2006 신년특집
차세대 연료개발 현주소
“수소 가득 넣어 주세요”
-SK(주) GS칼텍스 차세대 연료개발 박차
-정부, 수소연료전지 저장기술 확보 노력

수년내에 자동차산업 분야에도 지각 변동이 일어날 것으로 보인다. 휘발유차를 대신해 친환경차로 대두되고 있는 연료전지차이 거리를 누빌 날이 얼마 남지 않았기 때문이다.
연료전지차가 거리를 누비기 시작하면 무엇이 변할까. 우리가 직접적으로 느낄 수 있는 것은 휘발유주유소가 친환경주유소인 수소충전소로 변해 눈에 띠기 시작한다는 것이다. 이렇게 되면 “휘발유 가득 넣어주세요” 대신에 “수소 가득 넣어주세요”라는 말을 하게 될 것이다. 현재 국내에서는 SK(주)와 GS칼텍스에서 이 사업을 주도하고 있다.

국내 준비상황

SK(주)는 산자부와 에너지관리공단이 수소․연료전지, 태양광, 풍력의 3대 대체에너지에 대해 추진중인 ‘대체에너지 기술개발사업’ 중 수소․연료전지 분야의 ‘수소스테이션(Hydrogen Station) 국산화 기술개발 사업의 주관기관으로 최종 선정돼 본격적으로 ’수소충전소‘ 연구개발에 착수했다.
대체에너지 기술개발사업이라고는 하지만 실지로는 석유 사용을 줄이거나 아예 쓰지 말자는 말고 같다. 이를 위해 마련된 것이 연료전지차인 것이다.
산자부도 ‘환경친화적 자동차 개발 및 보급 촉진을 위한 5개년(2006~2010년) 기본 계획’을 수립, 연료전지차를 2010년까지 수소연료전지 저장기술 등 핵심 기술 확보키로 하는 등 종합마스터플랜을 수립했다.
SK(주)는 이와 관련해 지난 1990년대 초부터 연료전지의 중요성을 절감하고 관련 분야에서 역량을 지속적으로 축적해 오고 있으며, 특히 수소를 만드는 연료처리장치(Fuel Processor)분야에서는 독보적인 입지를 구축하고 있다. 지난 2004년에는 이를 인정받아 수소연료전지차에 수소를 충전할 수 있는 수소충전소 기술을 국산화하는 산업자원부의 대형 국책과제의 주관기관으로 선정돼 관련 연구개발을 진행중에 있다.
SK 기술연구원 관계자는 “SK(주)는 국내 최대 에너지/화학기업으로서 미래 청정에너지 시대로 이끄는 것을 사회적 사명으로 생각하고, 장기적인 관점에서 수소 에너지 및 인프라 연구개발에 힘을 쏟아 왔다”고 말했다. 그는 또 “수소스테이션 개발은 미래 수소 에너지 시대의 인프라 구축의 의미와 함께 자원 빈국인 우리나라가 에너지 자립국으로 향하는 시발점이 될 것”이라며 기술개발의 의지를 밝혔다.
SK(주)는 주관기관으로서 현재 선진국이 독점하고 있는 관련 핵심기술의 개선․개발을 통해 수송시스템에 적합한 고유의 기술을 개발하는데 역점을 둘 계획이며, 3개 정부출연연구소(한국과학기술연구원, 한국에너지기술연구원, 한국화학연구원)와 4개 대학(KAIST, 연세대, 고려대, 전남대)이 위탁연구기관으로 참여해 향후 5년간에 걸쳐 연구과제를 수행할 계획이다.
GS칼텍스도 최근 연세대와 산학협력을 맺고 수소스테이션 개발을 위한 양해각서를 체결했다. 이번 체결은 수소연료전지 및 수소충전소를 개발하는 것으로 차세대 연료 연구개발 사업을 목적이다.
이에 따라 GS칼텍스는 연세대 부지에 2007년까지 지상 5층, 연건평 1400평의 산학협력관을 지어 수소연료전지 및 수소충전소 개발에 대한 공동연구하게 된다.
허동수 GS칼텍스 회장은 “대부분의 에너지를 수입에 의존하는 우리나라는 데체에너지 개발이 곧 국가의 명운이 달린 중요한 일”이라며 “연세대와의 산학협력을 통해 이미 기술개발이 완료된 연료전지분야의 상용화를 앞당기는 등 신재생에너지의 Research Park를 조성할 것”이라고 밝혔다.

경제적 의미

하이브리드차나 연료전지차가 개발돼 상용화 되면 기존 가솔린자동차를 대체함으로써 점차 심각해져 가는 대기오염을 향상시킬 수 있다는 것이다.
가솔린차에 비해 2배 이상의 상대적으로 높은 에너지 효율을 갖는 차세대차량은 수송 분야에서 커다란 에너지 절약효과를 얻을 수 있을 것이다. 화석연료에 의존하는 수송분야에서의 에너지 편중화를 해결해 에너지원의 다양화를 얻을 수 있는 것도 큰 의미다.
또한 연료전지차 개발 관련산업인 연료전지, 개질기, 촉매, 소재 등과 같은 석유화학, 소재분야와 모터, 배터리, 전력전자와 같은 첨단제어 분야에 신규사업 발달은 물론 대규모 인력 고용효과를 발생시킬 수 있기 때문에 확실한 블루오션 산업이다.

앞으로의 과제

그러나 수소가 에너지로서 실용화되기 위해서는 제조, 이용, 인프라 등 여러 측면에서 해결해야 할 과제가 산재해 있다.
우선, 수소제조와 관련해서는 당분간 석유나 천연가스를 원료로 한 수소제조방법이 주류를 이룰 것이란게 전문가들의 판단이다.
그러나 수소가 명실상부한 무공해에너지로서 범용화되려면 이를 태양에너지, 풍력 등과 같은 신재생에너지원을 사용해서 경제적으로 상업 생산할 수 있는 방법이 개발돼야 한다.
또한 이런 수소제조 기술과 함께 연료전지와 같은 수소이용 기기의 상업적 개발도 병행돼야 수소가 에너지 상품으로서의 가치를 최대한 발휘하게 될 것으로 보고 있다.
이러한 수소를 미래 수송용/가정용/발전용 연료로 사용할 수 있으려면 앞으로의 제조, 이용기술 뿐만 아니라 이를 생산지에서 소비지까지 유통하는데 필요한 수송/저장/배분기술의 개발과 이와 관련된 배관망, 수소충전소와 같은 인프라 구축이 반드시 이뤄져야 한다.
여러 가지 문제점에도 불구하고 수소와 연료전지를 가장 가능성 있는 미래의 대체에너지원으로 간주하는데는 각 선진국 사이에 큰 이견이 없으며, 에너지 안보를 공고히 하고 지구 온난화 문제를 해결하기 위해 수소에너지 연구에 각국 정부는 지원을 아끼지 않고 있는 상황이다.
SK(주) 관계자는 “현재 전세계적으로 가장 활발히 연구가 진행되고 있는 분야는 가정용 연료전지 시스템과 수소연료전지 자동차로 이것이 실현될 경우 가정용과 수송용 에너지 분야에 일대 혁신이 이뤄질 것”으로 예상하고 있다.

외국의 사례

미국, 일본 및 유럽 등에서는 이미 정유회사 등 에너지 기업과 자동차 회사가 중심이 돼 수소스테이션 및 수소자동차를 시범 운영하고 있다. 미국의 경우, 쉘(Shell), BP 등 메이저 석유회사를 중심으로 CaFCP(Califoenia Fuel Cell Partnership)라는 연구개발 프로그램을 통해 25개의 수소스테이션을 시범 운영중이다. 유럽과 캐나다도 각각 32개 및 6개의 수소스테이션을 운영하고 있다. 이웃 일본에도 총 11개의 수소스테이션이 있는 것으로 알려져 있다.
강성대 기자 kstars@gyotongn.com