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[이슈포커스]-수소경제 현장을 가다(中-중소·중견기업)

친환경·신재생시대 韓경제 견인차 ‘신기술 수소유니콘’

수소에너지 관련 신기술 개발·확보…충전소구축·연료전지개발 등 수익 창출

이한빛기자(hblee@skyedaily.com)

기사입력 2019-02-18 00:05:00

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▲ 에너지 패러다임이 친환경·신재생으로 변화하면서 수소에 대한 관심이 높아지고 있다. 활용가치가 높은 자동차·연료전지 등은 수소경제의 주력사업으로 자리매김 하고 있다. 사진은 에스퓨얼셀이 만든 수소연료전지 ⓒ스카이데일리
 
▲ ⓒ스카이데일리
[특별취재팀=김진강 부장|이한빛·배태용 기자]오랜 시간동안 저비용·고효율 위주에 머물렀던 에너지 패러다임이 친환경·신재생으로 변화하고 있다. 특히 수소는 물을 통한 생산이 가능하고 기존의 자원을 대체할 수 있다는 장점 덕분에 친환경·신재생 에너지의 대표주자로 자리매김하고 있다.    
 
우리 정부도 변화에 발맞춰 올해 초 ‘수소경제 활성화 로드맵’을 발표하고 수소 관련 기술 및 산업에 대한 지원을 약속했다. 일찌감치 수소의 생산·활용과 관련된 기술력을 갖춘 중소·중견기업들은 정부 정책에 힘입어 수소경제 사회 주축으로 도약하기 위해 여념이 없는 모습이다.
 
수소차 상용화 맞춰 늘어나는 수소충전소…수소생산기술 결합해 비용절감 꾀해
 
현재 수소 관련 산업으로는 운송수단 개발과 수소충전소 구축, 수소연료전지를 통한 에너지 공급 등으로 분류된다. 운송수단의 경우 수소자동차가 중심에 자리하고 있다. 국내 완성차업계 대표기업인 현대자동차는 일찌감치 수소차 관련 기술 개발에 집중해 어느 정도 성과를 내고 있다. 지난해엔 수소 SUV ‘넥쏘’를 출시하며 수소차시대 개막을 알렸다.
 
수소자동차 등 운송수단이 상용화되면서 연료를 공급하는 수소충전소에 대한 필요성도 높아지고 있다. 지난해 기준 수소충전소는 전국 14곳에서 운영 중이다. 정부는 수소경제 로드맵을 통해 오는 2022년까지 전국 310개소에 수소충전소를 확충하겠다는 계획이다.
 
수소충전소 확대 기조에 따라 수소 생산 및 저장 기술을 가진 중소·중견기업들은 적극적으로 시장 공략에 나서고 있다. 산업용 가열로를 생산하는 중소기업 ‘제이엔케이히터’도 수소생산 기술을 활용한 수소충전소 시장에 진출했다.
 
크게 보기=이미지 클릭 [그래픽=정의섭] ⓒ스카이데일리
 
제이엔케이히터는 수소 개질기 개발 기술을 자체 보유 중이다. ‘개질’이란 천연가스의 메탄성분을 열처리시켜 새로운 성분으로 변환하는 방식을 말한다. 천연가스를 개질해 만든 수소는 정제과정을 거치면 높은 순도의 수소로 재탄생한다. 자체 개질기술을 바탕으로 제이엔케이히터는 캐나다 지벡(Xebec)사와 기술교류 협약을 맺고 정제기술을 도입했다. 이후 수소충전소 설비 기술에 접목시켰다.
 
수소충전소의 운영방식은 현장공급방식(온사이트·On-Site)형과 중앙공급방식(오프사이트·Off-Site)형으로 나뉜다. 현재는 일정지역에서 대량생산된 수소를 수소충전소까지 파이프라인 또는 튜브트레일러로 수소충전소까지 이송하는 형태인 중앙공급방식이 주로 이용되고 있다. 제이엔케이히터는 개질 기술이 접목된 설비에서 자체적으로 수소를 생산·저장하도록 하는 온사이트(On-Site)형 충전소 구축에 주력하고 있다.
 
조현석 제이엔케이히터 상무는 “오프사이트형 방식은 운송비용 발생이 발생해 단가가 비싸다는 점이 최대 단점으로 지적된다”며 “개질 기술을 접목시킨 충전소가 구축된다면 안전성은 물론 확장성이 보장돼 충전소 시장에서 큰 역할을 좌우할 것이다”고 강조했다.
 
제이엔케이히터는 바이오가스를 정제해 수소로 개질하는 방법도 연구 중이다. 바이오가스는 각종 음식물, 가축분뇨, 하수 슬레지 등 폐자원을 활용하는 것인데 마이크로웨이브 플라즈마 토치를 이용해 개질시키면 기존 발전방식인 고질화 방식보다 효용성이 높고 온실가스나 이산화탄소 배출량도 줄어들 것으로 전망된다.
 
▲ 제이엔케이히터는 개질기를 통한 수소생산기술을 토대로 수소충전소 시장 진출을 준비 중이다. 공급받은 도시가스에서 수소를 추출해 저장하는 온사이트형 수소충전소 구축에 앞장서고 있다. 사진은 제이엔케이히터 당진공장(위)과 조현석 제이엔케이히터 상무 ⓒ스카이데일리
 
제이엔케이히터는 전국 각지에 수소충전소를 구축하기 위한 준비가 한창이다. 서울, 강릉, 창원, 당진 등에 온사이트형 수소충전소와 더불어 수소생산시설, 튜브트레일러 등을 구축할 계획이다.
 
조 상무는 “4년 안에 충전소가 300개 이상 구축되면 LPG 충전소처럼 자생할 수 있는 환경이 만들어질 것으로 본다”며 “점점 규제가 완화되고 있지만 아직 개질기에 대한 허가 절차가 까다롭고 지원 정책도 다양해져야 하는 만큼 정부가 관련 정책에 민감하게 대응해 기업들이 도약할 수 있는 발판을 마련해줬으면 한다”고 당부했다.
 
친환경·고효율 입증된 수소연료전지…수소차 넘어 분산발전 핵심으로 발돋움
 
수소경제의 주력사업 중 하나인 수소자동차 생산에서 가장 핵심은 수소연료전지다. 수소연료전지는 연소를 통한 에너지 변환 과정이 없어 대기오염 물질을 배출하지 않는다는 장점을 지니고 있다. 미세먼지를 저감하는데도 영향을 미치는 것으로 알려지면서 친환경 에너지원으로 주목받고 있다.
 
수소연료전지는 수송수단과 함께 가정용·건물용·발전용 등 각종 시설에 도입되고 있다. 연료전지 전문기업인 에스퓨얼셀은 도시가스에서 수소를 추출해 에너지를 생성하는 기술로 수소연료전지 시장에서 두각을 나타내고 있다.
 
에스퓨얼셀은 수소연료전지에 필요한 수소 추출 기술과 화학반응, 전력변환 기술 등을 연료전지에 반영했다. 전기 생산 과정은 도시가스에서 수소를 추출해 연료처리장치(개질기)에서 수소를 만들고 이를 공기 중의 산소와 결합해 스택이라는 장치에서 화학반응을 만든다. 스택에서 발생한 직류전력은 교류전력으로 변환과정을 거쳐 공급된다.
 
▲ 수소연료전지 제조업체인 에스퓨얼셀은 도시가스를 통한 수소 추출 및 에너지 생산 등의 기술을 토대로 고효율·친환경 수소연료전지를 개발했다. 에스퓨얼셀은 가정용, 건물용 전지와 더불어 하이브리드 시스템 연구에도 나설 계획이다. 사진은 에스퓨얼셀 연구실(위)과 김민석 기술연구소장 ⓒ스카이데일리
 
김민석 에스퓨얼셀 기술연구소장은 “수소연료전지의 핵심은 수소를 어떻게 추출하느냐의 문제인데 여기에 특화된 기술을 갖고 있다는 게 우리 회사의 장점이다”며 “도시가스 기반의 수소 추출 방식이 연료전지 개발에 큰 노하우가 되고 있다”고 설명했다.
 
에스퓨얼셀은 현재 가정용·건물용 연료전지 시장에 진출한 상태다. 전기효율과 열효율을 합친 종합효율이 90%를 넘을 뿐 아니라 더불어 미세먼지 저감을 위해 스택 내부에 필터를 넣어 공기 중에 포함된 미세먼지를 걸러낼 수 있다는 점을 인정받아 높은 성과를 거뒀다. 다만 수소폭탄이라는 이미지로 인해 위험하다는 인식이 있어 이러한 선입견을 해소하는 점은 해결 과제로 꼽힌다.
 
김민석 소장은 “태양광이나 풍력에 비해 덜 알려져 더 많은 홍보와 설명이 필요한데다가 폭탄에 사용됐다는 점 때문에 폭발에 대한 문의도 많다”며 “우리는 도시가스를 사용해 수소를 추출하지만 오히려 도시가스보다 더 안전하고 안정적이다”고 강조했다.
 
에스퓨얼셀은 수소연료전지 개발을 넘어 ‘프리 에너지 플래닛’을 위해 연료전지 하이브리드 시스템 연구를 추진 중이다. 낮 시간에 태양광으로 전기를 생산하고 잉여전기로 수소를 만들어 저장해 밤 시간에 연료전지로 에너지를 공급하는 방식이다. 연료의 공급이 필요 없는 에너지 선순환이 특징이다.
 
김민석 소장은 “올해 중으로 연구개발이 마무리될 예정이다”며 “이 기술이 구축되면 전체 에너지가 선순환 돼서 비싼 비용을 내지 않아도 청정에너지를 마음껏 쓸 수 있는 세상이 올 것이다”고 자부했다.
 
[이한빛 기자 / 행동이 빠른 신문 ⓒ스카이데일리]

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