효성중공업이 세계 최초로 차세대 무탄소 전력 개발의 핵심 제품인 '100% 수소엔진발전기' 상용화에 성공했다.

효성중공업은 9일 지난 4월 중순부터 울산시 효성화학 용연2공장에 설치한 1메가와트(MW )수소엔진발전기의 본격 가동을 시작했다고 밝혔다.

국내외 기업들이 천연가스, 석탄 등 다른 연료를 함께 사용하는 '수소 혼소 발전기'를 개발한 사례는 있지만 100% 수소로만 발전하는 제품을 상용화한 것은 효성중공업이 전 세계 최초다.

수소 엔진 발전기는 발전 시 탄소를 배출하지 않아 이산화탄소를 줄이는 데 효과가 크다. 석탄 발전 대비 수소 100%를 연료로 이용해 1MW의 수소엔진발전기를 가동할 경우 연간 7000t의 이산화탄소를 줄일 수 있다. 여러 기의 수소엔진발전기를 병렬로 구성하면 발전량에 따라 이산화탄소 배출량을 크게 줄일 수 있다. 

효성중공업의 수소엔진발전기는 정부가 2050년을 목표로 하는 수소 전소 시기를 20여년을 앞당겼다는 점에서 뜻깊다. 안정성에서도 국내 기업 최초로 한국가스안전공사와 한국전기안전공사의 안전검사를 올해 통과해 상업운용을 허가 받았다.

정부가 올 6월부터 개시하는 청정수소발전제도의 최종 목적이 탄소저감인 만큼 수소엔진발전기는 청정수소발전 시장의 활성화를 이끌 것으로 기대된다.

또 기업들의 지속가능한 제조 환경 구축에도 크게 도움이 될 것으로 예측된다. 특히 올해 6월부터 시행되는 분산에너지 활성화 특별법에 따라 기업들의 RE100 목표 달성에도 도움이 될 것으로 기대된다.

우태희 효성중공업 대표이사는 "수소엔진발전기 상용화 성공은 그동안 효성중공업이 전력기기를 포함해 수소충전소 건립과 운영, 액화수소 공장 건립 등 수소 사업 부문에서 축적해온 기술력과 노하우를 결집시킨 결과"라고 설명했다.

우 대표는 "발전사를 비롯해 기업들의 지속가능한 사업 환경 구축에 이바지하는 한편, 수소엔진발전 시장 개척을 통해 수소 경제 활성화를 리드하기 위해 적극 노력하겠다"고 강조했다.

한편, 액화수소을 벌이고 있는 효성그룹은 액화수소를 생산하는 것에서부터 수소충전소와 저장 용기까지 중화학 소재 분야를 망라한 사업군을 갖추고 수소 밸류체인을 완성했다.  

우선, 효성중공업은 액화수소플랜트를 건립해 액화 수소를 생산한다. 이를 위해 세계적 산업용 가스 전문 기업인 린데그룹과 손을 잡고, 울산 용연공장 부지에 연산 1만3000t 규모의 액화수소플랜트를 건립 중이다. 효성은 액화수소 생산 능력을 3만9000t까지 늘리기 위해 5년 간 1조 원을 투자할 계획이다. 

 

 

또 신재생에너지로 물을 전기분해하는 수전해 방식의 수소생산도 준비하고 있다. 풍력·태양광 등 친환경 발전과 에너지저장장치(ESS) 등에 다년간의 노하우를 보유하고 있는 효성은 중장기로 총 1조원을 투자해 재생 에너지를 활용한 그린수소를 생산한다는 구상이다.

효성중공업은 2008년부터 지금까지 수소충전소 생산·조립·건립에 이르기까지 토탈솔루션 사업을 하며 전국 37곳에 수소충전소를 건립했다. 효성중공업이 만든 수소충전소는 700바(Bar)급 규모로 3~5분 안에 충전할 수 있어 시간당 수소차 5대 이상을 충전할 수 있다

효성은 꿈의 소재라 불리는 탄소섬유로 만든 수소탱크도 제작한다. 수소연료탱크는 일반 공기보다 500~900배 이상의 고압을 견뎌야 하므로 고강도의 저장용기가 반드시 필요하다. 금속보다 강하고 가벼운 '나일론 라이너'와 철에 비해 85% 가볍고, 10배 탄성을 가진 탄소섬유를 적용해 수소탱크를 생산한다. 각각 효성티앤씨와 효성첨단소재가 만든 소재다.

나일론 라이너는 효성티앤씨가 20022년 9월 개발하는 데 성공했다.라이너는 수소를 저장하고 누출을 방지하는 핵심 부품이다.나일론 소재는 라이너 소재로 쓰인 금속이나 폴리에틸렌보다 경량성과 가스 차단성, 내충격성이 뛰어나다. 금속 소재에 비해 70% 가볍고, 폴리에틸렌보다 가스 차단성이 50% 이상 높다. 또 금속은 장기간 수소와 접촉하면 깨지기 쉬워지는 취성 현상이 발생하는 데 비해 나일론은 그 위험도 없다.

효성첨단소재는  2011년 세계에서 4번째로 탄소섬유를 독자 개발하고 전주 친환경산업단지에 연 2000t 규모의 탄소섬유 공장을 지었다. 두차례 증설을 통해 현재 생산능력을 연산 6500t으로 늘렸으며, 오는 2028년까지 1 조원 투자해 연산 2만4000t까지 키울 계획이다. 생산능력은 올해 1만6500t, 2025년 2만1500t으로 확대한다. 

박준환 기자  naulboo@gmail.com