Update2024.05.16 (목)
수소연료전지 상용화 우리가 이끈다
지난 2월26일부터 28일까지 3일간 일본 도쿄 빅사이트에서 열린 제 10회 수소연료전지 박람회(FC EXPO)에 국내기업으로 미코, 코오롱패션머티리얼, 에이치앤파워, JNTG, CERA-FC, TDL, CNL에너지 등이 출품했다. 또한 전북테크노파크의 지원을 받고 있는 일진복합소재, 프로파워, 에이스산업주식회사 등이 ‘Korean Fuel Cell Parts’관을 구성했다.
이들 기업들이 출품한 제품들을 살펴보면 현재 상용화중인 것도 있었으나 대부분 제품판매 보다는 시장 동향을 살피고 기술을 알리는 프리마케팅(premarketing)에 중점을 두는 분위기였다.
이는 우리나라 연료전지 시장이 본격 개화하지 못했기 때문이다. 일본은 동일본 대지진 이후 친환경 분산발전원으로 연료전지에 주목하고 에너팜(ENE-FARM:가정용연료전지의 상품명)보급사업을 통해 6만대 이상을 설치했다. 대규모 보급을 통해 연료전지 소재부품 가격을 낮출 수 있었고 매출은 R&D로 이어지는 선순환 구조를 정착하는데 성공했다. 또한 수많은 설치실적을 통해 세계에서 경쟁할 수 있는 기반을 마련했다.
반면 우리나라는 신재생에너지의무할당제(RPS)를 통해 연료전지 설치를 유도하고 있지만 그 규모가 소량인데다 높은 연료전지 가격 때문에 다른 신재생에너지원에 비해 설치 실적이 부진한 상황이다. 현대자동차에서 수소연료전지차를 세계 최초로 상업생산에 들어갔다지만 전국적으로 수소스테이션이 갖춰지지 못해 상용화는 요원하다.
이날 전시회에서 만난 국내 연료전지 업계 관계자들은 우선 시장을 키우기 위해선 정부가 더욱 적극적으로 나서야 한다고 입을 모았다.
설용건 연세대 교수는 “일본이 대규모 보급사업을 통해 연료전지 가격을 3만달러 이하로 낮추고 있고 중국도 최근 연료전지 개발을 통해 급속히 추격하고 있는 상황에서 우리나라는 3년내 양산화에 도달하지 못한다면 앞으로 세계시장에서 도태될 가능성이 크다”며 “우선 정부가 수소연료전지 로드맵을 다시 만들어 장기적인 안목에서 R&D를 추진하고 기업과 함께 연료전지 소재부품 규격을 통일하는 일이 매우 시급하다”고 강조했다.
전선규 미코 대표는 “최근 북경에서 극심한 스모그를 보면서 앞으로 친환경 연료전지가 유력한 아이템으로 부상할 수 있겠다는 느낌을 받았다”며 “우리나라도 늦기 전에 일본과 같은 대규모 보급사업을 펼쳐야 한다”고 밝혔다.
수소연료전지 상용화는 먼 미래의 일이 아니라 5년~10년 이내에 이뤄질 일이다. 실증단계에 이미 진입한 일본을 따라가기 점점 어려워지고 있는 상황에서 산·학·연·관의 지혜와 힘을 하루빨리 모아야 할 시점이다. “일본에 와야 국내 수소연료전지 전문가들을 모두 만날 수 있다”는 어느 관계자의 말은 일본과 우리의 격차를 일깨워 준다.
미코·에이치앤파워·JNTG 등 개발제품 눈길
장기적 로드맵 수립 시급, 3년내 추격해야
■ 미코
세라믹 소재부품 전문기업인 미코는 이번 전시회에 고체산화물 연료전지(SOFC) 관련 페이스트에서부터 버튼셀, 단전지, 스택까지 다양한 제품군을 선보였다. 높은 열을 견뎌야하는 연료전지 특성상 세라믹소재가 60~70%를 차지하고 있기 때문에 미코가 그간 축적해온 세라믹 기술은 이들 제품의 신뢰성을 높이고 있다.
미코는 200W, 500W, 1kW 규모의 스택 제품군을 보유하고 있다. 경동과 공동개발해 실증하고 있는 1kW 스택은 효율이 51%로 높은 수준을 자랑하고 있다. 회사는 올해 2.5kW 스택을 개발하고 3년내 100kW규모의 스택개발을 완료한다는 계획이다. 미코는 연료전지 시스템 능력을 보완해 연료전지 수직계열화를 달성한다는 목표를 세우고 있다.
■ 코오롱패션머티리얼
코오롱패션머티리얼은 연료전지에 들어가는 PEM(양성자교환막), 연료전지용 막 가습기, 멤브레인 지지체 등을 출품했다.
연료전지용 막가습기는 자동차와 고정된 PEM 연료전지 시스템에 사용이 가능하며, 압력을 낮게 유지하고 고온에 잘 견디는 특성을 가지고 있다.
회사 관계자는 “앞으로 3년안에 제품을 본격 출시하는 것이 목표”라며 “연료전지 시장이 커진다면 출시시기가 더욱 앞당겨질 수 있을 것”이라고 밝혔다.
한편 코오롱패션머티리얼은 산업통상자원부의 대규모 소재 R&D사업인 WPM(World Premier Materials)사업단에서 지능형 멤브레인 소재 사업단을 총괄하고 있다. 회사가 이 사업을 통해 개발 중인 연료전지용 탄화수소계 강화복합막은 수소연료전지차의 엔진에 해당하는 스택의 핵심 소재로 전체 가격에서 많은 비중을 차지하고 있어 수소연료전지차의 상용화를 위해선 국산화가 필수적이다.
■ CNL에너지
CNL에너지는 WPM사업을 통해 코오롱에서 개발한 강화복합막을 이동용 연료전지에 적용하고 있는 사례를 이번 전시회에서 소개했다. CNL은 공랭식 200W급 PEM 연료전지 파워모듈을 개발하고 있으며 이를 장시간 구동과 이동성이 요구되는 재난구조 로봇 등에 적용할 계획이다.
■ JNTG
삼성전자 1차 밴더사인 JNT그룹 계열사인 JNTG는 수소연료전지에 들어가는 기체확산층(GDL)을 선보였다. 이 제품은 탄소섬유 기반의 카본페이퍼로 만들어졌으며 롤(Roll) 형태로 공급되고 있다. 회사는 PEM 연료전지와 직접메탄올 연료전지(DMFC)시장을 공략하고 있으며 현대자동차의 수소연료전지차에 적용한 바 있다. 회사는 장기 운전시 내구성이 우수하고 전기 전도성이 높은 그라파이트 펠트(Graphite Felt)를 개발 중인데 이 제품은 고객이 원하는 두께와 물성치로 공급할 수 있다는 특징이 있다.
■ 전북테크노파크
연료전지 핵심기술 및 인력 양성을 담당하는 신재생에너지 특화센터로 거듭나고 있는 전북테크노파크 연료전지핵심기술연구센터(센터장 유기현)는 이번 전시회에 일진복합소재, 프로파워, 에이스산업주식회사 등 지원기업과 함께 출품했다.
센터는 산·학·연이 공동으로 활용할 수 있는 설비를 구축해 산업계가 필요로 하는 기술인력 양성과 R&D사업을 추진하고 있다. 현재 센터내에 구축된 장비는 △대용량 DMFC 스택평가장비 △연료전지시험장치 △촉매정량 분석장비 △화학흡착분석기 △PEM 연료전지 스택 평가장비 △가스투과도 측정장치 △접촉각 측정기 △XRD 등 40여종에 달한다.
센터는 50여개의 참여기업들을 지원하며 고전도성 탄소섬유를 이용한 연료전지 기체확산층(GDL), 고내구성 연료전지 분리판, 메탄올 연료공급계, 전동자동차용 연료전지 스택 등을 개발했다. 향후에는 실내 운반용 산업기계 연료전지 시스템 개발 실증, 바이오가스 활용 PEM 연료전지 시스템 실증, 선박용 연료전지 시스템 개발, 미생물 연료전지 시스템 개발, 레독스 프롤우 배터리 개발 등을 추진할 계획이다.
센터는 촉매·GDL에서 MEA, 스택, BOP, 시스템까지 밸류체인을 완성할 계획이다. 현재는 최초의 태양광, 풍력, 수소연료 신재생에너지 실증 복합단지인 전북도 부안 신재생에너지단지를 운영하며 상용화에 적극 나서고 있다.
■ 일진복합소재
첨단 복합재료 및 알루미늄 소재로 압축천연가스(CNG)차량 및 수소연료전지차 탱크를 생산하는 일진복합소재는 이번 전시회에 초경량 복합재료 수소 탱크를 선보였다. 이 제품은 나노 복합소재 라이너와 탄소섬유 복합재료를 사용해 가볍고 수소저장효율이 우수하며 가스가 새지 않아 안전하다. 최근 40리터, 104리터 수소탱크가 현대차 수소연료전지차에 적용됐는데 완전 충전시 580km를 달릴 수 있다. 황남연 대표는 “수소탱크는 탄소섬유를 감는 기술, 수지경화, 융착 등 기술이 매우 중요하다”며 “탄소섬유가 비싸 제품가격이 높지만 수소차가 양산화되면 가격을 낮출 수 있을 것”이라고 밝혔다.
■ 에이치앤파워
가솔린, 디젤 등 액상연료를 개질해 수소를 생산하는 기술을 보유하고 있는 에이치앤파워(대표 강인용)는 이번 전시회에 액체연료 개질기를 선보였다.
일반적으로 현재 연료전지는 대부분 천연가스를 개질해서 구동하기 때문에 가스배관이 없는 곳에선 사용이 어렵다. 이에 에이치앤파워는 가솔린과 디젤과 같이 이동이 가능하고 취급이 용이한 액체연료로 연료전지를 구동하는 기술개발로 틈새시장을 공략했다.
이렇게 탄생한 가솔린 개질기는 현재 군대 지휘소용에 적용되고 있다. 회사는 1kW에서 5kW 규모의 액체연료 개질기를 생산하고 있으며 현재 300kW급에 적용할 수 있는 연구개발 과제를 진행 중이다.
강인용 대표는 “디젤 개질기가 고가의 촉매가 들어가는 탈황장치가 필요하기 때문에 비싼데다 기술적으로도 어렵지만 도서지역 등 기지국 등에 적용할 수 있는 분산발전원으로 여러 기업들이 주목하고 있는 기술”이라며 “기존 디젤발전기 대체는 물론 중대형 차량 보조전원으로 시장이 유망하기 때문에 기술개발에 전력을 다하고 있다”고 밝혔다.
프로필은 기사 하단에 위의 사진과 함께 제공됩니다.
