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◆ K사이언스의 파워 ② / 에너지기술연구원 수소생산유닛 ◆

"이번에 개발한 고순도 수소생산유닛이 국내 수소충전소를 늘리는 기폭제 역할을 할 것이다."

2년 뒤 국내에서 운행되는 수소차를 8만대까지 늘리겠다는 다소 야심 찬 정부의 수소경제 활성화 로드맵을 현실로 만들어줄 수소생산유닛을 개발한 윤왕래 한국에너지기술연구원(에기연) 박사 얘기임. 윤 박사는 "정부가 주창하는 수소경제 이행을 위해 가장 중요한 것은 수소를 최대한 비용효율적으로 생산하는 것"이라며 "에기연의 수소생산유닛 연구팀이 기존 도시가스 파이프라인을 활용해 99.999% 이상의 고순도 수소를 저렴하게 생산·공급할 수 있는 `현장생산형(On-Site) 고순도 수소생산유닛`을 개발한 것은 이 때문"이라고 강조했음.

그는 "저렴하게 수소를 사용할 수 있는 비용경제성을 확보한 것이 수소생산유닛 개발의 가장 큰 성과"라며 "현재 수소차 보급에 가장 큰 장애물은 수소차 충전소가 부족하다는 점인데 앞으로 도심 곳곳에 수소생산유닛을 결합한 수소충전소를 설치하면 현장에서 손쉽게 수소를 생산하고 수소차를 충전할 수 있는 인프라스트럭처 구축이 가능할 것"이라고 자신함.

에기연의 수소생산유닛은 컨테이너 박스처럼 패키지 형태로 돼 있음. 이 때문에 복잡한 설치 과정 없이 필요한 곳에서 쉽게 이동 설치를 할 수 있어 기존에 설치된 도시가스 공급망 파이프라인 혹은 이미 도심 곳곳에 퍼져 있는 도시가스 파이프라인을 끌어와 간편하게 연결하고 수소를 저렴한 가격에 대량생산할 수 있음. 그만큼 필요한 지점으로 수소를 실어 나르는 물류비용이 대폭 줄어든다는 점에서 대단한 경쟁력이 있음. 수소생산유닛이 들어선 곳에 수소충전소를 함께 설치하거나 수소충전소가 있는 곳으로 도시가스 파이프라인을 연결해 현장에서 값싸게 수소를 생산하고 수소차 등을 곧바로 충전할 수 있음. 수소충전소 인프라 구축에 혁명적인 변화를 가져올 수 있는 것임.

기존 수소생산유닛에 비해 초기 시설투자 비용도 확 낮췄음. 현재 가장 많이 쓰이는 일본 오사카가스의 수소생산유닛 설치비용과 비교하면 절반도 안 됨. 윤 박사는 "수소 가격은 초기 시설투자 비용, 원료비, 운영비 등 세 가지 요소에 의해 결정된다"며 "원료비와 운영비는 시설을 설치하는 입장에서 통제하기 어렵기 때문에 저렴한 수소 생산을 위해선 초기 시설투자 비용을 낮추는 것이 중요하다"고 설명함. 에기연이 수소생산유닛 생산비용을 분석한 결과, 현재 수소 1㎏ 생산가격이 8800원인 데 반해 에기연 수소생산유닛은 이보다 30% 가까이 저렴한 6000원 수준임.

수소생산효율성도 높음. 수소생산효율은 투입한 도시가스 에너지 총량 대비 얼마나 많은 에너지의 수소가 생산되는지 보여주는 지표임. 에기연의 수소생산유닛은 수소생산효율이 81%에 달함. 100의 에너지를 가진 도시가스를 투입해 81의 수소 에너지를 생산할 수 있다는 의미임. 이는 미국 에너지부와 일본 신에너지개발기구(NEDO)가 초기 수소 에너지 보급 사양으로 제시한 수소생산효율 75~80%보다 높은 수치임. 이처럼 수소생산효율성이 탁월하기 때문에 에기연은 자체 개발한 수소생산유닛의 수출 가능성도 높게 보고 있음. 윤 박사는 "미국 제품은 수소생산효율이 낮고 일본 제품은 초기 시설투자 비용이 크다"며 "이들 두 개 부문에서 미국과 일본 제품보다 경쟁력이 있기 때문에 수출 잠재력이 크다"고 강조함. 윤 박사는 수출 가능 국가로 중국과 유럽을 꼽았음. 그는 "수소 굴기를 선언한 중국이 전기차와 함께 수소차 보급에 나서면서 수소 수요가 크게 늘어날 것이고, 유럽에도 불순물만 정제하면 (수소를 생산할 수 있는) 도시가스 성분과 매우 유사한 바이오가스가 많다"며 "중국·유럽에서 효율적인 수소 생산과 현장 충전이 가능하도록 우리가 개발한 수소생산유닛을 개량할 수 있다"고 덧붙였음. 산업통상자원부는 지난해 초 `수소경제 활성화 로드맵`을 발표했음. 로드맵에 따르면 2018년 1800대 수준이었던 수소차도 2022년까지 8만1000대, 2040년까지 620만대 수준으로 확대해 수소경제 인프라를 구축할 예정임.