한국의 수소 사업 Player와 현황

한국의 수소 사업 Player 수소 Value Chain은 크게 생산, 유통, 활용으로 구분된다. 수소 생산은 2강 구도이다. SK그룹과 효성그룹. 두 그룹 모두 액화수소생산을 계획하고 있고, 현재 인천(연 3만톤)과 울산(연 1만 3천톤)에 건설 중이다. 왜 두 그룹은 액화수소를 선택했는가? 이유는 2가지로 볼 수 있다. 첫째, 단위 질량당 에너지밀도가 가장 높은 수소는(가솔린의 3배) 단위부피당 에너지밀도가 낮다 (가솔린의 1/4). 이로 인해 저장방법의 구현이 필요하다. 쉽게 말해 부피가 크다는 말이다. 따라서, 효율적인 저장과 운송을 위해 중량당, 부피당 에너지 밀도가 가장 좋은 수소의 형태인 액화수소 형태를 선택한 것이다. 둘째, 기체수소는 상압하에 -253℃로 냉각하면 액화된다. 그 밀도는 기체수소에 비해 780배, 700bar 압축수소에 비해 1.75배 높다. 액화 수소의 저장 압력은 3bar 미만으로 고압압축가스방식에 비해 안전성의 측면에서도 유리하다. 현재 국내 수소 시장은 기체수소를 고압으로 압축하여 실린더형태의 튜브트레일러에(수소 165kg) 인입하여 운송하고 있다. 액화수소의 경우 탱크로리(수소 2350kg)의 형태로 운동하며 10배 이상의 운송 효율을 가지고 있다. 이러한 이유로 인해 액화수소생산을 선택한 것이다. 구체적인 사업추진은 다음과 같다. SK 그룹 • 수소사업추진단 출범 • ’23년부터 연산 3만톤 액화수소 공급 (SK 이노베이션 부생수소를 활용) • SK E&S를 통해 ‘25년부터 연산 25만톤 규모의 블루수소 공급 효성그룹 • 연산 13,000 톤 규모의 액화 플랜트 건설 MOU 체결 (with 린데) • 수소 충전소 120여 개 신설 • ’28년까지 탄소섬유 연간 생산량 24,000톤 확대 (고압 수소 탱크) SK그룹은 에너지기업으로써 수소로의 에너지 전환에 적극적이다. 대표 에너지인 석유를 정제, 생산, 저장, 유통까지 사업을 해본 경험과 노하우로 수소 에너지 시장에도 진출하고 있다. 효성그룹의 경우, CNG(압축천연가스) 충전에 진출해 2008년부터 수소 충전소를 보급해 왔다. 이를 바탕으로 액화수소생산까지 과감하게 진입하고 있다. 수소 생산 이력이 없는 효성은 린데그룹과 동맹을 맺었다. 린데는 세계에서 수소충전소를 가장 많이 구축한 회사이며, 액화수소 생산기술도 가지고 있다. 효성첨단소재에서는 탄소섬유 복합재료로 고압수소탱크의 생산이 가능하다. 두 그룹 중 누가 우세할까? SK그룹은 생산 규모와 생산 기술에 강점이 있다고 본다. 왜냐하면 정유 공정에서 수소의 취급은 필수적이므로 액화수소, 기체수소의 취급에 상당한 노하우가 있다. 인천지역에 건설 중인 액화수소플랜트를 어떻게 활용할지 지켜봐야겠다. 지금으로써는 발전용으로 직배관을 연결하여 수소터빈에 사용하는 방법이 유력하다. 또는 대규모 연료전지발전단지를 조성하는 것이다. 효성그룹은 수소의 유통, 저장에 강점이 있다. 생산지역은 울산으로 탱크로리와 같은 이송수단 외 자체 배관망을 활용한다고 하니 더 유리하다. 이 그룹들의 사업 승패가 후발주자들의 사업 속도 및 방향에 지대한 영향을 줄 것이다. 유통은 튜브트레일러로 이송하는 것이 한국의 상황이다. 튜브트레일러의 생산은 엔케이(200bar, Type 1, 현재 550bar 개발완료)과 일진하이솔루스(Type 4 튜브트레일러, 국내최초)가 있다. 액화수소 운반에 대한 실적은 아직 없는 것 같다. (일본의 경우 이와타니가 액화수소탱크로리 운영 중) 일본의 이와타니는 수소충전소와 운송면에서 실증실적을 갖춘 기업이다. 유통과 충전소 사업은 이와타니를 벤치마킹해라. 마지막으로 수소 활용의 종착지는 수소연료전지발전이다. 연료전지는 발전과 차량용 2가지로 볼 수 있다. 이중 차량용은 전기차의 대체체로 수요가 늘지 않을 것으로 본다. 결국 수소의 대량소비가 일어나려면 연료전지 발전소가 건설되야한다. 이 연료전지 발전산업은 두산퓨얼셀이 대표적인 한국기업이다. 현재 실증을 통해 수소연료전지 발전사업에 진출하고 있다. 액화수소 대량저장부분은 아쉽게도 아직까지 액화수소를 대량저장한 사례는 없다. 수소전기차는 리튬전기차의 대체체로 활용 될 것으로 보이며, 생산된 수소를 대량소비하려면 연료전지발전사업이 필요하다. 이 발전사업이 성공하려면 수소연료전지기술의 향상과 인프라구축이 선행되어야 한다. 꽤나 시간이 걸릴 것이다.