[디지털비즈온 이호선 기자] 미국 라이스 대학은 Cu(구리)-Fe(철) 플라즈모닉 광촉매를 사용하여 저비용으로 암모니아로부터 수소를 만드는 기술을 개발했다는 연구 성과를 지난해 11월 24일 발표했다.라이스 대학의 나노포토닉스 연구실(Laboratory for Nanophotonics)과 시지지 플라즈몬(Syzygy Plasmonics), 그리고 프린스턴 대학의 앤들링거 에너지 및 환경 센터(Andlinger Center for Energy and the Environment) 등에 의한 연구팀은 Cu-Fe 플라스모닉 '광촉매
수소가 경쟁력 있는 기후 친화적 연료로서 보여주기 위해 가와사키중공업(Kawasaki Heavy Industries)이 설계 및 건조한 선박 스이소 프론티어(Suiso Frontier)는 액체 수소를 운송한다. 순수한 수소를 선박으로 수송한 것은 이번이 처음이다. 최근 호주-일본 간에 추진된 대표적 사업인 '수소공급망 시범사업(HESC)'을 통해 생산된 수소를 액화해 일본항 액화수소 운반선에 실어 호주로 보냈다. 이를 계기로 일본과 호주간 수소사업 협력이 더욱 확대될 것으로 예상되고 있다. 우리 입장에서 자원부국인 동시에 수소 사업
스이소 프론티어(Suiso Frontier)는 호주에서 생산된 수소를 일본으로 운송한다.(사진=가와사키 중공업)수소가 경쟁력 있는 기후 친화적 연료로서 보여주기 위해 가와사키중공업(Kawasaki Heavy Industries)이 설계 및 건조한 선박 스이소 프론티어(Suiso Frontier)는 액체 수소를 운송한다. 순수한 수소를 선박으로 수송한 것은 이번이 처음이다.글로벌 에너지 정보분석기업 S&P 글로벌 플래츠(S&P Global Platts, 이하 플래츠)는 지난 1월 28일 호주의 헤이스팅스 항구에서 출항한 세계 최초의 액화수소운반선 ‘스이소 프론티어’가 오는 24일경 일본 고베항에 도착할 예정이라고 밝혔다.Suiso Frontier에서 수소를 하역할 일본 고베의 부두.(사진=가와사키 중공업)스이소 프론티어는 일본·호주 정부와 업계가 공동으로 진행하는 갈탄 수소화 프로젝트 HESC(Hydrogen Energy Supply Chain)의 일환으로 일본의 가와사키 중공업(KHI)이 건조한 선박이다.에너지 9,000 GJ(기가줄)에 해당하는 총 75만톤의 액화 수소를 운반할 수 있는 용량으로 배에 선적된 액화수소는 갈탄에서 추출한 수소를 섭씨 -253도에서 냉각해 생산되었고 이 과정에서 발생한 이산화탄소량은 탄소배출권으로 매우 낮은 수준까지 감축했다.남은 여정을 차질없이 완료한다면 스이소 프론티어의 항해는 아시아 주요 국가들의 탈탄소화를 이끌 핵심 에너지원으로 주목받는 수소를 선박으로 운송하는 최초의 수출 실증으로서 큰 상징적 의미를 가지게 된다.운송 과정에서 극저온 상태를 유지해야 하고 증발이 잘 되는 특성 때문에 지금까지 이론적 가능성에 머물러 있던 액화수소의 장거리 해상 수송이 가능해지면서 호주와 같이 비교적 저렴한 지역의 저탄소 혹은 탄소중립 수소를 동아시아로 운반할 수 있는 국제 수소 공급망 구축을 위한 물꼬가 트이는 셈이다.플래츠에 따르면 일일 탄소중립 수소 가격은 2월 21일 기준 호주가 kg당 4.05 달러, 극동아시아가 kg당 6.15 달러로 현저한 차이를 보이고 있다.플래츠는 탄소중립을 위한 정책으로 수소 에너지 수요가 대폭 확대된 한국이 중장기적으로 액화수소 주요 수입국 중 하나가 될 가능성이 클 것으로 전망했다.플래츠의 수소 및 에너지 전환 분석가 앤킷 사찬은 “한국 정부의 수소경제 활성화 로드맵에 따르면, 2040년까지 발전용·주거용 수소 연료전지를 각각 15GW, 2.1GW까지 확대하고 수소 연료전지차를 620만대 생산할 방침”이라며 “한국이 아태지역의 주요 수소 수출국으로서 입지를 다지고 있는 호주와 수소경제 협력을 추진 중인 동시에 지리상으로도 근접한 만큼, 액화수소 운송이 상용화되어 수입을 하게 된다면 이 같은 다양한 분야에 바로 활용할 수 있을 것”이라고 밝혔다.다만, 플래츠는 액화수소 운송이 상용화되기까지 아직 수년은 남았다고 평가했다. 수소를 액화하기 위해 섭씨 -253도까지 냉각하려면 막대한 에너지 소모와 함께 많은 비용이 들고 무엇보다 장시간 기체화를 방지할 수 있는 인프라가 마련되어야 하기 때문이다.앤킷 사찬은 “한국의 에너지 전환은 많은 비중 수입 수소를 활용할 것으로 예상되는 만큼, 수소를 들여오기 위한 선박 기술 확보, 국내 인프라 구축에 많은 투자가 필요하다”며 “기체화 방지시스템을 갖춘 액화수소 인수기지나 저장 시설은 물론, 국내 공급을 위한 파이프라인이나 튜브 트레일러, 극저온 탱크 등 이송 수단도 준비되어야 한다”라고 덧붙였다.한편, HESC 프로젝트는 현재 탄소 저감을 위해 탄소배출권을 활용하고 있지만, 상용화 단계에 들어서는 2030년쯤엔 CCS(carbon capture and storage, 탄소 포집 및 저장) 기술을 도입해 연간 최대 22만5000톤의 탄소중립 액화수소 생산을 목표로 하고 있다.
한전과 아람코는 수소 암모니아 협력 양해각서를 체결했다.(사진=한전)한국전력(대표이사 사장 정승일)은 지난 18일(현지시간) 사우디아라비아 리야드에서 사우디 아람코 Aramco(Saudi Arabian Oil Company), 사우디전력공사(SEC, Saudi Electricity Company), 아쿠아파워(ACWA Power, International Company for Water & Power Projects) 등과 수소 생산 및 연료류 천연가스 전환 등 탄소중립 이행을 위한 공동 협력방안을 협의했다.문재인 대통령의 중동 순방에 동행한 정승일 한전 사장은 '한국-사우디 스마트 혁신성장 포럼'에 참석, 양국 정상 임석하에 한전-아람코간 수소·암모니아 협력에 관한 양해각서(MOU)를 체결했다.이번 MOU는 탄소중립 달성을 위해 블루 수소와 블루 암모니아 개발 관련 사전타당성조사 수행에 관한 상호협력을 위해 체결하는 것으로, 투자·생산·운송·저장·판매까지의 전 주기에 관한 공동연구를 통해 협력 가능 분야 발굴과 비즈니스 모델개발의 계기가 될 것으로 기대된다고 한전은 설명했다.현재 탄소중립 달성을 위해 에너지 전환 부문은 2030년까지 암모니아 발전으로 22.1TWh, 2050년까지 무탄소 가스발전으로 166.5~270TWh의 전력을 생산하는 도전적인 목표를 달성해야 하며, 이를 위해서는 2050년 기준 최대 수소, 암모니아 각각 1300만톤이 사용될 것으로 추정되고 있다.같은 날 정 사장은 아민 알 나세르 아람코 사장과도 별도 면담을 갖고, 블루 수소·암모니아의 생산과 공급 관련 잠재적 파트너십 모델 개발을 위한 공동협력방안을 논의했다.정승일 사장은 “탄소중립과 청정에너지로의 전환을 위한 아람코의 도전과 적극적인 노력에 공감하며, 서로가 탄소중립이라는 긴 여정의 전략적 파트너가 되기를 희망한다”고 강조했다.또한 한전 전력연구원과 글로벌 수준의 R&D 센터를 보유하고 있는 사우디 아람코가 공동으로 탄소중립 및 에너지 효율 개선 등 신기술 연구개발에 협력하기로 협의했다.정 사장은 이와 함께 사우디의 주요 에너지 정책과제인 탈연료유 추진과 관련 사우디전력공사, 아쿠아파워간 협력 양해각서를 체결했다.탈연료유 정책(Liquid Displacement Program)은 사우디 정부의 Visision 2030의 일환으로, 2030년까지 재생에너지 발전량을 50%까지 확대하고, 발전용 연료유를 가스와 재생에너지로 대체하겠다는 정책이다.당사자들은 사우디 내 유류 발전소의 연료전환, 기존 발전소 자산의 효율 향상, 환경개선 및 CO2 저감에 기여할 수 있는 방안의 개발과 추진에 협의했다.이번 MOU 체결로 각사들간 분야별 협력을 통해 사우디 정부가 추진 중인 탈탄소 정책에 기여하는 것은 물론, 사우디 내 기운영 중인 발전소의 지속가능성을 확보하고, 잠재력이 큰 시장에서 새로운 비즈니스 모델을 발굴하는 효과를 기대하고 있다.한편 사우디는 2017년부터 신규 원전도입을 위한 입찰과정을 진행해 왔고, 한전은 2018년 미국·프랑스·중국·러시아의 원전기업들과 함께 예비사업자의 일원으로 선정된 바 있다.현재 한전은 UAE 바라카원전 건설 및 운영 경험을 바탕으로 팀코리아 입찰팀을 구성, 사우디 원전사업 수주에 역량을 총결집하고, 사우디의 핵심 관심사항인 현지화율 제고 및 전문 인력양성 등을 위해 현지기업 실사를 수행하는 등 선제적인 입찰준비에 만전을 기하고 있다.한전 관계자는 "‘탄소중립’이라는 에너지 대전환기에 발맞춰, 수소경제 시대 달성 등 탄소중립 분야를 선도해 나가는 한편, 정부와의 긴밀한 협조 하에 제2의 원전수출 성공사례 창출을 위해 사우디 원전 수주 노력을 지속 전개해 나갈 방침"이라고 말했다.한편 아람코는 사우디 아람코(Saudi Arabian Oil Company)는 사우디아라비아의 국영 석유·천연가스 회사이다. 사우디 다란에 본사를 두고 있다. 사우디 아람코의 기업 가치는 1조 2500억 달러 (약 1388조 원)에서 10조 달러 (약 1경 1000조 원)에 달하는 것으로 추정된다.사우디 아람코는 확보한 원유 매장량이 세계 최대 규모이며 (2600억 배럴 이상, 4.1×1010 m3 이상)동시에 일일 원유 생산량도 세계 최대이다. 또 세계에서 가장 큰 단일 탄화수소 공급망인 마스터 가스 시스템을 운영하고 있다. 2013년 원유 총 생산량은 34억 배럴 (540,000,000m3)이며 사우디아라비아의 유전과 천연가스전을 100여곳 넘게 운영하고 있으며 그중 천연가스 매장량은 288조 4000억 scf에 달한다.사우디 아람코는 세계 최대의 육상 유전 플랜트인 가와 유전과 세계 최대의 해상 유전 플랜트인 사파니야 유전을 동시에 운영하고 있기도 하다. 대한민국의 정유회사 S-OIL의 모기업이다.
한국이 가까운 미래에 전기차 배터리 시장을 주도할 것이라는 전망이 나왔다.코로나19 이후 유럽, 중국 등을 중심으로 전 세계 전기차 판매량이 증가하고 있으며, 글로벌 전기차 배터리 시장 규모 역시 급성장 중에 있다. 제2의 반도체로 불리며 우리 수출의 미래 먹거리로 부상한 전기차 배터리에 대한 관심이 높고, 시장 선점을 위한 주요국·기업의 경쟁이 치열해지고 있다.한국이 가까운 미래에 전기차 배터리 시장을 주도할 것이라는 전망이 나왔다.글로벌 에너지 정보 분석기업 S&P 글로벌 플래츠는 “한국이 선진적인 기술력과 지속적인 투자에 힘입어 향후 3∼4년간 세계 전기차 배터리 시장을 선점할 것”이라고 전망했다.서구권 시장의 전기차 붐으로 인해 미국과 유럽 업체들이 배터리 경쟁에 뛰어들고 있지만 궤도에 오르기까지 그 수혜를 현재 주도권을 쥐고 있는 한국이 받을 것이라는 예측이다.업계에 따르면 지난해 한국의 세계 배터리 시장 점유율은 44.1%로 1위를 차지했으며 배터리 수출 규모도 5년간 꾸준히 상승해 지난해 역대 최고 수출 실적인 약 75억 달러(약 8조8200억원)를 기록했다.전기차용 배터리로는 지난 1∼5월 기준 점유율이 1/3(33.5%) 수준으로 국내 배터리 3사의 배터리 사용량이 전년 동기 대비 모두 2배 이상 성장했다. 특히 올해 상반기에는 미국 내 전기차 보급 증가 등으로 인해 대미국 수출이 지난해 같은 기간 대비 400% 가까이 늘면서 앞으로 미국 시장에서의 성장도 예견됐다.이에 따라 국내 배터리 업계는 정부와의 협력 아래 2030년까지 연구개발과 생산설비 등에 약 40조6000억원을 투자해 배터리 경쟁력 강화에 박차를 가하겠다는 전략을 밝혔다. 선두 업체인 LG에너지솔루션은 차세대 배터리 기술 개발, 스마트 팩토리 구현 등을 위해 10년간 국내에만 15조1000억원을 투자하기로 했다.SK이노베이션은 2025년까지 총 18조원을 투입해 현재 40GWh 수준인 배터리 생산 규모를 2030년까지 500GWh 이상으로 대폭 늘리고 삼성 SDI는 2030년까지 7∼8조원의 투자를 바탕으로 차세대 전기차용 배터리로 주목받는 ‘전고체 배터리’ 개발을 적극 추진하기로 했다.한편, 최근 테슬라 등 전기차 생산업체가 배터리 시장에서 한국과 각축을 벌이고 있는 중국의 주력 제품인 리튬인산철(LFP) 배터리를 채택할 것을 밝히면서 한국의 입지가 흔들릴 것이라는 의견도 나오고 있다.이에 대해 플래츠의 배터리 메탈 벤치마크 가격 책정 책임자 스콧 얄함은 “세계 최대 전기차 배터리 생산업체로 급부상한 중국 CATL사의 약진에도 불구하고 LFP 배터리는 부피나 주행 거리 등에서 아직 서구권의 기준을 충족하지 못하고 대부분 중국 업체들이 내수 시장에 집중하고 있어 배터리 기술과 성능이 이미 세계에서 신뢰를 받고 있는 한국이 여전히 우위를 점하고 있다”고 분석했다.다만, 한국 전기차 배터리의 소재가 대부분 수입에 의존한다는 점은 위기 요인이다. 현재 전기차 시장에서 가장 많이 탑재되는 배터리는 국내 업체들이 주로 생산하는 리튬이온 전지로 리튬, 코발트, 니켈 등의 핵심 원료가 확보돼야 한다. 한국은 이들 원료 수급에 있어 중국에 대한 의존도가 매우 높은 수준으로 원료 가격 변동에 취약한 상황이다.플래츠는 “중국, 유럽, 미국의 제조사들이 배터리 시장에 공격적으로 진입하고 있는 가운데 한국이 끝까지 우위를 점하기 위해서는 핵심 소재 공급망 안정화, 차세대 배터리 기술력 개발 등 수입 원자재 의존도를 낮추려는 노력이 반드시 필요하다”며 “현재 한국 배터리 업체들이 시도하고 있는 재활용 배터리도 폐배터리 발생을 최소화시키는 이점에 따라 환경 보호에 대한 관심과 맞물려 세계 시장에서 한국의 입지를 더욱 강화하는 데 역할을 할 것”이라고 말했다.한편 코트라에서 발간한 '글로벌 전기차 배터리 시장 동향 및 주요 이슈 보고서' 에서도 글로벌 전기차 배터리 시장은 中·EU·美 중심으로 확대되고 韓· 中·日 3국 기업 외 EU·美 기업이 가세하여 더욱 치열해질 전망이라 예측하고 있다.이에 전고체 배터리, 분리막 등 차세대 배터리 기술개발 선점을 통해 격화되는 글로벌 경쟁 속 중장기 시장 주도권 확보 전략 필요하고 전고체 배터리 상용화 시 `35년 약 29조 원 규모의 시장이 열릴 것으로 예상(KB증권)되나 상용화 연구는 일본이 주도하고 있는 상황 이며, 전고체 배터리 특허출원은 日(54.3%) > 美(18.3%) > EU(12.3%) > 韓(12.2%) 순으로 차세대 배터리 상용화까지 기술적 난제와 가격경쟁력, 안정성 등 기술 연구가 선행돼야 하기에 정부 R&D 지원 노력이 절실하다고 밝혔다.
하니넷이 설치한 수소충전소 모습. (사진=하이넷)전국 1만3000여개에 달하는 주유소·LPG충전소가 수소충전소로 변신한다. 그동안 수소충전소 부족으로 불편함을 겪었던 수소자동차 이용자들에겐 희소식이다.수소에너지네트워크(하이넷)는 26일 코하이젠·한국주유소협회·한국LPG산업협회와 ‘친환경 에너지 인프라 전환 및 수소충전소 확산을 위한 업무협약’을 체결했다고 밝혔다.하이넷 · 코하이젠 · 한국LPG산업협회 · 한국주유소협회 공동 MOU 체결했다.이번 협약은 이날 개최된 제 4차 수소경제위원회의 사전행사로 이뤄졌으며, 김부겸 국무총리, 홍남기 경제부총리, 문승욱 산업통상자원부 장관, 한정애 환경부 장관의 배석하에 진행됐다.이번 협약은 기존의 화석연료를 공급하던 주유소 및 LPG충전소 업계와 미래에너지를 상징하는 수소충전소 업계 간의 에너지 전환과 상생을 위한 협력방안을 정부와 업계가 함께 고민해 마련한 협약이다.협약의 주요 내용은 주유소와 LPG충전소 업계는 수소충전소 구축을 위한 부지를 적극적으로 제공하고, 하이넷과 코하이젠은 제공된 부지를 활용해 자체 자금과 정부 예산 지원 등을 통해 전국에 수소충전소를 구축 및 운영하는 것으로 돼 있다.이를 위해 하이넷과 코하이젠은 전국의 1만 3천여개의 주유소와 LPG충전소 중 수소충전소 구축이 가능한 여유 부지를 확보한 주유소·LPG 충전소와 휴·폐업 주유소·LPG충전소를 대상으로 적합성을 검토한 후 구축이 가능한 부지에 순차적으로 수소충전소를 구축할 예정이다.이번 협약은 전세계적인 탄소중립 노력에 부응하여, 화석연료를 공급해오던 기존의 주유소와 LPG충전소가 향후 수소와 전기 등을 충전하는 미래에너지 스테이션으로 대거 전환한다는 점에 있어서 중요한 의미가 있다.특히 국민들이 실생활에서 접하는 생활 밀접 시설에서 탄소중립을 체감할 수 있는 계기가 될 수 있을 것으로 기대된다.우리나라 최초로 수소인프라 구축 전문회사로 설립된 수소에너지네트워크(주)(대표: 도경환)와 코하이젠 (대표: 이경실)은 그동안 2030년까지 전국에 660개의 수소충전소를 구축한다는 정부의 목표에 따라 2019년 이후 지속적인 수소충전소 구축 작업을 진행해왔다. 하지만 이 과정에서 가장 걸림돌이 되어 왔던 적정 부지 확보 문제에 대해 고민해 왔다.반면 최근 자동차업계의 내연기관 차량 단종 선언, 기후변화 대응을 위한 각국의 탄소중립 정책 등으로 인하여 주유소와 LPG충전소 업계는 사업영역 축소에 따른 심각한 위기의식을 느끼고 있으며 이에 대한 대응방안을 고심하고 있는 상황에서, 친환경 수소충전소로의 전환은 기존의 사업형태를 계속 유지할 수 있는 매력적인 방안으로 판단했다.소충전소 업계의 입장에서도 도심지 또는 차량 통행이 많은 기존 주유소·충전소 부지를 활용함에 따라 수소충전소 구축이 용이해져 상호간의 이득이 되는 상생 협력이 될 것으로 보인다.이번 협약을 계기로 양 업계는 친환경적 사업전환 및 수소전기차 보급 및 충전 인프라 구축을 저해하는 규제를 지속적으로 발굴해 정부에 개선 건의할 계획이며, 국민 생활 밀접한 곳에 수소충전소를 구축함으로써 수소자동차의 친환경성과 수소충전소의 안전성에 대한 국민 인식의 긍정적인 전환을 위한 계기가 될 것으로 기대하고 있다.
신인천 빛드림 연료전지 발전소 전경. (사진=남부발전)세계 최대 규모인 ‘신인천 빛드림 연료전지 발전소’가 본격 가동한다.산업통상자원부는 인천광역시 서구 한국남부발전 신인천 빛드림 본부에서 인천 빛드림 연료전지 발전소를 준공했다고 26일 밝혔다.한국남부발전은 인천 빛드림 연료전지 발전소를 준공했다고 26일 밝혔다.(사진=남부발전)신인천 빛드림 수소 연료전지 발전소는 포스코에너지와 두산퓨얼셀이 공급한 연료전지 발전기를 사용해 남부발전이 2017년부터 4단계에 걸쳐 건설한 총 78.96㎿ 규모의 발전소다.현재 가동 중인 수소 연료전지 발전소 중 세계 최대 규모로, 연간 25만가구가 사용 가능한 전력을 공급하게 된다. 총사업비는 3,400억원이 투입됐다.수소 연료전지는 일반적인 발전기와 달리 고온 연소를 통해 전기를 생산하지 않아 질소산화물과 황산화물 배출량이 매우 낮으며 공기 중의 미세먼지를 흡입해 필터를 통해 걸러내는 대규모 공기청정기 역할도 수행한다.이번에 설치한 78.96㎿의 연료전지 발전소는 매년 약 2.4톤의 미세먼지를 흡수해 약 70만명이 호흡할 수 있는 공기를 정화한다.또 전기생산 과정의 부산물로 약 4만4,000가구가 동시에 사용할 수 있는 난방용 온수를 생산해 인근 난방사업자를 통해 저렴한 열을 안정적으로 공급할 예정이다.강경성 산업부 에너지산업실장은 “최근 인천 서구가 현대모비스 차세대 수소연료전지 공장, SK IGE의 액화수소 플랜트 등을 유치함으로써 우리나라 미래 먹거리인 수소경제를 선도하고 있다”며 “‘신인천 빛드림 연료전지’ 발전소가 인천 서구 지역 전력 계통의 공급 능력 확충에 기여하고 지역 내 첨단 수소경제 생산설비에 안정적으로 전기를 공급하게 됐다”고 밝혔다.강 실장은 “앞으로 분산형 전원 취지에 맞게 안정적 전력 공급원으로 제 역할을 수행해주기 바란다”고 당부했다.남부발전은 이날 행사에서 지난 7일 발표된 ‘수소경제 성과 및 수소 선도국가 비전 보고회’ 후속조치로 청정수소로의 연료전환, 그린수소·암모니아 생산 및 이를 활용한 발전사업 추진 등을 담은 수소사업 로드맵을 발표했다.정부는 이날 준공식을 계기로 세계 최고 수준의 경쟁력을 지닌 발전용 수소연료전지 산업생태계가 진화할 수 있도록 지원할 계획이다.수소법 개정안이 통과하면 이른 시일 안에 ‘청정수소발전구매공급제도(CHPS)’를 도입해 청정수소를 활용한 수소발전을 촉진함으로써 수소연료전지가 더욱 발전할 수 있도록 지원한다는 방침이다.
중국 광동성 포산시에 설치 예정인 연료전지 Purecell M400. (사진=산업통산자원부)탄소중립 및 수소경제의 핵심 중 하나인 발전용 연료전지가 해외에 첫 수출됐다.정부는 현재 국회에서 논의 중인 수소법 개정(안)이 확정되는 대로 '청정수소발전구매공급제도(CHPS)' 및 '청정수소 인증제' 도입에 박차를 가한다는 방침이다.또한 수소 생산, 저장·유통 분야 등 수소 산업 전 분야의 경쟁력 확보방안이 담긴 수소경제 이행 기본계획을 수립, 연내에 발표할 계획이다.박기영 산업통상자원부 제2차관은 27일 오후 전북 익산 산업 단지 소재 두산퓨얼셀 본사에서 개최된 '발전용 연료전지 수출 기념 출하식'에 참석했다.발전용 연료전지 수출(총 1320만 달러 규모)은 최초 사례다. 이번에 수출되는 발전용 연료전지 4기(총 1.8MW)는 중국 광동성 포산(佛山, Foshan)시에 분산형 전원으로 설치돼, 7개동(400가구)의 아파트와 1개동의 상업 건물에 전기와 냉·난방용 열을 공급할 예정이다.정부는 지난 2019년 1월 '수소경제 활성화 로드맵' 발표 이래, 수소 활용의 대표적 분야인 연료전지 산업생태계 육성을 위해 R&D 지원, 연료전지용 전용 가스요금제 도입 등 다방면의 정책적 지원을 기울여왔다고 설명했다.그 결과, 전세계 최대 규모의 발전용 연료전지 시장이 국내 조성됐으며, 국산화율 100%에 육박하는 연료전지 산업생태계가 구축돼, 3000개 이상의 양질의 일자리를 창출하는 산업으로 성장해왔다.아울러 이번 수출은 탄소중립 추세와 수소경제 활성화에 따라 전세계적으로 확대가 전망되는 수소 연료전지 시장을 선점한다는 의미가 있다고 산업부는 밝혔다.산업부는 이번 수출을 계기로 연료전지의 장점을 최대한 활용하고, '수소 로드맵'에 따른 보급 목표를 달성할 수 있도록, 현재 국회에서 논의 중인 수소법 개정(안)이 확정되는 대로 '청정수소발전구매공급제도(CHPS)'와 '청정수소 인증제' 도입에 박차를 가할 예정이다.청정 수소의 생산 및 해외 개발을 촉진하고, 이를 이미 상용화된 연료전지에 조기 활용함으로써 탄소중립 시대에 무탄소 전원으로서 자리매김하고, 유연성 전원으로서 재생에너지의 간헐성과 지역적 편중성을 보완하도록 하기 위함이라는 설명이다.또한 발전과정에서 미세먼지를 정화하는 대규모 공기청정기이자, 소음과 오염물질 배출도 미미한 연료전지가 분산형 전원으로서 도심 주변 수요지 인근에 설치될 수 있도록 지원해 나갈 방침이다.연도별 보급물량의 급격한 변동으로 인한 불확실성을 제거, 연료전지 산업 생태계가 규모의 경제를 달성하고, 단가 절감·기술개발을 위한 공격적인 투자가 가능한 여건을 조성한다는 복안이다.특히 정부는 탄소중립 달성과 전세계 수소경제 선도를 위해 발전용 연료전지를 비롯해 수소 생산, 저장·유통 분야 등 수소 산업 전 분야의 경쟁력 확보방안이 담긴 수소경제 이행 기본계획을 수립, 연내에 발표할 예정이다.박기영 차관은 이날 출하식에서 축사를 통해 “이번 발전용 연료전지 수출은 그간 민관 공동의 연구개발 역량 확충과 생태계 조성 노력의 결과물”이라고 평가하고, “향후 스택구조 개선, 적층한계 돌파 등을 통해 연료전지의 발전 효율을 대폭 개선하고, 소재·부품 개발을 통해 주기기 단가를 2040년까지 지금보다 약 1/3 수준으로 낮춰 세계 시장을 선도할 수 있도록 지원하겠다”고 강조했다.
퀀텀스케이프의 전고체 배터리를 채용한 폭스바겐 전기차 예상도.(사진=퀀텀스케이프)차세대 배터리로 각광받는 전고체 배터리 분야에서 획기적인 혁신 기술이 개발되며 상용화에 한걸음 더 다가가게 됐다. 전고체 배터리는 액체 상태 전해질을 사용한 리튬이온배터리를 고체화한 배터리라고 보면 된다. 액체 전해질의 리튬이온배터리보다 구조적으로 안정적이어서 외부 충격, 배터리 팽창 등 배터리 손상에 따른 화재·폭발 위험이 상대적으로 크지 않다.전고체 배터리는 에너지 밀도가 높으며 충전 시간이 짧다는 장점이 있어 리튬이온배터리를 이을 차세대 2차전지로 주목받는다. 대용량 구현이 가능해 주행거리 측면에서의 경쟁력도 갖췄다. 다만 고체 특성상 전도성이 낮아 효율은 다소 떨어지고 가격이 높다는 게 문제다.2020년 3월 삼성전자 종합기술원이 공개한 전고체 배터리 기술 인포그래픽.(사진=삼성전자)◇삼성SDI, 배터리 로드맵 제시삼성SDI가 전기차용 배터리셀 기술 로드맵을 제시했다. 삼성SDI는 제 8회 국제전기차엑스포 전시에서 올해 말 5세대 배터리를 비롯해 2023년 6세대, 2025년 7세대, 2027년 8세대 배터리를 내놓을 것이라며 자체 로드맵을 소개했다. 7세대까지는 리튬이온배터리를 유지하고 8세대부터는 차세대 2차전지 '전고체 배터리'를 선보여 포스트리튬이온 시대를 열겠다는 게 삼성SDI의 구상이다.삼성SDI는 오는 2027년 8세대 전고체 배터리 양산을 목표로 하고 있다고 밝혔다. 이 배터리는 1회 충전 시 주행거리가 900km 이상에 이를 것으로 회사 측은 보고 있다. 급속 충전은 관련해서는 연구 중이다. 에너지가 빠르게 투입되는 만큼 안전, 충전 속도 등이 모두 균형을 이뤄야 하는 만큼 개발 난이도가 있다는 게 회사 관계자의 설명이다.전고체 배터리 양산에 앞서 중간 단계로 출시되는 게 6~7세대 배터리다. 모두 리튬이온배터리이나 실리콘 음극재를 활용한 삼성SDI의 독자기술인 '실리콘 탄소 나노복합체(SCN)'를 적용해 기존 리튬이온배터리가 가진 취약점을 극복한 점이 특징이다.이 기술은 올해 하반기 출시 예정인 'Gen5' 5세대 배터리에도 투입되나 2023년 예정된 6세대 이후 모델과는 실리콘 함량에 차이가 있다. 주로 사용하는 음극 소재인 흑연이 실리콘으로 대체되면 에너지 밀도가 무려 10%나 좋아진다. 주행거리, 충전시간에서도 우위를 점할 수 있다. 실제 6세대 배터리의 경우 80% 충전까지 단 15분이면 된다. 실제 10분까지도 가능할 것이라고 삼성SDI 측은 설명했다. 주행거리는 700km 수준으로 전망된다.다만 부피가 팽창하는 등 구조적 안전성이 떨어지는 점은 실리콘 음극재의 한계다. 제조사들이 기존 흑연 음극재에 실리콘 함량을 늘리는 정도로 현재 제품을 선보이는 이유다. 실리콘 구조적 안정화는 배터리 업계가 풀어야 할 과제인 셈이다.삼성SDI 관계자는 "음극재에 실리콘에 들어가게 되면 강성이 좋아지면서 내구성이 좋아진다"며 "급속 충전을 하면 에너지가 급하게 들어가고, 배터리가 이를 버틸 힘이 있어야 한다. 실리콘이 이 부분을 어느정도 해결하는 역할을 한다. 이 점을 활용해 충전 시간을 지속적으로 줄이는 기술을 개발 중"이라고 설명했다.LG에너지솔루션의 상온 구동 장수명 전고체 전지의 충전 진행 과정.(사진=LG에너지솔루션)◇LG에너지솔루션, 장수명 전고체 배터리 기술 개발LG에너지솔루션은 미국 샌디에이고 대학교(이하 UCSD)와 공동 연구로 기존 60도 이상에서만 충전이 가능했던 기술적 한계를 넘어 상온에서도 빠른 속도로 충전이 가능한 장수명 전고체 배터리 기술을 개발했다고 밝혔다. 실리콘을 적용한 전고체 배터리 중 상온에서 충방전 수명이 500회 이상인 건 처음이다.이번 연구 논문은 24일 세계 과학계 연구성과 지표의 기준이 되는 최고 권위의 과학 저널 '사이언스지'에 실려 그 성과를 인정받았다.전고체 배터리는 배터리의 양극과 음극 사이에 있는 전해질을 액체에서 고체로 대체함으로써 현재 사용 중인 리튬-이온 배터리보다 에너지 밀도를 향상시키고 안전성도 강화할 수 있는 차세대 배터리다.하지만 에너지 밀도 향상을 위해 리튬 금속을 음극으로 적용한 기존 전고체 배터리의 경우 온도에 민감해 60도 혹은 그 이상의 고온 환경에서만 충전할 수 있는데다 느린 충전 속도가 한계로 지적돼 왔다.연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 전고체 배터리의 음극에서 도전(導電)재와 바인더를 제거하고 5um 내외의 입자 크기를 가진 '마이크로 실리콘 음극재'를 적용했다.실리콘 음극재는 기존 흑연 음극재에 비해 10배 높은 용량을 가져 배터리의 에너지 밀도 향상을 위한 필수 소재로 손꼽히지만 충방전 중 큰 부피 변화 때문에 실제 적용이 까다로운 소재로 알려져 있다.또한, 기존 연구에서 실리콘 음극재의 부피 변화를 억제하기 위해 100nm(나노미터, 0.1마이크로미터) 이하의 입자 크기를 가진 나노 실리콘을 적용한 데 반해 이 연구에 적용된 마이크로 실리콘은 나노 실리콘보다 저렴하고 사용이 더 용이하다는 이점이 있다.특히, 500번 이상의 충전과 방전 이후에도 80%이상의 잔존 용량을 유지하고 현재 상용화된 리튬이온 배터리에 비해 에너지 밀도도 약 40% 높이는 것이 가능해 전고체 배터리의 상용화를 위한 기술적인 진일보를 이뤄냈다는 평가다.이번 연구결과는 LG에너지솔루션이 오픈 이노베이션 차원에서 매년 개최하는 배터리 이노베이션 콘테스트의 지원 과제가 실제 성과로 이어진 것이다.LG에너지솔루션 CPO 김명환 사장은 "UCSD와 함께 전고체 배터리에서의 의미 있는 기술 개발로 사이언스 저널에 실리게 돼 굉장히 기쁘고 이번 연구 결과를 통해 차세대 배터리로 각광받고 있는 전고체 배터리 상용화에 한 걸음 더 다가가게 됐다"며 "앞으로도 적극적인 오픈 이노베이션 전략을 통해 차세대 배터리 분야에서도 차별화된 기술력으로 세계 시장을 선도해 나갈 것"이라고 말했다.
정부세종청사 수소 충전소. (사진=산업부)정부가 청정수소 인증제도와 발전의무화제도 및 판매?사용제도 도입을 추진한다. 특히 정부는 고분자전해질막수전해(PEM), 음이온교환막(AEM) 등 다양한 수전해 기반 그린수소 생산 실증사업을 통해 현재 kg당 1만원인 그린수소 단가를 2030년 상업적 수준인 3500원으로 낮춘다는 계획이다.박기영 산업통상자원부 2차관은 18일 취임 후 수소 경제 관련 첫 현장 행보로 대전 소재 한국에너지기술연구원 내 청정수소 생산시설을 둘러보고, 관련 수소업계 기업인들과 간담회를 열고 이같은 계획을 밝혔다.박기영 산업통상자원부 2차관은 18일 대전광역시 유성구에 위치한 한국에너지기술연구원에서 김종남 에너지기술연구원장과 정연인 두산중공업 대표 등을 비롯한 수소관련 기업 및 관계기관 대표가 참석한 가운데 수소 산업계 간담회에 앞서 추출수소 설비(LNG에서 고순도 수소 추출), 수전해 설비(물을 전기분해하여 수소 생산), CCUS 설비(이산화탄소 포집), 그린암모니아 수소추출기 설비(암모니아로부터 소수 추출) 등 주요 수소 생산시설을 둘러보고 관계자들을 격려했다.이번 방문은 수전해, 그린암모니아 등 청정수소 기술 동향을 직접 확인하고, 청정수소를 통한 2050년 탄소중립 실현 방안과 청정 수소산업 생태계 조성을 통한 일자리 창출 방안을 업계 관계자들과 논의하기 위해 마련됐다.간담회에는 박기영 2차관과 두산중공업, 삼성엔지니어링, 한화솔루션, SK E&S, ㈜원일TNI, ㈜대웅ET, ㈜상아프론테크 등의 대표와 에너지기술연구원장 등이 참석했다.산업부는 이 자리에서 청정수소 기반의 수소경제로의 전환을 위해 수소법 개정을 통해 청정수소 인증제도와 청정수소 발전의무화제도 및 판매?사용제도 도입을 추진 중 이라고 밝혔다.수소법 개정은 2050 탄소중립 달성을 위해 필수적인 청정수소(그린수소+블루수소)에 관한 개념을 정립하고, 청정수소 생산을 위한 민간의 투자를 유도하는 한편, 청정수소 활용 의무를 도입할 수 있는 법적 근거를 확보해 청정수소를 조기 활용하기 위해 추진됐다.그린수소는 재생에너지를 활용해 생산한 수소이며, 블루수소는 부생수소와 추출수소 등 그레이수소를 생산하는 과정에서 발생하는 탄소를 포집해 저장·활용한 수소를 말한다.정부는 지난 3월 2일 개최한 제3회 수소경제위원회에서 청정수소에 관한 인센티브 및 의무를 부여하기 위한 기반으로 청정수소 인증제 도입을 의결하고, 제2회 수소경제위원회에서 의결한 수소발전의무화제도(HPS) 도입 계획에서 청정수소 활용을 강조해 청정수소발전의무화제도 도입 계획을 발표한 바 있다.또한 다양한 규모·방식의 수전해 기반 그린수소 생산 실증사업 지원을 통해 생산단가를 현재 kg당 1만원에서 2030년 3500원의 상업적 수준 그린수소 확보계획도 밝혔다.이를 위해 현재 수소충전소 1기급을 500kW, 2MW, 3MW 등 다양한 규모로 추진 중이며. 수소생산방식도 고분자전해질막수전해(PEM), 알카라인, 음이온교환막(AEM)수전해 등의 실증 사업을 진행하고 있다.앞서 정부는 지난해 1월 수소경제 활성화 로드맵 발표 이후 등 세계 최다 수소차(‘21.5월 韓 1만4625, 美 1만580, 日 5701대, 獨 575대), 발전용 연료전지 보급(‘21.6월 韓663, 美527, 日352MW), 수소충전소 110기 구축 등세계 최고 수준의 수소차, 수소 충전소 및 발전용 연료전지 보급 성과를 만들어 왔다.또한 지난 3월 기업들도 정부의 수소경제 정책에 부응해 SK액화플랜트 등(18.5조원), 현대차 수소차 등(11.1조원), 포스코(10조원), 한화 수전해 등(1.3조원), 효성 액화플랜트(1.2조원), 중소·중견(1.2조원) 등 2030년까지 총 43조원 규모의 민간 투자 계획을 발표한 바 있다.이날 간담회에서 기업인들은 국내 수소 全 주기 분야에서 고르게 기술력을 확충하고, 산업 생태계를 조성하여, 탄소 중립 실현과 함께 일자리 창출에도 기여해야 한다는 데에 공감하면서, 수전해, 탄소포집?활용기술(CCUS) 등을 통한 청정수소 국내 생산, 수소터빈, 그린암모니아 등 무탄소 전원 상용화, 해외 수소 개발 및 운송 기술 분야에 대한 투자 계획과 함께 정부 지원 필요성을 제기했다.박 차관은 우리 기업들이 미래 글로벌 수소 경제를 선도할 수 있도록 선제적이고 적극적인 투자를 당부하면서 수소터빈 등 무탄소전원 및 해외수소 도입·운송 관련 기술 상용화 등 국내 수소 산업 전반의 경쟁력 제고 방안이 포함된 수소경제 이행 기본계획을 연내에 마련, 발표할 계획이라고 밝혔다.
신학철 LG화학 부회장이 지난 14일 온라인 생중계로 진행된 기자간담회에서 3대 신성장 동력으로 ▲친환경 Sustainability 비즈니스 ▲전지 소재 중심의 e-Mobility ▲글로벌 혁신 신약을 선정하고 해당 분야에만 2025년까지 10조원을 투자할 계획이라고 밝혔다.LG화학이 세계 최대 종합 배터리 소재 회사로 도약하기 위해 LG전자의 분리막 사업을 인수하며 사업 포트폴리오 확대에 나선다.LG화학은 지난 29일 이사회를 개최하고 LG전자의 BS(비즈니스솔루션)사업본부 산하 화학·전자재료(CEM)사업 부문을 5250억원에 인수하는 영업 양수 안건을 승인했다고 밝혔다. 인수 대상은 생산설비 및 해당 사업부문 인력 등 유무형 자산 일체다.LG전자 CEM사업부는 분리막 등 배터리 소재와 디스플레이 소재 등을 생산하고 있으며 국내 청주, 중국 항저우, 유럽 폴란드 브로츠와프에 생산시설을 두고 있다. 국내외 임직원 800여명은 전원 고용이 유지된다.LG화학은 새로운 성장동력으로 배터리 소재 사업을 집중 육성하기 위해 성장 잠재력은 물론 사업 간 시너지 효과를 모두 갖춘 LG전자의 CEM사업 인수를 결정했다.LG화학은 이번 분리막 인수로 기존 양극재, 음극 바인더, 전해액 첨가제, CNT(탄소나노튜브) 분야의 사업과 더불어 전 세계에서 배터리 4대 핵심 소재에 적용되는 주요 기술을 보유한 유일한 기업으로 도약하게 됐다.LG화학은 자체 개발한 차세대 코팅 기술과 LG전자의 생산성 극대화 기술력을 기반으로 세계 최고 수준의 안전성·경쟁력을 갖춘 제품 개발 등을 통해 분리막 사업을 수 년 내 조 단위 규모로 육성해 나갈 방침이다.LG화학은 분리막의 표면을 세라믹 소재로 얇게 코팅해 안전성과 성능을 대폭 향상시킨 SRS®(안전성 강화 분리막) 기술을 보유 중이며 지속적인 R&D를 통해 분리막의 내열성을 더욱 높일 수 있는 차세대 코팅 기술 등도 추가로 확보했다. LG전자 CEM 사업부는 세계 최고 속도로 분리막을 코팅할 수 있는 가공 역량 등 생산성을 극대화 할 수 기술력을 확보하고 있다.LG화학은 세계 1위 종합 전지 소재 회사로 도약하기 위해 이번 인수를 포함해 2025년까지 6조원을 투자해 양극재, 분리막, 음극 바인더, 방열 접착제, CNT 등 배터리 소재를 집중 육성할 계획이다.양극재 사업은 글로벌 선두 기업으로 육성하는 것을 목표로 연산 6만톤 규모의 구미공장을 올해 12월에 착공할 계획이다. 이로 인해 LG화학의 양극재 생산능력은 2020년 4만톤에서 2026년 26만톤으로 7배 가량 늘어난다.양극재의 재료가 되는 메탈의 안정적인 수급을 위해 광산 업체와 JV 체결을 준비하고 있다. 앞으로도 광산, 제·정련 기술을 보유한 업체와 다양한 협력을 적극 추진해 메탈 소싱 경쟁력을 강화해 나갈 방침이다.특히 양극재, 분리막, 음극 바인더, 방열 접착제 등의 제품에는 선제적으로 R&D 자원을 집중 투입하여 기술을 차별화하고 시장 리더십을 확보해 나갈 계획이다. 2021년 39조원에서 2026년 100조원 규모로 급격한 성장이 예상되는 전지 소재 시장에서 성능 향상 및 원가 절감을 위한 소재 혁신 요구가 강화될 것으로 전망되기 때문이다.고성장 하는 전지 소재 시장 전망에 발맞춰 CNT 생산 규모도 2021년 1700톤에서 2025년까지 3배 이상 확대할 계획이다. LG화학은 지난 4월 리튬이온배터리의 양극 도전재 시장 공략을 위해 1200톤 규모의 CNT 2공장을 증설 완료했으며 연내 3공장도 착공을 준비하는 등 생산능력을 지속적으로 확대하고 있다.신학철 LG화학 부회장은 “이번 인수를 통해 빠르게 성장하고 있는 배터리 소재 사업의 밸류체인을 더욱 강화할 수 있게 됐다”며 “분리막 사업을 적극 육성하는 한편 성장 잠재력을 실현할 수 있는 사업을 지속적으로 발굴해 세계 1위 종합 전지 소재 회사로 도약해 나가겠다”고 말했다.
X문재인 대통령이 8일 충북 청주시 LG에너지솔루션 오창 제2공장에서 열린 K-배터리 발전전략 보고 ‘K-배터리, 세계를 차지(charge)하다’에서 발언하고 있다. (사진=청와대)국내 배터리 3사가 차세대 이차전지 기술력 확보를 위해 오는 2030년까지 40조원을 투자한다. 정부도 이차전지 연구개발(R&D) 지원, 세제혜택 확대와 연간 1100명 규모의 전문인력 양성을 통해 대규모 민간투자를 뒷받침한다. 이를 통해 한국을 글로벌 배터리 선도기지로 구축, 2030년 이차전지 매출액을 166조원, 수출액을 200억달러로 현재의 각각 7배, 3배 수준으로 확대한다는 구상이다.문승욱 산업통상자원부 장관은 8일 LG에너지솔루션 오창 제2공장 부지에서 이 같은 내용을 담은 관계부처 합동 'K-배터리 발전 전략'을 발표했다.우선 차세대 이차전지 기술력 확보를 위해 민관이 대규모 R&D를 추진한다. LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK이노베이션 등 배터리 3사와 소재·부품·장비 기업 등 민간에서 2030년까지 40조6000억원을 투자한다. 이 중 절반인 20조1000억원이 차세대 이차전지 R&D에 투입된다.정부는 전고체, 리튬황, 리튬금속 등 차세대 이차전지 기술 개발을 지원한다. 이를 위해 2023~2028년 3066억원 규모의 예비타당성조사를 추진한다. 중소기업을 위한 '차세대 배터리 파크'를 구축해 기업의 차세대 이차전지 연구, 실증평가와 사업화도 지원한다.안정적인 공급망 구축을 위해 해외 원재료 확보에도 힘을 쏟는다. 민간의 해외 소재 광물 개발 프로젝트를 지원하고 자원보유국과의 협력채널 강화 및 비축시스템 개선에 나선다. 이차전지를 재활용해 리튬, 니켈 등 원재료를 다시 확보할 수 있도록 관련 기술개발과 설비구축도 추진한다.배터리 3사와 정부가 800억원을 출연해 혁신펀드 또한 조성한다. 소부장 특화단지를 중심으로 수요·공급기업 간 협력도 강화한다.아울러 이차전지 투자에 대한 세제혜택도 확대한다. 조세특례제한법상 국가안보, 미래경쟁력 확보를 위한 분야 등의 기술 항목을 신설해 이차전지 R&D 비용의 최대 40~50%, 시설투자의 최대 20%를 세액공제 한다. 개정 유턴법에 따라 첨단산업에 해당할 경우 해외사업장 청산 요건을 면제하는 등 인센티브도 제공한다.연간 1100명 이상의 이차전지 전문인력 양성도 추진한다. 세부적으로는 설계·고도분석 등 석박사급 핵심인력을 종전 50명에서 150명으로 늘리고, 사용후 배터리 전문인력을 50명 양성한다. 학부에선 유관 전공학과에 이차전지 트랙을 구축하고, 전공과 무관한 이차전지 특화교육과정도 신설한다.이 밖에 사용후 이차전지 시장을 활성화한다. '이차전지 회수→수집·운반→보관→매각→성능평가→활용 및 제품화' 등 전 과정에 걸쳐 이차전지 산업을 육성한다. 드론·선박·기계·공공 에너지저장장치(ESS) 등 이차전지 신규 적용이 가능한 민간·공공시장도 창출한다. 이차전지 대여·교체 서비스 등 새로운 사업 모델도 만든다.문승욱 산업부 장관은 "배터리는 전동화, 무선화, 친환경화 등 산업의 미래 트렌드를 이끄는 핵심 산업"이라며 "반도체에 버금가는 또 하나의 주력산업으로 키워 가기 위해 정부가 전방위적 지원을 아끼지 않겠다"고 강조했다.
X문승욱 산업통상자원부 장관은 "이차전지·반도체 등 공급망 안정화와 미래 제조 경쟁력 확보에 핵심적인 산업을 보다 강하고 체계적으로 지원하기 위해 국가핵심전략산업 특별법(가칭) 제정을 추진하겠다"고 밝혔다. (사진=삼성SDI)정부가 이차전지·반도체 공급망 안정화 위한 특별법 제정 추진을 진행한다.문승욱 산업통상자원부 장관은 5일 "이차전지·반도체 등 공급망 안정화와 미래 제조 경쟁력 확보에 핵심적인 산업을 보다 강하고 체계적으로 지원하기 위해 국가핵심전략산업 특별법(가칭) 제정을 추진하겠다"고 밝혔다.문 장관은 이날 삼성SDI 울산사업장을 방문해 '이차전지 관련 기업 간담회'를 열고 "이차전지 기술개발, 소부장 핵심기업 육성, 전문인력 양성 등을 과감하게 추진해 나갈 것"이라며 이같이 말했다. .문 장관의 방문은 이차전지 산업발전 전략 발표를 앞두고 이차전지 산업에 대한 현장의 목소리를 청취하는 등 현장소통 강화 차원에서 마련됐다.삼성SDI는 국내 주요 전지제조 3사중 하나로 전기차용 배터리 뿐만 아니라 ESS, 스마트폰, 전기스쿠터, 전동공구 등 다양한 응용제품용 배터리를 생산 중이며 한국전지산업협회 회장사로서 산업계를 이끌고 리튬금속전지 등 차세대 배터리 개발도 적극적으로 추진 중이다.이날 기업 간담회에서는 삼성SDI와 이차전지 주요기업이 참여해 '이차전지 산업발전 전략'에 대해 논의했다.참석자들은 차세대 기술개발을 위한 정책적 지원, 우수 인력양성, 민관 협력과 기업간 협력을 위한 지원 등이 중요하다면서 이차전지 산업발전을 위한 협력 강화에 의견을 함께했다.간담회 후 문 장관은 UNIST 이차전지 산학연 연구센터를 방문해 재학 중인 석박사 학생들과 만남의 자리를 갖고 의견을 청취했다. 또 UNIST 이차전지 산학연 연구센터를 돌아보며 전문인력 양성 인프라를 점검했다.문 장관은 학생들과의 간담회에서 "이차전지 인력수요가 양적, 질적으로 증가하고 있다"며 "이론과 실무 역량을 함께 보유한 융복합 전문인력의 가치는 더욱 증가할 것"이라고 언급했다.UNIST는 2009년 개교 때부터 이차전지 연구에 집중해 10년간 130여명의 석박사 인력을 양성했고, 이차전지 산학연 연구센터 건립 이후에는 아이디어를 바로 제작?분석?검증하는 산업계 현장 문제 해결 기술함양, 벤처기업 창업 지원 등을 통해 업계에 새로운 활력을 불어넣는 '전문인력 양성의 산실'로 알려져 있다.
X한수원은 7월 2일 인천시 동구에 위치한 인천연료전지 발전소 준공식을 개최했다.인천광역시 동구 송림동에 위치한 '인천연료전지'가 드디어 준공됐다.인천연료전지(주)(사장 전영택)는 인천 동구 송림동 일반공업지역 내에 건설해온 연료전지 발전설비를 준공(2021년 6월14일)하고, 7월2일 준공식을 개최했다.준공식은 코로나 방역지침과 사회적 거리두기를 준수해 참석자를 100명 미만으로 제한한 가운데, 산업통상자원부 박진규 차관을 비롯한 정부 인사와 허종식 국회의원(인천동구미추홀구갑), 이성만 국회의원(산업통상자원위원회 위원, 인천부평구갑), 박남춘 인천광역시장, 신은호 인천광역시의회 의장, 허인환 인천동구청장, 정종연 인천동구의회 의장 등 지자체 인사, 한국수력원자력 정재훈 사장, 두산건설 김진호 사장, 삼천리 차봉근 본부장, 두산퓨얼셀 유수경 사장, 인천종합에너지 이건국 이사 등 관계사, 주민단체 대표 및 인근 주민들이 참석, 인천연료전지 준공에 축하와 격려를 보냈다.인천연료전지는 한국수력원자력이 60%, 삼천리와 두산건설이 각각 20%를 출자해 추진한 신재생에너지 사업으로, 2019년 11월부터 약 18개월에 걸쳐 총 2543억원이 투입됐다.X인천 연료전지 발전소 가상 이미지 (사진=인천연료전지)두산건설이 건설공사를 총괄하고, 두산퓨얼셀이 주기기를 공급했으며, 시설용량은 39.6MW 규모다. 이는 연간 약 11만가구(3억2000만kWh)가 사용할 수 있는 전력, 그리고 약 2만6000가구(16만4000Gcal)가 사용가능한 열을 생산, 인천 동구 등의 주변 도심지에 공급한다.인천연료전지는 건설추진과정에서 인근주민들의 반대로 10여개월 공사가 중단되는 우여곡절을 겪었지만, 인천시·동구청·주민대표·인천연료전지로 4자 민관협의체를 구성, 끈질긴 대화 노력 끝에 원만한 합의(2019년 11월18일)가 이루어졌다.특히 전국 최초로 발전소주변지역지원금을 해당 지자체(6개구) 동의로 소재지 지자체(인천 동구)에 일괄 지원하기로 합의했고, 민관안전·환경위원회를 구성함으로써 연료전지의 건설·운영에 대한 주민들의 참여를 제도화하는 성과를 거두었다.인천연료전지(주) 전영택 사장은 “사업추진에 도움을 주신 모든 분에게 감사드린다”면서 “연료전지는 안전을 최우선으로 가동하고 있으며, 주민들이 안심할 수 있는 안전하고 깨끗한 도심분산형 발전시설의 모범적인 사례가 되도록 최선의 노력을 다하겠다”고 밝혔다.
X양재동에 있는 수소충전소 모습. (사진=디지털비즈온 DB)정부가 연내 수도권 내 10곳에 수소충전소를 추가 구축한다.환경부는 수도권의 수소 충전 여건을 조기 개선키 위해 연내 서울시청 25㎞ 이내인 수도권 인접 지역에 수소충전소 8기 및 인천 2기(서구, 송도) 등 올해안에 10기의 수소충전소 추가 구축이 추진된다.신규 수소충전소는 ▲서울 오곡동 ▲고양 원당동 ▲과천 과천동 ▲의왕 왕곡동 ▲구리 토평동 ▲남양주 수석동 ▲하남 덕풍동 ▲인천 서운동 ▲인천 오류동 ▲인천 송도동 등에 구축된다.X(자료=환경부)환경부는 지난 3월 23일 접근성이 좋은 도심의 액화석유가스(LPG) 충전소를 수소복합충전소로 전환하는 업무협약을 E1·SK가스와 체결했다.또 자체 부지 발굴과 더불어 기획재정부와 협의해 추가 예산을 확보, 지난달 3일부터 이달 11일까지 민간보조사업을 공고했다.추가 사업에선 연내 구축이 가능한 곳을 위주로 우선협상대상자가 선정됐다. 외부 전문가로 구성된 선정평가위원회는 인허가 등 입지 여건, 주민 수용성, 주요 설비·장비 확보 상황을 중점 심사했다.그 결과 환경부와 업무협약을 체결한 LPG 공급사(E1·SK가스) 부지 4기, 수소충전소가 부족했던 경기 동북부 2기, 서울 근접 2기 등 서울시청으로부터 약 25km 이내 인접 지역 총 8기가 선정됐다.나머지 2기는 환경부 환경산업연구단지와 대규모 액화수소플랜트가 구축될 인천지역(오류동·송도동)에 선정됐다.환경부는 10기의 신규 충전소 사업자를 협상을 거쳐 최종 확정하고, 인허가부터 설비·장비 확보와 구축 공정 등 모든 과정을 종합 지원할 예정이다.다음달 14일부턴 인허가 의제 처리를 시행하고, 해당 지자체와 지역주민과 적극 소통해 조속히 추진할 계획이다. 이번에 선정되지 않은 사업 중 입지 여건이 좋은 부지는 차기에 추진할 수 있도록 지원한다.김승희 환경부 대기환경정책관은 "올해 수소충전소를 전국에 180기 이상 구축해 수소전기차 보급의 전환점이 되도록 최선을 다하고 있다"며 "이번에 선정된 사업이 연내 추가 구축되면 서울을 중심으로 수도권에 수소 충전 여건이 개선될 것으로 기대된다"고 했다.
(사진=디지털비즈온 DB)4차산업시대 급격하게 변화하고 있는 이슈는 기후위기 와 온실가스감축, 탄소제로 라는 새로운 환경에 돌입하였다. 특히 2050 탄소중립을 위해서 세계정상들은 P4G 다자회의, G7 정상회의 등 글로벌 국가들은 분주하게 움직이고 있다. 탄소중립 은 실현하기 위해서는 재생에너지와 화석연료를 대체하는 수송분야에서의 친환경차의 개발과 도입이다. 친환경차의 도입은 글로벌 기업들도 치열한 경쟁체제에 각축전을 벌이고 있는 실정이다. 이런 가운데 최근 주중 한국대사관은 ‘한·중·일 배터리 시장 관련 동향’ 보고서를 내놓았다. 그 내용을 살펴본다.전기자동차 시대가 빠르게 다가옴에 따라 전기차 배터리 시장을 둘러싼 각국의 경쟁이 치열하게 전개되고 있다. 배터리 전쟁의 중심에는 한국과 중국, 일본 기업들이 있다. 한국 기업들이 주도하던 시장에 중국 기업들이 빠르게 성장하면서 위협하고 있는 형국이다. 여기에 EU도 배터리 시장을 주도하기 위한 야심찬 계획을 추진하고 있다. 자동차 업계도 서서히 이 경쟁에 뛰어들고 있다.세계 배터리 시장은 한·중·일 3국 기업이 독과점을 이루고 있다. 지난 1분기 현재 세계 배터리 시장점유율 1위는 중국의 CATL(15.1%)이며 LG에너지솔루션(9.8%)과 파나소닉(8.0%)이 그 뒤를 잇고 있다.시장점유율 10위 안에 중국 기업이 4개사(CATL, BYD, CALB, Gotion High Tech, 용량 20.5GWh), 한국 기업 3개사(LG에너지솔루션, 삼성SDI SK이노베이션, 용량 14.7GWh), 일본 기업 3개사(파나소닉, 인비젼, PEVE, 용량 9.6GWh)가 차지하고 있다.(자료=SNE리서치)중국 시장은 한국의 LG에너지솔루션을 제외하면 모두 중국 기업이 장악하고 있다. 지난해 LG에너지솔루션(10.4%)이 3위에 진입한 것을 제외하면 CATL(50.1%), BYD(14.3%)를 비롯해 10위까지 모두 중국 기업이 차지했다.특히 최근에는 정부의 정책 지원에 힘입은 중국 기업의 약진이 두드러지고 있다. 중국 배터리 기업들이 해외 시장을 개척하기 시작하면서 일본, 한국 배터리 기업과도 경쟁하게 됐다. 중국 화학·물리전원업계협회에 따르면 중국에서 약 20개 배터리 기업이 이미 해외에 진출했거나 현재 진출을 추진하고 있다.지난해부터 중국 브랜드 전기자동차가 유럽 시장에 대규모로 수출되고 있다. 전문가들은 완성차 기업보다 중국 배터리 기업이 더욱 경쟁력을 갖추고 있어 신에너지 자동차 시대에 중국 기업이 유럽 시장에서 뿌리를 내릴 수 있을 것으로 전망하고 있다.유럽 시장과 달리 미국 시장에서는 주로 일본 파나소닉, 한국 LG에너지솔루션과 SK이노베이션이 시장을 주도하고 있으며 중미 관계의 불안정성으로 인해 중국 기업은 미국 시장에서 불확실성이 더욱 높아졌다.중국 기업 CATL은 무서울 정도로 빠르게 성장하고 있다. CATL은 중국 국내시장 점유율 1위를 기록하고 있을 뿐만 아니라 동력전지 차량 장착 규모 면에서 4년 연속 세계 1위를 차지하고 있다. 중국 국내 동력전지 발전 초기 신에너지자동차 산업체인에 속해 있던 기업들은 중국 정부의 보호 조치로 많은 혜택을 받았다. 그 중 CATL은 회사 설립 6년 만에 차량 장착 배터리 규모에서 세계 1위에 올라셨다.중국이 신에너지 자동차 보조금을 점진적으로 철폐하고 외자 배터리 기업이 중국 시장에서 규모를 확대하면서 CATL의 패권적 입지도 위협을 받게 됐다. 2020년 이전에는 중국 차량에 탑재된 배터리 10위권 기업 중 외자 배터리 기업은 없었으나 2020년 한국의 LG에너지솔루션의 탑재량이 3위에 올라섰고 지난 1/4분기에는 LG에너지솔루션의 시장 점유율이 8.2%에 달했다.전기차 배터리 경쟁에 EU와 미국도 뛰어들고 있다. EU는 지난 2017년 유럽 배터리동맹을 결성, 독일, 프랑스를 필두로 유럽 10∼20곳에 대형 배터리 공장을 건설하기로 결정했다. 이를 통해 2025년까지 현지 자동차 생산 수요를 충당할 정도의 배터리를 생산하고 유럽을 세계 2위 배터리 생산기지로 발전시킨다는 계획이다.유럽 배터리동맹은 현재까지 약 70개 프로젝트를 지원하고 있다. 그 중 ‘유럽공동이익’ 프로젝트 2개가 2019∼2020년 EU 위원회의 승인을 받았다. 이 프로젝트는 EU 회원국 12곳과 59개 기업이 관여돼 있으며 투자총액은 200억 유로에 달한다.미국은 정부 차원의 움직임은 그다지 신속하게 이뤄지고 있지 않지만 기업 차원에서는 고체 배터리 신기술 연구가 활발하게 진행되고 있다. 고체 배터리 업체인 Quantumscape는 이미 미국 주식시장에 상장했고 Solidpower도 독일 BMW와 미국 포드사로부터 1억3000만 달러를 투자 받았다.하지만 업계 관계자들은 유럽과 미국이 배터리 산업에 대한 지원을 강화하고 있지만 단기적으로 한·중·일 3국에 실질적 도전이 되기 어려울 것으로 예상하고 있다.또 하나 주목되는 것은 글로벌 자동차 기업들이 자체적으로 배터리 개발·생산에 나서고 있다는 점이다. 다국적 자동차 대기업들은 모두 전기차 개발 계획을 발표했다. 배터리의 중요성이 부각되면서 이들 대기업의 배터리 전략에도 변화가 생겨 자체 생산을 고려하고 있다.포드자동차 CEO는 “지금은 전기차 시장 형성 초기이기 때문에 완성차 업체들이 배터리 업체의 제품을 구매해 사용하고 있지만 장기적으로 볼 때 자체적으로 개발·생산하는 것을 고려해야 한다”고 강조했다. 포드자동차는 이미 차세대 배터리 기술의 핵심인 고체전지의 개발에 착수했다.BMW그룹은 지난 4월 독일 정부와 공동으로 차세대 배터리 개발 프로젝트를 진행 중이며 오는 2030년까지 고체전지를 양산차에 적용할 계획이다. 이에 앞서 테슬라와 폭스바겐그룹도 자체 배터리 생산 계획을 발표한 바 있다.자동차 기업들이 배터리의 개발·생산에 나서는 이유는 크게 2가지로 분석되고 있다. 자동차 기업들이 차량 설계 단계부터 최적의 구조로 차량의 무게를 경감시켜야 하기 때문이고, 다른 하나는 전기차 산업체인을 장악해 생산 원가를 절감하기 위해서다.폭스바겐그룹이 순수 전기차를 생산하기 시작한 지난 2017년 중국 CATL을 포함한 다수의 배터리 업체가 폭스바겐그룹의 전기차 플랫폼에 배터리를 공급하기 위해 경쟁했다. 폭스바겐그룹은 최종적으로 한국의 LG에너지솔루션과 삼성SDI, SK이노베이션, 그리고 중국의 CATL 등 4개 사를 선택했다.
성윤모 산업부 장관 주재로 이차전지 산업계와의 간담회가 열리고 있다.(사진=산업통상자원부)“국내 이차전지 산업 생태계 전반의 체질을 강화해나가기 위해 업계 전반의 연대와 협력이 중요하다”문승욱 산업통상자원부 장관은 9일 서울 삼성동 코엑스에서 인터배터리 전시회 개막식 참석후 진행된 이차전지 주요 기업들과 간담회에서 이같이 밝혔다.이날 간담회에는 문승욱 장관을 비롯해 삼성SDI 전영현 사장, SK이노베이션 지동섭 사업대표, LG에너지솔루션 김동명 부사장, 포스코케미칼 민경준 대표, 엘앤에프 최수안 대표, 유미코아 임동준 회장씨아이에스 김수하 대표, 성일하이텍 이강명 대표 등이 참석했다.이 자리에서 참석자들은 경쟁력 확보를 위해 국내외 설비투자, 공급망 구축, 기술개발 등을 활발하게 진행하고 있으나 개별 기업의 노력으로는 한계가 있으며, 정부의 과감한 지원이 필요하다고 언급했다.이에 대해 문 장관은 “우리 기업들이 세계 시장을 지속적으로 선도할 수 있도록 적극적으로 지원할 계획”이라고 언급하면서 “이차전지 시장은 아직 초기단계로 볼 수 있으며, 기술?가격 경쟁, 공급망 관리 등 글로벌 경쟁이 본격화 되고 있는 현재, 국내 이차전지 산업 생태계 전반의 체질을 강화해나가기 위해 업계 전반의 연대와 협력이 중요하다”고 강조했다.문 장관은 또 “지난달 한미 정상회담에서 양국은 배터리를 포함한 전략산업에서 협력을 강화하기로 합의한 바 미국과 상호 호혜적인 배터리 공급망 구축을 통해 우리 배터리 산업의 경쟁력 강화에도 큰 기여를 할 것으로 기대하며, 기업도 한미 정상회담의 성과를 잘 활용할 필요가 있다고 당부했다.산업부는 이날 간담회 결과 등을 포함해 국내 이차전지 산업의 경쟁력 강화와 생태계 고도화를 위한 이차전지 산업발전 방안을 조속히 수립할 예정이다.한편 이날 오전 10시에 진행된 개막식에는 문승욱 산업통상자원부 장관을 비롯하여 전영현 한국전지산업협회 회장(現삼성SDI 사장) 등이 참석해 개막을 알리는 테이프커팅에 이어 전시장을 찾아 이차전지 산업 성장에 기여하고 있는 우리기업들을 격려하고 지속적인 노력을 당부했다.올해 9회째를 맞는 인터배터리 전시회는 최근 이차전지 산업의 성장과 사람들의 관심을 반영하듯 2020년 198개사 참여 대비 15% 증가한 역대 최대 규모로 총 229개 기업, 500부스가 마련됐다.이번 전시회는 이차전지 제조, 소부장, 재활용 등 분야별 기업들이 모두 참여하여 산업의 최신 제품과 기술정보를 종합적으로 볼 수 있으며, 온오프라인 국제 컨퍼런스를 통해 이차전지 산업의 현재와 미래에 대한 국내외 전문가의 견해를 들을 수 있다.
연료전지는 수소, 산소의 전기화학 반응을 통해 전기와 열을 생산하는 친환경 에너지 설비다. (사진=두산퓨얼셀)수소전문기업 11개를 최초로 지정하고 R&D·금융·조달·인력 등 지원으로 2040년까지 수소전문기업 1000개를 육성하기로 했다.문승욱 산업통상자원부 장관은 1일 충남 아산 소재 유한정밀(수소차 연료전지 분리판 제조기업)을 방문해 ‘수소경제 육성 및 수소 안전관리에 관한 법률(이하 수소법)’에 따라 수소전문기업으로 첫 지정된 11개 기업 대표들과 간담회를 개최했다.산업통상자원부는 수소법 시행 이후 지난 3월부터 수소전문기업 확인 상시 신청을 수소산업 관련 기업들로부터 받아 산·학·연 전문가들의 엄정한 평가를 거친 뒤 기술력과 성장 잠재력을 지닌 총 11개 기업을 뽑아 오늘 수소전문기업으로 지정했다고 밝혔다.수소전문기업으로 첫 지정된 11개 기업 (자료=산업통상자원부)이번에 지정된 대표적인 수소전문기업인 유한정밀은 지난 10년에 걸쳐 자체 개발한 금형기술을 활용해 수소 승용차의 연료전지 핵심부품인 분리판을 전량 공급 중이다.또 제이앤티지는 연료전지 부품인 기체확산층(Gas Diffusion Layer)을 자체 개발해 차량·발전용 연료전지 제조사에 공급할 예정이며, 가드넥은 수소차 연료전지에 쓰이는 전해질막 고정용 필름(Sub Gasket)을 전량 공급하고 있다.발전 연료전지 제조사(두산퓨얼셀, 범한퓨얼셀, 에스퓨얼셀)들은 세계적인 기술력을 기반으로 세계 1위 발전 연료전지 시장으로서 우리나라의 입지를 구축해나가고 있으며, 하이에어코리아와 지필로스는 연료전지 부품(개질기, 탈황기, 인버터) 개발로 발전 연료전지 국산화율 향상에 기여하고 있다.원일티앤아이는 추출수소를 생산하는 수소개질기 제품에 더해 고체 수소저장합금을 개발해 선박에 적용 중이며, 이엠솔루션과 대하는 수소충전소 설계·구축 및 시험설계로 국내 충전 인프라 확충의 한 축을 담당하고 있다.정부는 ‘수소 플러스(+) 1000’ 프로젝트를 통해 2040년까지 1000개의 수소전문기업을 육성하기로 하고, 이를 위해 다양한 부문에서 수소전문기업에 특화된 지원프로그램을 지속해 나갈 계획이다.(자료=산업통상자원부)우선, 수소 5대(모빌리티, 연료전지, 충전소, 액화수소, 수전해) 소재·부품·장비 분야에 해마다 300억원 규모의 R&D를 수소전문기업 중심으로 집중 지원하고, 해외기업과의 공동 R&D도 촉진한다.또 R&D 지원을 통해 개발된 우수한 제품의 판로개척을 위해 혁신조달로 국내 공공 조달시장 진입을 가속화하고, 수출 사전진단 및 컨설팅, 해외 전시회 참여 지원 등을 통해 수출기업화를 지원한다.또한, 수소전문기업에 우대 금융을 제공하고, 장기적으로는 수소전문기업 브랜드가 금융조달의 보증수표가 될 수 있도록 전문기업을 건실하게 육성한다.이와 함께, 수소아카데미를 통해 전문기업 맞춤형 인력을 양성하고, 대학교·출연연구원의 전문가로 구성된 현장문제 신속해결 지원단을 통해 애로 기술 해결을 지원하는 등 인력난 해소도 지원한다.문승욱 산업부 장관은 간담회에서 참석 기업인들의 향후계획과 애로사항을 청취하고 “수소전문기업들이 향후 글로벌 선도기업으로 더욱 성장할 수 있도록 지원을 아끼지 않을 계획”이라고 강조했다.문 장관은 아울러, 이번 문재인 대통령의 미국 방문을 계기로 한미 간 수소저장 등 청정에너지 협력을 강화하기로 했다고 설명하면서, 탄소중립과 청정에너지 기술의 핵심인 수소산업 관련 우리 기업들이 미국 등 선진시장에 진출하고 해외기업과 협력하는 방안도 정부가 적극 모색하겠다고 밝혔다.
상하이자동차 Roewe950 연료전지 승용차.(사진=자료: 광저우일보(?州日?))중국 수소연료전지차 시장이 인프라 확대 및 지속적인 투자로 올해 크게 반등할 것이라는 전망이 나왔다.에너지경제연구원 세계 에너지시장 인사이트에 따르면 중국 시장조사기관인 GGII는 최근 중국 수소산업의 현황과 전망을 담은 ‘2021년 중국 수소산업 발전 보고서’를 발표했다.보고서는 중국 정부의 수소산업 정책과 수소충전소, 연료전지차, 투?융자 등 수소사업 현황 및 전망 등의 내용을 담고 있다.중국 정부는 수소산업 관련 정책을 마련하고 에너지법안에 수소를 포함시키는 등 수소산업의 성장을 도모하고 있다. 지난해 4월 발표한 에너지법안에 그동안 위험화학품으로 분류해왔던 수소를 주요 에너지원으로 편입함에 따라 수소산업이 탄력을 받을 것으로 보인다.전 세계 연료전지 자동차 관련 주요 기업.(자료=자료: 카이워(?沃)자동차 제공)지난해 9월 ‘연료전지차 시범적용에 관한 통지’를 통해 수소연료전지차 시범지역을 선정할 계획이며 매년 실적을 평가해 인센티브를 지급할 예정이다. 여기에 연료전지차 상업화, 수소연료공급시스템 확대 등을 명시하기도 했다.2020년 중국 연료전지차 생산량은 1199대로 전년 대비 57.5%, 판매량은 1177대로 56.8% 감소했다. 지난 1∼2월 생산량은 59대로 전년동월 대비 59.3% 줄었다. 이는 코로나19 영향도 있지만 중국 정부의 연료전지차 시범지역 선정 지연이 시장 침체의 주요 원인으로 지목되고 있다.시범지역 신청 접수는 2020년 11월 15일로 종료됐지만 아직까지 시범지역 명단을 발표하지 않고 있다. 업계 관계자들은 생산능력이 있더라도 정책 발표 이후에 대응을 할 방침이어서 연료전지차 생산량이 감소하고 있다.중국 수소충전소 분포도.(자료=자료: 카이워(?沃)자동차 제공)하지만 시범지역 선정이 완료되면 시범지역별 연료전지차 발전계획에 따라 생산량이 다시 늘어날 것으로 보인다. 또한 2022년 베이징 동계올림픽에 수소에너지 공공교통을 사용할 계획임에 따라 2021년 수소연료전지차 생산량이 1만대를 돌파할 것으로 전망된다.GGII에 따르면 2020년 말 기준 중국의 수소충전소(건설 중 포함)는 총 181개로 이 중 완공된 수소충전소는 총 124개, 건설 중인 수소충전소는 57개다.지역별로는 광둥이 31개로 가장 많았으며 산둥 14개, 장쑤 14개, 상하이 11개, 베이징 8개로 이 그 뒤를 이었다. 2020년 신규 수소충전소는 광둥, 산둥, 장쑤, 베이징, 쓰촨 등 5개 지역에 주로 분포했으며 건설 중인 수소충전소는 광둥이 16개, 산둥이 10개로 나타났다.수소충전소 건설은 CNOOC, 시노펙 등 국유기업들이 점차 주도하고 있다. 시노펙은 14.5계획(2021∼2025년) 기간에 수소충전소(수소복합충전소) 1000개, CNPC는 2022년 동계올림픽 핵심지역인 타이쯔청, 베이징, 허베이, 푸톈 등 지역에 수소충전소를 건설할 계획이다. 샤먼대 중국에너지정책연구원은 2021년에 수소충전소가 200여 개로 늘어날 것으로 전망했다.2020년 중국 수소에너지산업 투?융자 규모는 712억 위안(약 12조원)이다. 이 중 수소 제조부문이 95%에 달한다. 중국 수소제조부문은 일반적으로 태양광, 풍력, 에너지저장 등 관련사업과 동시에 추진되기 때문에 해당 부문 투자 비중이 가장 높게 나타나고 있다.2020년 중국 연료전지 가치사슬의 투·융자 규모는 전년 대비 78.5% 증가한 515억2000만 위안(약 9조원)에 달했다. 이 중 자동차부문이 약 215억 위안, 시스템부문이 약 197억 위안, 연료전지부문이 54.7억 위안으로 나타났다.
가압질화 처리를 위해 코어쉘 촉매를 장치에 넣고 있는 장면. (사진=한국에너지기술연구원)성능과 내구성, 가격이라는 삼박자를 갖춘 수소연료전지 촉매가 국내 연구진에 의해 개발됐다.한국에너지기술연구원은 연료전지연구실 박구곤 박사 연구진이 브룩헤이븐국가연구소(Brookhaven National Laboratory), 센트럴 미시건 대학(Central Michigan University)과의 공동연구를 통해 수소연료전지의 촉매로 사용되는 백금 사용량은 저감하면서 수명은 획기적으로 늘릴 수 있는 코어(core)-쉘(shell) 구조 촉매 기술을 개발했다고 7일 밝혔다.마치 계란의 노른자(코어)를 감싸고 있는 흰자(쉘)와 같은 코발트-백금 구조의 촉매 기술을 통해 기존 상용백금 촉매 대비 성능은 2배, 내구성은 5배 향상됨을 확인했다.이번 연구 결과는 미국화학회에서 발행하는 화학분야 세계적 학술지인 ‘에이씨에스 카탈리시스‘의 5월 7일자 표지 논문(Front Cover)으로 게재됐다.탄소중립 및 수소사회로 전환이 가속화되면서 수소를 활용하는 연료전지가 다양한 분야로 확대되고 수소기반 산업을 견인하고 있다. 자동차 등 모바일용, 건물용. 발전용 등 다양한 분야에서 연료전지는 본격적인 양산을 앞두고 있고 현대자동차 및 토요타자동차는 수소전기자동차의 본격적인 상용화를 시작한 상황이다.연료전지 시스템의 핵심부품인 스택내 전극촉매로 사용되는 백금, 팔라듐 등 귀금속 가격은 최근 가파른 폭으로 상승하고 있다. 이러한 가운데 연료전지 스택비용의 약 48%를 차지하는 전극촉매의 성능향상과 가격 저감은 여전히 해결해야 할 숙제로 남아있다.이에 백금 사용량 저감 및 성능 극대화를 위해 코어-쉘 구조 전극촉매에 대한 연구가 최근 경쟁적으로 진행되고 있다.하지만 일반적인 코어-쉘 구조의 전극촉매는 상대적으로 복잡한 단계를 거쳐 제작되며 촉매 활성금속의 중앙(코어)에 팔라듐과 같은 고가의 귀금속이 사용되어 왔다. 가격 저감을 위해 코어에 저가의 전이금속을 적용하는 연구가 있었지만 연료전지 구동 시, 전이금속 용출 등 내구성 문제으로 인해 실제 연료전지 전극촉매로써 적용하기에는 어려움이 있는 상황이었다.연구진은 이러한 어려움을 극복하기 위해 초음파를 활용한 합성법을 통해 저가의 코발트로 구성된 코어 물질 위에 백금이 원자형태로 1~2개 층을 이뤄 감싸고 있는 코어-쉘, 코발트-백금 합금촉매를 개발했다.한국에너지기술연구원 이은직 박사가 가압질화 처리를 위해 코어쉘 촉매를 장치에 넣고 있다. (사진=한국에너지기술연구원)특히 2~3단계의 복잡한 공정을 거치는 구리 저전위도금법(Cu UPD) 대신 초음파 기반 반응공정을 통해 간단하게 코어-쉘 구조 전극촉매 제조가 가능한 방법이다.연구진은 이와 같은 간단한 초음파 방법을 통해 코어-쉘 구조의 코발트-백금 합금촉매를 한 번에 5 g 이상 제조 가능하며 현재는 50 g 수준 제조시에도 우수한 재현성으로 확보할 수 있음을 입증했다.또한 전이금속의 용출문제를 해결하기 위해 연구진은 세계 최초로 촉매제조에 가압 질화 공정을 도입했다. 연구진은 분자 역학 시뮬레이션을 활용해 열처리하는 동안 다양한 압력(1, 40, 80기압) 조건의 암모니아 가스 분위기에서 촉매 입자들이 서로 응집되는 과정과 암모니아에서 유래한 질소가 코발트 코어 물질로 도입되는 질화 과정에 대한 이론적인 메커니즘을 규명했다.전자현미경, 원소 분석, X-선 광전자 분광법 분석 결과를 바탕으로 질화과정에서 압력이 증가할수록 코발트 코어의 질화 수준이 증가하고 이로 인해 코어-쉘 전극촉매가 지닌 내구성도 비례해서 향상됨을 확인했다. 특히, 질화 수준이 가장 높은 코어-쉘 코발트-백금 합금촉매의 경우, 상용 백금 촉매 대비 성능은 2배, 내구성은 5배 이상 향상됨을 확인했다. 이를 통해 팔라듐과 같은 귀금속 코어 물질을 사용하지 않고도 백금 사용량은 극소화하며 성능과 수명을 획기적으로 증대시키는 새로운 방법이 개발된 것이다.연구팀은 초음파 합성을 통해 한 단계 반응으로 코어-쉘 촉매 제조했고 이들 촉매의 내구성 향상을 위해 가압 질화 공정을 도입해 코어에 위치한 전이금속의 용출 저항성을 증가시킬 수 있음을 확인했다. 또한 질화 처리된 코어-쉘 촉매는 안정적으로 연료전지 촉매 성능 발현이 가능함을 확인했고 질화 수준의 증대에 따라 수명이 크게 증가함을 입증했다.이번 연구에서 개발한 코어(코발트질화물)-쉘(백금) 구조 전극촉매는 미국 DOE의 가속열화성능평가 기준인 3만 사이클을 넘어서 100만 사이클의 수명평가에서도 코어-쉘 구조와 상당 부분의 활성면적을 유지하는 장기 안정성을 보여주고 있다.연구책임자인 박구곤 박사는 “간편한 공정을 통한 코어-쉘 전극촉매 제조 및 가압 질화 공정을 통한 이들 촉매의 내구성 기술 확보는 본격적인 연료전지의 상용화를 앞두고 있는 시점에서 가격 경쟁력 확보를 위한 필수적인 원천소재기술이 될 수 있을 것”이라 연구 성과를 강조했다.