그린뉴딜 밸류체인 구축의 기틀 '선순환과 기술력'

[2021 그린뉴딜엑스포]

'2021 그린뉴딜엑스포' 한화그룹 부스. /사진=김도현 기자

수소 생태계의 중심에 선 기업들이 '선순한'과 '기술력'을 생존전략으로 내세웠다.

6일 경기 고양시 킨텍스에서 개막한 '2021 그린뉴딜엑스포'는 기업들의 수소전략을 엿볼 수 있는 시간이었다. 생산·보관·공급 등 특정 단계에만 머무르지 않고 유기적인 밸류체인을 구축하고, 장시간 집행한 연구·개발(R&D) 투자를 통해 차별화된 기술력을 확보하는 모습이다.

한화·두산, 광범위한 수소 밸류체인 구축 드라이브

한화그룹은 신재생에너지에 최적화 된 수전해 기술을 전면에 내세웠다. 수전해는 태양광·풍력 등을 통해 얻어진 전기를 물에 가해 산소·수소를 분리해 수소를 생산하는 방식이다. 한화 관계자는 "중국이 육성하는 알칼라인 수전해 방식이 아닌, 전력 사용량을 획기적으로 줄일 수 있는 AEM(음이온교환막) 수전해 방식에 초점을 맞춰 오는 2024년 개발에 이를 것"이라고 예고했다.

수전해 방식은 온실가스 배출이 없지만 생산비용이 높아 경제성이 한계로 지목돼왔다. AEM 수전해 방식은 단점으로 지목돼 온 한계를 극복한 모델이다. 한화그룹은 AEM 수전해 경쟁력 강화를 위해, 개발과 동시에 양산하는 방안을 논의 중이다. 한화가 경쟁력 있는 수소생산 능력을 확보하게 되면, 수소 생태계 전반에 걸친 영향력도 확대될 전망이다.

한화큐셀·한화케미칼이 생산한 수소는 한화파워시스템과 한화첨단소재의 압축·저장기술을 통해 운반된다. 운반된 수소는 한화파워시스템의 수소충전시스템으로 수소차 등에 공급되며, 한화임팩트는 공급된 수소로 전기를 생산한다. 한화그룹은 "그린에너지 밸류체인 선순환이 강화될수록 회사의 경쟁력으로 이어진다"며 차별화된 기술력을 통해 수소산업의 중추로 거듭나겠다는 뜻을 내비쳤다.

두산그룹도 풍력발전부터 수소사업에 이르는 광범위한 신재생에너지 사업을 전면에 내세웠다. 이날 전시에서 3MW(메가와트)급 풍력발전기와 10kW 건물용 고체산화물연료전지(SOFC), 수소·전기·열을 동시에 생산할 수 있는 '트라이젠' 등 소개에 주력했다. 해당 제품들은 이르면 내년 속속 시장에 모습을 드러낼 예정이다. 회사는 수소 등 친환경 사업능력 강화에도 중추적인 역할을 하게 될 것이라 내다봤다.

두산그룹 관계자는 "두산퓨얼셀이 만든 수소연료전지는 이미 잠실 롯데월드타워, 부산 해운대 부산그린에너지 등에 활용중"이라며 "향후 수소전기차 시대가 본격적으로 도래하면 트라이젠 같은 신제품 수요도 높아질 것"이라고 말했다.

코오롱·효성, 수소와 만난 노하우 "경쟁력 밑거름"

코오롱그룹과 효성그룹은 연구개발 노력과 사업 과정에서 얻게 된 노하우를 통해 기술력을 축적했다. 이를 수소의 생산부터 보관·공급 등을 선순환 구조를 갖추는 기반으로 활용하고 있다.


코오롱그룹은 32년 동안 축적된 기술력을 바탕으로 글로벌 수소 소재·부품 기업으로 도약하겠다는 의지를 나타냈다. 코오롱의 '수소 첫걸음'은 1989년 시작된 멤브레인 연구다. 코오롱은 멤브레인 기술력을 확보하고 1995년 제조·설비 시설을 구축했다. 이를 기반으로 수분제어장치와 수소전지 핵심소재인 PEM 연구에 나섰다.

수분제어장치는 코오롱이 가장 강조한 기술이었다. 코오롱은 2012년 승용차에 탑재되는 1세대 모델 개발에 성공하고, 2018년 상용차 탑재가 가능한 2세대 개발을 완료했다. 3세대 수분제어장치는 수소를 연료로하는 도심형 항공 모빌리티(UAM)와 기차·선박·건설기계 등에 탑재될 계획이다. 코오롱은 2023년 개발이 완료될 것으로 내다봤다.

효성그룹의 노하우는 인프라 구축에 초점이 맞춰졌다. 효성은 20년 전부터 진행해 온 가스공급설비 사업을 통해 수소 압축·충전 기술을 확보했다. 2009년 등장한 국내 최초의 수소충전소도 효성이 일궜다. 이후 효성은 수소충전소 보급을 확대했다. 현재 17개 민간 수소충전소를 전국에서 운영 중이다. 효성은 국내 1위 수소충전소 공급기업이다.

효성은 공급뿐 아니라 생산에도 높은 경쟁력을 확보했다. 탄소포집저장활동(CCUS) 기술로 이산화탄소 저감과 수소제작 능력을 겸비했다. 2023년 완공 예정인 효성의 액화수소플랜트는 연간 1만3000톤 규모의 수소를 생산·공급할 예정이다. 효성 관계자는 "울산 플랜트를 증설하고 수도권에 별도의 액화수소플랜트를 신설해 연간 공급능력 3만9000톤을 갖추는 게 목표다"고 말했다.

포스코SPS·일진하이솔루스, 수소 모빌리티 시장 겨낭

포스코SPS와 일진하이솔루스 모두 수소연료탱크 기술력을 과시했다. 수소탱크는 수소차 가격의 20%에 해당한다. 두 회사 모두 수소차 핵심부품 경쟁력을 강화하겠다는 취지였다. 방법은 달랐다. 포스코SPS는 차세대 수소연료 시대를 준비하고 있었다. 일진하이솔루스는 글로벌 1위 수소탱크 기업이 될 수 있던 각종 기술력을 강조했다.

포스코SPS 관계자는 "현행 수소차는 기체수소를 충전해 사용하지만 4~5년 뒤엔 액화수소를 충전하게 될 수도 있다"면서 "이 경우 탄소섬유 대신 포스코SPS의 스테인리스가 수소연료탱크를 제작하는 데 쓰이게 될 것이다"고 언급했다. 급속도로 팽창하는 수소산업의 변화를 예견하고, 이를 통해 새로운 기회를 모색하겠다는 의미였다.

일진하이솔루스는 부스 중앙에 현대차 '넥쏘'를 포함해 버스·트럭·드론 등에 탑재되는 저장용 수소탱크 4기와 운송용 수소탱크 1기의 실물을 배치했다. 회사 관계자는 "일진하이솔루스 수소탱크는 플라스틱 재질로 제작돼 금속 수소탱크보다 훨씬 가볍고 저장능력 또한 높다"면서 "수소탱크를 탄소섬유로 감싸는 과정에서 차별화된 성형기술로 안전성을 높였다"고 소개했다.

일진하이솔루스는 이 같은 능력을 인정받아 넥쏘 외에도 두산의 수소드론에 적용될 수 있었다. 일진의 기술력이 수소차·수소드론 등 모빌리티에 폭넓게 적용된 것처럼, 포스코SPS도 모빌리티 시장을 적극적으로 공략하겠다는 의지였다. 부스 중앙에 '미래 수소차'를 설치하고 액화수소가 보급될 미래의 수소차 디자인을 제시했다.

'2021 그린뉴딜엑스포' 포스코SPS 부스. /사진=최민경 기자