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수소산업 활성화, 충전 인프라 확충이 답이다충전소 설치 비용 절반이하 낮추고, 액화수소생산 기술 개발해야
국회신재생포럼, ‘에너지 어셈블리’..수소산업, 국외동향 및 전망’
조남준 기자  |  cnj@energydaily.co.kr
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승인 2017.11.03  12:34:30
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[에너지데일리 조남준 기자] 수소에너지 산업 활성화를 위해서는 수소 충전소 인프라 확충이 필요할 것으로 제시됐다. 이를 위해서는 무엇보다 현재 고비용이 투입되는 충전소 설치비용을 절반이하로 낮추고, 향후 소비량이 늘어나는 것에 대비해 액화수소 기술을 개발하는 게 시급하다는 지적이다.

국회신재생에너지포럼(대표의원 이원욱, 전현희, 연구책임의원 김경수)은 지난 2일 국회도서관 소회의실에서 일본, 프랑스, 독일 전문가를 초청해 ‘에너지 어셈블리’세미나를 개최하고 ‘수소산업, 국외동향 및 전망’을 모색하는 자리를 마련했다.

이날 세미나에서는 일본 오타 오코하마 대학 교수는 수소에너지정책과 최근 동향 발표를 통해 일본 아베 총리는 지난 4월 '수소 전기차'를 2020년까지 4만대로 늘리겠다는 목표를 제시했다고 설명했다.

오타 교수는 “현재 기준 일본 전역에 있는 100개의 수소 충전소를 도쿄올림픽이 열리는 2020년까지 160개로 늘린다는 계획도 세웠다”며 “도쿄올림픽에는 이산화탄소 없는 수소에너지 자동차를 활용하기 위해 충전소 설치비용 50%, 충전소 운영 보조금 등을 지원하며 인프라 확충에 힘을 쏟고 있다”고 밝혔다.

그는 또 “충전소 설치 비용을2020년엔 현재의 절반 수준으로 낮추는 목표를 추진 중이며, 2020년 이후엔 자생적 수익이 가능할 것”으로 기대했다.

에어리퀴드社 에티엔느 워렌은 ‘고급수소 충전기술’주제 발표를 통해 “충전소 설치비용을 축소하는 것이 필요하다”면서 “수소산업 활성화를 위해서는 인프라 개발이 도전과제”라고 강조했다.

그는 이어 “수소충전소가 없어 자동차도 수익성이 없다”면서 “실패를 최소화 하는 방법은 공공영역의 도움이 필수적”이라고 꼽았다.

그러면서 그는 “충전소 설치비용을 축소하기 위해서는 부품의 표준화, 확장성, 모듈화, 수소충전소의 운영비 절약 등이 필요하다”고 말했다. 특히 초기 투자비를 적게 투입해 수소충전소를 작게 짓더라도 나중에 수소차가 늘어날 때를 대비해 확장할 수 있도록 해야 할 것이라고 강조했다.

린데社 마틴 크노헤는 ‘수소액화기술 및 시장동향’ 발표를 통해 “수소산업은 소비량이 큰 소비처가 가격을 낮출 수 있다”면서 “수소 생산 규모를 크게 해서 가격을 낮추는 게 중요하다”고 강조했다.

그는 이어 “린데사는 컨테이너를 통한 액화수소의 이송이 가능하다”며 “컨테이너에 플러그만 꽂으면 바로 액화수소를 사용할 수 있으며, 어떤 컨테이너에든 액화수소를 넣고 이송할 수 있다”면서 “소비처는 배, 큰 버스, 기차 등으로 안전기준이 기차에 장착할 수 있도록 표준화 돼 있어 다른 기차에도 장착이 용이하다”고 설명했다.

그러면서 그는 “컨테이너 액화수소는 여객용, 화물용 배 등 다용도로 활용이 가능하다.”며 “충전소 뿐 만아니라 대량소비를 할 수 있는 버스, 기차, 대형 여객선 등의 소비자도 고려해야 하고, 충전소도 많이 설치해야 한다”고 강조했다.

[세미나 발표내용 요약]


▲‘일본의 수소에너지 정책과 최근 동향’
요코하마대학 오타 교수, 2020년 수소충전소 160개 목표

수소연료를 적극 활용하는 것이 이산화탄소 배출을 줄이는데 효과적이다. 수소에너지를 사용하는 주요 이유는 이산화탄소 배출을 줄일 수 있기 때문이다.

일본의 수소관련 로드맵과 관련해 아베 총리는 지난 4월 '수소 전기차'를 2020년까지 4만대로 늘리겠다는 목표를 제시했다.

특히 현재 기준 일본 전역에 있는 100개의 수소 충전소를 도쿄올림픽이 열리는 2020년까지 160개로 늘린다는 계획도 세웠다. 이를 위해 충전소 설치비용 50%, 충전소 운영 보조금 등을 지원하며 인프라 확충에 힘을 쏟고 있다.

올 연말 수소관련 로드맵을 새로 발표할 예정이다.

수소충전소 설치시 어려운 점은 비용이 많이 드는 것이다. 이에 따라 현재까지 수소충전소는 정부지원에 의존하고 있는 상황이다. 하지만 2019년까지 충전소 설치비용을 80만 엔이하로 낮추겠다는 목표를 추진 중이다.

이를 통해 2022년 이후에는 자생적 수익이 가능할 것으로 기대하고 있다. 수소발전소 설치 계획도 2020년 이후 추진한다.

또한 2020년부터 천연가스를 수소에너지로 전환하는 목표를 추진해 이산화탄소를 감축할 계획이다.

아울러 2040년부터 이산화탄소 배출을 않는 수소차를 개발할 계획이다. 이산화탄소를 배출하지 않는 수소차량은 2040년보다 훨씬 빠른 시기에 만들어 질 것으로 예상되고 있다.

현재 일본 도쿄에는 수소연료전지 버스가 2대 운행 중에 있으며, 2020년 도쿄 올림픽 때는 100대의 수소버스를 운행할 계획이다.

특히 도쿄올림픽에는 이산화탄소 없는 수소에너지 자동차를 활용할 계획이다. 충전소 설치비용도 2020년엔 현재의 절반 수준으로 낮추는 것을 목표로 하고 있다.

농사용 트렉터 등 농기계도 수소를 활용하고, 간사이, 하네다 공항 등의 트렉터도 수소에너지를 이용해 운행할 계획이다. 충전소는 도쿄 중심가에 설치할 계획이다.

충전소 설치 비용도 2020년엔 현재의 절반 수준으로 낮추는 것을 목표로 하고 있다.

아울러 일본은 수소산업 활성화를 위해 충전소와 수소산업 등에 기업 개별적으로 추진한 것이 아니라 혼다, 토요타, 닛산 등의 기업들이 모두 합작해 참여하고 있다.

일본의 수소생산 능력은 현재 하루 700톤 수준이다.

수소에너지 확대를 위한 3대 전략은 수소연료 발전기술 확보, 수소사용량 확대, 이산화탄소 없애는 기술 등이다.

▲고급수소 충전기술
에어리퀴드社 에티엔느 워렌, 충전소 설치비용 축소 필요

2015~2017년 수소에너지가 증가했다. 수소에너지가 타 대안에너지에 비해 이산화탄소 배출 저감 등에 효과적이기 때문이다.

수소산업 활성화를 위해서는 인프라 개발이 도전과제다. 수소충전소가 없어 자동차도 수익성이 없다. 실패를 최소화 하는 방법은 공공영역의 도움이 필수적이다.

미국 캘리포니아의 경우 충전소 50개로 늘어났다. 독일은 2023년까지 수소충전소 400개 설치를 목표로 하고 있다. 일본 정부는 수소연료 발전 정책을 강력지원하고 있다.

덴마크는 규모는 작지만 풍력 등 신재생에너지를 활용해 수소발전을 하고 있다.

2015~2017년 전 세계적으로 자동차 수소충전도 크게 늘어나고 있다. 하지만 문제는 수소충전소를 설치하는 데 큰 비용이 들어간다는 것이다.

따라서 충전소 설치비용을 축소하는 것이 필요하다. 이를 위해서는 우선 부품을 표준화해 많은 양을 확보할 수 있도록 해야 하는 것이 중요하다.

두 번째로 모듈화이다. 미리 충전소 각 부품과 벽체 등의 모듈화해 공장에서 제작하는 것이다.
 
미국은 미리 수소충전소를 모듈화해서 공장에서 미리 부품을 만들고 현장에서의 제작을 최소화해 설치비용을 절약하고 있다.

세 번째로 확장성을 갖추는 것이다. 초기 투자비를 적게 투입해 수소충전소를 작게 짓더라도 나중에 수소차가 늘어날 때를 대비해 확장이 가능하도록 하는 공법이다.

네 번째 수소충전소의 운영비를 줄이는 것도 중요하다.

압력이 높은 압축기를 사용해 전력 낭비요인이 없도록 하는 등 유지비를 줄여야 한다.
 
아울러 모듈 설계시 조사, 검사 등이 편리하도록 설계하는 것도 중요하다.

일본의 충전소 운영비용은 미국에 비해 두 배가 높다. 일본은 훈련받은 사람이 늘 충전소에 근무해야 하는데 반해 미국과 유럽은 셀프가 가능하기 때문에 상주근무자가 필요 없기 때문이다.

또한 수소생산 방식은 미래에는 수소사용량이 증가함에 따라 액화수소생산 방식이 최적이다.

에어리퀴드사의 충전시스템은 많은 소비자들에게 충전이 가능하다는 게 장점이다.

한국정부의 충전소 설치 보조금이 통일되지 않아서 충전소 별로 케이스바이 케이스로 지원한다.

에어리퀴드사는 수소에너지 시장에서 세 가지 분야에 적극 참여하고 있다. 먼저 저탄소 수소 생산 및 수소충전소를 중심으로 한 기술개발 분야로 에어리퀴드는 최근 몇 년 동안 전 세계 100개 이상의 수소충전소를 생산, 공급하고 있다.

또한 에어리퀴드는 하루 250kg을 생산해 바로 이송 송전이 가능하다. 수소에너지 생산시 신재생에너지를 잘 활용하는 것이 중요하다.

▲ 수소액화기술 및 시장동향
린데社 마틴 크노헤, 컨테이너 액화수소 개발…대량 소비처 활용 가능

액화수소차가 많이 늘어나야 한다. 독일은 수소로 운행 버스 충전소가 있다. 수소의 전체 소비량을 볼 때 수소버스, 트럭 등이 일반 승용차보다 수소를 많이 소비한다. 큰 차량이 다니는 곳에 충전소를 설치하면 된다. 또한 기차와 선박에도 액화수소를 사용할 수 있다.

특히 수소 생산에서 가장 많이 차지하는 부분이 자본이다. 하루 생산 퀘파에 따라 투자와 생산 가격에 영향을 미친다.

공장 규모가 작으면 수익확보 수준을 맞추기 어렵다. 규모를 크게 해야 한다.

수소산업은 소비량이 큰 소비처가 중요하다. 가격을 낮출 수 있기 때문이다.

린데사는 컨테이너를 통한 액화수소의 이송이 가능하다. 컨테이너에 플러그만 꽂으면 바로 액화수소를 사용할 수 있으며, 어떤 컨테이너에든 액화수소를 넣고 이송할 수 있다.

특히 컨테이너 액화수소는 최종 소비처에서 어떤 사고도 일어나지 않는다.

소비처는 배, 큰 버스, 기차 등이다. 안전기준이 기차에 장착할 수 있도록 표준화 돼 있다면 다른 기차에도 장착이 용이하다. 컨테이너 액화수소는 여객용, 화물용 배 등 다용도로 활용이 가능하다.

특히 액화수소가 LNG가스보다 안전성이 높다는 연구결과도 있다.

충전소 뿐 만아니라 대량소비를 할 수 있는 버스, 기차, 대형 여객선 등의 소비자도 고려해야 한다. 충전소도 많이 설치해야 한다. 그래야 가격도 내려 갈 수 있다.

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