[투데이에너지 박병인 기자] ■에기평-수소경제 이행 안전 핵심기술 성과 교류회
“이동식 수소충전소 안전확보, 산업 활성화 연결”
김영구 충북TP 책임, 성능평가 및 안전관리기술 개발성과 공유
한국에너지학회 추계학술대회 특별세션에서는 한국에너지기술 평가원의 주도로 ‘수소경제 이행 수소안전핵심기술 성과 교류회’가 진행됐다.
최근 에너지업계 핵심화두인 수소에 대한 관심도가 크게 높아진 것을 반영한 것으로 수소의 경제성 확보와 함께 가장 중요한 분야인 안전성 확보에 대한 심도깊은 논의가 이어졌다.
특히 이번 특별세션에서는 (재)충북테크노파크가 주관하고 한국 가스안전공사, (주)지티씨, (주)젠 스템, (주)디앨 등이 참여한 이동식 수소충전소 성능평가 및 안전관리 기술개발 성과에 높은 관심이 쏠렸다.
이날 특별세션에는 이번 사업 에서 총괄 책임자 역할을 수행한 김영구 충북테크노파크 팀장이 나서 사업성과에 대한 설명을 이어나갔다.
충북테크노파크가 수행한 이번 사업은 지난 2019년 5월1일부터 올해 4월3일까지 약 36개월간 진행됐으며 사업비는 국비, 민간부 담금, 지방비 포함 약 62억2,349만원이 투입됐다.
이번 사업은 △한국형 이동식 수소충전소 표준모델 개발, 제작 △이동식 수소충전소 실증사이트 구축 및 운영 데이터 모니터링 분석 △한국형 이동식 수소충전소 안전 기준 개발 및 표준화 △이동식 수소충전소의 인터랙티브 안전관리 O&M 기술개발 등을 목표로 진행됐다.
이동식 수소충전소는 충전소 구축경비를 최소화할 수 있어 경제성이 높으며 가스시설이 없기 때문에 시공이 간편하다.
또한 컨테이너 설치로 인해 위화감이 완화돼 도심친화성이 높으며 일반주유소와 융복합충전소 서비스도 가능하기 때문에 확장성도 높다.
이처럼 장점이 많기 때문에 충북테크노파크의 주도로 이번 사업이 추진된 것이다.
사업추진결과 충북 충주시에 이동식 수소충전소 구축이 완료 됐다. 충주에 구축된 이동식 수소 충전소는 건축물 및 주차장 포함 대지면적 2,494m², 건축면적은 161.94m² 부지에 건설됐다. 이동식 차량충전소에는 10.8kg/h 압축기가 설치됐으며 저장용기는 고압, 중압 각각 48L의 Type 2 용기가 설치됐다. 디스펜서는 2,880Nm³ day급이 설치됐다.
개발된 이동식 충전소는 최초로 국산 수소압축기가 적용됐다는 점에서 의의가 있다. 국산 수소압축기는 유압으로 피스톤을 구동시켜 수소 가스를 압축시키며 컴팩트하고 내구성이 우수하 다는 장점이 있고 시스템이 간단해 유지보수도 용이하다.
또한 이동식 수소 충전차량은 무진동 및 자체제어 기능, 자동 비상제동 장치, 차선이탈경보 장치 등을 탑재해 안전성을 크게 끌어올렸다.
이외에도 이동식 수소충전소 관련 국내 안전기준을 제정하는 성과도 있었다. 먼저 ‘압축, 액화 수소 저장형 이동식 모빌리티 충전 시설, 기술, 검사 기준 등을 규정하는 KGS 코드 제정이 추진된다. 국제 안전기준도 이동식 수소 충전소에 대한 안전기준이 포함된 신규 기준이 제정될 예정이다.
이러한 이동식 수소충전시스템 모델이 구축됐기 때문에 경제성이 담보되지 않는 수소경제 초창기에 적극적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 중규모 고정식 충전소의 경우에는 일정 수요량이 있어야 경제성 확보가 가능한데 이동식 충전시스템의 경우에는 수요가 많은 지역으로 옮길 수 있으며 초기 구축비용이 상대적으로 적어 수소경제 초창기인 현재 적극적으로 활용될 수 있을 것으로 분석된다.
또한 수소차 충전역할 외에도 긴급상황시 임시충전이 가능하며 원격지 수소공급, 드론, 지게차 등타 분야에도 응용될 수 있을 것으로 보인다.
이외에도 기술적 측면에서 국내 중소기업 기술경쟁력 확대가 기대되며 수소충전소 부품의 국산화도 촉진될 것으로 기대된다.
충북테크노파크에 따르면 이동식 수소충전소 확대에 따라 기술경쟁력은 15% 이상, 부품 국산화는 20% 이상 성장할 수 있을 것으로 보인다.
또한 이동식 수소충전소 표준화와 가상현실기반의 교육훈련 시스템 설치, 운영함으로써 수소 충전인프라 초기시장 형성을 견인할 수 있을 것으로 기대된다.
■고려대학교-CCU와 암모니아 수소
“암모니아, 액화수소 대비 경제성 우수”
이민정 에너지연 책임, 발전·산업 연소기술 동향 공유
한국에너지학회 추계학술대회에서 고려대학교의 주최로 개최된 ‘CCU와 암모니아 수소’ 특별세션 에서 이민정 한국에너지기술연구원 책임연구원은 발전과 산업부문 에서 암모니아가 어떻게 활용돼야 하는지 기술개발 현황은 어떤지 공유하는 시간을 가졌다.
암모니아는 수소에너지 캐리어의 역할을 수행할 수 있다는 장점이 있다. 특히 다른 수소운송 방식인 액화방식 보다 훨씬 경제적으로 수송할 수 있다.
결과적으로 탄소배출을 억제해야 하기 때문에 향후 암모니아의 사용폭은 늘어날 것으로 기대된다.
암모니아는 발전, 수송, 산업 전분야에 걸쳐 활용이 가능하다. 먼저 가스터빈 발전분야에서는 천연 가스와 수소의 혼소, 암모니아와의 혼소, 암모니아 크랙킹 연소 등이 2030년에는 상용화가 가능할 것으로 보이며 대형 발전소는 수소 전소, 소형 발전소는 암모니아 전소 형태로 2050년에는 상용화가 가능할 것으로 기대된다.
대형선박분야에서도 암모니아 혼소를 거쳐 2050년경에는 암모니 아를 100% 활용하는 선박이 상용화 될 수 있을 것으로 보이며 이외 에도 산업분야에서 공업로, 보일러에 활용되는 에너지를 2050년경에는 암모니아 혹은 수소 전소 형태로 전환할 수 있을 것으로 보인다.
이민정 연구원에 따르면 암모니아는 단위열량당 비용이 상당히 저렴한 것으로 나타났다.
수소의 경우 209.13원/kWh, 가솔린의 경우 132.23원/kWh, 상대 적으로 저렴하다는 경유도 74.38원/kWh이지만 암모니아는 68.85 원/kWh을 기록했다. 경제성이 매우 뛰어나다는 것이다.
다만 암모니아는 극복해야할 문제가 있다. 먼저 연소시 질소산화물이 과다하게 배출되며 연소성능이 LNG에 비해 1/4수준으로 상대적으로 낮은 것으로 나타났다.
특히 암모니아는 맹독성 물질로 안전확보가 중시된다는 문제도 존재한다. 하지만 탄소발생이 전혀 없기 때문에 현재 지구가 직면한 기후위기를 해결할 수 있는 주요 에너지원으로 부각되고 있는 것이다.
■강원TP-액화수소 제품의 신뢰성 평가방안 논의
“수소산업 전주기 지원 센터, 中企 협력 최선”
나희승 가스기술公 센터장, “성장동력 창출할 것” 강조
생산, 운송, 저장, 충전, 사용 등수소산업의 전주기를 아우르는 제품, 부품의 성능평가 기반을 구축해 중소기업 성장동력을 창출할 계획이다”
나희승 한국가스기술공사 수소 산업 전주기 제품 안전성 지원 센터장은 “이번 수소산업 전주기 제품 안전성 지원센터 건립을 계기로 수소산업의 신성장 동력화, 수소제품 대국민 안전성 확보, 세계 최고 수준의 수소제품 평가 등의 목표를 갖고 있다”며 “이를 통해 수소산업 생태계를 조성해 수소 글로벌 시험 평가센터로 도약할 것”이라고 밝혔다.
가스기술공사 수소산업 전주기 제품 안전성 지원 센터(이하 수소 제품 지원센터)는 수소 부품 안전성 평가 지원사업, 수소품질 및 유 량/충전 포로토콜 검사사업, 기술 표준화, 인증 및 신뢰성 바우처 사업, 연구 개발사업 등을 수행하는 국내 최고의 수소부품관련 성능평가 센터이다.
나희승 센터장은 에너지학회 추계학술대회에서 강원테크노파크가 주최한 특별세션 발표를 통해 가스기술공사 수소제품 지원센터의 큰 특징으로 뛰어난 장비들을 활용해 다양한 시험, 분석, 지원이 가능하다는 점을 꼽았다.
현재 가스기술공사 수소제품 지원센터의 주요 시험항목은 △밸브, 호스, 압축기, 용기 등 수소부품시험 △개질기, 수전해 설비 등 수소 제조효율 평가시험 △수소, 기타가스 등의 수소품질 시험 분석 △수 소유량계, 디스펜서 등 수소충전율 평가시험 △PEMFC 연료전지 스택 내구성 시험, SOFC 연료전지 스택 내구성 시험 등이 가능하다.
또한 기업제품 개선방안 도출, 연구개발 지원을 통한 공동연구 추진 등의 기술적인 측면에서의 솔루션 제공기능과 함께 기업유형에 따른 시험분석 수수료 지원, 대전지역 내 수소부품 및 연료전지 부품을 홍보하는 등의 역할도 병행한다.
나 센터장은 수수료 지원 사업에 대해 “중소기업 등 기업 규모가 작을수록 지원 수준을 높여 수소산업 활성화에 기여할 것”이라며 “대전광역시에 본사를 둔 기업에게는 추가 수수료 감면 혜택을 지원할 계획”이라고 밝혔다.