“대세는 친환경” 테슬라 놓친 개미가 주목한다는 이 기업들의 정체

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<김작가 시리즈> 
PART 1. 재테크
PART 2. 자기계발
PART 3. 동기부여
출처 – ‘김작가TV’ 유튜브

오늘은 전기차 만큼 뜨거운 관심을 받고 있는 수소차에 대해 이야기해겠습니다.

Q. 수소차의 기본 원리, 구성 부품에 대해서 알려주세요.

출처 – ‘김작가TV’ 유튜브

전기차에는 배터리가 들어가서 플러스(+), 마이너스(-) 충, 방전을 하면서 점점 수명이 다해가면서 엔진 역할을 하는 개념이라고 이해하시면 돼요. 수소 연료 전지차 같은 경우는 연료 전지가 엔진 역할을 해요. 이 수소 연료 전지차가 배터리와 가장 큰 차이점은 수소를 계속 주입을 시켜 주면 양쪽 수소를 자르고, 전기 발생하고, 물 발생하는 이런 식으로 수소 발전소예요, 작은 발전소. 다시 말해, 수소의 양만 있으면 계속 차는 돌아가요. 충, 방전을 하면서 수명이 감소하는 배터리보다 수소는 수소의 양만 있으면 계속 돌아가기 때문에 당연히 장거리 뛰기에 굉장히 좋은 자동차이죠. 이게 수소 연료 차의 기본 원리입니다.
 

출처 – ‘김작가TV’ 유튜브

원래는 전기차 쪽으로만 많은 글로벌 기업들이 주목을 했지만 연료 전지차도 되게 오랜 동안 연구를 진행해왔어요. 실제로 2004~2005년에는 일본에서 수소차의 표준을 만들기 위한 시도를 했어요. 그러다가 오바마 정부 들어오면서 “수소는 친환경 수소를 연료로 사용했을 때만 의미가 있지, 부생수소를 활용한 것은 아무 의미가 없으니 전기차가 더 낫다” 이러면서 전기차가 부상을 했어요. 현재는 전기차의 수요가 예상보다 빠르게 성장 중인 상황에서 주요국들이 ‘여기서 시장의 주도권을 갖는 게 너무 중요하구나. 이번에 전기차로 놓쳤던 것을 수소차로 잡아야 되겠다’ 하면서 다들 달려들기 시작한 거죠. 사실 미국과 중국이 전기차 쪽을 주류로 잡고 있어요. 그래서 우리나라를 포함해 유럽, 일본은 수소차를 밀고 있는 상황이에요. 



 Q. 수소차의 구성 부품은 어떻게 되나요?

출처 – ‘김작가TV’ 유튜브

핵심은 수소를 차 안에 넣고 다녀야 스택을 연료 전지 쪽으로 계속 쏴주잖아요. 그래서 수소 저장 탱크가 들어가요. 그게 전체 수소차 생산에 20% 정도를 차지 해요. 수소 저장 탱크라고 해서 이렇게 생긴 압력 용기예요. 그 다음에 일종의 배터리 역할을 하는 연료 전지가 전체 차의 40% 정도를 차지합니다.

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나머지는 수소 탱크 쪽에서 저장을 해 놓고 다닐 때 스택으로 수소를 바로 넣어 버리면 수소는 고압과 고온에 노출될 수 있는 연료이기 때문에 스택으로 넣어줄 때는 우선 압력을 낮춰줘야 해요. 그리고 모든 양을 다 집어넣을 수 없기 때문에 양을 좀 조절해줘야 되고요. 그래서 안에 들어가는 수소 공급 밸브가 있어요. 수소 탱크가 있고 고압 레귤레이터와 저압 레귤레이터를 거치고 수소를 쓸 만큼만 넣을 수 있게 하는 양조절 밸브가 들어가요. 이 양조절 밸브가 솔레노이드 밸드예요. 

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수소 연료 전지차의 핵심은 탱크, 스택, 밸브예요. 내연기관차에서 먼저 탱크와 스택을 넣고 시작을 해서 내연기관에 들어가는 부품들이 엄청 많아요. 그러니까 잘못 생각하면 수소차에도 들어간다고 관련주로 올라갈 수가 있는데 없어질 가능성이 큰 거죠. 설계를 단순화해서 부품을 하나씩 없애는 것이 현대차에서 하는 수소 연료 전지차의 방향이거든요. 

Q. 현대차의 수소차 전략과 방향은?

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우리나라 정책에서도 수소 경제를 핵심으로 가져가고 있기 때문에 ‘NEXO’라는 브랜드를 중심으로 해서 수소차를 굉장히 빠르게 키워 나갈 거고 동시에 전기차도 같이 하고 있어요. 전기차 생산량 글로벌 3위가 현대차예요. 



Q. 수소차의 부품별 서플라이체인은?

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이게 수소차에서 절대 없어지지 않을 핵심 부품들이에요.

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수소 탱크를 우선 보시면 이렇게 생긴 압력 용기가 세 통이 들어가요. 한 통에 700BAR씩 들어가요. 여기서 BAR는 압력의 단위인데요. 이게 예전에는 한 통에 200BAR씩 들어 갔거든요. 근데 지금 700BAR까지 늘어났다는 건 그만큼 수소를 많이 담았다는 거예요. 

수소탱크에서는 탄소섬유가 대부분의 생산비를 차지합니다. 또 CFRP의 역할은 탄소섬유를 2차 가공까지 마친 상태로 가져옵니다. 탄소섬유에 플라스틱 레진을 블랜딩해서 굳히는 작업을 하는 게 CFRP인 거죠. 효성첨단소재가 하고 있는 탄소섬유는 CFRP에 납품하는 기본적인 소재단이에요. 이 분야는 현재 글로벌 플레이어가 9개 회사밖에 없어요. 기술력이 아주 높은 거죠. 올해 하반기부터 국산화를 시킨 많은 제품들이 현대차 ‘넥쏘’ 물량에 적용이 될 거예요. 지금까지는 탄소 섬유를 ‘도레이첨단소재’라는 일본 기업이 독점하고 있었다면 하반기부터는 ‘효성첨단소재’와 듀얼로 들어갈 예정이에요.

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그 다음에 탱크에서 압력 레귤레이터는 고압 레귤레이터, 저압 레귤레이터를 합친 거예요. 솔레노이드밸브는 도시가스처럼 밸브를 열고 잠그는 감압 밸브예요. 여기서 압력 레귤레이터를 독일기업들이 독점적으로 많이 생산했는데요. 2020년에 국산화가 돼서 ‘모토닉’이라는 회사가 생산하기 시작했어요. 이 표에 나온 회사들은 국산화 된 것들 위주로 보여드리는 거예요. 관련주를 보기 위해서 이렇게 뽑아봤어요.

연료 전지 스택은 이렇게 셀을 겹쳐서 연결한 형태예요. 탱크는 전체의 20%, 스택은 40% 정도를 차지해요. 이 두 개가 전체에서 60%를 차지하는 거죠. 그림 보시면 수소는 항상 H20 형태로 되어 있어요. 나중에 공기구에서 산소도 집어 넣게 되거든요. 그러면 수소와 산소가 바로 만나면 바로 반응하기 때문에 바로 반응하는 것을 막기 위해 분리판을 넣어 줍니다. 푸른색 판넬로 표시되어 있는 부분이 분리판이에요. 산소가 들어오는 쪽에 1개, 수소가 들어오는 쪽에 1개 이렇게 2개의 분리판이 들어가요. 이 분리판은 스테인리스강이이에요. 이 분야는 현대제철하고 세종공업이 듀얼로 들어가고 있어요.

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분리판 위로 들어가는 건 GDL 이라고 ‘가스확산층’이에요. 수소가 기체 형태로 들어오는데 그 가스를 위에 있는 총매층으로 확산을 시켜주는 개념이에요. 이것도 탄소섬유예요. 탱크에만 들어가는 게 아니고 스택 안에 들어가는 GDL도 탄소섬유가 들어가요. 탄소섬유는 차뿐만 아니라 충전소, 연료전지에도 들어가요.

수소 경제의 핵심은 탄소섬유예요. 이 개념을 이해하기 위해 잠시 수소에 대해 설명 드릴게요. 수소 원료는 1번 원소로, 너무 가벼워서 고압으로 많은 양을 저장해야 해요. 여기서 문제는 이 압력을 견디지 못하는 금속의 성질이에요. 우리가 헬륨가스를 고무풍선에 넣는 이유가 압력에 의해 팽창하다가 터져도 별 문제가 안 생기기 때문이에요. 금속처럼 압력을 못 견뎌서 부러지거나 하지 않죠. 그래서 수소 저장에는 강도와 탄성이 필요해요. 그 소재가 바로 탄소섬유입니다. 그렇다 보니까 수소 경제에 핵심적으로 탄소섬유는 중요할 수 밖에 없어요.

19년도에 일본의 수출 규제가 있었던 당시 우리가 별로 타격을 크게 안 받았다고 했지만 정부에서는 ‘뜨끔’한 게 있었어요. 수소 경제를 메인으로 내세우고 싶은데 탄소섬유 길이 막혀 버린 거예요. 도레이첨단소재가 독점하고 있었기 때문이죠. 그래서 국책 과제 1순위로 탄소섬유가 바로 부상하게 된 거죠. 그래서 효성첨단소재가 19년도 4분기에 국산화를 완료했어요. 이미 기체압력용가 쪽으로도 실적이 나오고 있어요. 효성첨단소재는 국산화를 완료한 기업들 중에서는 유일하게 다른 어플리케이션으로도 실적이 나오고 있어요. 탄소섬유는 알루미늄 시장을 대체하는 신소재예요. 그런데 수소시장이 열리면서 더 강력해진 거죠. 

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그 다음에 기체를 촉매층으로 쭉 쏴줍니다. 이 촉매층 소재는 백금이에요. 얼마나 비싸겠어요. 그래서 스택이 비싼 거예요. 탄소섬유도 1kg 당 8달러 정도 밖에 안되는데 탄소섬유는 요즘 많이 내려와서 25달러러예요. 이게 꼭 필요한 이유는 금속과 수소는 친밀하거든요. 수소가 붙어있으면 이걸 깨서 분리시키기 위해 백금촉매가 필요해요. 이 부분을 일본 기업인 ‘교세라’가 하고 있어요. 처음에 수소를 표준으로 가져가려고 했던 기업은 일본 기업이었어요. 초기에 일본은 유럽과 합작을 했어요. 

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그 위에 멤브레인막이 있는데, 이것도 굉장히 중요한 소재예요. 일종의 필터인데, 모든 걸 막아주고 H20 한 개만 통과시켜서 기공이 아주 견고해야 해요. 뭐 하나라도 필터를 통과하면 스택이 불량이 되고 안정성 문제에 큰 영향을 미치기 때문에 ‘불소계수지’만 사용해요. 이것을 미국 기업인 ‘고어’사가 독점을 하고 있었는데 국내 ‘상아프론테크’라는 기업이 2020년에 국산화를 완료했어요. 그래서 올해 하반기부터 ‘효성첨단소재’와 함께 현대 ‘넥쏘’ 물량에 공급될 예정이에요. 다시 말해, ‘상아프론테크’는 미국 ‘고어’사와 듀얼, ‘효성첨단소재’는 ‘도레이첨단소재’와 듀얼로 생산하는 거죠. 

출처 – ‘김작가TV’ 유튜브

전체 수소차 생산비의 40%를 차지하는 게 스택이에요. 그 스택 안에서 40%를 차지하는 게 멤브레인막이에요. 그 다음에 21%를 차지하는 게 GDL 이에요. 그 다음에 18% 정도를 차지하는 게 분리판이고, 10% 정도를 차지하는 게 가스켓이라는 고무막이에요. 지금 이게 1개의 셀인데 이 셀을 50개로 적층할 때 수소기체가 다른 셀로 침범하는 것을 막기 위해서 중간에 고무막을 집어 넣어주는 거죠. 셀마다 들어가는 가스켓이 있고 관련주로 ‘동아화성’이 있어요. 연료전지가 고스란히 발전용으로도 사용되는데, 그래서 연료전지 관련주가 요즘 많이 주가가 오르고 있어요. 

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지금까지 설명 드린 이 구조의 연료전지를 ‘PEM 연료전지’라고 해요. 그림으로 보시는 이 구조가 PEM 연료 전지 구조라고 이해하시면 됩니다. 이게 발전소용으로 가면 PEMFC 라고 해서 ‘PEM 퓨어셀’이 된느 거예요. 이게 수소 발전소 쪽으로 가는 거죠. PEMFC 는 ‘PLUGPOWER’ 라는 기업이 잘 하고, 미국 쪽이 연료전지 발전소를 크게 세우고 있어요. 연료발전소를 미국에 크게 짓는다는 것은 관련된 부품회사들이 수혜를 받을 수 있다는 거죠. 물론 미국의 ‘고어’사나 일본의 ‘도레이첨단소재’ 위주로 소재가 대부분 나가겠지만 그래도 이렇게 국산화를 완료하는 경우를 생각해보면 좋을 거 같아요.

출처 – ‘김작가TV’ 유튜브

그 다음 스택에서 전기를 발생하고 물을 내보내는 과정에서 부산물로 물과 사용하지 못하고 남은 수소가 있어요. 그래서 물을 빼주는 거고요. 남은 수소는 밖으로 못 내보내기 때문에 고스란히 수소재순환 블로워와 이젝터를 거쳐서 온도와 압력을 낮춰 준 다음에 다시 스택으로 넣어줍니다. 그래서 수소 재순환 시스템이에요. 이젝터와 수소재순환 블로워 모두 현대모비스에서 납품을 하고 있어요. 수소재순환 블로워에서 고속베어링이 핵심 부품이에요. 굉장히 빠르게 돌아가는 베어링이 있어요. 이 핵심 부품을 원래 독일 기업이 다 했었는데 ‘뉴로스’라는 기업이 국산화를 완료했고 이제 현대모비스에 납품을 하는 거죠. 이렇게 국산화가 2020년에 많이 진행된 거예요. 

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부산물로 발생한 물은 수증기화해서 밖으로 내보내는 시스템이 필요해요. 우선 물을 담는 통이 필요한데, 그게 워터트랩이에요. 이 워터트랩에는 레벨 센서가 들어가서 물이 얼만큼 들어 갔는 지 체크하는 수위 센서고, 스택 안에서 구동 되다가 나오는 전자이온을 센서로 감지하고 이온제거기로 보내버려요. 물에 전자이온이 들어가면 과열이 되기 때문에 제거가 필요하기 때문이에요. 이 레벨 센서는 수입을 하고 있어요. 여기서 생략된 부품 중에 하나가 공기터빈이 있어요. 이게 수분을 빠르게 날려주는 역할을 하는 거죠. 그리고나서 가습기 쪽으로 넣어주는데, 가습기 역할은 습기를 제거해주기도 하고 안에 화학 필터가 들어가서 필터링을 해주거든요. 최종적인 불순물을 다 걸러낸 다음에 수증기로 배출하겠다는 거죠. 그래서 매연 나오는 대신에 수증기가 나온다고 보시면 돼요. 그래서 수증기만 배출하기 때문에 ‘달리는 공기청정기’라고 부르는 이유가 여기 있는 거죠. 공기청정기도 필터를 주기적으로 갈아주듯이 이 가습기 필터도 소모품이에요. 여태까지는 미국의 ‘3M’이 독점했었는데, 탄화수소계 필터를 사용해서 코오롱인더스트리가 국산화를 완료했어요. 이렇게 표에 정리된 것들이 핵심적이면서 국산화가 완료된 부품과 기업들을 정리한 거예요. 



Q. 의미 있는 관련주는?

출처 – ‘김작가TV’ 유튜브

저는 효성첨단소재, 상아프론테크를 추천 드려요. 수소차는 불소계수지와 탄소섬유가 메인이라고 말씀 드렸는데, 탄소섬유에 국내 유일한 기업인 효성첨단소재, 불소계수지를 유일하게 국산화시킨 상아프론테크가 있어요. 수소 관련주들이 2019~2020년 평균 PER 50배 이상이에요. ‘효성첨단소재’는 지금까지 오른 게 22배도 안 돼요. 계속 꾸준히 엄청 오른 건 상아프론테크예요. 둘 다 좋은 기업인데 효성첨단소재는 저평가 되어 있어요.

Q. 주가가 많이 올랐는데 어떻게 접근해야 될까요?

출처 – ‘김작가TV’ 유튜브

올해 친환경 정책들이 나올 게 많아요. 안 좋은 일이 있어야 주가가 빠질텐데 안 좋을 만한 흐름이 없는 거죠. 바이든 대통령도 친환경 정책을 펼 것으로 예상 되고 국내도 그렇고요. 멀티플이 너무 높아서 접근이 힘들면 멀티플이 나오는 기업으로 하시는 게 좋아요. 제가 19년도부터 탄소섬유의 중요성을 얘기했었어요. 



Q. 수소차의 점유율은?

출처 – ‘김작가TV’ 유튜브

수소차는 현대 ‘넥쏘’가 거의 대부분 하고 있는데, 아직 1%도 안되죠. 전기차가 처음 개화했을 때가 2009년, 2010년 정도였잖아요. 

Q. 바이오플라스틱이 뭔가요?

플라스틱 제품 만들 때 원유 베이스를 석유화학 기업들이 가공을 해서 다양한 물성으로 만들어서 뽑아내잖아요. 이 원유는 친환경적인 게 아닌데 이 원료를 친환경적인 원료를 사용해서 만들겠다는 게 바이오플라스틱이에요. 식물체, 생물체를 통칭해서 부르는 게 바이오매스인데, 이 바이오매스를 원료로 사용한 플라스틱이기 때문에 바이오플라스틱이라고 해요. 

Q. 소재로는 PLA, PHA가 있다고 하던데요?

출처- SKC / CJ제일제당

이건 제가 주목하셨으면 하고 셀렉한 부분이에요. 소재는 엄청 많아요. PLA는 이미 주변에 많이 쓰이는 건데요. 스타벅스에 가면 빵, 과일들 포장된 옥수수 전분으로 만든 포장지예요. 또 냉동식품 주문하면 오는 아이스팩 껍데기도 PLA에 해당됩니다. 배달음식 시키면 오는 일회용기도 PLA 예요. PLA는 옥수수 전분으로 만들어서 진입 장벽이 낮은데 반해 PHA는 미생물로 만들었고 진입장벽이 높아요. 미생물로 만든 소재가 각광 받고 있는 이유가 미생물은 우리 몸 안에도 있어요. 미생물로 만든 제품은 생체 적합성이 거의 100%에 가까워요. 부작용이 적다 보니 다양한 분야에서 시도하려고 하고 있어요. 또 물성의 스펙트럼이 넓을수록 산업에 확대될 수 있는 부분이 많아지는데, PLA보다 PHA가 물성이 다변화 되어 있어요. 그래서 상품화만 된다면 발전 가능성은 PLA보다 PHA가 더 높은 거죠. 



Q. 바이오플라스틱의 기술 방향은?

출처 – ‘김작가TV’ 유튜브

바이오플라스틱의 종류가 많은데, 바이오플라스틱의 원료가 되는 건 크게 3가지로 나눌 수가 있어요. 원유를 원료로 사용한 이유는 매장량이 많았기 때문이에요. 식물과 생물에 함량이 높아야 하는데, 그러다 보니까 단백질, 미생물, 셀룰로오스(다세포 식물의 외피) 이 세가지가 원료의 수가 가장 많아요. 단백질과 미생물 쪽으로 가게 되면 가장 베이스가 되는 바이오플라스틱이 앞으로 수요가 좋겠다, 그렇기 때문에 PLA, PHA 쪽을 보자고 하는 거죠. 

출처 – ‘김작가TV’ 유튜브

PHA의 핵심은 미생물로 했기 때문에 원료가 풍부하고 물성을 뽑아낼 수 있는 스펙트럼이 넓다는 거예요. 하지만 분해가 잘 되기 때문에 발효조건이 들어가야 되고 그건 미생물을 잘 다뤄본 음식료 기업들이 유리할 수 있어요. 물성을 단단하게 만들려면 효소에 유전자 조작을 가해줘야 되기 때문에 바이오 기업들의 기술력이 필요해요. 

출처 – ‘김작가TV’ 유튜브

danimer scientific 와 KANEKE 가 대표적인 기업인데, 이 두 개 기업을 제외하고는 대세가 되기 어렵겠다고 보는 이유가 있어요. 생산성의 문제예요. 동물로 만드는 미생물이 있고, 식물로 만드는 미생물이 있는데 danimer scientific 와 KANEKE는 식물에서 추출한 미생물을 통해 생산량을 14% 끌어올린 거예요. 동물은 세포 수는 많은데 한 세포 안에서 나오는 미생물의 양이 적어서 많은 공정이 필요해요. 그런데 식물성은 세포 수는 적은데 거기서 나오는 미생물 수가 동물의 거의 2배예요. 그래서 생산성이 증대하고 동시에 가격도 감소하겠죠. 기업들이 식물성으로 만들고 가격을 다운 시켜주고 물성도 뽑아낼 수 있다면 성장성은 가장 열려 있다고 볼 수 있어요. 

Q. 이것과 관련된 회사는 어디인가요?

출처 – ‘김작가TV’ 유튜브

저는 danimer scientific 을 가장 추천합니다. danimer scientific 은 카놀라유를 주요 공급 원료로 생산해 글로벌 PHA 시장을 주도 중이에요. 다양한 기업들이 생산 제품에서 탄소 제로로 가겠다고 선언했거든요. 그래서 이 기업들이 PHA 쪽에 장기공급 계약을 다 맺어 놨어요. 지금은 9천 톤으로 시작했지만 2025년에는 9만 톤으로 될 예정이에요. danimer scientific 은 100% 바이오플라스틱 회사예요. 이 주가가 글로벌 시장에서 바라보는 바이오플라스틱의 밸류인 거예요. 

국내 기업 중에서는 CJ제일제당이 있어요. PHA 분야에서 1~2위는 danimer scientific 와 KANEKE인데, 식물성으로 개발한 세 번째 기업이 CJ제일제당이에요. 그런 의미에서 중요하고, 초도 물량이 5,000톤 이상 선주문이 발생했어요. 그러면 CJ제일제당은 바이오플라스틱 쪽에서 글로벌 기업이 될 수 있는 거죠.

출처 – ‘김작가TV’ 유튜브

SKC 같은 경우는 PLA 쪽으로 가공을 제일 많이 하고 있어요. SKC는 배터리 동박, 반도체 소재, 바이오플라스틱 이렇게 3개의 성장동력 축을 가져가고 있어요. 여기서 바이오플라스틱은 리사이클링, PLA, PBAT 를 끌고 가고 있어요. 효성티엔씨은 바이오플라스틱에는 포함되지 않고 리사이클링인데요. 리사이클링 쪽을 본다면 소비자 가격 전가가 가능한 제품으로 나가는 게 의미 있다고 봐요. 예를 들면 효성티앤씨는 글로벌 스판덱스 1위 기업이에요. 원료는 많이 필요하지 않은데 가격은 높게 받을 수 있는 게 리사이클링 섬유예요. 그런 측면에서 리사이클링 섬유인 리젠이 앞으로 매출 성장에 많은 도움이 되지 않을까 싶어요. 

출처 – ‘김작가TV’ 유튜브

성장산업은 공부하지 않고 사면 한 순간에 무너질 수 있어요. 성장산업은 급하게 오르고 순식간에 무너질 수 있기 때문에 그 리스크를 줄이기 위해서 꾸준히 공부하고 자료 분석하셔야 해요. 기술이 좋다고 성장 산업으로 꼭 이어지진 않아요. 글로벌하게 방향성을 잡아가면서 수요가 확산될 가능성이 있는 기술 안에서 산업을 분석해야 해요. 검증과 함께 기업의 성장성을 보는 게 중요하죠. 

출처 – ‘김작가TV’ 유튜브

항상 열심히 분석하고 최대한 많은 도움을 드리려고 노력하고 있으니까 잘 지켜봐 주세요! 감사합니다.

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