수소탱크 시장에 롯데케미칼 떴다…"건식으로 연산 1만5000개 생산"

/사진=롯데케미칼

2030년 친환경 기업으로의 대전환을 선언하고 수소생태계를 구축 중인 롯데케미칼이 수소탱크 시장에 본격 참전한다. 고난이도 기술과 안전성을 요하는 만큼 해외까지 포함해도 단 3~4개 업체만이 진출한 시장이다. 롯데케미칼의 시장 진입으로 향후 수소 시장 저변이 크게 확대될 것으로 기대된다.

파일럿 공장 완공···대량 생산 용이한 '건식 와인딩' 기법 국내 첫 적용롯데케미칼은 수소저장용기(수소탱크) 상용화를 위한 파일럿 공정설비 구축을 완료했다고 7일 밝혔다. 롯데케미칼이 본격적으로 연구개발에 착수한 지 5년 만으로 본격적인 수소전기차 시대에 대비, 시장 진입 기반을 확보한 것이다.


이번 파일럿 설비는 약 1488㎡ 규모로 롯데그룹 화학군 소속인 롯데알미늄의 인천공장 내 부지를 활용, 약 1년여 공사 기간을 거쳐 완공됐다. 지난 6일 오후 롯데알미늄 인천공장에서 실시된 준공행사에는 김교현 롯데그룹 화학군 총괄대표, 황진구 롯데케미칼 기초소재사업 대표(수소에너지사업단장 겸임), 이영준 롯데케미칼 첨단소재사업 대표(전지소재사업단장 겸임), 롯데알미늄 조현철 대표이사, 문재도 수소융합얼라이언스 회장 등이 참석했다.

롯데케미칼이 이 곳에서 생산하게 될 수소탱크는 2017년부터 본격 연구·개발한 '건식 와인딩' 기법이 국내 최초로 양산 파일럿에 적용된다는 점에서 의미가 있다. 롯데케미칼은 지난 2017년부터 산업통상자원부 산업핵심기술개발사업으로 추진했던 '고속 필라멘트 와인딩 공법을 이용한 수소전기자동차용(FCEV) 700bar 수소저장용기 제조 기술 개발' 과제에 5개 참여기관 중 하나로 참여해 수소저장용기 개발을 시작했다.

수소탱크는 수소전기차 등 수소연료로 이동하는 운송 수단의 핵심 부품이다. 따라서 해당 소재는 고압을 견디면서도 수소차 무게를 줄이기 위해 가볍게 만들어지는게 관건이다.


수소탱크는 기술 난이도에 따라 타입1부터 타입4에까지 걸쳐있는데 타입4로 갈수록 비금속재질을 사용하고 탄소섬유를 탱크 겉면에 감아 가볍고도 튼튼하다. 그동안 국내에서 타입4 수소탱크를 양산한 기업은 일진하이솔루스가 유일했으며 해외에서도 일본 도요타, 노르웨이 헥사곤 등 소수 업체만이 거론된다.

롯데케미칼이 기술 차별화를 둔 점은 탄소섬유 활용 방법이다. 탄소섬유를 겉면에 감는 방법은 습식, 건식 두 가지로 나뉘는데 롯데케미칼은 일체형 플라스틱 라이너(탱크 내부용기)에 국내 최초로 개발한 건식와인딩 기술을 적용했다.

롯데케미칼 관계자는 "그동안 탄소섬유에 접착력을 부여하려면 에폭시에 적시는 습식 과정이 필요했는데 롯데케미칼은 탄소섬유 자체에 에폭시를 포함시키는 건식 방식을 고안했다"며 "공정 과정이 줄어드는 만큼 수소탱크의 대량생산, 경량화가 특징"이라고 말했다.

즉, 이번 파일럿 설비는 롯데케미칼의 수소탱크 연구개발 및 공정기술 역량을 결집해 순수 국내기술로 완공된 최신 자동화 제조공정 설비인데다 내압, 기밀 및 파열 등 검사 공정도 완비했다는 설명이다. 50리터급 중형 수소탱크를 연간 최대 1만5000개 양산가능한 설계다. 현재 현대차 수소전기차 '넥쏘'에 들어가는 수소탱크 한 개와 비슷한 부피다. 해당 차량에는 수소탱크 3개가 들어간다.

글로벌 안전성 인증···향후 상용차·드론 등 적용 확대···3500조 수소 경제 선도

/사진=롯데케미칼

롯데케미칼은 이번 수소탱크의 안전성에 대해서도 국제적으로 인증받았다. 수소전기차에 사용되는 수소저장용기는 약 700바(Bar·1바는 1기압)의 초고압에서 안전성과 신뢰성이 필수다. 롯데케미칼은 국제연합 유럽경제위원회(ECE·Economic commission of the UN for Europe) R134(고압 용기 제품 판매 위한 자격)인증을 9월 초 완료했다.

또 양산 파일럿 완공 이후 국내 KGS(한국가스안전공사) 인증을 추진하고 다양한 용량의 수소탱크를 개발하여 상용차, 드론 및 운송 수단 등에 적용시킬 계획이다.

김교현 롯데그룹 화학군 총괄대표는 "수소탱크 기술은 수소 모빌리티의 성장에 따라 수소의 저장과 활용이라는 중요한 역할을 하는 기술로, 친환경 수소 경제의 시작점에 서 있는 우리에게 새로운 기회를 가져다 줄 것"이라며, "롯데케미칼의 수소탱크 사업은 차별화된 기술과 독자적인 핵심 공정이 녹아 있는 역량의 결집체로서, 고객사의 다양한 수소 저장 용기에 안전하고 최적화된 솔루션을 제공할 것"이라고 소감을 전했다.

문재도 수소융합얼라이언스 회장은 "수소탱크 기술의 활용은 자동차뿐만 아니라 선박, 철도, 비행체와 같은 수송부문에서부터 우주·항공, 방위산업 등 관련 산업으로 확대될 것"이라며 "롯데케미칼의 역량과 기술력을 결집한 건식 와인딩 수소 탱크 양산기술이 수소경제 대중화에 큰 역할을 할 것으로 기대한다"고 밝혔다.

한편 롯데케미칼은 지난 5월 '2030 비전&성장전략' 발표회를 열고 향후 3대 신성장 사업으로 △수소에너지 △배터리 소재 △리사이클/바이오 플라스틱을 내걸었다.

특히 수소에너지와 관련, 2030년까지 6조원을 투자한다고 밝혔다. 수소 생산·유통·활용 전주기에 걸쳐 인프라 구축을 선제적으로 추진한단 포부다. 2030년까지 120만톤 규모 청정 수소 생산, 연내 합작사 설립을 통한 충전소 사업과 발전 사업 추진, 롯데그룹 내 계열사의 모빌리티 기반 활용 등도 약속했다. 이번 수소탱크 양산 역시 수소에너지 활용 단계에서의 저변 확대에 큰 역할을 할 것으로 기대된다.

SNE리서치에 따르면 지난해 전세계 수소연료전지차 판매 대수는 1만7400대로 전년(9500대) 대비 83% 성장했다. 현대차 점유율은 53.5%(9300대)로 1위다.

시장조사업체 스태티스타에 따르면 운송 등을 포함한 글로벌 전체 수소 수요는 2019년 7100만톤에서 2030년 8720만톤, 2040년 1억3650만톤, 2050년 2억8700만톤, 2060년 4억1520만톤, 2070년 5억1910만톤으로 늘어날 전망이다. 또 맥킨지에 따르면 2050년 수소경제 규모가 약 2조5000억달러(3468조원)에 이를 것으로 예측됐다.