한국자동차산업협회(정만기 회장 겸 수소모빌리티+쇼조직위원장)는 글로벌 수소산업 분야의 혁신기업과 기술 발굴을 위해 추진하고 있는 'H2 이노베이션 어워드(H2 Innovation Award, 이하 H2 어워드)' 본선발표회를 '2021수소모빌리티+쇼'가 열리고 있는 경기도 고양 킨텍스에서 9일(목) 10시에 개최했다.

H2 이노베이션 어워드는 탄소중립과 미래 친환경 분야로 각광받고 있는 수소모빌리티, 수소충전인프라, 수소에너지 분야의 국내외 대·중·소기업, 스타트업을 대상으로 진행되는 시상식으로 기술 발표회를 겸하고 있다. 한국자동차산업협회, 수소융합얼라이언스, 한국산업기술평가관리원, 한국에너지기술평가원이 공동 주관한다.

환영사에서 정만기 회장은 “수소산업의 잠재력은 높지만 기술적 완성도는 아직 성숙하지 못한 단계에 있다”라면서“이번 어워드는 수소분야의 우수한 기술을 발굴하고, 시상하는 것을 넘어 발표-전시-네트워킹으로 이어지는 과정을 통해 업계 간 기술교류와 산?학?연 연구개발 협력을 촉진함으로써 궁극적으로는 기술혁신기반을 넓혀가는 데 목적이 있다”고 밝혔다.

이어 정만기 회장은 수소산업의 발전 촉진을 위해 세 가지 요인을 제시했다.

그는 첫째, 수소 산업에 대한 지속적 R&D 투자 확대를 주문했다.

그는“우리 정부의 최근 5년간('15~'19) 수소분야 R&D 투자규모는 4,561억원이며 연평균 25% 정도 늘어나고 있지만, 특히 우리의 수전해 기술이 해외대비 미흡하다”고 언급하면서“정부의 R&D지원을 지속적으로 일관성 있게 늘려가는 한편, 기업 수요위주의 과제 추진으로 R&D생산성도 높여가야할 것”이라고 강조했다.

둘째 '수소 이동성 제고를 위한 투자확대'가 필요하다고 강조했다.

정회장은“우리나라는 태양광이나 풍력 등 신재생에너지를 생산하기에는 지리적, 환경적 요건이 취약하여 해외에서 생산된 수소를 수입하는 것이 불가피할 것”이라고 언급한 후,

“수소산업 생태계에선 중요하지 않은 분야가 없지만, 탄소중립을 위한 현실적 대안을 감안할 때 특히, 액상화, 액화 혹은 고체화 등 수소저장과 운송관련 기술에 대해서는 과감히 정부 R&D출연을 늘려가는 한편, 기업의 R&D나 관련 시설 투자에 대해서도 과감한 세제지원이 병행되어야 할 것”이라고 덧붙였다.

셋째 '시장 활성화를 위한 대책 강화'를 제시했다.

그는 “정부의 2040년 수소 생산량 연간 526만톤, kg당 3,000원 수준 또는 그 이하를 달성하기 위해서는 수요확대와 대량생산이 이뤄져야할 것”이라며“단기적으론 전기요금이나 화석연료 구매비용 대비 가격경쟁력을 갖도록 수소연료 구매보조금을 늘려 시장 수요를 늘릴 필요가 있다”면서“이 경우 기업들의 수소생산은 증가할 수 밖에 없을 것”이라고 강조했다.

정 회장은 “현재 수소충전소 등 인프라 부문은 민간이 독자적으로 구축하기 어려운 점을 감안해 정부의 적극적 역할이 필요하다”고 언급하면서, “현재까지 구축된 수소 파이프라인은 울산 일부 지역 외에는 부족하고 수소충전소 구축도 수소전기차 확대 추세에 비해 늦어지고 있어, 시장이 본격 활성화되기 전까지는 충전소 설치 승인 속도를 높이고 충전소 설치나 운영 보조금도 늘려가야 할 것”이라고 주문했다.

이날 본선에는 '수소모빌리티' 부문 ▲ 빈센(한국) ▲ 현대모비스(한국) ▲ 호에비거(Hoerbiger, 독일), '수소충전인프라' 부문 ▲ 동화엔텍(한국) ▲ 마그마(Magma Catalysts, 영국) ▲ 삼정이엔씨(한국) ▲ 한국가스공사-두산퓨얼셀(한국), '수소에너지' 부문 ▲ 비케이엠(한국) ▲ 크래프트파워콘(KraftPowercon, 스웨덴) ▲ 포스코에스피에스(한국) 등 총 10개 기업이 진출했다. 본지는 10개 기업의 수소혁신 신기술을 소개한다.

◇'H2 이노베이션 어워드' 출품기술 및 제품 소개

?빈센

친환경 전기?수소 소형선박 전문업체 '빈센'은 이번 어워드에 '수소전기 하이브리드 레저보트(Hydrogen & Elec. Hybrid Propulsion System Leisure Boat)'를 출품했다. 친환경 동력인 수소연료전지와 배터리를 동시에 탑재한 이 보트는 통합전력관리시스템(I-PMS, Integrated power management system)을 통해 연료전지와 배터리 시스템, 수소저장 시스템, 공기 및 냉각 시스템을 효율적으로 제어하며, 최고 속도는 10노트, 운항시간은 약 3시간에 달한다. 내연기관에서 환경친화적 동력원으로 개편되고 있는 소형 선박시장에서 빈센은 다수의 기술특허를 보유하고 있다는 점, 제품 양산화 가능성과 향후 시장성 등에 높은 점수를 받았다.

'빈센'의 수소전기 하이브리드 레저보트.(사진= 수소모빌리티+쇼조직위원회)

?현대모비스

미래 자동차 솔루션 기업 '현대모비스'는 '50kW급 수소연료전지 파워팩'을 출품했다. 파워팩은 주로 건설기계, 전차, 자주포 등 중장비 차량에 탑재되는 동력장치로 내연기관의 엔진 및 주변기기(클러치, 변속기, 감속기, 차동기)가 한 묶음으로 되어있다. 동 제품은 수소연료전지와 파워팩 기술이 융합된 제품으로 현대자동차의 수소차 '넥쏘'에 탑재된 세계 최초의 양산형 수소연료전지시스템을 활용해 설계?제작됐다. 현재 해당 파워팩이 탑재된 5톤급 수소지게차 시제품이 2대 제작되었는데, 이 지게차의 완충시간은 납축 배터리팩을 사용하는 기존 5톤급 전동지게차 대비 1/120 수준(약 5분 내외)이며, 작동시간은 5시간(전동지게차는 4시간)에 달한다.

'현대모비스'의 50kW급 수소연료전지 파워팩(사진=수소모빌리티+쇼조직위원회)

?호에비거

독일의 밸브 전문기업 '호에비거'는 '수소압력 제어장치(HPCU, Hydrogen Pressure Control Unit)'를 출품했다. 이 부품은 중?소형 수소차에 탑재되는 핵심장치로 연료전지 내에 수소를 주입하고, 재순환을 돕는 역할을 수행한다. 일반적으로 연료전지시스템에는 비례밸브가 사용되는데, 호에비거의 솔루션은 수소를 분출하는 이젝터에 판밸브 기술을 적용해, 연료전지 내부에 정밀한 수소 주입이 가능해 제어성이 뛰어나며 낮은 입력 압력에서 작동성이 우수한 장점이 있다.

'호에비거'의 수소압력 제어장치(사진=수소모빌리티+쇼조직위원회)

?동화엔텍

고효율 기기제조 에너지특화기업 '동화엔텍'이 이번 어워드에 출품한 제품은 '수소충전기용 수소예냉기(H2 Pre-cooler)'다. 본 제품은 수소충전소에서 차량 수소연료탱크에 수소를 주입하기 전, 고압으로 압축된 수소를 냉각시키는 데 사용된다. 특히 확산접합기술 형식으로 제작되어, 저온, 고압을 유지하는 데 효과적이며, 크기가 작아 디스펜서 박스 내부에 설치하거나 외부에 독립적으로 설치할 수 있다. 현재까지 국내에 58기 이상의 예냉기를 공급?운영하고 있어 안정성과 기술력도 검증받았다.

'동화엔텍'의 수소충전기용 수소예냉기(사진=수소모빌리티+쇼조직위원회)

⑤마그마

영국의 촉매?세라믹 전문기업 '마그마'는 첨단 기술이 적용된 '연료전지용 수소 개질기 촉매(Engineered catalysts for reformer performance)'를 출품했다. 개질기에서 수소발생반응을 촉진하는 역할을 하는 촉매는 수소경제의 효율과 가격 경쟁력을 결정하는 가장 중요한 요소다. 마그마의 수소개질기 촉매는 겔 캐스팅(Gel casting) 용법을 통해 생산되어 고객 맞춤형 생산이 가능하며 열전달 계수와 반응성이 높아 에너지 절감효과와 수소 생산량 증대에도 도움이 된다.

'마그마'의 연료전지용 수소 개질기 촉매(사진=수소모빌리티+쇼조직위원회)

⑥삼정이엔씨

냉각기 전문기업 '삼정이엔씨'가 출품한 제품은 '이동형 방폭 수소가스충전기용 냉각장치(H2 Carrier Chiller)'이다. 삼정이엔씨는 대부분 수입산에 의존하는 수소충전소용 냉각기를 자체 기술을 통해 동 제품을 개발했다. 동 제품은 차량과 트레일러로 구성된 이동식 수소충전소에 사용되는 전용 냉각장치이다. 삼정이엔씨의 이동식 수소충전소용 냉각장치는 트레일러 내부에 장착되기 때문에 수준 높은 방폭등급 인증, 협소공간배치로 인한 크기 제한, 이동시 진동에 대한 내구성 등 여러 가지 조건을 충족한 새로운 기술의 냉각장치이다. 지난 12일 수소압축기 전문기업인 GTC 납품했다.

'삼정이엔씨'의 이동형 방폭 수소가스충전기용 냉각장치(사진=수소모빌리티+쇼조직위원회)

⑦한국가스공사-두산퓨얼셀

'한국가스공사'와 '두산퓨얼셀'은 공동으로 복합 에너지 솔루션 '트라이젠(Tri-gen, The next solution of Hydrogen)'을 H2 이노베이션 어워드에 선보였다. 수소는 석유 등과는 달리 고압가스 상태로 운반해야 해 차량이나 기차를 활용해도 비용이 많이 든다. 그러나 한국가스공사와 두산퓨얼셀의 트라이젠 연료전지는 LPG 등 가스를 원료로 수소와 전기, 열을 동시에 생산할 수 있어 수소운송 비용을 대폭 절감할 수 있다. 이에 도심에 위치한 복합 충전소에도 적합하며, 지역별 수소, 전기, 열의 수요에 따라 수소충전, 전기충전, 온수공급, 지역난방 등 다양한 분야에서 활용이 가능하다는 장점이 있다.

'한국가스공사-두산퓨얼셀'의 복합에너지 솔루션 트라이젠에 적용되는 두산퓨얼셀의 연료전지(사진=수소모빌리티+쇼조직위원회)

⑧비케이엠

정밀금형 산업에서 친환경 에너지 분야로 사업을 확장하고 있는 '비케이엠'은 '연료전지의 내구성과 신뢰성을 높이는 Edge AI기반 실시간 진단?제어 통합솔루션'을 출품했다. 현재 꾸준한 기술개발이 진행되고 있는 연료전지는 고장원인도 다양하다. 비케이엠의 통합솔루션은 연료전지의 부하상태 점검, 고장 진단, 정밀제어에 이르는 제어 장치를 인공지능 기술을 통해 스스로 학습해 통제할 수 있도록 한다. 특히 비지도학습 인공지능 기술을 이용해 연료전지의 이상유무를 95% 정확도로 실시간 진단한다. 또한 오픈플랫폼 기반의 모델제어예측(MPC, Model Predictive Control) 제어방식으로 낭비되는 전류를 최소화해 발전효율을 5% 이상 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

⑨크래프트파워콘

글로벌 전원장치 기업 '크래프트파워콘'의 수소 수전해 전원솔루션(Power supply solution for Water-electrolysis hydrogen production)은 수전해 수소생산 시스템에 탑재되는 정류기다. 동 제품은 시스템 최적화를 통해 설비운영 비용을 최소화하는 데 초점을 맞추고 개발됐다. 구성요소를 더하거나 빼는 것이 가능한 모듈식 디자인을 채택, 전력이 필요한 만큼 장치를 추가하면 되기 때문에 수소생산비용을 절감에도 도움이 된다. 특히 단독제품과 컨테이너 형태의 장치를 모두 제공한다.

'크래프트파워콘'의 수소 수전해 전원솔루션(사진=수소모빌리티+쇼조직위원회)

⑩포스코에스피에스

철강가공 전문기업 '포스코에스피에스'는 '연료전지 분리판용 정밀압연 및 성형 제조 기술(Precision rolling and forming Manufacturing technology for fuel cell bipolar plate)'을 이번 어워드에 출품했다. 이 기술은 수소연료전지 금속 분리판에 사용되는 금속 소재를 가공하는 데 필요한 핵심 조업기술이다. 수소차의 심장이라고 불리는 분리판은 수소연료전지 스택에 수소와 산소를 공급하면서 셀 사이의 지지대 기능을 하는 핵심부품이다. 때문에 가혹한 사용환경을 견딜 수 있는 분리판 소재 제조기술이 반드시 필요하다. 포스코에스피에스는 국내 유일의 정밀 광폭 설비를 보유하고 있으며, 독보적인 정밀극박 압연기술과 포스코의 고전도 스테인리스강을 사용해 분리판을 제조하고 있다. 이를 통해 현재 양산되고 있는 'Poss470FC'는 타 소재 대비 ▲ 내식성 ▲ 전도성 ▲ 내구성 ▲ 균일성이 우수하며 무코팅 분리판으로 원가절감까지 가능한 친환경 소재이다.

'포스코에스피에스'의 연료전지 분리판용 정밀압연 및 성형 제조 기술(사진=수소모빌리티+쇼조직위원회)