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수소연료전지 핵심기술 개발에 337억 투입

기사승인 [1453호] 2020.09.14  23:22:13

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- 발전용 연료전지·그린수소 핵심기술 개발 지원

에기평, 하반기 신규대상과제 공고

[가스신문=최인영 기자] 수소경제를 앞당기기 위해 한국에너지기술평가원(원장 임춘택)이 오는 16일까지 2020년 하반기 신재생에너지기술개발사업 신규대상과제 지원자를 접수받는다.

그린수소 생산·저장시스템 및 신재생에너지 관련 핵심기술 개발 등 26개 과제에 총 337억원의 정부출연금을 투입하는 이번 사업은 그린뉴딜 정책의 핵심인 수소·연료전지 분야에 대한 지원을 강화한다.

연료전지 전기효율·안정성 동시 향상

에너지전환정책에 따라 친환경에너지의 도입비중이 점차 확대되는 가운데 정부는 국내 발전용 PEMFC(고분자전해질형 연료전지) 기술 향상과 SOFC(고체산화물 연료전지)의 안전성 확보에 나선다.

연료전지분야 지원대상은 △발전용 PEMFC 고효율 스택기술 개발 △발전용 PEMFC 고효율화를 위한 핵심소재 기술개발 △공공건물 대상 수소추출기 연계형 연료전지 안전실증 △SOFC 스택 품질향상 및 양산자동화를 위한 검수기준 및 검수 프로토콜 개발 등이다.

현재 도심 분산전원에 가장 적합한 에너지원으로 연료전지가 꼽히고 있지만 국내 SOFC 시스템은 스택(Stack) 등 핵심원천 기술을 외산제품에 의존하고 있는 실정이다. 또 PEMFC의 경우 수소전기차에서 제한적으로 기술성숙도를 인정받고 있다.

이에 에기평은 발전용 PEMFC의 핵심소재 기술을 개발하는 동시에 고효율 스택을 국산화함으로써 발전용 연료전지 보급을 가속화한다는 전략이다.

수송용 연료전지의 경우 효율과 출력을 모두 충족하는 것을 핵심으로 한다. 반면 발전용 연료전지는 전기효율만 충족해도 되기 때문에 수송용보다 저렴한 소재를 스택에 사용할 수 있다. 이는 발전단가를 낮추는 효과로 귀결, 향후 발전용 PEMFC 시장선점에 중요한 요인으로 작용할 수 있다.

이에 발전용 PEMFC 고효율 스택기술 개발과 핵심소재 기술 개발에 각각 10억원 내외의 정부출연금을 지원한다.

이와 함께 국내 SOFC 제조기술을 선진국 수준으로 향상시키기 위해 중소·중견기업의 지원도 강화한다. 현재 국내 가정·건물용 SOFC시스템의 경우 스택 등 핵심기술을 외산에 의존하고 있어 품질관리와 공급에 차질을 빚고 있다. 스택의 품질향상을 위해서는 검수기준, 검수 프로토콜, 검수장치 등을 국내 실정에 맞게 개발해 불량률은 낮추고 생산성은 높이는 방향으로 나아가야 한다.

이에 사업비 8억원을 투입(48개월 간 총 50억원 내외) 실험실 수준으로 열악한 국내 SOFC 제조공정을 자동화시스템으로 전환함으로써 공정변수, 품질 등의 정보를 실시간으로 측정, 스택개발에서 시스템 실증에 이르는 모든 제조과정을 최적화하는 검수기준과 프로토콜을 개발한다.

특히 정부가 수소 안전관리에 대한 기준을 강화하는 가운데 수소경제 육성 및 수소 안전관리에 관한 법률, 고압가스 안전관리법, 액화석유가스의 안전관리 및 사업법, 도시가스사업법 등에서 제외된 수소추출기와 직접수소 연료전지(PEMFC, SOFC)의 안전기준도 마련한다.

정부출연금 11억원(48개월 간 100억원 내외)를 투입, 수요처별 수소요구량에 맞는 건물용 수소추출기와 연료전지를 국산화하는 동시에 공공건물을 대상으로 안전성을 높인 수소추출기 연계형 직접수소 연료전지를 개발·실증한다.

수소공급망 확대와 최적경로 설계

최근 에너지안보를 위해 세계 각국은 수소수입의 다각화를 추진하고 있다. 우리나라도 지난해 수소경제활성화 로드맵을 통해 오는 2030년까지 해외에서 그린수소를 수입한다는 목표를 발표했다.

그린수소를 장려하기 위해 신규사업으로 △해외 CO2 free 수소공급망 구축을 위한 핵심기술 개발 및 검증연구 △수소전기차 다차종 동시충전을 위한 광역수소충전소 핵심기술 개발 △액화수소충전소용 100㎏/h급 고압 액화수소 펌프 개발 △수소 생산, 저장, 운송, 활용에 이르는 전주기에 대한 경제·환경성 평가기술 개발 △수소 최적 공급경로 설계를 위한 수소 생산기지 및 충전소 배치모델 개발 등을 지원한다.

특히 이번 하반기 지원사업에서 주목할 점은 최적화된 수소생산·공급인프라를 구축하기 위해 경제성 및 환경성을 평가한다는 점이다. 에기평은 경제·환경성 평가를 거쳐 최적경로 시스템 개발을 완료하면 이를 일반에 공개한다는 방침이다.

우선 하반기부터 내년 연말까지 해외 그린수소 공급망 구축을 위한 핵심기술 개발 및 검증에 대한 기술·경제적 타당성을 조사한 후 이를 범부처 수소기술개발 사업에 도입, 2026년까지 예비타당성 조사를 거쳐 2027년 이후 사업화하는 것을 목표로 한다.

최근 정부는 친환경차 보급확대를 위해 수소·전기차 충전인프라 구축에 나서고 있지만 주민수용성 문제와 부지확보의 어려움 등으로 인해 수소차 이용자들의 불편은 해소되지 못하고 있는 상황이다.

이에 이번 지원사업에서는 수소자동차뿐만 아니라 수소버스, 수소트럭, 건설·산업기계를 한 곳에서 동시에 빠르게 충전할 수 있는 광역수소충전소의 핵심기술을 개발한다. 사업비 약 12억원(48개월 간 총 120억원)을 투입, 한 곳의 충전소에서 최대 4대의 차량을 현재속도보다 2배 빠르게 동시충전할 수 있는 시스템을 개발한다.

동시에 현재 외산제품에 의존하고 있는 액화수소충전소의 설비 국산화를 위해 핵심기술인 고압 액화수소펌프도 개발한다. 정부출연금 약 6억원(48개월 간 50억원)을 투입, 100㎏/h급 고압 액화수소펌프 개발에 나선다.

더불어 재생에너지와 연계한 그린수소생산 기술의 활용을 이원화한다. 수전해기술 개발에 집중하던 방식에서 벗어나 재생에너지에서 생산한 수소를 수전해방식과 배터리저장시스템 두 가지로 나눠 활용하는 것이다. 사업비 약 40억원(36개월 간 140억원)을 투입, 수소(600㎏) 및 배터리(2㎿h)저장시스템 기술개발 및 실증을 진행한다.

정기석 에기평 PD는 “정부의 수소경제활성화 로드맵에 맞춰 한국형 수소 생산, 공급, 충전 네트워크 구축을 목표로 하반기 지원사업을 추진하고 있다”면서 “제품용량을 높이는데 집중하던 연료전지 기술개발 방식에서 한걸음 더 나아가 기술성, 환경성, 경제성 등 평가분석을 거쳐 품질향상으로 이어질 수 있는 핵심기술 개발에 대한 투자를 확대할 것”이라고 강조했다.

한편 이번 사업은 이번달 안에 사업계획에 대한 사전검토를 거쳐 다음달까지 사업계획서를 평가한 후 오는 11월 협약체결과 정부출연금을 지원할 예정이다.

최인영 기자 dodam@gasnews.com

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