[월간수소경제 이종수 기자] 국내 수소산업 1번지 울산광역시가 ‘세계 최고 수소도시’로 거듭나기 위해 본격 시동을 걸었다. 

세계적인 석유화학산업단지를 보유하고 있는 울산은 석유화학 공정에서 부수적으로 생산되는 부생수소를 기반으로 전국 수소생산량의 50%를 차지하는 연간 82만 톤의 수소를 생산·공급하고 있다.

울산은 국가산업단지를 중심으로 120km의 수소이송 배관이 이미 구축되어 있어 배관으로 수소이송도 가능하다. 지난 2013년부터 2018년까지 5년간 울주군 온산읍 덕신리 일원 140가구에 수소공급배관과 연료전지 발전설비를 설치한 ‘수소타운’을 운영한 경험이 있다.

또한 현재 전국에서 수소전기차와 수소충전소가 가장 많이 보급된 지역이다. 지난 2016년부터 2018년까지 전국 최초로 수소전기택시 10대를 시범 운영한 바 있으며, 현재는 수소전기버스를 시내버스 노선에 투입해 운행 중이다.

현대자동차의 수소전기차 ‘넥쏘’가 울산에서 생산되고 있다는 점은 익히 알려진 사실이다.  

지난해 1월에는 울산테크노파크에 수소연료전지 실증화 센터를 구축해 두산퓨얼셀, 에스퓨얼셀, 현대자동차 등의 기업들이 실증화 사업을 진행하고 있다.

울산과학기술원(UNIST) 내에는 오는 2024년까지 수소 전문연구기관 ‘차세대 수소융합기술연구소’가 건립될 예정이다.

이처럼 수소산업 전주기 모든 분야에서 풍부한 경험과 인프라를 가지고 있는 울산이 지난해 2월 국내가 아닌 세계적인 경쟁력을 갖춘 수소도시로 나아갈 것을 천명했다. 이를 위해 전국 수소 연관 기업·기관들과 함께 ‘수소산업 육성’을 선언한 이후 여러 협력 분야 중 ‘수소 모빌리티 개발 및 보급 확대 사업’을 본격화한다. 울산이 지난해 11월 ‘수소 그린모빌리티 규제자유특구’로 지정됐기 때문이다.

이번 특구사업은 올해 1월부터 2년간 진행된다. ‘울산 수소 그린모빌리티 규제자유특구사업’의 계획을 세부적으로 들여다봤다.  
 
울산, ‘2030 세계 최고 수소도시’ 비전 선포
울산시는 지난해 2월 26일 지역 국회의원, 에너지관련 공공기관장, 전국 110개 수소 전문기업·연구기관 등 250여 명이 참석한 기운데 ‘2030 울산 세계 최고 수소도시 비전 선포식’을 개최했다.

울산시는 ‘2030 세계 최고 수소도시’ 구현을 위한 세부 목표로 △수소전기차 361대(2018년) → 7,000대(2022년) → 6만7,000대(2030년) △수소충전소 5기 → 13기 → 60기 △수소전기차 제조 3,000대 → 3만 대(2021년) → 50만 대로 설정했다.

이를 위한 수소산업 육성 10대 사업(프로젝트)은 △울산 중심의 수소전기차 생산기반 구축 △수소 융복합밸리 조성(100만㎡ 이상) △수소 전문기업(200개 이상) 및 소재 부품 산업 육성 △수소·제조 저장능력 확대(5만㎥/hr, 2개사 증설) △수소전기차 보급 확대(6만7,000대) △수소 공급망 및 충전인프라 확충(배관 63km, 충전소 60개소) △수소전문인력 양성(3개 대학교 전문학과 설립) △수소산업 진흥기관 설립(한국수소산업진흥원 유치) △수소제품 안전성 지원 인프라 구축 △글로벌 수소산업 육성 등이다.

또한 울산시와 110개 수소 전문기업·연구기관은 △세계 수소시장을 선도하기 위한 수소산업 생태계 조성 △수소 대량생산기술 개발 △수소 및 연료전지와 수소저장용기의 경쟁력 향상 △수소 모빌리티 개발 및 보급 확대 △혁신기술 및 제품개발에 상호 협력 △울산시와 수소산업 전 분야에서의 협력 강화 등 6개 분야에서 상호 협력키로 하는 ‘수소산업 육성 공동선언문’도 발표했다. 6개 분야 중 ‘수소 모빌리티 개발 및 보급 확대 사업’이 올해 본격 시동을 건다.  
 
수소 그린모빌리티 규제자유특구 지정
중소벤처기업부가 주관하는 ‘규제자유특구사업’은 특례허용을 통해 규제제약 없이 신기술을 개발하고 신산업을 육성토록 하는 사업으로, 지난해 7월 처음으로 7개의 규제자유특구가 지정된 바 있다.  

규제자유특구를 지정하는 최고 심의·의결기구인 규제자유특구위원회(위원장: 국무총리)는 지난해 11월 12일 ‘2차 규제자유특구’ 7곳을 최종 지정했다.

울산시는 지난해 4월 수소 그린모빌리티 규제자유특구 사업을 신청했지만 사업 완성도를 높일 필요가 있다는 의견에 따라 지난해 7월 특구위원회에서 보류됐다. 이에 따라 울산시는 중앙부처와 긴밀히 협의해 전문가 자문을 통한 안전대책을 강화하고 규제를 명확히 하는 등 미비점을 보완해 5번의 분과위원회, 2번의 심의위원회와 특구위원회를 거치면서 수소산업에 대한 육성의지를 적극적으로 제시해 규제자유특구로 최종 선정됐다.

규제자유특구로 지정되면 규제제약 없이 신기술을 개발해 새로운 사업으로 진출할 수 있는 기회를 얻게 된다. 이에 따라 지역으로의 투자와 양질의 일자리가 늘어나는 등 지역경제는 물론 수소경제 활성화에 큰 도움이 될 것으로 기대를 모으고 있다. 

울산시는 이번 규제자유특구 사업을 통해 수소 전문기업 및 소재부품산업 육성, 수소충전인프라 구축 확대 등을 추진한다. 규제자유특구로 지정되면서 6건의 실증특례와 1건의 규제특례를 부여받았다. 이는 실증을 위한 안전성 조치 계획 마련을 전제로 한 것이다. 

 
또한 23개 기업과 기관이 참여해 그동안 법령과 안전기준 미비 등으로 상용화가 어려웠던 물류운반기계, 선박, 이동식 및 선박용 수소충전소, 대용량 수소이송 차량 등에 대한 사업화도 울산에서 가능하게 됐다.

그동안 수소전기차 중심의 수소 모빌리티가 육상, 해상, 항공 등 전 분야로 확산될 수 있어, 지난 1월 정부가 발표한 ‘수소경제 활성화 로드맵’의 주요 내용이 현실화 될 것으로 기대된다.

수소 그린모빌리티 규제자유특구는 국가산업단지 일원을 중심으로 수소산업 인프라가 탁월한 12개 지역을 중심으로 총면적 142만㎡ 규모로 조성된다. 총예산은 320억 원(국비 184억 원, 시비 89억원, 민자 47억 원)이다.

이번 사업에는 에스아이에스㈜, ㈜덕양, 에이치엘비㈜, ㈜하나티피에스 등 18개 전문기업과 한국가스안전공사, 한국선급, 건설기계부품연구원, 한국에너지기술연구원, 울산테크노파크 5개 연구기관이 특구사업자로 참여한다.

23개 특구사업자는 국비 184억 원을 포함한 재정지원과 세제감면 혜택을 받게 된다. 지난해 8월에 개정된 ‘기업활력법’상의 지원 대상이 특구사업자까지 확대돼 정책자금 우대, 정부 R&D사업 지원시 가점 등의 혜택도 받을 수 있다.  

또한 역외 15개 기업 또는 기관이 울산에 제조 사업장이나 연구소를 구축하게 된다.

특구사업자는 수소연료전지 실내 물류운반기계 상용화, 수소연료전지 선박 상용화, 고효율 수소공급시스템 확충 등 3개 프로젝트를 진행한다. 실증 모니터링을 통한 안전성 기준 설정을 위한 데이터를 확보하고, 추후 소관 부처를 통해 실증결과를 활용한 안전기준 마련 및 특례고시를 추진할 예정이다. 
 
수소연료전지 실내 물류운반기계 상용화
수소연료전지 물류운반기계 상용화 사업은 수소연료전지를 적용한 지게차와 무인물류운반차와 이동식 수소충전소(차압식)를 산업현장에서 실증하고 안전기준을 마련하는 것을 주요 내용으로 한다.

수소연료전지 지게차는 울산시 울주군 KCC일반산업단지 내 사업장, 수소연료전지 무인운반차는 울산시 울주군 반천산업단지 내 사업장에서 실증이 진행된다.

수소연료전지 지게차는 10대(용량: 연료전지파워팩 기준 5kW 이상) 규모로, 국산화 MEA를 적용한 2대와 수소고체저장시스템을 적용한 3대가 포함돼 있다. 수소연료전지 무인운반차는 4대(용량: 연료전지파워팩 기준 3kW 이상), 이동식 수소충전소(700bar급 복합용기 적용)는 1대가 배치된다.

한영테크노켐㈜, 에스첨단소재, 일진복합소재㈜, ㈜원일티엔아이, ㈜유니팩, ㈜하나티피에스, 에스아이에스㈜, ㈜가온셀, ㈜비나텍, ㈜알티엑스, ㈜코멤텍, ㈜스마트오션 등 11개사와 한국에너지기술연구원, 건설기계부품연구원, 울산테크노파크, 한국가스안전공사 가스안전연구원 등 4개 기관이 참여한다.

총사업비는 144억4,900만 원(국비 85억6,400만 원, 시비 38억200만 원, 민간 20억8,300만 원)이다. 

현재 국내 관계 법령에는 작업장 내 수소연료전지 지게차 및 무인운반차의 안전·인증 기준이 없고, 이동식 수소충전소의 경우도 자동차로만 국한돼 있어 실내물류운반기계에 대한 수소연료 충전이 불가능하다. 관계부처는 규제자유특구 내에서는 실증특례를 적용해 수소연료전지 지게차 및 무인운반차의 안전인증을 허가하고, 이동식 수소충전소가 이들 차량에 수소연료를 충전할 수 있도록 해 실증이 가능토록 했다.   

개발 및 실증이 완료되면 이동식 수소충전소는 이동이 간편한 구조로 기존 자동차용 수소충전소에서 제공하지 못하는 산업현장 수소 모빌리티를 대상으로 특화된 수소공급 서비스를 제공하게 된다. 수소배관망이 도달하지 못하는 지역을 중심으로 활용성이 증대될 것으로 기대된다.

수소고체저장시스템은 100기압 이하 저장으로 수소충전에 따른 시스템 비용을 획기적으로 줄이고, 상용 고압 급유 시스템을 수용할 수 없는 건축물과 시설의 적용을 통해 초기시장 선점이 가능할 것으로 예상된다. 이에 따라 자중이 필요한 건설기계, 고압 적용이 어려운 물류상가 운반차 등을 중심으로 활용성이 증가할 것으로 기대된다.

수소연료전지 무인운반차 및 지게차는 충전시간 감소, 1회 충전으로 가동시간 증가 등으로 인해 장시간 작업이 필요한 물류센터 및 제조업 현장에서의 활용성이 크게 증대될 것으로 전망된다. 이에 따른 물류비 감소 등의 부가적인 편익 발생도 기대할 수 있다.

울산시의 관계자는 “배터리 기반의 기존 실내 물류운반기계를 대체해 국내 공장, 물류단지 등에 수소연료전지 무인운반차와 지게차를 보급하고, 수출시장 개척을 추진할 계획”이라며 “공장 중심으로 초기 실증을 추진하고, 향후 안전성 기준 확보 후 시장성이 우수한 물류단지 등으로 시장을 확대해나갈 것”이라고 밝혔다. 

미국에서는 수소연료전지 지게차 2만5,000여 대가 대형마트 등에서 운행되고 있다. 특히 인천공항공사는 지난해 9월 경유·전동지게차 500대를 단계적으로 수소연료전지 지게차로 전환할 예정이라고 발표해 사업전망이 밝다. 이동식 수소충전소의 경우 일본은 현재 40여 기가 운영 중이다.
 
수소연료전지 선박 상용화
수소연료전지 선박 상용화 사업은 수소연료전지를 적용한 소형선박을 제작해 운항하는 실증사업으로, 국제해사기구(IMO) 기준을 준수하기 위한 수소연료전지 선박 형식승인, 수소충전 및 운항 실증을 통한 안전성 확보로 조기 상용화를 추진한다. 

수소연료전지 선박은 울산시 태화강 및 장생포 등 연근해, 고정식 수소충전소는 울산시 장생포 인근 소형선박부두에서 실증이 진행된다.

수소연료전지 선박은 2대(용량: 연료전지파워팩 기준 20kW 이상), 고정식 수소충전소는 1기가 배치된다. 수소충전소의 경우 소형선박부두 인근까지 구축되어 있는 수소배관을 연장해 구축할 예정이다.

범한산업㈜, ㈜빈센, 에이치엘비㈜, 제이엔케이히터㈜, ㈜스마트오션 등 5개사와 한국선급, 울산테크노파크, 한국가스안전공사 가스안전연구원 등 3개 기관이 참여하며, 총사업비는 125억7,800만 원(국비 70억1,000만 원, 시비 35억7,900만 원, 민간  19억8,900만 원)이다.

역시 국내에는 아직 수소연료전지 선박 및 선박용 수소충전소에 대한 안전·인증 기준이 없다. 관계부처는 규제자유특구 내에서의 개발·실증을 위해 수소연료전지 선박에 대한 최소안전기준 마련 및 검증을 조건으로 운항실증 특혜를 허용했다. 선박용 수소충전소의 수소연료 충전도 가능토록 관련 규정 적용을 제외했다. 

또한 고정식 수소충전소를 구축하는 과정에서 수소배관(지하) 설치를 위한 도로 굴착이 수반된다. 정보통신기술(ICT)을 활용한 수소 배관망 관리를 위해 지하매설 수소 배관망에 다양한 센서 또는 측정기기가 부착되며, 이 과정에서도 도로를 굴착해야 한다.

하지만 현행 도로법에서는 신설·확장 또는 개량한 도로로서 포장된 도로의 노면에 대해서는 그 신설·확장 또는 개량한 날부터 3년(보도인 경우에는 2년) 이내에는 도로굴착을 수반하는 도로점용허가가 불가능하다. 

관계부처에 요청한 결과 수소연료전지 선박을 위한 수소충전소를 항만에 구축하기 위해 수소배관망 설치시 3년 이내 도로(신설·확장·개량)에 대한 굴착 점용허가를 규제특례(메뉴판식 특례)로 허용했다. 

수소연료전지 선박 상용화 사업은 국제 환경규제에 대응할 수 있는 친환경 수소연료전지 선박 조기 상용화로 국내와 해외 시장은 물론 고부가가치 레저용 시장을 선점하고, 다양한 연근해 선박 및 중대형 선박으로 제품군의 다양화가 가능할 것으로 전망된다.

고부가 소형선박을 중심으로 초기시장이 형성될 것으로 보이며, 추후 울산지역 내 글로벌기업(현대중공업, 현대미포조선 등)과의 연계를 통해 조선업 고부가화에도 기여할 것으로 기대된다.

또한 전 세계적으로 친환경 수소선박 제품개발 및 실증이 이루어지고 있는 상황에서 선박용 수소충전소 제품을 출시하는 국내 중소기업이 해당 분야 글로벌 리더로 성장할 수 있을 것으로 예상된다.

특히 소형선박을 대상으로 패키지형 수소충전소를 활용한 실증을 완료하고, 장기적으로는 중대형 선박으로 범위 확대 및 울산지역의 수소생산량 기반으로 대규모 수소 벙커링 사업으로의 확장성이 기대된다.

울산시의 관계자는 “환경규제에 따른 국내외 친환경 선박의 수요가 급증할 것으로 예상됨에 따라 소형선박 중심으로 실증을 추진하고, 단계적으로 중대형 선박으로 확대해나갈 것”이라며 “시장 초기에는 관급 선박 중심으로 실증을 하고, 안전성 확보 후 민간분야로 시장 확대를 추진할 계획”이라고 밝혔다.

이 관계자는 이어 “친환경성과 정숙성이 우수한 수소선박을 안전하게 제작하고 장생포항과 태화강을 따라 전망대까지 실증운항을 실시해 태화강에서 수소유람선 운항을 현실화할 수 있는 여건을 조성할 것”이라고 말했다.  
  
고효율 수소공급시스템 확충
고효율 수소공급시스템 확충 사업은 현행 수준보다 수소 이송량을 3배 향상시켜 수소튜브트레일러 1대 당 수소전기차 ‘넥쏘’ 30대에서 100대 이상 충전이 가능하도록 추진된다. 대용량 수소운송체계 확보를 위해 450리터 초과 복합용기(550리터 수준) 국산화 제조·검사 특례 기준(안)을 적용한 수소튜브트레일러를 실도로 환경에서 운행실증하고, 제품의 안전성 확보를 통한 사업화 기반을 마련한다는 것이다.

수소 튜브트레일러 1대(수소이송량: 620kg 내외)가 ㈜덕양~덕하공용차고지 구간(산업로, 온산로 일원)을 운행하게 된다.

태광후지킨㈜, ㈜덕양, ㈜스마트오션 등 3개사와 울산테크노파크, 한국가스안전공사 가스안전연구원 등 2개 기관이 참여하며, 총사업비는 49억4,000만 원, 시비 14억8,600만 원, 민간 6억4,000만 원)이다.

현행 규정으로는 수소저장 복합용기의 최대용량이 450기압, 450리터로 명시돼 있어 450리터를 초과하는 대용량 저장용기가 적용된 수소튜브트레일러의 운행 실증이 불가능하다. 이에 따라 관계부처는 규제자유특구 내에서 대용량 수소튜브트레일러의 실증운행을 위해 기존 R&D 성과물(튜브용량 450리터)을 활용해 550리터 크기의 튜브 제작 기준에 대해 사전 협의 후 제작·운행 실증을 허용했다.  

울산시의 관계자는 “550리터 수준의 대용량 복합용기를 적용해 1회 수소 이송량을 3배 수준으로 향상시켜 수소충전소에서의 수소이용 단가를 획기적으로 개선할 수 있고, 이를 통해 수소 활용분야가 크게 확대될 것으로 기대된다”라며 “수소 모빌리티가 확대되면 경제적인 수소공급을 위한 운송방식이 필요함에 따라 단계적으로 수소저장용기의 대용량화를 추진할 계획”이라고 밝혔다.

송철호 울산시장은 “이번 특구 지정으로 울산시는 규제해제라는 날개를 달고, 혁신성장 밸류체인을 구축해 세계적인 수소 생산, 공급, 활용 인프라를 갖춘 도시가 될 것으로 기대된다”며 “수소 특구 지정을 발판으로 수소시범도시 추진, 수소산업진흥원 설립 등의 국가지원사업을 지속 추진해 수소경제 선도 국가로 도약할 수 있도록 앞장서 나갈 것”이라고 밝혔다.

송 시장은 이어 “수소경제에 매진하고 있는 부산, 경남, 광주, 등 타지역과도 광역권 수소분야 상생 협력사업을 발굴해 수소경제가 동반성장해 나갈 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.

한편 울산시는 이번 사업을 통해 오는 2030년까지 수소연료전지 지게차 8,500대, 수소연료전지 무인운반차 6,500대, 수소연료전지 선박 400대, 충전소 810개소(이동식 750개소, 고정식 60개소), 수소튜브트레일러 500대를 보급함으로써 매출 1조8,000억 원, 수출 1,900만 달러 창출을 기대하고 있다.