[월간수소경제 성재경 기자] 산업통상자원부는 지난 6월 1일 수소전문기업 11곳을 최초로 발표했다. 올해 수소법 시행 이후 지난 3월부터 수소전문기업 상시 신청을 받았고, 산학연 전문가들의 엄정한 평가를 거쳐 기술력과 성장 잠재력을 지닌 11개 수소전문기업을 최초로 지정했다.
정부는 ‘수소 플러스(+) 1000’ 프로젝트를 통해 2040년까지 1,000개의 수소전문기업을 육성할 계획으로(’25년 100개 → ’27년 200개 → ’30년 500개 → ’40년 1,000개로 확대), 다양한 부문에서 이들 수소전문기업에 특화된 지원 프로그램을 이어간다.
수소 5대(모빌리티, 연료전지, 충전소, 액화수소, 수전해) 소재·부품·장비 분야에 매년 300억 원 규모의 연구개발비를 집중 지원하고, 이 과정을 통해 개발된 우수 제품의 국내외 판로 개척을 지원한다. 또 금융 지원과 인력 지원을 통해 ‘수소전문기업’의 브랜드 가치를 높여갈 방침이다.
수소전문기업에 선정된 11개 업체에 3개의 ‘공통 질문’을 보내고, 그 답변을 받아 정리했음을 밝혀둔다.
∙ 회사 소개 ∙∙ 주력 제품, 기술 ∙∙∙ 소감, 향후 계획
두산퓨얼셀
수소연료전지 > 발전용 연료전지
∙ 두산퓨얼셀은 국내 수소산업을 이끌어가는 대표 에너지 기업이다. 1960년대 아폴로 유인우주선에 연료전지를 실어 보냈던 미국 UTC파워의 기술을 바탕으로 전라북도 익산시에 위치한 공장에서 연간 최대 144대의 PAFC(인산형 연료전지) 수소연료전지(총 63MW)를 생산하고 있다. 또 국산화율 98%를 달성해 300여 개의 협력사들과 함께 수소산업 생태계를 조성해 나가고 있다.
∙∙ 두산퓨얼셀은 2018년 1조 원 수주 달성 이후, 2019년 1조2,000억 원, 2020년 1조310억 원 등 3년 연속 신규 수주 1조 원을 달성했으며, 2015년 이후 국내 누적 설치 기준 70% 이상을 차지하고 있는 연료전지 대표 기업이다. 부산 해운대구 신시가지 인근에 설치해 연료전지의 친환경성을 입증한 부산그린에너지(30.8MW), 부생수소를 연료로 하는 세계 최초이자 최대 규모의 연료전지 발전소인 대산그린에너지(50.16MW)가 대표적이다.
두산퓨얼셀은 국제 기준을 넘어서는 설계 기준과 검사, 인증을 통해 최고 수준의 안전성을 달성했다. 두산퓨얼셀의 PAFC는 최대 90%의 종합효율로 전기와 열을 동시에 생산한다. 또 전력수요에 대응해 탄력적인 조절 생산이 가능하고 초당 응답속도가 빨라 유연한 대응이 가능하다.
∙∙∙ 수소전문기업 1호에 선정되었다는 것은 그동안 두산퓨얼셀이 수소 불모지였던 국내에 수소경제를 일으키는 씨앗의 역할을 해왔고, 앞으로도 견인차 역할을 해내야 한다는 의미로 받아들이고 있다. 2014년 사업 출범 후, 끝없는 기술개발 노력으로 현재 부품 협력사를 300여 개로 늘렸고, 가까운 시일 내 협력업체의 자체 기술로 개발한 부품이 해외에 수출될 것으로 기대하고 있다.
또 수소산업 생태계 확장을 위해 한국형 고체산화물 연료전지(SOFC) 시스템 개발에 나서고 있다. 기존 SOFC보다 전력효율을 높이고 기대수명을 개선해 발전소 운영기간 동안 높은 효율을 장기적으로 유지할 수 있도록 할 방침이다. 여기에는 선박용 SOFC 연료전지 개발도 포함된다.
특히 두산퓨얼셀은 전기와 열, 수소를 모두 생산할 수 있는 트라이젠(Tri-gen)의 상용화를 앞두고 있다. LPG와 천연가스를 유연하게 적용할 수 있으며, 수소생산이 가능해 복합충전소 확대에 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 기대한다. 원가절감, 생산성 향상으로 발전원가를 낮추고 현재 98% 수준의 연료전지 국산화율을 100%로 높이기 위해 지속적인 연구개발을 추진하고 있다.
범한퓨얼셀
수소연료전지 > 가정·건물용 연료전지
∙ 범한퓨얼셀은 압축기 전문 강소기업인 범한산업이 수소연료전지와 수소충전소 사업을 활성화하기 위해 물적분할한 회사다. 범한퓨얼셀은 잠수함용 연료전지를 시작으로 건물용·선박용 연료전지, 수소충전소 분야로 사업을 확장해 수소연료전지 분야의 토털 솔루션 업체로 발돋움하겠다는 목표를 세워두고 있다. 지난 2018년에 세계에서 두 번째로 잠수함용 연료전지를 개발해 상업화에 성공했으며, 2019년에는 건물용 연료전지 제품을 출시했다. 수소에너지네트워크(하이넷) 주주사로 참여하면서 수소충전소 구축사업도 활발히 전개하고 있다.
∙∙ 범한퓨얼셀은 독일에 이어 두 번째로 잠수함용 연료전지를 개발해 도산 안창호함에 탑재한 바 있다. 이후 장보고-III급 1, 2, 3번 함을 대상으로 납품이 이루어졌으며, 6번 함까지 납품이 예정되어 있다. 이 제품은 해외에서도 관심이 높아 이탈리아, 필리핀, 인도 해군 등이 관심이 많다. 조만간 해외 수출길이 열리기를 기대하고 있다.
범한퓨얼셀은 2019년 5kW 제품을 출시하면서 건물용 연료전지 사업에 뛰어들었다. 군수용에서는 선두주자이지만 민수용 시장에서는 후발주자로 제품 다양성 측면에서는 부족한 면이 있지만 연말까지 다양한 용량의 제품군을 갖춰 나갈 예정이다.
수소충전소 사업의 경우 모기업인 범한산업이 보유한 31년에 걸친 초고압압축기 제조 경험과 기술력을 바탕으로 누적 15건의 수소충전소를 수주한 바 있다. 범한산업의 축적된 기술을 기반으로 한 수소압축기 국산화 등 부품 국산화를 통한 경쟁력 강화에도 힘쓰고 있다. 지난해 준공한 대구 성서수소충전소를 시작으로 올해 말까지 수소충전소 10기를 구축할 계획이다.
∙∙∙ 정부가 선정한 수소전문기업에 최초로 이름을 올린 만큼 국내 수소산업이 성장할 수 있도록 마중물 역할을 해야 한다는 큰 책임감을 느낀다. ‘연료전지’ 부문에 선정된 만큼 함정용·건설기계용 수소연료전지뿐 아니라 선박용 연료전지, 건물용 수소연료전지 모듈의 자체 제작을 통해 국내시장을 선도하고, 수소의 생산과 저장, 충전 분야 등에 적용할 수 있는 신제품을 개발해 사업화에 나설 계획이다. 수소산업 전주기에 필요한 소재·부품·장비 분야를 선도하는 수소전문기업으로서 국내를 넘어 세계시장으로 뻗어가는 혁신기업을 목표로 하고 있다.
에스퓨얼셀
수소연료전지 > 가정·건물용 연료전지
∙ 에스퓨얼셀은 2014년 GS칼텍스의 수소연료전지 연구·개발팀을 중심으로 설립됐다. 스택, 수소추출기, 시스템 통합 설계 등 연료전지 관련 핵심기술을 확보하고 있으며, 국내 최초로 5kW급 건물용 연료전지설비 인증을 받았다. 2016년에는 국내 최초로 연료전지 KS인증을 받았고, 2017년에는 모듈형 10kW급 건물용 연료전지시스템을 출시했다. 특히 2018년에는 국내 연료전지 전문업체 최초로 코스닥에 상장한 바 있다. 2019년에는 세계 최초로 5kW 배터리 하이브리드 시스템을 개발하고, 100kW 석탄가스화 연료전지(IGFC)를 통한 수소발전 실증운전에 성공하는 등 다수의 ‘세계 최초’ 타이틀을 확보하고 있다.
∙∙ 에스퓨얼셀은 가정용·건물용 연료전지시스템과 수소발전시스템 등 다양한 제품 라인업을 보유하고 있으며, 연간 600~700대가 넘는 제품을 생산해 판매하고 있다. 국내 총 누적보급량인 14MW 중 7.4MW를 보급했으며, 7월 현재까지 꾸준히 50%대의 시장점유율을 유지하고 있다. 특히 지난해 3월에는 업계 최초로 중국에 연료전지를 수출하는 등 해외수출 사업도 적극 추진하고 있다.
에스퓨얼셀을 대표하는 제품은 고분자전해질 연료전지시스템(PEMFC)인 ‘Ecogener’ 시리즈다. 모듈형 구조라 운반이나 설치가 쉽고, 간편한 조작으로 운전할 수 있다. LNG, LPG 등 다양한 연료를 사용할 수 있으며 부하추종 운전, 자동운전, 웹 기반의 운전감시기능을 제공한다. 전기효율 50% 수준의 수소 전용 모델을 갖추고 있어 수소시범도시나 수소특화단지에도 대응할 수 있다.
드론용 파워팩 개발을 시작으로 수소 모빌리티 시장에도 도전장을 냈다. 지난해 10월 새롭게 개발한 2kW급 연료전지를 액체수소드론에 적용해 시험비행에 성공했다. 향후 연료전지 파워팩 시장의 성장이 예상되는 만큼 드론을 비롯해 소형 선박과 지게차 부문에서 경쟁력을 확보할 방침이다. 또 국책과제로 25kW 건물용 연료전지 개발을 진행하고 있다.
∙∙∙ 우리나라가 세계 1위 연료전지 시장을 보유한 수소경제 선도국이라는 점에서 첫 번째 수소전문기업 선정은 큰 의미가 있다. 에스퓨얼셀은 연료전지 보급 활성화를 위해 ‘운영경제성 확보’를 가장 시급한 과제로 보고 있다. 이를 위해 관련 업계, 학계와 공동으로 ‘연료전지 전용 도시가스 요금제 신설’을 정부에 제안해 긍정적인 답변을 얻은 바 있다. 또 ‘건물용 연료전지를 통해 발전된 전기량에 상응하는 인센티브 제공’ 같은 정책도 지속적으로 제안하고 있다. 에스퓨얼셀은 협력업체와 함께 연료전지 기술 강화와 생산단가 절감에 노력하고 있으며, 여기에 관련 정책들이 뒷받침된다면 건물용 연료전지 시장이 크게 확대될 것으로 기대하고 있다.
지필로스
수소연료전지 > 연료전지 인버터, 그린수소 생산시스템(P2G)
∙ 지필로스는 2009년 신재생에너지 분야에 특화된 전력변환장치 개발 및 제조 전문기업으로 창업해 우수한 기술력을 바탕으로 고효율의 안정적인 전력에너지 공급을 위한 연구개발에 매진해왔다. 그 결과 국내 중소용량 연료전지시스템용 전력변환장치 분야에서 독보적인 위치를 차지하고 있다. 현재에 안주하지 않고 제2의 도약을 위해 그린수소 생산시스템(Power to Gas) 분야로 사업영역을 확장해 나가고 있으며 ‘재생에너지 전장시스템과 수전해 장치용 풍력발전의 전력제어 및 풍력발전 기반 수소변환시스템’ 등 관련 특허 15건 이상을 보유하며 그린수소의 생산과 활용, 연료전지시스템 기술 저변 확대에 힘쓰고 있다.
∙∙ 지필로스는 2017년부터 국내 최초로 재생에너지 잉여전력을 이용한 P2G시스템 실증 연구를 시작해 지난 4월에 성공적으로 마무리한 바 있다. 제주 상명단지 풍력발전소의 잉여전력으로 수전해시스템을 운전해 고순도(99.99% 이상) 수소를 제조했으며, 이 수소를 튜브트레일러에 충전(200bar의 압력)하고 수소연료전지시스템을 통해 다시 전기를 생산하는 등 수전해시스템 보급 모델을 국내 최초로 실증하는 데 성공했다.
본 연구를 통해 산업통상자원부 국가기술표준원으로부터 ‘재생에너지 연계 수전해 하이브리드 기술’ 분야 신기술(NET) 인증을 획득했으며, 최근에는 한국수력원자력으로부터 수소의 생산과 공급, 수소의 저장과 활용, 전력공급시스템 등 총 24억 원 규모의 물품공급 계약을 맺고 본격적으로 그린수소 생산과 저장, 활용 사업에 뛰어들었다.
∙∙∙ 유럽연합에서 2023년부터 탄소국경세 도입을 추진하고 있고, 천연가스(LNG)를 개질해 만든 그레이수소에 대한 비판이 있는 만큼, 앞으로 신재생에너지에서 나오는 전기를 활용해 청정수소를 생산하는 P2G 기술을 적극 활용할 필요가 있다. 이는 기존의 석탄, 석유 같은 화석연료 위주의 경제 시스템이 수소경제로 전환되는 것을 의미한다. 수소는 원유와 천연가스 등 전량 수입되는 에너지원과는 달리, 해외 의존도를 감소시켜 에너지 자립을 이룰 수 있다. 지필로스는 2050 탄소중립을 위해 정부, 관련 기업과 지속적으로 논의하고 협업해 에너지 패러다임의 변화에 일조할 방침이다.
하이에어코리아
수소연료전지 > 연료전지 모듈, 수소개질기
∙ 하이에어코리아는 경남 김해시에 본사를 둔 조선기자재 분야의 공기조화설비 전문업체다. 설계부터 설치, 감리, 사후 서비스까지 전 부문에 대응하면서 국내시장 점유율 90% 이상, 세계시장 점유율 30% 이상을 달성하고 있다. 조선 경기 침체로 조선기자재 업계가 동시에 어려움을 겪기도 했지만, 5년 전부터 사업 분야를 발전용 수소연료전지와 수소충전소로 넓혀 위기관리를 해온 것이 주효했다. 주업인 공조기 부문의 전문성을 수소산업에 접목하고 있다,
∙∙ 하이에어코리아는 수소 관련 주력 제품으로 두산퓨얼셀 발전용 수소연료전지의 주요 부분인 모듈을 양산하고 있다. 하이에어코리아는 두산퓨얼셀과 함께 2017년도 개발을 시작으로 최초 국산화에 성공했으며, 꾸준한 개발과 투자를 통해 안정적인 양산라인을 구축했다. 또한 연료전지 발전소의 방열기 모듈인 CMA(Cooling Module Assembly)의 경우 전열 효율을 높이고 소음을 낮춘 신제품 개발을 최근 완료했으며, 천연가스 개질 과정에서 나오는 이산화탄소를 경제적으로 포집할 수 있는 탄소포집 장비를 개발 중에 있다.
지난해에는 수소충전소용 냉각기 개발도 완료했다. 수소충전 시 가스의 온도를 영하 40℃ 이하로 낮추게 되는데, 이때 필요한 장비가 저온 냉각기다. 하이에어코리아는 인버터 냉매압축기 제어기술을 이 분야에 국내 최초로 적용, 소비전력을 크게 줄인 저소음 제품을 개발해 수소충전소에 적용한 바 있다.
∙∙∙ 현재 발전용 수소연료전지 모듈은 연간 약 100MW급을 생산할 수 있는 시설을 확보하고 있으며, 수소가 탈탄소를 위한 청정에너지로 주목을 받고 있는 만큼 향후 성장 가능성을 높게 보고 있다. 수소발전 등 분야별 제품의 경쟁력을 높이기 위한 품질 향상, 원가 개선에 집중하면서 충전소용 냉각기, 탄소포집기 등 지속적인 연구개발을 통해 최고의 제품을 적시에 공급할 계획이다.
유한정밀
수소모빌리티 > 연료전지 금속분리판
∙ 유한정밀은 지난 1983년 12월 창립 이후 삼성전자 1차 협력사로 에어컨, 냉장고, 세탁기의 프레스 금형개발사로 성장했다. 이후 현대자동차와 함께 수소전기차용 금속분리판 개발에 나선 것은 지난 2008년이다. 이를 계기로 1세대 수소전기차인 투싼ix, 2세대 수소전기차인 넥쏘 차량에 금속분리판을 독점 공급하고 있다.
금형의 설계와 가공, 조립, 시제품의 제작과 검사 등 전 공정을 수행하는 인프라를 갖추고 있으며, 기체가 흐르는 통로인 유로의 코어(core) 가공기술, 내구성을 확보한 연속성형 금형 공법을 실현했다. 금속분리판은 수소전기차뿐 아니라 수송용 선박, 드론, 도심항공교통(UAM) 등 모빌리티 분야에 쓰임이 많아 그 전망이 밝다.
∙∙ 금속분리판은 기체확산층(GDL), 막전극접합체(MEA)의 지지대로 수소와 산소가 흐르는 통로이면서 물을 배출시키는 역할을 한다. 수소전기차 한 대에 천 개에 이르는 금속분리판이 들어가며, 금속분리판 양산을 위한 금형기술은 일본의 도요타 정도에만 적용되는 고난이도 기술로 평가받는다.
금속분리판은 경량화를 위해 초박막(0.08T~0.1T) 소재를 사용하며, 600톤 이상의 특수프레스를 이용한 다단성형으로 유로의 형상을 구현한다. 또 분리판이 갈라지는 크랙이 없어야 하며, 스택 체결을 위한 평탄도, 유로 높이를 마이크로미터(μm; 1mm의 1,000분의 1) 단위로 균일하게 맞춰야 한다. 또 체결 불량을 막기 위해 버(Burr)가 있어서도 안 된다.
∙∙∙ 아직도 해결해야 할 과제가 많은 기술 분야로, 향후 더 많은 노력을 기울이라는 뜻으로 받아들이고 있다. 산학연과 연계한 기술개발을 통해 원가를 낮춘 금속분리판의 금형 및 제품 개발을 추진하고 있으며, 해외 진출을 통한 수출 확대에도 힘쓸 계획이다. 몇 해 전만 해도 먼 미래의 일처럼 여겨졌던 수소사업이 큰 주목을 받고 있고, 기업들의 참여도 활발하다. 수소경제에 대한 관심을 피부로 느끼고 있으며, 탄소중립국으로 가는 여정에 작게나마 힘을 보태고 싶다.
제이앤티지
수소모빌리티 > 연료전지 기체확산층
∙ 제이앤티지는 모기업인 제이앤티씨의 연구개발을 이어받아 지난 2011년 1월에 설립된 회사로, 수소전기차와 발전용 연료전지 소재부품 시장에 집중하고 있다. 지난 2008년부터 연료전지 핵심부품인 기체확산층(Gas Diffusion Layer)에 대한 연구개발에 본격적으로 뛰어들어 2013년 제품화에 성공했다.
2008년 당시 수많은 실패를 거듭한 끝에 카본페이퍼 개발에 성공하면서 새로운 전기를 맞았다. 또 기체확산층 기술을 기반으로 2013년부터 에너지저장시스템(ESS)에 사용되는 바나듐 산화환원흐름전지용 ‘탄소펠트 전극’을 개발해 제품화에 성공했다. GDL의 경우 지난 2017년부터 중국의 주요 자동차사에 수출하면서 그 경쟁력을 인정받았다.
∙∙ 제이앤티지는 2006년부터 직접메탄올 연료전지(DMFC)용 전극과 MEA, DMFC 시스템을 개발하면서 쌓은 연료전지 기술력을 바탕으로 지난 2008년부터 2013년까지 5년간 현대자동차가 주관하는 지식경제부의 수소연료전지 자동차용 GDL 국산화 개발 1~2단계 과제를 통해 GDL 국산화에 나섰다.
지난 2011년에 국내 최초로 롤(Roll) 형태의 카본페이퍼를 개발했고, 이듬해에 롤 형태의 GDL 개발에 성공했다. 2013년부터 양산체계를 갖추기 위해 준비해왔고, 그 결과 현재 1호와 2호 생산라인을 통해 수소전기차 4만5천 대 규모의 GDL 공급이 가능한 양산설비를 갖추고 있다. 국내외 수소전기차 수요 증가에 따라 10만 대 규모의 GDL 공급이 가능한 3~5호 생산라인을 단계적으로 구축 중에 있다.
∙∙∙ 제이앤티지는 꾸준한 연구개발과 투자를 통해 기술의 완성도를 높여가고 있다. GDL을 더 얇게 만들면서 성능과 내구성을 높이는 것이 핵심이다. 또 발전용 연료전지, 수전해용 카본페이퍼 개발도 병행하고 있다. 제이앤티지는 수소전기차와 고정식 연료전지뿐 아니라 드론, 수전해 설비, ESS 등 전기를 필요로 하는 모든 분야에 적용할 수 있는 친환경 고효율 연료전지 개발을 통해 글로벌 소재부품 기업으로 도약하겠다는 목표를 세워두고 있다.
가드넥
수소모빌리티 > 전해질막 고정용필름, 박막 GDL
∙ 2010년 설립한 가드넥은 이듬해부터 수소연료전지에 대한 기술 습득과 개발에 착수해 10여 년간 관련 아이템과 소재 개발에 매진해왔다. 방열소재 전문기업으로 축적한 코팅기술, 세계 최초 고온소결 롤투롤(Roll to Roll) 인조그라파이트 제조기술을 보유하고 있어 외국산 자재를 100% 대체할 수 있는 축적된 노하우와 기술을 확보하고 있다.
흔히 ‘서브가스켓(Sub-gasket)’으로 불리는 연료전지용 전해질막 고정용필름을 현대차 넥쏘에 공급하고 있다. 고객이 요구하는 접착력과 두께, 성능을 구현한 것이 특징이다. 가드넥은 서브가스켓을 시작으로 초박막 기체확산층(GDL) 개발에도 성공했다. 2017년부터 개발에 들어가 그동안 설비 등에 투자한 돈만 200억 원이 넘는다.
∙∙ 가드넥은 그라파이트 제조기술 등 소재기술을 수소연료전지 소재기술에 접목해왔다. 그 대표적인 제품이 GDL이다. 가드넥은 탄소섬유종이(카본페이퍼)가 아닌 탄소나노섬유로 아주 얇은 두께의 ‘박막 GDL’을 개발하는 데 성공했다. 탄소섬유종이를 잘라서 만드는 기존 방식이 아니라, 나노섬유를 얇게 방사한 후 고온으로 두 차례에 걸쳐 열처리하는 방식이다.
가드넥의 GDL은 마이크로미터 크기의 수많은 기공이 있는 형태를 만족하고, 기공률은 75% 이상으로 평균 요구사항인 60~70%를 넘어선다. 또 전기저항 2옴(Ω) 이하로 높은 전기전도성을 띠며, 3D 네트워크 구조로 수평·수직 방향의 투과성이 좋다. 특히 50~100μm로 얇게 두께를 조절할 수 있고, 제작 공정도 단순해 가격 경쟁력이 뛰어나다.
∙∙∙ 이번 수소전문기업 선정은 소재기술에 대한 자부심을 상기시켜 준 계기라 할 수 있다. 가드넥은 지난 2017년부터 도쿄 빅사이트에서 열린 국제 수소연료전지 박람회(FC Expo)에 단독 부스를 열고 3년 연속으로 참여해 그 기술력을 세계시장에 알리는 노력을 해왔다. 친환경 에너지 시장이 확대될수록 수소연료전지 소재기술이 시장에서 주목을 받을 거라는 신념이 있다. 국내 소재기업의 기술력을 한 단계 올려 당당히 경쟁하는 업체가 되도록 최선을 다하겠다.
원일티엔아이
수소생산·저장 > 수소개질기, 수소저장합금
∙ 원일티엔아이는 1990년에 설립된 LNG 기자재 제조업체다. 1991년 한국가스공사 가스필터 국산화 업체로 지정된 후 천연가스 분야에서 해외 수입에 의존하던 연소식기화기, 재액화기, 연료주입시스템, 가스히터 등의 국산화에 성공했다. 국내외에 천연가스, 발전, 원자력, 조선·해양 플랜트 시장 제품을 공급하고 있으며, 고압 연소식기화기(SCV) 분야에 세계 최고 기술력을 보유하고 있다.
또한 수소산업에 대한 기술 강화에 나서 잠수함에 들어가는 수소저장합금·저장용기 기술을 상용화했으며, 지난해 5월에는 기술이전을 통해 고순도 수소생산설비 기술도 확보했다.
∙∙ 원일티엔아이는 그동안 해외기술에 의존하던 분산형·거점형 수소생산기술의 국산화를 위해 지난해 5월 한국에너지기술연구원과 고순도 수소생산유닛 기술이전 계약을 맺었다. 도시가스 파이프라인을 연결해 수소충전소 등 수요처 인근에서 99.999% 이상의 고순도 수소를 경제적으로 개질해서 수요처에 공급하는 기술이다.
원일티엔아이는 평택에 거점형 수소생산설비로 3,000Nm3/h급 1대와 300Nm3/h급 1대의 납품 계약을 체결한 데 이어 안산 수소시범도시에 소규모 분산형 수소생산설비(300Nm3/h급) 3대, 완주수소충전소에 소규모 분산형 수소생산설비(300Nm3/h급) 2대를 공급하기로 하는 등 수소개질기 사업에서 큰 성과를 내고 있다. 또 CCUS(탄소 포집·활용·저장) 기술과 연계한 스케일업 국책과제에도 참여해 2,000kg/day급 탄소배출 저감형 고효율 중대형 개질기 개발에도 나선다.
앞서 원일티엔아이는 2009년부터 고체수소 저장합금·저장용기 기술개발에 들어가, 2015년 장보고 잠수함에 수소저장합금·용기를 납품하는 데 성공했다. 이 제품들은 장보고 III 잠수함에 적용되어 자주국방 실현에 기여하고 있으며, 과거 독일업체가 독점하던 기술을 대체함으로써 한 척당 약 200억 원이 넘는 외화절감 효과를 보고 있다.
∙∙∙ 국산화에 성공한 수소저장합금, 수소개질기 사업뿐 아니라 수소의 생산, 저장·운송, 활용 등 수소 전주기와 관련한 사업 분야를 열린 눈으로 주시하고 있다. 원일티엔아이는 천연가스, 액화질소 등 저장용기 제작 능력을 기반으로 기체·액체 수소와 관련한 다양한 사업 진출을 모색하고 있다. 실제로 액화수소 저장용기와 관련한 연구개발을 진행 중이며, 국내 수소산업의 활성화를 위해 힘을 보탤 계획이다.
이엠솔루션
수소충전 > 수소충전소 설계·구축, P2G 수전해 플랜트
∙ 이엠솔루션(EMS)은 지난 1987년부터 공작기계와 방산, 항공, 발전설비 부문의 기계 부품 가공과 조립, 생산을 해온 이엠코리아가 2016년에 물적분할로 설립한 자회사다. 창원에 소재한 강소기업으로 수소충전소, 수소플랜트, 친환경 자원화 음식물플랜트 등 친환경 에너지 기술을 기반으로 수소사업에 매진하고 있다.
20여 년간 수전해 설비 개발을 통해 그린수소를 생산하는 P2G 전문기술을 보유하고 있으며, 2019년에는 국내 최대 규모(600N㎥/h)의 알칼라인 수전해 플랜트를 준공한 바 있다. 창원 팔용수소충전소를 비롯해 전국에 총 16기의 수소충전소를 구축했으며, 신재생에너지와 연계한 수소융복합 시스템을 적용한 그린빌리지, 수소타운, 에너지 자립섬 등의 프로젝트를 추진하고 있다.
∙∙ 이엠솔루션은 국내 최초로 국제충전규격 SAE J2601에 만족하는 수소 동시충전에 성공했으며, 평창 동계올림픽 기간에 강릉과 평창에 수소충전소를 구축해 현대자동차의 수소버스와 넥쏘 연속충전(시간당 11대) 실증을 완료한 바 있다. 또 완주수소충전소에 수소버스, 트럭(350bar) 등 수소상용차를 충전할 수 있는 국내 최대 규모의 충전설비를 구축하는 등 수소충전 분야를 선도하고 있다.
또한 수전해와 연계한 수소생산 분야를 접목한 수소충전 인프라 구축에도 독보적인 행보를 이어왔다. 지난 2004년에 알칼라인 수전해 수소발생장치(2N㎥/h)를 개발했으며, 2010년 새만금테마파크 수소충전소에 24N㎥/h급 수전해 장치 공급, 2011년 제주 수소충전소에 5N㎥/h급 수전해 장치를 공급했다. 또 2013년에는 대구에 60N㎥/h급 수전해 수소충전소를 준공한 바 있다. 올해는 200N㎥급 고효율 수전해시스템 개발을 목표로 하고 있으며, 이를 통해 P2G 수전해 플랜트를 접목한 수소충전소 구축에 대한 강점을 키워가고 있다.
∙∙∙ 지금까지 어려운 상황에서도 이엠솔루션은 수소충전소 구축, 재생에너지와 연계한 P2G 수전해 설비 실증사업을 성공적으로 수행했다. 또 해외 수출을 위한 재생에너지 연계 수전해 수소충전소 구축사업, 수전해 기술을 접목한 수소도시, 수소타운 인프라 구축사업을 추진하고 있다. 또한 다양한 수소사업의 결과물을 통해 수전해 장치의 효율 개선과 대용량화, 수소충전소 부품 개발과 국산화, 액화수소 관련 부품 개발을 통해 본격적인 수소경제 시대를 열어갈 계획이다.
대하
수소충전 > 수소압축기, 수소 기자재 검사장비
∙ 대하는 2006년 설립 이래 ‘초고압’이라는 한 길을 걸어왔다. 수압, 유압, 기체에 이르기까지 초고압 관련 시스템과 솔루션을 개발해 정부기관, 연구소, 기업 등에 보급하고 있다. 주요 사업은 중량물의 제어와 엔지니어링, 유압·수압·에어 분야 시험기, 수소충전 부문을 들 수 있다. 특히 수소충전소용 압축기를 수주해 공급하고 있으며, 수소 분야에 꼭 필요한 부품의 압력테스트 장비 연구개발에 선구적인 역할을 해왔다.
∙∙ 대하는 2010년부터 CNG에 집중하면서 고압 시험기 분야에 실력을 다졌고, 이를 바탕으로 2015년부터 지금까지 900bar가 넘는 초고압 수소 분야에 진출해 한국가스안전공사, 한화솔루션, 롯데케미칼 등에 수소 압축기와 시험기 등을 납품해왔다. 강원도 영월의 가스안전공사 에너지안전실증연구센터에 설치돼 있는 ‘수소용기 반복시험기’만 해도 대하가 직접 공들여 개발한 제품이다.
대하는 수압반복 시험기, 가스리크 시험기, 내압팽창 시험기 등 시험장비를 제작해 납품하고 있으며, 40년간 고압 수소용 가스 압축기를 만들어온 미국의 하이드로팩(Hydro-Pac) 사와 손을 잡고 수소충전용 왕복동 압축기를 공급하고 있다. 하이드로팩 압축기의 경우 대하의 AS팀에서 직접 대응한다.
∙∙∙ 이번에 수소충전소용 압축기로 ‘수소전문기업’에 지정됐지만, 대하의 주력은 수소 기자재 검사장비의 국산화에 있다고 할 수 있다. 현재 대하는 전국 지자체에서 진행 중인 시험검사센터 구축에 참여하고 있으며, 자동차 양산단계의 부품시험 설비 구축에도 참여하고 있다. 앞으로 전수검사용 장비의 국산화를 통해 한 단계 도약하겠다는 목표를 세워두고 있다. 수소에너지의 활용도가 수소전기차에서 수소선박 등으로 확대되고 있는 만큼, 한 발 앞서서 준비한다는 각오로 연구개발에 매진할 방침이다.
