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열교환기 강자 ‘대흥라디에터’, 수소시장으로 보폭 넓힌다

1981년부터 열교환기 생산, 세계 각국에 수출
구리·알루미늄·스텐레스 소재 다양화…제품 포트폴리오 차별화 강점
수소경제 확산에 수소충전소·연료전지용 열교환기 시장 기대 커져



[월간수소경제 최형주 기자] 쿨러, 냉각판과 같이 열의 이동과 회수를 목적으로 하는 열교환기는 우리가 항상 들고 다니는 휴대폰부터 자동차·발전소 등에 이르기까지 다양한 산업현장에 사용된다. 특히 열교환기는 화력발전소, 원자력발전소, 연료전지 등 에너지 분야에서도 쓰임새가 활발하다.  

최근 정부가 공을 들이고 있는 에너지 정책 중 하나가 ‘수소경제’이다. 정부는 ‘수소전기차’와 ‘연료전지’를 양대 축으로 한 수소 로드맵을 발표하고 시장 활성화를 위한 각종 정책을 쏟아내고 있다. 

이에 수소전기차량의 충전인프라인 ‘수소충전소’와 분산전원으로서 각광받고 있는 ‘연료전지’ 발전소의 보급 확대가 기대된다. 이러한 수소충전소, 연료전지에도 열교환기는 필수적으로 사용되는 만큼 향후 관련시장의 열교환기 수요는 빠르게 늘 것으로 예상된다. 

일찌감치 열교환기 국산화에 성공해 해외수출까지 활발히 진행하고 있는 대흥라디에터가 주목되는 이유다. 대흥라디에터는 그간의 열교환기 기술개발 경험을 통해 수소충전소 및 연료전지용 열교환기 개발·공급에 적극 나서고 있어 관심이 집중되고 있다.



국산 열교환기 시장의 선두주자 ‘대흥라디에터’
대흥라디에터는 1981년 ‘구리 라디에터’를 생산할 수 있는 공장을 시작으로 열교환기 산업에 뛰어 들었다. 이때부터 대흥라디에터는 국내 각종 산업 현장에 국산 열교환기를 제작·납품했다.

열교환기는 쿨러(Air Cooler)와 판형열교환기(Brazing type plate heat exchanger) 등을 총칭하는 말로 두 개의 유체 간 열을 주고받는 장치다. 보통 열의 회수를 목적으로 한다. 

쿨러는 실생활에서 쉽게 볼 수 있는 환풍기 형태이고, 판형열교환기는 에어컨을 청소할 때 볼 수 있는 내부 동판의 형태다. 발전소와 엔진 등을 위한 중대형 열교환기의 핵심은 바로 이 판형열교환기에 있다.



판형열교환기는 골판지 형태의 금속판으로 브레이징된 유형의 고효율 열교환기다. 얇은 직사각형 채널이 여러 시트 사이에 형성되고, 열은 플레이트를 통해 교환된다.

특히 기존의 쉘-튜브 열교환기와 비교해 동일한 유동저항 및 펌프 전력 소비 하에서 열전달 계수가 훨씬 높아 쉘-튜브 열교환기를 대체해 왔다. 

아울러 대흥라디에터는 열교환기에 대한 철저한 품질관리로 불량률을 최소화했다. 이렇게 생산된 열교환기도 일일이 인력을 투입해 다시 점검하고 있다. 



김시욱 영업이사는 “우리가 생산하는 제품의 90%는 해외에 수출될 만큼 기술력을 인정받았다”며 “설계에서 공정의 마지막까지 긴장을 늦추지 않고 최고의 제품을 만들 수 있도록 노력하고 있다”고 자부했다.

시장에 발맞춰 진화하는 열교환기, 세계 각국으로 수출
열교환기 시장은 이후로도 진화를 계속하고 있다. 이전에 열교환기의 소재로 가격이 비싼 은과 금을 대신해 주로 구리가 사용됐다. 그러나 구리 가격이 2011년 266%, 2016~2017년 72%로 폭등하는 등 계속해서 치솟자 알루미늄이 구리를 대체하기 시작했다.  

이를 예상이라도 한 듯 대흥라디에터는 구리가 대세이던 2009년에 국내 최초로 ‘알루미늄 열교환기’ 공장을 준공한 바 있다. 



특히 당시 업계에서는 기존 열교환기의 부식문제가 있었지만 경제적 조건 등 여러 이유로 구리를 주로 사용했던 시기였던 점을 고려하면 대흥라디에터의 선택이 쉽지 않았음을 알 수 있다. 

결과적으로 시장에서 구리가 알루미늄으로 대체되면서 대흥라디에터에는 기회가 됐다. 이 회사의 알루미늄 열교환기는 중소기업, 대기업을 구분하지 않고 납품 실적을 늘려가고 있다. 

2014년에 발전플랜트용 대형 열교환기 공장도 준공했다. 이 공장에서는 디젤 및 가스엔진에 쓰이는 열교환기를 생산하고 있다. 

특히 이러한 사업 확장 노력을 통해 현재 대만 3MW급, 보르네오섬 칼리만탄 15MW급, 쿠웨이트 4MW급, 콜롬비아 100MW급, 인도네시아 20MW급, 미국 0.45MW급 발전소에 각각 열교환기를 공급하는 등 국내는 물론 해외에서도 인지도를 높이고 있다.  

연료전지 및 수소충전소에도 열교환기 공급
대흥라디에터의 노력은 여기서 멈추지 않았다. 변화하는 전력 시장을 선도하기 위해 ‘연료전지용 열교환기’ 개발에도 뛰어들었다.  


대흥라디에터가 실제 가정용·건물용 연료전지 열교환기 개발에 착수한 것은 2012년부터다. 이후 3년 만인 2015년엔 PAFC(인산형연료전지)용 열교환기를 통해 연료전지 시장에 본격적으로 진출했다.  

PAFC 연료전지는 열과 전력의 전체 효율이 80% 이상인 고효율 연료전지로, 중대형 발전소에 주로 사용된다. PAFC로 전기를 생산 시 약 100~150℃의 열이 발생하는데, 이 열을 온수 등으로 활용하거나 식히기 위한(냉각) 열교환기가 필수적이다.

이홍구 대흥라디에터 대표는 “연료전지 분야로의 사업 확장에 대해 정말 많이 고민했지만 현재가 아닌 미래를 대비하고 직원들과 꿈을 구체화할 수 있는 기회를 만들기 위해 과감하게 진출하게 됐다”며 “연료전지는 향후 세계 에너지시장의 주류로 올라설 것이고, 친환경성까지 갖춰 시장 성장 가능성이 큰 만큼 반드시 해야만 하는 사업이었다”고 당시를 회상했다. 

대흥라디에터는 현재 PAFC에서 나아가 PEMFC(고분자전해질 연료전지), SOFC(고체산화물 연료전지) 타입 등으로 기술영역을 넓혔다. 

또한 수소충전소용 열교환기를 개발해 여주·안성휴게소 수소충전소, 양재 수소충전소 등에 공급 실적을 확보했다. 최근 착공한 국회 수소충전소에도 이 회사의 열교환기가 투입된다.

대흥라디에터는 여기서 한발 더 나아가 Brazing type STS(스텐레스) 열교환기 연구·개발에도 나서고 있다. 이를 통해 사용 환경에 따라 구리, 알루미늄, 스텐레스 열교환기를 모두 생산할 수 있는 제품 다양성을 확보한다는 구상이다. 



이홍구 대표는 연구 중인 스텐레스 열교환기와 관련해 “몇 년 전까지만 해도 결코 없을 것만 같았던 기술들이 개발되고 상용화되는 시대인 만큼 무엇도 장담할 수 없다”며 “후대와 인류에 공헌할 수 있는 사회적 기업으로 성장하기 위해 끝없이 고민해야 한다”고 기술개발 필요성을 언급했다. 

단순한 매출 증대보다 수소시장 활성화에 보탬
대흥라디에터가 가장 기대하고 있는 연료전지 신시장은 바로 SOFC다. 서울시는 지난 달 신축되는 중·대형 건물에 SOFC 설치가 가능토록 기준안을 마련한다고 밝혔다. 

또 SOFC에 대한 KS인증기준이 올해 중으로 마련될 것으로 예상된다. 이러한 SOFC의 제도적 환경과 시장분위기가 새롭게 형성되면서 관련 시장을 바라보는 대흥라디에터의 기대 역시 커지고 있다.  

대흥라디에터는 SOFC 관련기업과 연계해 산업확장을 이끈다는 각오다. 지난 2월 ‘SOFC 산업화 포럼’ 신년회를 통해 포럼 회원사로 가입했다. 이 자리에서 단순히 자사 매출 증대가 아닌 수소연료전지 시장 활성화에 기여하고 관련업계와 함께 성장해 나간다는 다짐을 밝힌 바 있다. 

특히 이 회사는 산학연이 참여하는 건물용 SOFC 연대 구성, SOFC 산업화를 촉진하기 위한 한국에너지공단 특별 보급사업 제안 및 SOFC KS 인증 규격 마련 등의 논의에 적극 참여하고 있다. 

김시욱 대흥라디에터 영업이사는 “PEMFC는 현재 각종 제도가 마련돼 상용시장이 빠르게 형성되고 있지만 SOFC는 인증기준조차 마련돼 있지 않다”며 “앞으로 산업화포럼 활동을 통해 KS인증기준이 마련될 수 있도록 세미나, 전시회 등에 적극 참여해 SOFC의 상용화에 기여하고자 한다”고 밝혔다.

이홍구 대표는 향후 회사의 목표와 관련해 “대흥라디에터는 열교환기만을 20년 이상 제조해 오면서 기술력·품질을 기반으로 최적화된 열교환기로 업계의 신뢰를 받고 있다”며 “(이러한 역량을 토대로) 수소에너지분야에서도 새로운 기회를 만들어 낼 수 있도록 노력해 국내는 물론 글로벌시장에 열교환기를 공급하는 강소기업으로 거듭날 것”이라고 포부를 밝혔다. 





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