수소충전소 42개소 완료 또는 구축 중…3개 수소생산시설 추진
올해 수소 EPC 사업 확대…지자체·민간사와 전략적 협약 강화
그린수소, 액화수소, CCUS 사업 등 그린에너지 사업 ‘총력전’

[에너지신문] 정부의 강력한 지원속에서 올해에도 수소사업에 대한 산업계 투자 열기는 뜨겁게 달아오를 전망이다.

이같은 수소사업 활성화 속에서 한국가스기술공사가 수소충전소 구축, 수소생산시설 구축 등에서 두각을 나타내며 국내 수소시장을 이끌고 있어 주목된다.

▲ 평택항 수소교통복합기지 구축을 추진 중이다.
▲ 평택항 수소교통복합기지 구축을 추진 중이다.

2021년 수소사업 어떤 실적 거뒀나?
한국가스기술공사는 수소생산 플랜트를 건설하는 수소생산시설 구축사업을 평택시(7톤/일), 부산시(1톤/일), 완주군(1톤/일) 등 3개소에서 추진 중이다. 3개소 수소생산시설 구축 완료 후 가스기술공사에서 운영 예정으로 일일 9톤의 수소 생산이 가능해 진다.

2021년말 기준 가스기술공사가 구축하거나 수주해서 사업을 진행중인 수소충전소는 총 42개소에 달한다. 2019년 우리나라에 수소충전소 구축이 시작된 이후 수소충전소 15개소를 완료하고 현재 27개소를 구축중이다.

최근 수주한 수소충전소 구축사업은 23개소다. 진천군, 고흥군, 오산시, 평택시, 보령시, 부안군, 청주시, 춘천시, 횡성군, 청주시, 영광군, 인천 SK 2개소 등 지자체가 발주한 13개소와 코하이젠이 발주한 상용차용 수소충전소 10개소이다.

서산시, 안성시, 화성시, 부안군, 춘천시, 천안시, 평창군의 7개소 수소충전소 운영사업도 진행하고 있다.

교통수요가 많은 교통거점인 평택항에 대용량 수소충전소와 관련 부대시설을 함께 설치해 복합적인 기능을 갖춘 새로운 모델의 수소충전소를 구축하는 평택항 수소교통복합기지 구축도 추진 중이다.

가스기술공사가 구축중인 평택수소생산기지와 8km의 수소공급 배관을 연결함으로써 평택항 수소충전소에 수소를 안정적이고 저렴하게 공급할 계획이다.

전주-완주 수소시범도시 구축사업은 수소 생산(완주)과 활용(전주)을 지역 특화요소로 접목해 주거와 교통에 수소를 에너지로 사용할 수 있도록 인프라를 구축하는 사업이다.

가스기술공사는 완주군 수소생산시설에서 수소를 생산하고 출하할 수 있는 설비를 구축해 완주군과 전주시 등 전라북도 지역에 수소를 공급할 예정이다.

전국에 가스기술공사가 운영중인 수소생산설비, 수소충전소 등 수소인프라를 안전하게 운영하기 위해 대전에 있는 본사에서 수소 통합 안전관리센터를 운영하고 있다.

가스기술공사와 강원도, 한화솔루션이 협력하고 있는 강원도 그린수소 P2G 사업은 강원도 대관령의 풍력을 활용해 수전해 방식(2.0MWh급)으로 그린수소를 생산하는 사업이다.

▲ 평택수소생산시설 조감도.
▲ 평택수소생산시설 조감도.

수소관련 연구과제 진행 현황은
가스기술공사는 산업부, 국토부, 과기부, 중기부 뿐만 아니라 공동연구, 자체연구 등을 통해 수소관련 다양한 연구과제를 수행하고 있다.

산업부가 추진하고 있는 액화수소 충전소 상용화 실증,  2000kg/day 고효율 중대형 개질기 기술개발, 수소충전소 압축기 현장 성능평가 가이드라인 개발, 수소충전소용 100MPa급 역류방지밸브 기술개발, 수소충전소용 100MPa급 연결부품 고도화 기술개발 연구과제에 참여하고 있다.

국토부의 해외 수소기반 대중교통 인프라 기술개발 연구과제에서는 가스기술공사가 주관기관을 맡아 해외(UAE) 진출을 위한 수소버스 차고지형 인프라 및 생산기술 개발 실증, 수소버스 차고지형 충전소 운영기술 개발, 동시 충전 시스템 설계 및 설치 운영 등의 과제를 수행중이다.

과기부의 수소전주기 부품 원스톱 시험·평가·지원플랫폼 구축 연구과제에서도 주관기관을 맡아 1~5kW급이상 연료전지(PEMFC, SOFC) 스택 시험평가 시스템 구축 및 수소부품 신뢰성, 성능평가 및 상용화·현장적용 지원 등의 연구를 수행하고 있다. 

중기부의 액화수소 이송펌프 국산화 개발, 고압수소피팅 기술개발, 수소 충전·생산기지 OTS 시스템 개발 연구과제 참여하고 있으며, SMI가 주관기관으로 연구하는 방폭형 수소누출 영상탐지장치 개발과제에도 참여하고 있다. 자체연구로는 수소충전소 고장진단 정비시스템을 개발하고 있다.

올해 수소사업 어떤 계획있나 
가스기술공사는 올해 그린수소, 액화수소, 수소충전 및 생산인프라, 암모니아 수소 추출 및 유통, 폐자원 및 바이오가스, CCUS, LCNG 사업 등 그린에너지 사업을 적극 추진할 계획이다. 

앞으로 국내 에너지 정책은 탄소중립 실현을 위한 개질수소(Gray H2)에서 그린수소(Green H2) 생산시설로 사업이 전환될 것으로 예상된다.

이에 따라 가스기술공사는 재생에너지와 연계한 그린수소 생산시설사업에 참여하고 강원도의 시공실적을 기반으로 타 지자체로 사업을 확대한다는 전략이다. 태양광, 조력, 연료전지 등 재생에너지와 연계한 P2G 신사업 개발도 추진한다.

R&D 실증 및 전략적 사업협약을 통해 액화수소 전주기별 사업모델도 구축할 계획이다. 액화펌프 등 주요부품의 국산화를 위한 실증 및 현장 적용을 추진하고 냉열을 활용한 수소 충전소 구현 및 공정 기술도 고도화할 방침이다. 액화기술 보유 민간업체 및 수요처(SK)와 협력 네트워크를 구축하고 액화수소에 관심이 있는 평택, 강원, 울산 등 지자체와 유기적 협력체계도 유지한다. 

강원 액화수소산업 규제자유특구사업 등 사업을 내실화하고 고압펌프식 액화수소충전소 기본설계 용역, SK의 액화 탱크로리 및 선적 및 하역 운전 최적화 방안 기술검토 용역도 성실히 수행할 방침이다.  

LNG 냉열을 활용한 고효율 액화플랜트 구축사업은 물론 초저온 액화수소 펌프 국산화 개발로 초기 액화수소시장도 선도하는 등 검증된 사업모델 다각화를 통해 액화 기반의 인프라 사업을 추진할 예정이다.

SK와 전략적 협의로 통해 충전소 구축, 유지보수 등 액화수소시장에서 교두보를 마련하겠다는 계획이다. 2025년까지 액화충전소 40기를 구축하는 국가 정책에 적극 참여하고, 2023년 경기도 및 강원도를 중심으로 한 액화 클러스터 조성 참여를 위한 기반도 다진다.

수소 충전 및 생산 인프라 EPC 사업도 확대한다. 올해 상반기 보은군, 영동군, 청주시, 제주도, 영광군, 정선군과 수소충전소 등 인프라 구축 협약이 예정돼 있으며, 하반기에는 대형수소스테이션 등 누적 50개소 추가 수주를 달성할 계획이다.

그린수소와 연계해 분산형·거점형·대규모 생산기지 구축을 추진하고 LCNG와 연계한 온, 오프 사이트 융복합 인프라 구축사업도 개발할 예정이다.

민간업체가 발주하는 충전소 인프라 구축사업을 수주하기 위한 영업역량도 강화한다. 암모니아 수소 추출 EPC 및 유통사업의 투트랙 사업모델도 개발한다. 우선 국내 암모니아 인수기지 및 수소추출 설비, 인프라(터미널, 탱크)에 대한 동향 파악과 최적의 비즈니스 모델을 개발한다.

아울러 대용량 수소 유통을 위해 해외 액상암모니아(그린, 블루)를 수입·활용하는 방안, 수소를 추출해 판매하는 유통 관련 동향 등을 조사한다.

암모니아 및 수소 개질기술 등 수소 핵심 기술 개발을 위해 노력하고 사업 추진 협력기관 네트워크 구축 및 MOU 체결도 추진한다. 유사에너지 설비의 인프라 활용이 가능하기 때문에 융복합 사업모델도 개발한다.

폐자원, 바이오가스 EPC 사업도 추진한다. 플라스틱, 폐타이어 등 폐자원의 가스화를 통한 자원순환 사업모델도 개발할 계획이다. LG화학, 한국타이어 등 폐자원 관심기업과 협력네트워크를 구축하고 R&D 연계 기술개발 및 경제성 분석을 통한 사업모델을 검토할 계획이다.

바이오가스 고질화 및 수소추출 연계형 생산 사업모델도 개발해 서산특구 그린바이오 스마트시티 스마트팜 플랜트 수출단지 조성에도 참여할 계획이다.

중장기적 단계별로 폐자원, 바이오가스 사업을 추진한다. 1단계로 선진 해외기술 및 벤치마킹을 통해 국내 플랜트사업에 참여하고, 2단계 유관기관, 민간과의 협업을 통한 국산화로 사업지위를 확보하며, 3단계로 EPC 실적 및 기술력을 바탕으로 기 운영중인 설비를 포함한  O&M사업을 추진한다는 전략이다.

CCUS EPC 사업도 진출한다. 실증 R&D 집중 투자로 CCUS 조기 상용화를 추진한다. 이를 위해 CCUS 기술 기반 유망기업 및 단체와 협업체계를 구축하고 CCUS 고부가가치 기술 고도화와 사업추진 로드맵을 구상한다.

가스기술공사가 운영하는 수소추출시설에서 파일럿장치(Lab Scale)에 대해 시험 검증할 계획이다. 구축 중인 평택 등의 수소추출 생산시설에는 탄소배출권이 의무 적용될 것으로 보인다.

에너지 자립사업 사업 아이디어를 지속 발굴해 정부 및 지자체가 주도하는 지역 분산형 에너지 자립사업에 CCUS 설비, 신재생에너지, 연료전지 등 다각화된 사업모델을 제시해 나갈 예정이다.

▲ 전주-완주 수소시범도시 조성계획.
▲ 전주-완주 수소시범도시 조성계획.

그린에너지 사업 확대 총력  
가스기술공사는 현재 구축 중인 평택시 및 부산시, 완주군 수소생산기지를 우선 운영하면서 분산형, 거점형 생산기지의 제조방법에 따른 그레이, 블루, 그린수소 등 각 수소의 판매사업을 추진한다.

수소충전소 운영사업 수주를 확대, 수소충전소 운영권을 우선 확보하고 SK, 코하이젠 등 타사와 업무협약으로 충전소 O&M 사업도 확대할 계획이다. 충전소 운영 및 표준정비 절차서를 제정하고 통합관리스시템, POS 및 ERP 시스템과 연계하는 등 운영사업 효율성을 극대화할 예정이다.

현재 구축 중인 평택시 수소생산기지에 CCUS(Grey H2→Blue H2) 사업모델을 적용해 연계 설비 신뢰성 및 경제성을 검증할 계획이다.

CCUS 설비 투자로 인한 사업 확대방안도 모색한다. 수소인프라 요소기술은 물론 탄소중립 핵심기술 등 미래핵심기술 확보에 적극 나선다.

특히 수소 캐리어(암모니아, 액화수소 등)별 전용 항만 터미널 개념설계 및 타당성 조사연구를 통해 전남 수소·암모니아 터미널 구축에 참여한다.

수소생산시설의 LNG 개질기에서 발생하는 탄소의 포집 및 광물탄산화(CCU) 설비 개발은 물론 암모니아 분해를 통한 수소생산 등 플랜트 설비 구축과 on-site 수소구축 등 암모니아 기반 연구과제도 추진한다. 수소충전소 압축기 성능평가 가이드라인 개발은 물론 수소충전소 안전관리를 위한 수소누출 영상탐지장치 개발에도 나선다.

차세대 그린기술개발을 위해 지원체계도 강화한다. 지하매설물안전관리연구소를 에너지연구소로 명칭을 변경하고 LNG냉열, 탄소중립 핵심기술, 폐플라스틱 가스화, 액화수소 등 지속성장 가능한 사업영역에 대한 연구개발을 추진한다. 2030기술개발전략을 수립해 탄소중립 핵심기술 선정 및 기술별 로드맵을 구체화할 계획이다.

개방형 R&D를 통해 연구개발 생태계도 조성한다. 대내외 연구과제 공모 및 공기업간 R&D 연계협력을 강화하고 민관공동 기술개발을 통한 동반성장도 실현할 예정이다. 

수소 전주기센터를 단계적으로 확대한다. 5대 주요사업인 △수소부품 안전성 평가 지원사업 △수소품질 및 유량‧충전 프로토콜 검사사업 △부품설비 고장진단 퀵서비스사업 △기술표준화 및 인증 및 신뢰성바우처 사업 △연구개발사업 등을 추진한다.

해외수소부품인증사업, 유량계검교정사업 등 신규 수소부품 사업 및 해외연계 사업도 확장한다. 수소 전주기센터 구축 컨소시엄 기관, 과제 공동참여기관 등과의 MOU 추진을 통해 기술협력 체계를 구축하고, 국가연구과제 또는 투자비 유치를 통한 신규 시험장비 도입도 추진한다.

저작권자 © 에너지신문 무단전재 및 재배포 금지