Update2024.05.05 (일)
향후 다가올 수소경제시대를 선도하기 위해 필요한 수소제조 및 저장기술의 현황과 인프라 구축 등 해결해야할 과제들을 짚어보는 자리가 마련됐다.
고효율수소에너지 제조·저장·이용기술개발사업단(수소에너지 사업단, 단장 김종원)과 연세대 지속가능형화공기술인재양성사업단 공동 주관으로 30일 연세대학교 GS산학관에서 ‘수소제조 및 저장기술 현황과 사업화 방향’ 세미나가 열렸다.
상용화가 유망한 수소제조 및 저장기술의 현황과 시장확대 방안을 찾기 위해 열린 이날 세미나에는 문상봉 (주)엘켐텍 대표이사가 ‘수전해 기술 현황과 이용 분야’를, 남석우 한국과학기술연구원 연료전지연구센터 책임연구원이 ‘화학수소화물 이용 수소저장 기술 연구 동향 및 이용분야’를, 김병관 (주)한국에너지재료 대표이사가 ‘수소저장합금의 제조와 응용’ 등을 각각 주제발표 했다. 이어진 패널토론에서는 김종원 수소에너지사업단장을 좌장으로 에너지경제연구원 조상민 박사, 연세대 문일 교수, 정밀화학진흥회 조성국 팀장 등이 참석했다.
문상봉 엘켐텍 대표이사는 현재 수소에너지사업단과 함께 개발 중인 수전해 기술, 즉 물을 전기분해해 수소를 만드는 시스템을 소개했다. 물 전기분해 기술은 PEM(고체고분자전해질)수전해방식, 알카리수전해방식, 고온수전해방식 등이 있는데 문 대표이사는 이중 PEM수전해 장치를 개발해 가정 등에 분산형수소제조 설비를 설치하는 것을 목표로 하고 있다. 기술 선진국인 미국에서는 가정마다 수소 발생기를 공급해 연료전지자동차 보급을 확대한다는 계획을 갖고 있어 관련 시장이 커질 것으로 기대되고 있다.
전기분해 방식의 관건은 역시 값싼 전기에너지 확보와 시스템가격 하락에 있다. 문 대표이사는 “현재 시간당 1㎥의 수소를 생산하는 시스템가격이 3,500만원 수준이나 향후 1,000만원대로 떨어뜨릴 것”이라고 밝혔다. 현재는 스택효율 90%, 수소발생압력 100bar의 고효율/고압 수전해 스택이 개발 중이며 이를 선박 평형수(밸러스트) 처리장치, 의료·원예·축산용 멸균기인 이산화염소 발생기 등에도 적용할 수 있다.
남석우 한국과학기술원 책임연구원은 금속수소화물 또는 수소원자를 함유하고 있는 고체/액체 상태 공유결합물질의 수소화/탈수소화 반응을 이용해 수소를 저장/방출하는 방법인 ‘화학수소화물을 이용한 저장기술’을 연구하고 있다. 소듐보로하이드라이드(NaBH4)를 물로 산화하는 반응을 이용한 연구가 가장 많으나 소듐보로하이드라이드 재생에 드는 에너지, 가격, 순환과정 문제는 해결해야할 과제다.
남 연구원은 NaBH4 연료전지를 스쿠터, 지뢰제거 로봇 등에 장착해 시험운행 했으며 특히 최근 2차례에 걸쳐 무인비행기 적용에 성공한바 있다.
수소저장합금 설계 및 제조 전문회사 한국에너지재료의 김병관 대표이사는 수소저장합금을 연료전지 잠수함, 히트펌프 시스템 등에 적용하기 위한 특허를 확보하고 사업을 진행 중이다.
연료전지 잠수함은 기존 디젤 잠수함에 비해 에너지 밀도가 2배 이상 높고, 잠항시간을 5배 이상 높일수 있으며 소음이 발생하지 않다는 큰 장점을 지니고 있어 그 수요가 늘고 있다. 우리나라도 장보고사업을 통해 중(重)잠수함을 독자개발하고 있는데 여기에 들어가는 수소저장합금의 경우 전량 수입에 의존하고 있다. 이에 한국에너지재료는 2014년까지 수소저장합금 양산설비 구축과 기술확보를 목표로 하고 있다.
냉동공조시스템에도 오존층 파괴물질인 기존dml 프레온계 냉매를 대체, 친환경 수소를 냉매로 활용하는 기술이 개발 중이다. 이는 수소저장합금을 장입한 2개의 열교환기에 컴프레서를 이용해 수소를 왕복이동시키는 방법이다. 이는 지구 온난화문제를 해결할 수 있을뿐더러 2012년 1,700억달러에 달할 것으로 추정되는 냉동공조 시장을 선점하는 계기가 될 수 있다. 회사는 장보고사업 참여, 낸동동조시장 진출로 연간 1,000억원의 매출을 달성할 것으로 예측하고 있다.
■수소는 위험하다? 인식 전환 ‘시급’
이날 패널토론에서 패널들은 수소시장 확대의 최대의 걸림돌로 수소는 위험하다는 막연한 인식을 꼽았다.
연세대 문일 교수는 “대학 내에 수소스테이션을 짓는데도 공기관은 물론 학생들을 설득하는 데 힘들었다”며 수소 안전 기술개발도 중요하지만 수소가 안전하다는 대국민 홍보도 지속돼야 한다“고 강조했다.
이에 대해 김종원 단장도 “지난 8월22일 에너지의 날을 맞이해 다양한 매체에서 수소를 이벤트성으로 다뤘는데 핵융합이니 수소폭탄이니 자극적인 단어를 사용해 깜짝놀랐다”며 “수소는 저절로 탄다와 같은 틀린 지식에 기댄 얘기들이 사실처럼 떠돌고 있어 걱정된다”고 밝혔다.
에너지경제연구원 조성민 박사는 “수소에 대한 대국민 설문조사를 실시한 결과 국민들은 수소의 친환경성보다는 안전에 대한 불안이 더 큰 것으로 나타났다”며 “이 때문에 수소 인프라 구축이 어려워 수소시장 확대의 걸림돌이 되고 있다”고 말했다.
그는 또 “일본의 경우 수소타운을 설치함으로써 안전, 표준, 인허가 문제에 대한 해법을 찾아가고 있을 뿐만 아니라 수소는 안전하다는 대국민 홍보도 이뤄지고 있는 점은 우리에게 시사하는바가 크다”고 설명했다.
수소 저장기술에 대한 표준선점과 국내 기구축된 LPG·CNG 인프라를 활용해야 한다는 의견도 나왔다.
정밀화학진흥회 조성국 팀장은 “고압수소저장기술 개발도 중요하지만 이를 평가·인증할 수 있는 인프라도 거의 없을뿐더러 전문인력 또한 너무 부족한 상태”라며 “표준을 설정하고 인증할 수 있는 인프라와 인력 확보는 우리기술의 국제 표준 선점을 위해 꼭 필요하다”고 강조했다.
또한 우리나라는 선진국에 비해 LPG·CNG 인프라와 관련 기술이 잘 발달돼 있어 이를 활용한다면(기존 충전소에 수소스테이션 건설 등) 우리의 수소기술이 국제표준으로 추진되고 특허를 획득할 수 있을 것“이라고 밝혔다.
한편 이날 세미나장은 수소 관련 전문가 및 학생들만이 소수 참가해 수소에 대한 관심이 점점 멀어짐을 느낄수 있었다. 정부는 미래 중요에너지로 수소를 꼽았지만 다른 연구개발 대비 이른바 ‘효과’가 나오지 않아 예산은 줄어들고 있는 상황이다. 이렇다 보니 연세대에 설치된 수소스테이션은 연구과제가 끝나자 없애야 하는 것 아니냐는 목소리가 나오고 있다.
김종원 단장은 “불과 몇 년전만해도 수소 관련 세미나를 개최하면 인산인해를 이뤘다”며 미래 에너지인 수소에 대한 관심이 멀어지고 있는 것을 안타까워했다. 이날 발표된 수소 관련 기술들이 향후 고부가가치를 창출할 것임을 감안할 때 정부와 기업들이 장기적인 안목으로 멀지만 가야할 길인 수소에 대해 관심을 가지고 투자를 지속해야한다는 목소리가 높아지고 있다.
