수많은 약들의 주요 성분이다.

PA (polyamide, 폴리아미드)
아미드 결합인 -CONH-로 연결된 중합체의 총칭이다. 폴리아마이드라고도 한다. 디아민과 2가산의 축합 중합으로 얻을 수 있다. 구성원으로는 지방족 폴리아미드, 방향족 폴리아미드, 지방족 고리 폴리아미드로 분류된다. 기모의 원단(운동복, 레깅스, 타이츠 등)을 만들 때 쓰이며 이와 비슷한 재질이자 스타킹의 대표적인 원료인 나일론도 역시 폴리아미드에 해당된다.

TDI (Toluene Diisocyanate, 톨루엔 디이소시아네이트)
방향족 디이소시아네이트류 화학 물질이다. 일반적인 제조공정은 디니트로톨루엔(DNT)의 수소화반응에 의해 생성된 톨루엔디아민(TDA)에 CDC(carbonyl dichloride)를 처리하여 제조한다. 톨루엔 디이소시아네이트는 일반적으로 폴리우레탄 제품의 원료에 사용된다.

 

 

PX (Para-Xylene, 파라자일렌)
무색 투명하며 방향성 냄새를 가지고 있는 휘발성 액체로서 혼합자일렌(MX)으로부터 흡 ∙ 탈착 공정을 통해 분리하여 생산한다. 폴리에스터 섬유, PET병, 필름 등의 원료인 테레프탈산(Terephthalic Acid) 제조에 사용된다.

TPA (Terephthalic acid, 테레프탈산)
원유로부터 정제된 파라자일렌(Para Xylene)을 주원료로 산화, 정제, 분리, 건조 공정을 거쳐 제조된 순백색 분말이다. 폴리에스터섬유, PET 수지, 필름 도료 및 엔지니어링 플라스틱 등의 주원료로 사용되며, 내열성, 내마모성, 절연성 등이 우수하여 각종 병류, 전기, 전자용품, 산업자재, 건축자재, 기계부품 등 여러 응용분야로 기술이 개발되고 있다.

OX (Ortho-Xylene, 오쏘자일렌)
자일렌 이성질체 중 비점이 높은 성질을 가지고 있다. 이러한 특성을 활용하여 혼합자일렌(MX)에서 증류법을 통해 분리하여 생산하며, 가소제의 원료인 무수프탈산, 무수말레인산, 솔벤트 용도로 주로 사용된다.

PA (Phthalic Anhydride, 무수프탈산)
플라스틱의 유연성을 넣는 첨가제인 가소제(DOP, dioxy phtalate)의 원료로 PVC(폴리염화비닐) 수지에 주로 적용한다.

2-EH (2-Ethyl Hexanol, 2-에틸헥사놀)
프로필렌에 일산화탄소와 수소를 반응시켜 제조되는 무색 투명한 액체로, 가소제, 용제, 세제, 아크릴레이트 원료 등에 사용된다.

PS (Polystyrene, 폴리스타이렌)
대표적인 열가소성 수지로서 가볍고 독성이 없으며 우수한 절연성을 지니고 있어 가장 널리 쓰이는 플라스틱 소재 중 하나이다. PS는 일반적으로 사용되는 GPPS(General purpose PS)와 GPPS의 단점인 충격강도를 보강한 HIPS(High Impact PS) 로 나눠지며, 일반 생활용품에서부터 가전제품에까지 다양한 분야에서 사용되고 있다.

EPS (Expandable Polystyrene, 발포폴리스티렌)
폴리스타이렌(Polystyrene)을 발포하여 만든 소재로서, 흔히 스티로폼으로 알려져 있다. 지름 1mm정도의 작은 구슬모양의 PS수지에 펜탄(Pentane)을 함침시켜 제조한다. 보통 흰색의 구슬모양으로 이루어져 있으며, 박스 내부의 충격흡수 소재나 포장용으로 널리 사용되고 넓은 판재형태로 건축 단열재로도 쓰이고 있다.

 

 

가성소다 (수산화 나트륨, NaOH)
물에 녹아 강염기성 수용액을 만든다. 식음료, 비누 등의 산업에서 널리 사용된다. 1998년에 세계적으로 4500만톤이 생산되었다. 화학 실험에서 가장 널리 사용되는 염기이다. 

질산 (窒酸, HNO₃)
무색의 액체로, 부식성과 발연성이 있는 대표적인 강산이다. 유기 화합물의 나이트로화에 쓰인다. 수용액 상에서 질산의 비율이 86%를 넘을 경우 발연질산(發煙窒酸)이라고 부른다.

스판덱스 (Spandex)
섬유산업에서 가장 고부가가치를 지닌 섬유로, '섬유의 반도체'로 불린다. 석유 화합물인 폴리우레탄이 주성분으로, 기존 고무줄에 비해 약 3배의 강도를 가진다. 원래 길이의 5~8배나 늘어날 수 있으며, 고무줄보다 가볍고 원래의 탄성을 유지하는 특성이 뛰어나다. 여성의 속옷이나 수영복, 스타킹, 유아용 종이 기저귀 등에 주로 사용되며 점점 그 수요가 급증하는 추세에 있다.

PTMEG (POLYTETRAMTHYLENE ETHER GLYCOL, 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜)
THF의 중합물로써 실온보다 높은 온도에서 무색 투명하고 점도가 있는 액체이다. 스판덱스 원료로 사용된다.

BDO (1-4-butanediol, 부탄다이올, 부탄디올)
부탄다이올 4종 중 하나. 용매로 사용되거나 탄성섬유 및 폴리우레탄 제조의 원료물질로도 사용된다. 스판덱스 원재료이다. 

 

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EV Battery  - 이번 수익률 승부수는 'LG에너지솔루션'이다 

LG 에너지솔루션 IPO 이전까지는 배터리 소재 중심 비중 확대! 
국내 EV 배터리 기업, 특히, LG에너지솔루션의 경우, 글로벌 1, 2위를 다투는 기술력을 보유하고 있다. 그럼에도 불구, 국내 배터리 기업에 대해 모멘텀 중심으로 Top Pick을 제시해왔다. 이는 산업 생태계 및 기술 방향성에 대한 주도권이 국내 배터리 기업들에게 있지 않기 때문이다. 

 

EV (electric vehicle)
순수 전기차로 가솔린·디젤 같은 화석연료 없이 오로지 전기에너지로만 구동되는 차량이다.

LG에너지솔루션
2020년 12월 LG화학에서 배터리 사업부문을 분할해서 설립한 기업이다.

모멘텀 (Momentum)
주가 상승 또는 하락 정도를 표현할 때 사용하는 용어로써, 주가 상승 또는 하락 추세(경향) 및 그 원동력을 표현할 때도 사용하는 용어이다.

5/25 콜라보 자료를 통해, EV 배터리 하반기 모멘텀은 ‘북미 현지 투자’임을 이야기했다. 다만, 이는 배터리 소재 기업, 특히, 양극재 기업들에게 유의미할 것이다. 배터리 셀 기업의 경우, LG에너지솔루션 IPO가 하반기에 예정되어 있다. 테슬라 AI데이(7월 말 예정) 이후 배터리 셀 기업에 대한 주가 상승 기대감이 있으나 셀보다는 배터리 소재 기업 중심 비중 확대가 의미 있다고 판단된다. 그리고 배터리 셀 기업은 LG에너지솔루션 중심으로 비중을 확대할 필요가 있다. 

 

배터리 소재
양극재, 음극재, 전해액, 분리막

양극재
리튬의 공급원으로써, 전지가 충전/방전 시 양극재의 결정격자로부터 리튬을 방출/흡수하여, 전지 내에 전기에너지를 저장/방출 가능하게 해 주는 주원료이다. 어떤 양극활 물질을 사용하느냐에 따라 배터리의 용량과 전압이 결정된다. 니켈을 많이 포함하면 용량이 증가, 음극과 양극의 전위차가 크면 전압이 증가한다.

IPO (Initial Public Offering, 기업공개)
기업 설립 후 처음으로 외부 투자자들한테 주식을 공개 매도하는 일을 말한다. 이미 소수의 대주주에 의해 장외시장에서는 주식이 거래되는 경우가 많기 때문에 실질적으로 다수의 소액주주한테 주식을 파는 것을 말한다.

물론, 삼성SDI의 경우, 하반기 미국 현지 공장 계획 구체화 및 미국 완성차와의 JV 가능성 등 여러 모멘텀이 존재한다. 또한 SK이노베이션의 경우에도 미국 내 규모를 빠르게 확대하고 있다. 그럼에도 불구, 배터리 셀에 대해 이러한 전략을 제시하는 것은 이번 배터리 섹터 수익률 승부수는 'LG에너지솔루션'에 있다고 판단되기 때문이다.

 

삼성SDI
동사는 삼성그룹에 속한 계열회사임. 1970년 삼성-NEC 주식회사로 설립됨. 1999년 상호를 삼성SDI로 변경함. 동사 주요 사업은 에너지솔루션 부문과 전자재료 부문으로 분류됨. 에너지솔루션 부문은 중, 대형전지 등을 생산해 판매함. 전자재료 부문은 반도체 및 디스플레이 소재 등을 제조, 판매함. 2020년 기준 매출은 에너지솔루션 77%, 전자재료 23%로 구성됨.
출처 : 에프앤가이드

JV (joint venture, 합작투자)
2개국 이상의 기업·개인·정부기관이 영구적인 기반 아래 특정기업체 운영에 공동으로 참여하는 국제경영방식으로 전체 참여자가 공동으로 소유권을 갖는다. 공동소유의 대상은 주식자본·채무·무형고정자산(특허권·의장권·상표권·영업권 등)·경영노하우·기술노하우·유형고정자산(기계·설비·투자 등) 등에 이르기까지 다양하다.

합작에 참가하는 기업들이 소유권과 기업의 경영을 분담하여 자본·기술 등 상대방 기업이 소유하고 있는 강점을 이용할 수 있고 위험을 분담한다는 점에서 상호이익적 해외투자방식이다. 합작투자는 신설방식으로 이루어질 수도 있고, 기존 현지법인의 일부 소유권을 취득하는 방식으로 이루어질 수도 있다. 다국적기업이 현격한 기술격차를 이용하여 해외에 진출했던 1950~1960년대에는 합작투자보다 단독투자방식이 많이 이용되었지만, 경쟁이 격화되고 신기술이 지연되는 등 독점적 우위의 확보가 어려워짐에 따라 최근 들어 합작투자를 통한 해외진출을 많이 이용하고 있다.

합작투자방식이 선호되는 경우는 첫째 현지 정부의 제한 때문에 단독투자방식을 이용할 수 없는 경우, 둘째 필요로 하는 원료 및 자원을 현지파트너가 생산하고 있어 원료 및 자원의 입수가 현지진출을 위한 전제조건이 되는 경우, 셋째 다각적인 제품을 취급하는 기업의 경우 현지 마케팅 노력이 요청되는 경우, 넷째 해외사업운영에 필요한 자본 및 경영능력 부족을 해결하고자 하는 경우, 다섯째 해외사업경험이나 협상력이 부족한 경우 등이다. 외국기업은 합작투자방식을 이용함으로써 위험부담의 축소, 규모의 경제 및 합리화 달성, 상호보완적인 기술 및 특허 활용, 경쟁 완화, 현지정부가 요구하는 투자 또는 무역장벽 극복 등의 전략적 이점을 활용할 수 있다.

SK이노베이션
SK(주)가 2007년 투자사업부문을 영위할 SK(주)와 석유, 화학 및 윤활유 제품의 생산 판매 등을 영위할 분할신설법인인 동사를 인적 분할함으로써 설립됨. 2009년 10월 윤활유 사업부문을, 2011년 1월 석유 및 화학 사업부문을 각각 물적 분할하였음. 동일자를 기준일로 사명을 SK에너지(주)에서 SK이노베이션(주)로 변경하였음. 2018년 9월 말에 회사의 전략적 판단에 따라 FCCL사업을 넥스플렉스에 매각 완료.
출처 : 에프앤가이드

 

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수소경제 - 친환경 정책이 있는 한 간다 

저탄소 수소 및 관련 인프라 중심으로 보자 
친환경 정책 중 가장 강력하게 거론되고 있는 EU의 탄소국경조정세 법률안이 6월 마련, EU 공급망 실사 제도 또한 법률 초안이 6월 내 제시될 계획이다. 그리고 미국, 일본 등도 추후 탄소국경세를 검토하고 있음을 밝혔다. 국내에서도 6월 15일, 탄소포집 관련 기술 로드맵 발표에 이어, 하반기 수소경제 관련 로드맵 등 친환경 정책 발표가 잇따를 것으로 예상된다. 이에 하반기에는 배터리에 이어 수소 관련주에도 관심을 가질 필요가 있다. 

 

탄소국경조정
EU가 역내로 수입되는 상품에 대해, 그 상품의 생산과정에서 배출한 탄소에 비용을 부과하는 것으로 산업경쟁력 유지와 탄소누출 방지를 목표로 한다.

다만, 이번에는 수주와 정책효과가 동시에 있던 2020년과는 다르게 정책만으로 주가가 움직일 가능성이 높다. 이는 아직 수소경제 수요가 많지 않아 정책에 의해 일부 지역에 소규모 수주가 진행될 것으로 예상되기 때문이다. 특히, 완성차의 경우, 전기차 비중 확대 발표가 이어지고 있으며, 연료전지의 경우, 2020년 블룸에너지 SOFC 중심으로 수주가 대거 진행되었다. 

 

블룸에너지 (Bloom Energy)
미국 SOFC 연료전지 전문기업이다. 본사는 캘리포니아 주 산호세(San Jose)에 위치해 있으며, 델라웨어 주 뉴어크(Newark)에 생산공장을 보유하고 있다.

SOFC (Solid Oxide Fuel Cell, 고체산화물 연료전지)
3세대 연료전지로 불리는 고체산화물 연료전지(SOFC)는 산소 또는 수소 이온을 투과시킬 수 있는 고체산화물을 전해질로 사용하는 연료전지로써, 1937년에 Bauer와 Preis에 의해 처음으로 작동되었다. SOFC는 현존하는 연료전지 중 가장 높은 온도(700 - 1000 ℃)에서 작동한다. 모든 구성요소가 고체로 이루어져 있기 때문에 다른 연료전지에 비해 구조가 간단하고, 전해질의 손실 및 보충과 부식의 문제가 없다. 또한 고온에서 작동하기 때문에 귀금속 촉매가 필요하지 않으며, 직접 내부 개질을 통한 연료 공급이 용이하다. 고온의 가스를 배출하기 때문에 폐열을 이용한 열 복합 발전이 가능하다는 장점도 지니고 있다. 이러한 장점들 덕분에 SOFC에 관한 연구는 21세기 초에 상업화하는 것을 목표로 미국, 일본 등 선진국을 중심으로 활발히 이루어지고 있다.

일반적인 SOFC는 산소 이온전도성 전해질과 그 양면에 위치한 공기극(양극, cathode) 및 연료극(음극, anode)으로 이루어져 있다. 공기극에서 산소의 환원 반응에 의해 생성된 산소 이온이 전해질을 통해 연료극으로 이동하여, 다시 연료극에 공급된 수소와 반응함으로써 물을 생성하게 되며, 이때 연료극에서 전자가 생성되고 공기극에서 전자가 소모되므로 두 전극을 서로 연결하여 전류를 발생시키는 것이 기본 작동원리이다.

 

주요국들은 탄소 중립을 위한 중요한 친환경 에너지원의 하나로 수소경제를 인식해왔다. 특히, 2021년은 EU의 탄소국경조정세 법률안이 구체화되는 시기인 만큼 수소 경제 중에서도 ‘저탄소 수소 생산’에 대한 중요성이 강조되고 있다. 미국 DOE는 2021년 6월 7일, 10년 내 청정 수소 생산 비용 80% 감소 목표를 내세우며 클린 수소 에너지를 ‘게임 체인저’로 지칭하였다. 또한 EU는 그린수소 및 수소공급사슬 구축을 위한 단계별 목표를 수립하는 등 수소 생산 및 관련 인프라에 집중하고 있다. 따라서 이번 수소 경제 관련주는 ‘수소 생산 및 관련 인프라’ 투자 기업과 그에 대한 핵심 기술을 보유한 기업 중심으로 투자 기업을 선정해야 한다. 

 

DOE (United States Department of Energy, 미국 에너지부)
미국 내각 수준의 미국 정부 부서로, 에너지 및 핵 안보에 대한 미국의 정책과 관련되어 있다. 핵무기 프로그램, 미국 해군을 위한 원자로 생산, 에너지 절약 에너지 관련 연구, 방사성 폐기물 처리, 미국 에너지 생산에 대한 일을 한다. DOE는 다른 미 연방 기관보다 기초 및 응용 과학 연구를 더 후원하기도 한다. 미국 에너지 장관이 이 부서를 관장하며 본사는 워싱턴 DC 서부에 위치해 있다.

그린수소
- 그린 수소 (Green Hydrogen): 재생에너지 전력으로 수전해해 생산한 수소. 재생에너지 발전 전력을 이용하기 때문에 온실가스 배출이 없음.
- 그레이 수소(Grey Hydrogen): 천연가스를 추출(개질)하여 생산하는 '개질 수소'. 정유공정의 나프타 분해 과정에서 부산물로 생산되는 '부생수소'를 의미함. 그레이 수소 1톤을 생산하기 위해 10톤의 CO₂가 배출되는 것으로 알려짐.
- 블루 수소 (Blue Hydrogen): 그레이 수소 생산 과정에서 나오는 CO₂를 포집 및 저장해 온실가스 배출을 줄인 수소.

인프라 (Infra, Infrastructure, 기반 시설, 기간 시설)(基盤施設)
경제 활동의 기반을 형성하는 기초적인 시설과 시스템(fundamental facilities and systems)을 말하며, 도로나 하천, 항만, 공항 등과 같이 경제 활동에 밀접한 사회 자본을 말한다. 최근에는 학교나 병원, 공원과 같은 사회 복지, 생활환경 시설 등도 포함시킨다. 이 "인프라"는 범위를 확장하여, "결제 인프라", "배송 인프라"처럼, "기반"을 뜻하는 용어로 쓰이기도 한다.

 

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태양광 - 아직은 지켜볼 때

미국의 중국 제재 최대 수혜는 ‘퍼스트솔라’다 
친환경 정책의 중심에 있는 탄소국경조정세 구체화로 인하여 2021년 태양광 수요에 대한 기대가 컸다. 특히, 탄소국경조정세 중 전력사용 시 발생하는 탄소배출에 대한 관세는 태양광 등 신재생에너지 설치를 통해 해결이 가능하기 때문이다. 그러나 미국의 중국 신장 위구르 관련 제재로 인하여 폴리실리콘 등 원재료 가격이 폭등하면서 모듈 가격 상승이 불가피한 상황이다. 태양광 산업 특성상, 기술보다는 경제성이기 때문에 모듈 가격 상승은 태양광 프로젝트 지연으로 이어진다. 

 

중국 신장 위구르 관련 제재
중국 신장 자치구엔 소수민족인 위구르족 수십만명이 강제 수용소에 감금돼있으며, 이들의 강제 노역으로 값싼 산업 원료와 식자재를 생산해 세계 공급망을 틀어쥐고 있다는 지적이 나온다. 미국 등 서방국은 면화와 토마토에 이어 태양광 패널까지 신장산 물품에 대한 수입 금지와 불매 운동을 벌이고 있으며, 일각에선 신장 문제를 들어 2022년 베이징 올림픽 보이콧까지 거론하고 있다.

폴리실리콘 (Polysilicon)
작은 실리콘 결정체들로 이뤄진 물질이다. 태양전지에서 광에너지를 전기에너지로 전환시키는 역할을 한다. 일반 실리콘에 비해 감광성이 좋고 전기적 안정성이 높다.

폴리실리콘 시장조사업체 베른로이터에 따르면 중국 신장 위구르 자치구의 폴리실리콘 생산 점유율은 45%에 달하는 것으로 집계됐다. 

미국의 중국에 대한 제재가 지속되면 실리콘 베이스 모듈 기업의 수익성 악화는 불가피하다. 상대적으로 수혜였던 중국 이외 폴리실리콘 기업들도 제재가 끝난 이후에는 가동률 하락으로 인한 수익성 악화가 예상되기 때문에 주가의 추가 상승은 제한적일 수밖에 없다. 사실 이번 중국 제재로 인한 최대 수혜는 미국의 ‘퍼스트솔라’다.‘퍼스트솔라’는 2세대 화합물 계 태양광 패널 제조업체로 박막 태양전지 독점 기업이다. 특히, 2세대 태양전지 Supply Chain에 중국 기업이 전혀 없다. 이에 ‘퍼스트 솔라 (FSLR)’는 2021년 6월, 미국 오하이오주에 약 7,600억원을 투입, 미국 내 생산능력을 두 배로 확장시킬 계획이다. 완공되면 연간 생산능력은 3.3GW로 미국 최대 규모이며 중국 다음으로 세계 최대 통합형 태양광 제조시설이 된다. 최근 동사 주가는 1) 2021년이 실적 Peak라는 점, 2) 태양광 세이프가드 연장에 대한 재협상 가능성 등으로 인하여 하락하고 있다. 그러나 바이든 정부는 무역 문제에 있어서 빠른 변화를 보이고 있지 않으며 다수의 무역 문제 대응 전 미국이 더 강해질 필요성에 대해 반복적으로 언급하고 있다. 따라서 세이프가드 연장 유지 또는 재협상까지 다소 시간이 지연될 것으로 보인다. 

 

Supply Chain (공급사슬)
공급망은 기업의 공급사슬은 원재료를 획득하고, 이 원재료를 중간재나 최종재로 변환하고, 최종제품을 고객에게 유통시키기 위한 조직 및 비즈니스 프로세스의 네트워크다. 공급사슬은 제품 및 서비스를 원천에서 소비에 이르도록 공급하기 위해 공급업체, 제조공장, 유통센터, 소매할인점, 고객을 연결한다. 공급사슬상에서 물질, 정보, 지불은 양방향으로 흐른다. 공급사슬의 상류(Upstream)지역에는 공급업체와 그 공급업체의 공급업체가 있으며, 업체간의 관계를 관리하기 위한 프로세스가 포함된다. 하류(downstream)지역은 최종 고객에게 제품을 유통하고 전달하기 위해 조직과 프로세스로 구성된다.

GW (gigawatt)
10⁹W를 나타내는 기가와트의 기호.

1W * 3,600s = 1J/s * 3,600s = 3,600J = 1Wh W(와트)는 1초 동안 1J(줄)의 일을 하는 일률의 단위고, 여기에 3,600초(1시간)를 곱한 것이 전력량 와트시(Wh)이다. 암페어와 볼트 단위의 정의를 통해, 1 암페어가 1 볼트의 전위차를 통해 흐를 때 일은 1 와트의 일률로 끝난다.

세이프가드 (safeguard)
가트 19조 규정에 의거하여 특정상품 수입이 격증하고 국내의 경합산업에 큰 타격을 줄 경우 일시적으로 발동시킬 수 있는 긴급 수입제한 조치를 말한다. 무역상의 제한을 가맹국에 부과하지 않는다는 점이 가트의 원칙이나 세이프 가드는 그 예외로 인정되어 있다. 세이프가드와 반덤핑제도로써 비교하자면, 제소가 있는 경우와 없는 경우로써 나뉜다. 세계 무역 기구(WTO)에서 회원국은 자국 내 생산에 위협을 줄 수 있는 수입 증가로부터 자국 산업을 보호하기 위해 제품의 수입을 일시적으로 제한하는 등 세이프가드 조치를 발행할 수 있다.

미국의 중국 제재가 끝난 이후 원재료 가격이 하락하더라도 국내 태양광 기업에 대한 투자포인트는 더 이상 모듈 판매 증가가 아니다. 태양광 산업 특성상, 중국 외 기업의 경우, 태양광 제조에 주가 프리미엄을 주기 어렵기 때문이다. 따라서 가격 경쟁력이 중요한 제조 부문보다는 고부가가치 서비스 사업인 ‘VPP’에 주목해야 한다. 다만, 페로브스카이트와 같은 차세대 태양광 제조 기술 보유 기업의 경우는 투자 매력도가 높다. 그러나 셀과 모듈 효율 차이가 클 경우, 상용화되기 어려우며 투자 리스크로 작용할 수 있다. 따라서 셀 효율뿐 아니라 모듈 효율 data를 동시에 확인할 필요가 있다. 

VPP (virtual power plant, 가상 발전소)
전력 생산을 강화시키고 전기 시장의 전력의 교역을 위해 이기종 분산 에너지 자원(distributed energy resources, DER)의 양을 종합적으로 관리하는 클라우드 기반의 가상의 발전소이다. 가상 발전소의 예는 미국, 유럽, 오스트레일리아에 존재한다.

페로브스카이트 태양 전지 (Perovskite solar cell)
기존의 실리콘 태양 전지가 실리콘을 주재료로 하는데 비해, 페로브스카이트를 주재료로 만든 태양 전지이다.

- 페로브스카이트(perovskite)
티탄산 칼슘(CaTiO₃)으로 이루어진 칼슘 타이타늄 산화광물이다. 이것의 이름을 빌려서 CaTiO₃와 같은 형식의 결정 구조로 이루어진 것을 페로브스카이트 구조로 분류한다. 여러 다른 양이온이 이 구조에 들어갈 수 있어서 다양한 재료 공학 물질로의 개발이 가능하다.

 

 

PV (photovoltaics, 태양광 발전)
햇빛을 직류 전기로 바꾸어 전력을 생산하는 발전 방법이다. 태양광 발전은 여러 개의 태양 전지들이 붙어있는 태양광 패널을 이용한다. 재생가능 에너지에 대한 수요가 증가함에 따라, 태양 전지와 태양광 어레이의 생산도 크게 늘어나고 있는 추세이다.

 

 

 

 

21/06/22 이베스트증권 Analyst 이안나

 

 

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마치며

 

기존 '뼛속 시리즈' 내용이 충실해서 내심 기다리고 있었는데, '뼛속보다 잇속'이라는 새로운 시리즈로 돌아오셨네요. 서두에서 밝히셨듯이 일종의 '전략서'이기에 관련 섹터에 어느 정도 기본지식이나 배경을 알고 계셔야 읽어가는데 큰 무리가 없을 것으로 생각됩니다.

아래와 같이 요약할 수 있을 듯합니다. 
- 순수 화학: 상반기 내 비중 축소
- 2차전지: 소재 기업이 유리, 특히 양극재. 셀 업체 중 LG에너지솔루션 선호
- 수소 경제: 긍정적
- 태양광: 보수적. 제조보다는 VPP에 주목

기존 시리즈에 비해 내용이 줄어들어 아쉬운 점도 있지만, 연구원님의 시각을 알 수 있기에 실질적으로 투자하는 분들께는 새로 기획한 시리즈가 더 맞을 수도 있겠네요. 다음 리포트도 기대됩니다. 

 

 

 

감사합니다. 오늘도 많이 배우고 갑니다.😊