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수소 전주기 솔루션 갖춘, 효진오토테크

충전소·수소제조·P2G 등 전 분야 사업 포트폴리오 구축
수전해 수소충전소도 가능…건물·산업용 연료전지 공급
HESS 시스템에 캐나다 하이드로제닉스 P2G 솔루션 결합
수소·탄소 융·복합 모델로 이산화탄소 문제 해결



[월간수소경제 이종수 기자] 장봉재 전 한국수소산업협회 회장을 환경에너지사업 부문 총괄사장으로 영입한 효진오토테크의 수소사업 행보가 빨라지고 있다.


현대·기아자동차의 협력사로서 자동차 차체 조립 지그, 검사용 치구 등을 생산하는 43년 업력의 효진오토테크(대표 김기영)는 지난 2013년 리카본코리아와 플라즈마 탄소전환장치 제조를 위한 협약을 체결하고 탄소자원화 사업을 시작한 바 있다. 


2017년 말 한국수소산업협회 회원사로 가입하면서 수소사업 진출도 준비해왔다. 올해 장봉재 환경에너지 부문 총괄사장이 취임하면서부터 수소사업의 포트폴리오가 더욱 짜임새 있게 구체화되고 있어 주목된다.  


국내외 다양한 기업들과 협력해 수소충전소 구축, 수소제조장치 제조, 수소플랜트 구축, 그린수소 제조, P2G 사업, 수소연료전지 보급, 탄소복합 수소저장용기 제조설비 및 시험설비 보급까지 수소 분야 전반에 걸친 사업 확대를 추진하고 있는 것이다. 




공급하는 제품군도 다채로워 다양한 수요처의 요구에 효율적으로 대응할 수 있게 됐다.       


특히 정부가 추진하고 있는 수소 시범도시와 수소융복합단지 조성사업에서 효진오토테크의 수소·탄소 융복합 모델이 적용될 경우 이산화탄소 배출 문제까지 해결할 수 있어 관심을 모으고 있다. 


효진오토테크는 장 사장의 풍부한 경험과 기술력에 큰 기대를 걸고 있으며, 이를 통해 수소경제 활성화를 선도하는 수소 전문기업으로 새롭게 도약한다는 계획이다. 

            

장봉재 사장의 수소 분야 22년 경험 

제2대 한국수소산업협회장을 역임한 장봉재 환경에너지 부문 총괄사장은 지난 2000년 알카라인 수전해 장치 개발을 시작으로, 태양광·수전해·연료전지를 융·복합화 한 P2G 개념의 하이브리드 그린홈 구축 실증사업, 전북 부안 새만금 신재생에너지센터와 현대자동차가 운영하는 제주도 수소충전소에 수전해장치 공급, 대구 서변동에 국내 최초 최대 규모의 수전해 수소충전소 구축·운영, 국내 최초 광주 상용 수소충전소 구축 등을 포함해 22년간 국내 수많은 수소 관련 사업과 국가 연구개발 프로젝트를 수행한 경험을 가지고 있다.


특히 장 사장은 국내 수전해 분야 연구개발 전문가로도 통한다. 지난 2000년부터 수소발생기 개발을 시작해 2003년 처음으로 1Nm³/h급 수전해 장치를 개발했다. 2010년에는 10Nm³/h급 수전해 장치와 20Nm³/h급 패키지형 수전해 장치를 개발했고, 2013년 15Nm³/h 스택 4개를 배치한 60Nm³/h급 수소충전소용 수전해 플랜트를 구축했다. 2016년에는 100Nm³/h급 수전해 스택을 개발해 수소충전소에 공급하는 계약 체결까지 국내 수전해 시스템의 개발과 상용화에 한 발 앞장서 왔다.

 

수소충전소 사업 본격화

지난해부터 수소충전소 사업을 추진하기 시작한 효진오토테크는 지난 2월 세계적으로 수소 관련 주요 설비들에 대한 국내 판매권을 가지고 있는 바스텍 그룹과 업무협약을 맺고, 독일 Sera사의 수소충전 압축패키지의 국내 보급과 향후 국산화를 추진하기로 하면서 수소충전소 보급사업에 속도를 내고 있다.


장 사장은 “Sera사의 피스톤 압축기는 수직형 구조설계로 제작돼 낮은 스트로크로 높은 신뢰성과 적은 정비 횟수, 낮은 소비전력, 높은 유량 속도를 나타내는 것은 물론 모듈형 설계로 확장이 용이하고 쉬운 정비성과 저소음을 자랑한다”고 설명했다. 


효진오토테크는 수전해 수소충전설비 보급에도 박차를 가하고 있다. 캐나다 하이드로제닉스(Hydrogenics)의 차량·산업용 수전해 수소충전 패키지와 프랑스 아타웨이(Atawey), 일본 야마토(Yamato)의 지게차·바이크 등의 산업용 수전해 수소충전 패키지를 보급한다. 



장 사장에 따르면 하이드로제닉스의 수전해 충전 패키지는 충전 규모 20~1,000kg/d, 충전압력 700/350bar의 승용차·버스용 충전소뿐만 아니라 수소 지게차·건설기계 등을 위해 사업장 내에 구축하는 산업용 충전소에도 적합하다. 


아타웨이와 야마토 사의 수전해 충전 패키지는 수십kg/d 충전 규모와 350bar 압력을 가지는 중소형 규모의 수전해 충전장치로, 승용차를 포함한 드론·바이크·지게차 등 산업용 설비로서 적합하게 설계되어 있다.


장 사장은 “이들 해외 기업의 산업용 수전해 수소충전 패키지는 세계 여러 나라에서 이미 일반화되어 있지만 국내에는 차량용 충전소에 밀려 아직 보급을 시작조차 하지 못한 분야로, 수소 지게차·드론·건설기계 등 수소산업 전방위 확장을 고려할 때 시급하게 지원책 마련과 보급 활성화를 도모해야 한다”고 강조했다. 


장 사장은 이어 “효진오토테크는 수소 지게차·건설기계·바이크 등을 개발하는 기업이나 이의 보급을 추진하는 지자체와 협력해 이들 기업과 지자체가 만족할 수 있는 충전인프라를 보급할 계획”이라고 말했다. 

 

수소연료전지 패키지 공급

효진오토테크는 연료전지 보급사업에도 적극 나서고 있다.       


효진오토테크가 보급하는 그리스 Helbio사의 수소연료전지인 ‘H2PS-5’ 모델은 최대 5kW의 전력을 공급하는 독립형 전원계통이나 CHP(복합형 열 전원) 계통 중 하나로 작동해 온수 형태로 최대 6kW의 열에너지를 추가로 공급하도록 설계되었다. 




이 시스템은 다양한 연료를 사용할 수 있다. 천연가스, 프로판·LPG 또는 바이오가스 중 하나로 작동할 수 있으며, 프로톤의 교환막 연료전지(PEMFC)를 사용해 수소의 중간 생산을 통해(증기 개질을 통해) 전기를 생산하게 된다.


핀란드 기업인 Convion사의 연료전지도 보급한다. Convion사는 분산발전과 산업 자체 발전을 목적으로 한 고체산화물 연료전지(SOFC) 기술을 기반으로 연료전지 시스템을 공급하고 있는 기업이다.


장 사장은 “Convion의 SOFC 제품은 50~300kW 범위의 출력과 매우 효율적인 전력 생산이 가능하도록 설계되어 있고, 열과 발전의 결합에 적합하다”라며 “이와 함께 전력보안과 수명 주기 비용 경쟁력을 갖추고 있으며, 그리드 및 연료에 대한 유연성을 가지고 최소 CO2 배출량을 위한 SOFC 시스템으로 설계되어 있다”고 설명했다. 



또한 산업·차량용 연료전지 패키지를 개발하는 대만의 YCsynergy사의 연료전지(PEMFC)도 공급한다. 이 제품은 차량이나 지게차·건설기계 등에 적용이 용이하도록 컴팩트한 구조로 설계되어 있다. 


장 사장은 “수소전기차, 수소 지게차·굴삭기 등과 같은 차량과 산업·건설용 기계의 제작을 하고 싶어도 수소연료전지 개발 경험이 없는 기업들이 효진오토테크가 공급하는 수소연료전지를 통해 빠르게 시장 진입이 가능하도록 협력할 예정”이라고 밝혔다.   




“P2G 사업도 경쟁력 있다”

효진오토테크의 P2G(Power to gas) 사업도 큰 관심을 끌 것으로 보인다. 캐나다 하이드로제닉스의 P2G 솔루션과 결합한 HESS 시스템의 보급을 추진할 예정이다. 


장봉재 사장은 지난 2008년부터 2010년까지 약 32억 원 규모의 지능형 홈 사업단 사업으로 진행한 ‘하이브리드 그린홈 구축 실증사업’을 주관한 바 있다. 


이 사업은 20kW의 태양광발전, 2Nm³/hr 수전해 장치, 1kW급 연료전지 및 수소·산소 압축·저장 설비들로 구축한 사업으로 1,000시간 이상 실증운전을 마쳤다. 


장 사장은 “‘하이브리드 그린홈 구축 실증사업’은 현재 정부가 추진하고 있는 수소 도시의 근간이 되는 기술로, 이미 10년 전에 수소 도시 관련 기술을 경험함으로써 이 분야에서도 경쟁력을 발휘할 수 있다”고 말했다.  


장 사장은 이 실증사업을 통해 축적한 경험으로 지난 2015년 산업통상자원부가 덕적도, 조도, 추자도, 거문도, 삽시도를 대상으로 한 ‘에너지 자립섬 ESS 구축사업’의 획득을 추진했지만 실패한 바 있다. 


장 사장은 “수소를 이용한 ESS(HESS; Hydrogen Energy Storage System) 사업을 제안했지만 당시 배터리를 이용한 BESS에 대한 관심도가 높아 사업 획득에 실패했다”라며 “이후 5개의 에너지 자립섬 BESS 사업 모두 경제성 확보에 어려움을 겪다가 지난해 사업을 중단한 바 있어 효진오토테크가 그 대안으로 수소에너지 저장시스템을 이용한 에너지 자립섬 사업을 현재 정부와 해당 지자체와 협력해 재추진하고 있다”고 설명했다.  




하이드로제닉스의 P2G 솔루션과 결합한 효진오토테크의 HESS 시스템은 전기분해를 이용해 재생에너지의 잉여전력을 수소 또는 재생 가능한 가스 형태로 변환·저장하는 기술로, 천연가스 인프라도 활용할 수 있다.


다른 에너지 저장기술과 달리 P2G는 에너지를 저장·운송할 수 있고, 기존 천연가스 파이프라인과 관련 저장시설에 수소를 저장하거나 천연가스를 대체하며, 저장된 에너지는 필요로 할 때 언제 어디서나 재활용함으로써 전체 시스템의 효율성을 향상할 수 있다. 


하이드로제닉스는 상용 규모의 P2G 프로젝트를 위해 전 세계 주요 설비사들과 협력하고 있으며, P2G 특화기술을 사용해 25MW 이상 저장용량 시스템을 제공하고 있다. 


효진오토테크의 관계자는 “P2G 기술은 최종 소비되는 전력량에 따라 재생에너지 설비용량과 수전해 설비용량 및 시간별 부하변동률 등을 고려해 전체 시스템을 설계하는 기술이 필요하고, 전체 전력을 관리하는 EMS 시스템 또한 매우 중요하다”라며 “이러한 관점에서 재생에너지, 수전해, 수소 압축저장 기술을 보유하고 있는 것은 물론 국내 유일하게 P2G 실증을 총괄 추진한 경험을 가진 장봉재 사장의 사업추진을 눈여겨 봐달라”고 말했다.  


수소 시범도시·융복합단지 사업 참여 추진

효진오토테크는 수소 시범도시와 수소 융복합실증단지 조성사업 참여를 적극 추진하고 있다.   


국토부는 지난해 말 울산, 안산, 전주·완주 등 3곳의 지자체를 수소 시범도시로 선정했다. 또한 산업부는 인천, 전북, 강원도, 울산, 경북 등 5개 지자체를 수소융복합단지 실증사업 지자체로 선정했다. 


장 사장은 “앞으로 수소 시범도시와 수소융복합단지 구축사업을 추진하는 과정에서 겪게 될 수소제조 공정이나 수소연료전지발전에서 나오는 이산화탄소 문제를 해결하기 위해 CO2 Zero의 추출수소 제조플랜트 및 수소연료전지 발전소 구축방안을 마련해 사업제안서를 완성하고 각 지자체와의 개별 접촉을 통해 사업화를 추진 중”이라고 밝혔다. 


그는 이어 “일일 수백kg 규모의 소규모 천연가스 개질형 추출수소 제조플랜트는 추후 용량증설 문제에 대비해야 하고 주민 수용성에서 온실가스 배출이라는 문제에서 자유로울 수 없어 추출수소 제조플랜트는 지역 거점화 및 대용량화를 통한 경제성 확보와 환경문제를 동시에 해결하는 전략이 필요하다”라며 “효진오토테크의 수소·탄소 융복합 플랜트 공정이 적절한 대안이 될 수 있다”고 말했다. 



추출수소 개질장치나 수소연료전지 발전은 모두 CH4를 주원료로 사용하는데 두 가지 모두 처리 과정에서 CO2를 배출한다. 여기서 효진오토테크의 수소·탄소 융복합 플랜트 공정을 활용하면 이렇게 배출되는 CO2는 CH4와 함께 이산화탄소 전환 장치인 건식 개질기를 통해 H2, CO 합성가스로 전환되어 다양한 분야에서 고부가가치 화학 원료로 사용된다. 합성가스로 활용하는 산업영역만으로도 수요처가 매우 많지만 CO와 H2를 각각 따로 활용할 수도 있다.


장 사장은 “국내 수소에너지 산업 전반에 걸쳐 폭넓은 수소기술 솔루션을 제공할 수 있는 기업이 많지 않은 것을 고려할 때 효진오토테크의 사업화 경험과 각종 핵심기술을 활용할 경우 산업계와 지자체의 수많은 요구에 대응이 가능할 것”이라며 “앞으로도 온실가스 배출기업, 재생에너지 및 수소 관련 기업들과 협력해 보다 다양하고 선도적인 수소에너지 솔루션들을 제공할 것”이라고 강조했다.     





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