그린뉴딜 최전방 출연硏…국산 수소 기술 '상용화' 머리 맞댔다(종합)

황인주 한국건설기술연구원 환경연구본부 수소인프라클러스터장, 류준형 한국철도기술연구원 추진시스템연구실 책임연구원, 조원철 한국에너지기술연구원 수소연구단장, 이인환 국가과학기술연구회 정책본부장(왼쪽부터)이 7일 경기 고양시 킨텍스에서 열린 '2021 그린뉴딜 엑스포'에서 '수소경제 생태계 구축을 위한 출연의 역할'에 대해 토론하고 있다. 올해로 3회째를 맞는 국회 수소경제포럼 주최 머니투데이 주관 '2021 그린뉴딜 엑스포'는 6~8일까지 고양 킨텍스에서 진행되며 수소산업과 전기차산업, 신재생에너지, 저탄소 친환경 등 그린뉴딜을 망라하는 대표 기업들이 대거 참가했다. /사진=고양(경기)=이기범 기자 leekb@

정부출연연구기관(출연연)의 수소 연구자들이 정부 과제로 개발되는 국산 수소 기술의 국내 상용화를 위해 머리를 맞댔다.

7일 오전 경기 고양 킨텍스(KINTEX)에서 열린 '2021 그린뉴딜엑스포'의 국가과학기술연구회(NST) 컨퍼런스에서는 NST 산하 출연연인 △산업연구원(이하 산업연) △한국에너지기술연구원(이하 에기연) △한국철도기술연구원(이하 철도연) △한국건설기술연구원(이하 건설연) 전문가들이 각 출연연이 연구해 온 수소 기술을 소개했다.


이들은 아직 국내에서는 생산부터 저장·수송·활용에 이르는 수소 밸류체인(Value chain·가치사슬) 전 과정에서 국산 기술이 고르게 상용화돼야 한다고 지적했다. 국산 원천 기술을 확보하기 위한 정부의 적극적인 지원이 필요하다고도 입을 모았다.

국산 수전해 스택 개발…유럽 수준 에너지 효율 '눈길'

조원철 한국에너지기술연구원 수소연구단장이 7일 경기 고양시 킨텍스에서 열린 '2021 그린뉴딜 엑스포'에서 '그린수소 생산 기술'에 대한 발표를 하고 있다. 올해로 3회째를 맞는 국회 수소경제포럼 주최 머니투데이 주관 '2021 그린뉴딜 엑스포'는 6~8일까지 고양 킨텍스에서 진행되며 수소산업과 전기차산업, 신재생에너지, 저탄소 친환경 등 그린뉴딜을 망라하는 대표 기업들이 대거 참가했다. /사진=이기범 기자 leekb@

이날 콘퍼런스에서는 수소 생산 효율을 극대화할 수 있는 알칼라인 수전해(물 전기분해를 통한 수소 생산) 기술이 소개됐다. 에기연이 자체 개발한 고효율 스택(수소와 공기 중 산소를 반응시켜 전기를 만드는 장치) 설계 원천 기술은 1000시간 이상 운전해도 82% 이상의 에너지 효율을 자랑한다. 현재 국내에서 쓰이는 수전해 스택의 전극과 분리막 등 핵심 소재는 대체로 전량 해외 수입에 의존하고 있다. 에기연이 개발한 전극과 분리막으로 스택을 설계하면 외산을 대체할 수 있다.

에기연에 따르면 에기연의 자체 스택은 독일 티센크루프와 노르웨이 넬(NEL)의 수전해 스택과 비슷한 수준의 에너지 효율을 나타낸다. 당장 상용화도 가능한 수준이라는 설명이다. 조원철 에기연 수소연구단장은 "시간적 격차만 있을 뿐 조만간 이들을 앞설 것"이라고 말했다.


"밸류체인 '허리' 충전·공급 키워야"…지하 상수도 닮은 '수소 파이프'에 눈길전문가들은 수소 생산 측면에 비해 밸류체인의 '허리'에 해당하는 수소 충전·공급 분야는 인프라나 원천 기술 확보가 미흡하다고 지적했다.

이슬기 산업연구원 신사업실 부연구위원이 7일 경기 고양시 킨텍스에서 열린 '2021 그린뉴딜 엑스포'에서 영상을 통해 '수소산업 생태계 분석과 발전과제'에 대한 발표를 하고 있다. 올해로 3회째를 맞는 국회 수소경제포럼 주최 머니투데이 주관 '2021 그린뉴딜 엑스포'는 6~8일까지 고양 킨텍스에서 진행되며 수소산업과 전기차산업, 신재생에너지, 저탄소 친환경 등 그린뉴딜을 망라하는 대표 기업들이 대거 참가했다. /사진=고양(경기)=이기범 기자 leekb@

온라인으로 참석해 발표한 이슬기 산업연 신사업실 부연구위원은 "수소 에너지 생태계의 허리층인 수소 충전·공급 기반이 부족하고 경쟁력이 떨어져 병목 요소로 작용하고 있다"고 말했다.

수소 활용 산업 중에서도 모빌리티 분야가 비교적 성장했다고 평가 받지만 사실 수소차를 제외하면 드론이나 열차, 선박 등 다른 운송 수단의 R&D(연구·개발)은 걸음마 단계다. 이는 충전 시설 부족과 무관치 않다고 이 연구위원은 지적했다. 산업연의 2019년 조사에 따르면 2019년 6월 기준 전국 수소 충전소는 97곳뿐이다.

황인주 한국건설기술연구원 환경연구본부 수소인프라클러스터장이 7일 경기 고양시 킨텍스에서 열린 '2021 그린뉴딜 엑스포'에서 '수소에너지 기반의 전주기 융합 인프라 모델 탐색'에 대한 발표를 하고 있다. 올해로 3회째를 맞는 국회 수소경제포럼 주최 머니투데이 주관 '2021 그린뉴딜 엑스포'는 6~8일까지 고양 킨텍스에서 진행되며 수소산업과 전기차산업, 신재생에너지, 저탄소 친환경 등 그린뉴딜을 망라하는 대표 기업들이 대거 참가했다. /사진=고양(경기)=이기범 기자 leekb@

수소 공급 체계도 대규모 수소 수요를 감당할 수 있도록 확보돼야 한다는 지적도 나왔다. 황인주 건설연 환경연구본부 수소인프라클러스터장은 지하에 관(파이프)을 매설하는 도시가스·상수도와 비슷한 수소 공급 방식을 대안으로 제안했다.

현재는 트럭 등이 수소 생산 시설으로부터 수요처로 수소를 운송한다. 이같은 방식 대신 공급 거점 지역을 설정해 직접 수소를 생산·저장할 수 있는 '메가 스테이션'을 설치하고 파이프로 수소를 수요처에 공급하면 안정적으로 대규모 공급이 가능할 수 있다는 것이다. 유럽 등에서도 수소 파이프를 포함하는 도시 설계가 검토되고 있다. 황 클러스터장은 "생산과 활용을 한 지역내에서 모두 소화하는 '수도권 클러스터' 같은 인프라 구축이 필요하다"고 말했다.

수소 밸류체인 '선순환 고리' 수소열차…관련 법제 촉구

류준형 한국철도기술연구원 추진시스템연구실 책임연구원이 7일 경기 고양시 킨텍스에서 열린 '2021 그린뉴딜 엑스포'에서 친환경 수소모빌리티-수소열차에 대해 발표하고 있다. /사진=홍봉진 기자 honggga@

수소 활용 측면에서는 국산 수소열차 개발이 수소 산업 육성 방안으로 제시됐다. 2030년쯤 수소열차가 노후 디젤(경유) 열차를 대체해 도입되면 1조5821억원 규모의 경제적 효과를 불러올 것이라는 관측이다. 류준형 철도연 추진시스템연구실장은 "수소철도는 수소의 생산·저장·이송 등 전 주기에 걸친 수소 산업 생태계를 조성해 선순환고리를 확립할 수 있다"고 설명했다. 열차가 주기적으로 같은 노선을 운행하면서 열차 운행시 생산된 전력을 역사나 인근 건물에 공급하는 수소 저장·이송 방안으로도 활용될 수 있다는 것이다.

류 실장은 수소 열차가 상용화되기 위해서는 철도를 위한 수소 규제 법제가 필요하다고 제언했다. 류 실장은 "국내 수소 규제 법령 대부분이 수소차를 중심으로 구성돼 있다"며 "철도 분야에 관한 수소 충전 인프라·기술·안전 기준이 마련돼야 하고 수소 철도 안전성 평가·인증에 대한 연구도 필요하다"고 말했다.