수소연료전지, 충전 시간 짧고 에너지 밀도 높아
수소엔진, 글로벌 시장 연평균 10% 성장 전망
기업들의 신기술 개발은 지속 가능한 경영의 핵심입니다. 이 순간에도 수많은 기업은 신기술 개발에 여념이 없습니다. 기술의 진화는 결국 인간 삶을 바꿀 혁신적인 제품 탄생을 의미합니다. 기술을 알면 우리 일상의 미래를 예측해볼 수 있습니다. 각종 미디어에 등장하지만 독자들에게 아직은 낯선 기술 용어들. 그래서 뉴스핌에서는 'Tech 스토리'라는 고정 꼭지를 만들었습니다. 산업부 기자들이 매주 일요일마다 기업들의 '힙(hip)한' 기술 이야기를 술술 풀어 독자들에게 전달합니다.
[서울=뉴스핌] 김승현 기자 = 글로벌 시대 지속 가능한 환경 보호에 대한 관심이 커지면서 산업계에도 큰 영향을 미치고 있습니다. '탄소 중립', 'RE100'(Renewable Electricity 100)이라는 용어를 들어보셨을 겁니다.
탄소 중립은 온실가스 농도 증가를 막기 위해 탄소 배출량을 감소시키고, 흡수량을 늘려 순배출량이 '0'이 되는 것을 말합니다. 우리나라도 2050년 탄소 중립 목표를 세웠습니다. RE100은 기업이 사용하는 모든 전력을 2050년까지 전량 재생에너지로 생산한 전력으로 구매하겠다는 내용을 골자로 합니다.
탄소 중립에 많은 국가가 동참하면서 우리 산업계도 발 빠르게 전환을 준비하고 있습니다. 전환의 핵심 중 하나는 에너지원의 교체입니다. 탄소를 많이 배출하는 전통적인 에너지원인 석탄, 석유를 대체할 에너지원 개발에 글로벌 기업들이 뛰어들고 있습니다.
이에 수소 에너지가 각광받고 있습니다. 수소의 원료는 지구에 풍부하게 존재하는 물이죠. 또한 수소를 연소시키면 산소와 결합해 극소량의 질소와 물로 변하므로 공해 물질 배출이 없습니다.
미래 에너지원으로는 손색이 없지만, 수소 연료는 보관이 어렵고 설비 구축에 많은 투자가 필요하다는 현실적인 단점이 있습니다.
하지만 큰 흐름을 거스를 수는 없겠죠. 그래서 우리나라 기업들도 수소 기술 개발과 상용화에 박차를 가하고 있습니다. 그중 국내 건설기계 기업인 HD현대 3사의 노력이 눈에 띕니다. 대표적으로 수소연료전지와 수소엔진에 대해 알아보겠습니다.
◆ 수소연료전지, 충전 시간 짧고 에너지 밀도 높아... 극한 환경 구동도 장점
수소연료전지는 기존 전기 배터리 팩과 비교해 충전 시간이 짧으며 에너지 밀도가 높습니다. 또 극한의 저온과 고온 환경에서도 구동이 가능해 다양한 환경에서 작업을 진행하는 건설 기계의 구동에 적합하다는 평가를 받고 있죠. 이러한 수소연료전지의 특장점을 살려 건설 기계에 탑재한 친환경 건설 기계의 상용화 속도가 빨라지고 있습니다.
HD현대사이트솔루션은 지난해 2022년 세계 최초로 개발한 5톤급 수소지게차 시제품을 올해 6월 현장에 처음 공급했습니다. 기존 3톤급 소형 수소지게차와 비교해 적재 능력이 1.7배 이상 높아 현장 활용도가 높다고 합니다.
5톤급 수소지게차에 탑재된 50kW급 수소연료전지 파워팩은 5분 만에 완충이 가능하고 5시간을 연속 사용할 수 있다고 합니다. 충전에 4~6시간이 소요되는 전기 배터리식 지게차에 비해 효율적이며 -30℃에서 60℃에 이르는 극한 환경에서도 구동이 가능합니다.
수소지게차 산업 규모도 급성장 중입니다. 글로벌 시장 조사 업체 '베리파이드마켓리서치(Verified Market Research)'에 따르면 수소연료전지 지게차 시장은 지난해 기준 3억7700만 달러(한화 약 5200억원) 규모에서 2030년 22억5500만 달러(한화 약 3조1000억원)에 이를 것으로 전망됩니다.
HD현대건설기계는 14톤급 휠 수소연료전지 굴착기를 개발했고, HD현대인프라코어는 지난 4월 프랑스 인터마트(INTERMAT)에서 수소연료전지 휠로더를 처음으로 공개하기도 했습니다.
◆ 수소엔진, 정부 적극 추진 중... 글로벌 시장 연평균 10% 성장 전망
수소엔진은 물을 전기 분해해 수소와 산소를 폭발적으로 연소시켜서 액체 수소를 만들어 연료로 쓰는 엔진으로, 구조는 휘발유 엔진과 같습니다.
향후 수소엔진 발전기 시장에 대한 전망도 밝습니다. 시장 조사 업체 마켓츠앤마켓츠에 따르면 전 세계 수소 발전 시장은 지난해 기준 1588억 달러(한화 약 220조원) 규모에서 오는 2028년 2579억 달러(한화 약 357조원) 규모까지 연평균 10.2%씩 성장할 것으로 전망됩니다.
60년 이상의 엔진 개발 경험과 기술을 가진 HD현대인프라코어는 수소엔진 개발과 생산에도 이러한 노하우를 적극적으로 활용하고 있습니다.
HD현대인프라코어는 2022년부터 수소엔진 개발에 본격적으로 착수했으며, 11리터급 수소엔진을 개발해 현재 타타대우와 수소엔진을 탑재한 카고트럭의 실증을 진행 중입니다. 내년 하반기부터 트럭용 수소엔진을 양산할 계획이며, 이후 2027년까지 고출력 수소엔진을 개발해 적용 제품을 확대한다는 방침입니다.
또한, 22리터급 대형 수소엔진을 개발하고, 이를 활용한 500kWe급 발전기 시스템의 국산화 개발과 실증에 나설 예정입니다.
발전용 수소엔진은 정부가 진행하는 청정수소 발전 의무화, 수소발전 입찰시장 등 친환경 수소 발전 장려 제도와 맞물려 탄소중립 전환에 적극적으로 기여할 것으로 기대됩니다.
kimsh@newspim.com
