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‘H2WORLD 2019’ ② 창원서 수소산업 확장 기회 잡아라

‘H2WORLD 2019’ 산업전시회에 수소·연료전지 기술·제품 총 출동
가스공사, 최대 규모 부스 마련해 ‘수소사업 추진 로드맵’ 소개
수소충전소 구축 활기 띠면서 수소충전인프라 업체 대거 참여
고체산화물연료전지(SOFC) 상용화 추진 움직임 ‘활발’


[월간수소경제 이종수 기자] 경상남도와 창원시가 주최하고 H2WORLD조직위원회(위원장: 안국영 한국기계연구원 박사)가 주관하는 ‘2019 창원국제수소에너지전시회&포럼(이하 ‘H2WORLD 2019’)’이 9월 4일부터 6일까지 3일간 창원컨벤션센터(CECO)에서 개최된다.


‘H2WORLD 2019’는 기술·제품 비즈니스의 장인 ‘산업전시회’와 지식·정보 공유의 장인 ‘컨퍼런스 & 포럼’으로 구성됐다. 전시장은 크게 모빌리티관, 수소연료전지발전관, 기업PR존으로 구분됐다.


이번 산업전시회에서 가장 주목되는 부분은 한국가스공사가 최대 규모(10부스)로 올해 처음 참가했다는 점이다. 또 최근 수소충전소 구축이 활기를 띠면서 전시회 참가 업체 중 수소충전인프라 관련 업체들이 많은 부분을 차지한다는 점이 눈에 띈다. 이번 전시회에 참가하는 기업 중 주목되는 기업들을 소개한다.
 


가스공사, ‘수소사업 추진 로드맵’ 소개 
한국가스공사는 수소충전소 설치·운영 특수목적법인 ‘수소에너지네트워크(하이넷)’의 최대 출자사로, 지난 4월 ‘수소사업 추진 로드맵’을 발표한 바 있다. 가스공사는 이번 전시회에서 수소사업의 비전과 로드맵을 소개한다. 


로드맵의 주요 내용을 보면 ‘수소 생산·유통망 구축을 통해 수소경제 활성화를 견인한다’는 비전으로, 국가 전체 수소 수요의 60% 이상 공급하겠다는 것이 가스공사의 목표다. 이를 위해 오는 2030년까지 총 4조7,000억 원을 신규 투자할 계획이다.


전국 4,854km에 이르는 천연가스 배관망과 공급관리소 403개소를 활용해 2030년까지 수소 생산시설 25개를 마련하고 설비 대형화 및 운영 효율화를 통해 제조원가를 낮출 계획이다.


수소 운송 인프라와 관련해서는 2030년까지 튜브트레일러 500대, 수소배관망 700km 구축을 목표로 설정했다. 충전 인프라 분야에서는 2022년 거점화 단계까지 하이넷을 통해 수소충전소 100기를 구축할 예정이다.


또한 LNG생산기지에서 발생하는 BOG(증발가스)를 연료전지 발전소에 공급해 전력 및 열을 생산하는 사업모델을 개발할 예정이다.


수소공급가격은 2030년 기준 4,500원/kg에서 2030년 이후에는 3,000원/kg으로 낮춘다는 목표다.


2030년까지 3,000억 원을 투자해 주요 기자재 국산화를 완료하고, 산·학·연 협력 개발로 탄소 자원화 및 수전해 수소생산 등 미래 핵심기술을 집중 육성한다.


수소충전인프라 업체 대거 참여
지성큐앤텍, 광신기계공업, 지티씨, 이엠솔루션, 제이엔케이히터, 레오닉코리아 등 수소충전인프라 관련 업체들이 대거 참여한다. 



지성큐앤텍은 이번 전시회에 독일 Sera사의 수소충전용 압축패키지를 선보이며, 이 제품으로 수소충전인프라 시장에 진출할 예정이다.


Sera는 초기의 압축기 개발 모델에서 금속 다이어프램 압축기술을 적용했지만 수소경제의 도래에 따른 수소 수요의 확대와 고순도의 수소압축에 필요한 압축기의 신뢰성, 효율성, 내구성, 특히 수소의 오염을 방지하기 위한 기술 수요의 증대를 반영해 정제된 수소의 압축을 위한 혁신적이면서 유니크한 건식 타입의 피스톤 압축기를 개발했다.


최진영 지성큐앤텍 이사는 “개발 초기부터 제품의 견고성과 간결성, 신뢰성에 집중했으며, 별도의 서비스 없이도 장기간 운전이 가능한 고내구성의 전자식 유압 드라이브를 이용해 개발한 건식 피스톤 수소압축기를 국내에 공급할 예정”이라며 “Sera의 혁신적인 피스톤 압축기는 대량의 수소가스를 경제적이고 안전하게 압축해야 할 때 아주 이상적인 제품”이라고 설명했다. 




지티씨는 수소충전소용 고압 대용량(1,000bar급) 수소압축기를 선보인다.


이 회사는 2년 전부터 해외 선진사의 수소용 유압 압축기를 수입해 분석 및 시험을 통한 연구 개발을 진행한 결과 소형이지만 국내 최초로 수소가스를 고압으로 압축하기 위한 유압식 가스압축기를 국산화 했다.


또한 국책연구과제로 개발 중인 고압 대용량 수소압축기를 국산화하는 데 있어 설계부터 모든 소재 및 정밀가공부품까지 국내 기술을 적용해 국산화율 90% 이상을 실현했다. 1,000bar급 수소압축기는 오일 프리 타입(Oil Free Type)으로 운송이 쉽고 사용 장소에 제약을 받지 않는다. 하이드로 유니트를 이용해 진동이 매우 적고 유지보수가 용이하다.


지난 7월 수소충전소와 동일한 조건에서 500bar 압력으로 충전시험을 실시해 성공적인 결과를 확인했다. 지티씨는 올해 안으로 820bar까지 수소를 충전하는 2차 시험을 완료할 계획이다.


일성기계공업은 현재 개발 중인 수소충전소용 수소저장용기를 선보인다. 이 제품은 type2 방식의 수소저장용기로 와이어 와인딩을 통해 만들어진다. 보강재로 고가인 탄소섬유가 아닌 비교적 저렴한 와이어를 써서 용기의 가격을 낮추고, LBB(Leak Before Burst)가 가능하도록 와이어를 권취함으로써 안전성을 확보했다.


사용압력 875bar를 기준으로 설계압력 2,600bar 용기를 설계해 해외(미국·중국·유럽·일본) 특허 출원을 한 상태이다. 그중 일본과 미국은 특허등록 승인을 받았다.




최근 관심이 집중되고 있는 제이엔케이히터는 국내 최초 상용 수소충전소용 수소추출기(HIIS-250 모델) 실물을 전시한다.


2년간의 개발 끝에 완성한 HIIS-250 모델은 하루 250kg의 수소를 생산할 수 있는 능력을 가지고 있으며, 온사이트 수소충전소에 설치될 경우 하루 50여 대의 수소승용차 충전이 가능하다.


제이엔케이히터는 HIIS-250 모델을 기반으로 올해 안으로 서울시 상암충전소에 150kg/day급 온사이트 수소충전소를 구축할 예정이다. 또 강원도에 플라즈마 듀얼 방식의 250kg/day급 수소추출기를 공급하는 계약을 체결하고 현재 제작 중이다.  


제이엔케이히터는 국가과제의 일환으로 HIIS-500 모델(500kg/day급)도 개발했다. 하루에 100여 대의 차량에 수소를 충전할 수 있다. 제작이 완료된 HIIS-500 모델은 9월 중으로 창원시 성주충전소에 설치돼 시운전을 시작할 예정이다.


최근 당진시 송악공장에서 수소추출기 오픈하우스 행사를 열고 이 두 모델을 처음으로 공개해 큰 호응을 얻었다. 


조현석 제이엔케이히터 상무는 “당진공장에서 4대의 수소추출기를 동시에 제작하고, 2대는 시험이 가능토록 해 연간 20대의 수소추출기를 생산할 수 있는 시스템을 구상 중”이라고 말했다.



레오닉코리아는 수소충전소의 디스펜서, 수소 테스트 장비 등 고압 수소 분야에 많이 사용되는 질량 유량계를 소개한다.


레오닉의 질량 유량계는 코리올리스 원리를 이용해 액체, 기체 등을 정밀하게 측정할 수 있으며, 센서를 오메가(Omega) 형태로 제작해 외부 소음과 진동 영향을 적게 받아 안정적으로 측정할 수 있도록 설계됐다.


PTB(독일연방과학기술협회)에서 발행하는 MID 성적서(수소가스 측정용)를 취득해 사용자로부터 신뢰를 받고 있으며, 국내 방폭인증서는 KTL에서 받았다.


독일 레오닉사는 1986년부터 질량 유량계를 전문으로 생산하고 있는 기업이다. 레오닉은 질량 유량계 외에도 독일 발터사의 충전 노즐, 호스 등을 수소충전소에 공급하고 있다. 레오닉코리아는 1995년부터 국내에 레오닉 제품을 판매하고 있다.


디케이락은 수소전기차에 들어가는 수소피팅을 선보인다. 이 제품은 지난 6월 독일의 제품시험인증 기관인 TUV SUD로부터 ‘EC79 수소피팅 인증’을 획득했다. 이번 인증이 완료됨에 따라 디케이락의 O-Ring 페이스 씰 피팅(ORFS)과 DK-Lok 튜브피팅 제품이 중국 및 유럽의 수소전기차 시장에 납품될 것으로 보인다.


디케이락은 현대자동차의 수소전기차 ‘넥쏘’ 연료공급 모듈에 8개의 부품을 공급하고 있다. 이외에도 700bar급 수소충전소용 초고압 자동차단 밸브와 레귤레이터를 개발 중이다. 
 
전시장에도 SOFC 바람 분다 
범한산업, SOFC 산업화 포럼, STX중공업 등의 연료전지 시스템 기업들이 올해도 창원에 모습을 드러낸다.


범한산업은 건물용 연료전지(5kW, PEMFC) 시스템을 소개한다. 도시가스(모델명: BNH050)와 수소(모델명: BHH050)를 각각 연료로 사용하는 2개 타입의 시스템이다.




범한산업은 지난 2015년 5월 군수용 연료전지 분야에서 높은 기술력을 보유한 GS칼텍스의 연료전지 사업 부문을 양수해 연료전지 사업에 진출했다. 자사의 압축기 유체제어 기술과 GS칼텍스의 연료전지 기술을 결합해 잠수함·선박용 연료전지 제품을 개발하는 데 성공했다.


범한산업은 민수용 시장 진출을 위해 현대제철의 건물용 연료전지 기술을 이전받아 자체 보유 기술을 적용해 새롭게 시스템을 개선하고 시장 진출을 위한 인증을 추진 중이다.  


범한산업이 국내에 공급하는 파워셀의 제품(부생수소·무정전전원장치용 연료전지 스택 및 시스템)도 함께 소개할 예정이다. 범한산업은 지난해 8월 세계적인 연료전지 기업인 스웨덴의 ‘파워셀’과 연료전지 분야 업무협약을 체결한 바 있다.


SOFC 산업화 포럼은 STX중공업, 미코, 에이치앤파워 등이 국내 기술로 개발한 건물용 연료전지 시스템을 소개한다.




STX중공업은 1kW급 SOFC 시스템(상표명: encube), 미코는 2kW급 SOFC 시스템(상표명: TUCY)에 대해 한국가스안전공사의 가스기기 인증(KGS AB934)을 획득해 상용화 발판을 마련했다.


STX중공업과 미코는 지난해 하반기부터 산업부의 국책과제인 ‘kW급 건물용 SOFC 실용화 기술개발’을 수행하고 있다. 이번 과제는 국산 SOFC 기술을 적용한 국내 첫 SOFC 시스템 실증과제다. 이의 일환으로 UNIST의 생활형 연구시설에 설치된 미코의 SOFC가 시운전을 마치고 지난 7월 본격 가동에 들어갔다. SOFC가 실생활에 적용된 최초 사례다.


미코의 SOFC는 추가로 서울물연구원에 설치돼 지난달 실증운전을 시작했다.


에이치앤파워는 3kW급 SOFC 시스템을 개발해 현재 내부 실증을 진행 중으로, 올해 안으로 한국가스안전공사의 가스기기 인증을 획득할 계획이다. 지난달 착수한 ‘발전용 확장이 가능한 고효율 모듈형 SOFC 시스템 개발’ 국책과제는 에이치앤파워의 3kW급 SOFC를 기반으로 한다. 에이치앤파워는 이번 과제를 통해 향후 150kW급 이상의 분산발전용으로 확장이 가능한 고효율 모듈형 SOFC 시스템을 개발할 계획이다.




재료硏, 연료전지 및 수소생산 기술 선봬
재료연구소는 재료공정혁신연구본부 항공우주재료연구센터 양철남 박사 연구팀이 개발한 연료전지 동력원 및 무인기 기체를 선보인다.


이 개발품은 최근 자동항법에 의해 6시간 40분 공중 시험비행을 하는 데 성공했다. 이번에 개발된 연료전지 추진 무인기는 수소탱크의 용량에 따라 비행시간을 2시간, 4시간, 6시간으로 용도에 맞게 연장할 수 있다.


양철남 박사는 “일반적인 전동추진 무인기에 적용되는 리튬전지는 에너지 밀도가 낮기 때문에 무인기의 비행시간이 약 ​30분에서 1시간 내외로 짧다. 이를 해결하기 위해 새로운 동력원인 연료전지 기술을 무인기에 적용했다”라며 “고압수소 연료탱크와 연료전지시스템의 경량화를 이뤄 기존 배터리에 비해 높은 에너지 밀도를 갖춤으로써 장시간 체공용 동력원으로의 적용을 가능하게 했다”고 설명했다.


재료연구소는 또 표면기술연구본부 최승목 박사 연구팀이 개발한 ‘고신뢰성 전착 공정 기술’을 소개한다. 연구팀은 청정 수소를 생산할 수 있는 수전해 시스템의 효율과 내구성을 증가시키는 역할을 하는 고효율 비귀금속 촉매를 저가로 합성 가능한 고신뢰성 전착 공정 기술을 세계 최초로 개발했다.




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