'꿈의 소재'까지 더한 '수소'…15년 탈탄소 기술 GBW에서 보세요

머니투데이

안정준 기자

15년째 수소 사업을 키운 국내 1위 수소충전소 기업 효성이 액화수소와 탄소섬유 기술을 더한 친환경 수소 생태계의 미래를 준비한다. '꿈의 소재'로 통하는 탄소섬유로 고강도 수소저장용기를 개발하는 한편, 연산 1만3000톤 규모 액화수소플랜트를 건설해 수소 생산부터 공급에 이르는 '토탈 밸류체인(가치사슬)'을 구축한다는 청사진이다. 효성은 다음 달 22일부터 사흘간 서울 코엑스에서 개최되는 '그린비즈니스 위크 2023(이하 GBW 2023)'에서 △수소 밸류체인△효성 수소시티△탄소섬유로 만든 수소탱크 등을 전시해 수소 사업의 미래를 보여줄 예정이다.

'For Earth, for us, for future'(지구를 위해, 우리를 위해, 미래를 위해)를 주제로 머니투데이와 코엑스가 공동 주관하고 국회수소포럼이 주최하는 'GBW 2023'은 2019년 '대한민국수소엑스포'라는 이름을 달고 출범했다. 이후 전기차, 원자력 발전 등으로 외연을 넓히며 'GBW'라는 새 이름을 달았지만, '수소'는 여전히 무탄소 시대를 향한 핵심 에너지다.

효성은 15년간 수소 사업을 숙성한 국내 1위 수소충전소 기업이다. 수소충전소 건립에 필요한 모든 자재를 비롯해 생산·조립·건립에 이르기까지 토탈솔루션 사업을 제공하는 계열사 효성중공업은 2008년부터 지금까지 국회를 비롯해 안성, 백양사, 성주, 언양 고속도로 휴게소 등 총 37곳에 수소충전소를 건립했다. 약 50년 간 쌓아 온 회전기와 압축기 등 중공업 분야 기술력이 1위 기업 도약의 뒷심이었다.

효성중공업이 만든 수소충전소는 700바(Bar)급 규모로 3~5분 안에 충전이 가능해 시간당 수소차 5대 이상을 충전할 수 있다. 또한 설치 면적이 적으며, 압축기 등의 내구성도 우수하다. 특히 자체 기술 개발을 통해 수소 충전기, 수소가스 냉각시스템, 수소가스 압축 패키지 등을 국산화했다. 이 때문에 신속한 애프터서비스와 지속적인 업그레이드가 가능하다는 강점을 가지고 있다. 충전 결과에 따른 데이터분석을 통해 충전 현황은 물론 문제 발생시 신속한 원인 파악도 가능하다. 수소 감지기, 불꽃 감지기, 압력센서 등 실시간 안전관리 시스템도 갖추고 있다.

효성의 미래 먹거리인 액화수소사업 현황도 소개된다. 효율적이고 안전하게 수소를 저장하고 운송하는 인프라를 확보한다는 것이 효성중공업이 추진하는 액화수소 사업의 핵심이다. 액화수소는 기체 상태의 수소를 액체화 해 부피를 800분의 1로 줄인 것으로 저장 및 운송에 용이하다. 생산된 액화수소는 차량용은 물론 드론, 선박, 지게차 등의 다양한 모빌리티 분야에서 쓸 수 있어 연관 산업의 발전에도 기여할 것으로 기대된다.

액화수소사업을 위해 효성은 세계적 산업용 가스 전문 기업인 린데그룹과 손을 잡았다. 2021년 린데그룹과 조인트벤처(JV) 투자계약을 체결하고 울산 용연에서 수소사업 비전선포 및 액화수소플랜트 기공식을 개최했다. 용연공장 부지에 연산 1만3000톤 규모(승용차 10만대 1회 충전 가능 물량)의 액화수소플랜트를 건립 중이다. 단일 공장 규모로는 세계 최대다. 이와 별도로 효성중공업은 중장기적으로 액화수소 생산 능력을 3만9000톤까지 늘리기 위해 5년 간 1조원을 투자한다.

액화수소 충전 인프라 확보 계획도 마련됐다. 판매 합작법인인 효성하이드로젠㈜은 액화수소 플랜트 완공 시점에 맞춰 액화수소 충전인프라를 구축한다. 정부의 대형 상용 수소차 보급 정책에 따라 전국 30여곳에 대형 액화수소 충전소를 건립해 액화수소 생산, 운송 및 충전시설 설치와 운영을 망라하는 밸류체인을 구축할 방침이다.

철보다 10배 강하지만 무게는 4분의 1 수준인 '꿈의 소재' 탄소섬유를 수소 사업에 입히는 작업도 진행 중이다. 수소연료탱크는 일반 공기보다 500~900배 이상의 고압을 견뎌야 하기 때문에 고강도의 저장용기가 필수적이어서다.

이 작업을 주도하는 계열사 효성첨단소재는 2007년 탄소섬유 개발에 뛰어든 이후 최단기간만인 2011년 일본, 독일, 미국에 이어 세계에서 4번째, 국내에서는 최초로 탄소섬유 독자기술 개발에 성공했다. 최근에는 철보다 강도가 14배 이상 높은 초고강도의 'H3065(T-1000급)' 탄소섬유를 개발했다. 초고강도 탄소섬유는 우주발사체의 알루미늄 등 기존 소재와 비교해 훨씬 가벼우면서도 높은 탄성과 강도를 지녀 발사체의 무게를 최대한 덜면서 높은 하중을 견디고 추진력을 높일 수 있다. 탄소섬유는 도심 항공 모빌리티(UAM), 항공 우주, 선박용 연료 탱크 등 다양한 용도로 확대 적용될 전망이다.

효성 관계자는 "탄소섬유로 만든 수소탱크를 올해 GBW 2023에 전시해 액화수소 기반의 수소 운송, 저장의 혁신 로드맵을 선보일 예정"이라고 말했다.