아시아 경제. 이동우 기자. 2026.6.16 기사를 옮김.
4만kL급 이상 비진공 단열 기술. 100MW급 수전해 플랜트 구축
일본이 세계 최초 5만kL급 상업용 액화수소 저장탱크 구축에 나선 가운데 정부도 청정숫고 생산과 저장-운성 부냐 핵심 기술 확보에 본격 착수했다. 재생에너지 기반 수소 생산 기술과 액화수소 저장 인프라를 국산화해 2050년 수소 경제 시대에 대비하겠다는 구상이다.
15일 관련 업계에 따르면 기후에너지환경부는 최근 '신재생에너지 핵심 기술 개발(수소)' 사업에 착수하고 수소 생산부터 저장-운송까지 전 주기를 아우르는 기술 로드맵 수립 방안을 검토 중이다. 정부가 이번에 추진하는 수소 분야 연구개발은 단순한 기술 확보 차원을 넘어 향후 수십년 간 국내 수소 공급망의 주도권을 결정할 핵심 사업으로 평가된다.
정부는 2050년 국내 수소 사용량이 2790만톤에 이를 것으로 전망하고 있으며, 이 가운데 82%인 2290만톤을 해외에서 들여온다는 계획을 세우고 있다. 수소 사용량이 현재보다 크게 늘어나는 만큼 생산과 저장, 운송 전과정에서 기술 자립 기반을 구축해야 한다는 판단이다.
100MW급 수전해 기술 확보해 생산 경쟁력 강화.
우선 생산 분야에서는 100MW급 수전해 기술 확보가 핵심 과제로 꼽힌다. 수전해는 전기를 이용해 물을 수소와 산소로 분해하는 기술로 탄소 배출 없이 수소를 생산할 수 있어 '그린수소'의 핵심 기술로 불린다. 현재 국내 수전해 실증사업은 대부분 10MW 안팎 규묘에 머물러 있다. 반면 중국은 이미 260MW급 수전해 플랜트를 운영하고 있으며, 유럽과 미국도 100MW 이상 대형 프로젝트를 확대하고 있다.
수전해 설비 규모는 곧 생산 경쟁력과 직결된다. 대형화할수록 설비 투자비와 운영비를 낮출 수 있어 수소 생산 단다를 낮출 수 있기 때문이다. 현재 그린수소는 확석연료 기반 수소보다 생산비가 높아 경제성 확보가 최대 과제로 꼽힌다. 정부가 100MW급 플래트 설계 기술 확보에 나선것도 상업화 수준의 생산 체계를 구축하기 위한 것으로 풀이된다.
차세대 수소 생산 기술인 광전기화학(PEC)과 광촉매 기술도 연구 대상에 포함됐다. 이 기술은 태양광을 직접 활용해 수소를 생산하는 방식으로 기존 태양과 발전과 수전해를 별도로 운영하는 방식보다 에너지 손실을 줄일 수 있다. 아직은 실험실 단계에 머물러 있지만, 장기적으로는 생산 단가를 획기적으루 낮출 수 있는 기술로 평가받는다.
'운송 핵심' 액화수소 저장탱크 국산화 추진
수소 저장-운송 분야에서는 액화수소 저장탱크 기술 확보가 가장 시급한 과제로 꼽힌다. 수소를 해외에서 대량 도입하려면 운반선과 함께 대규모 저장시설이 필수적이다. 수소를 영하 253도의 액체 상태로 만들면 부피가 기체 대비 약 1/800로 줄어들어 장거리 해상 운송이 가능해진다. 향후 중동이나 호주, 북미 등에서 생산한 수소를 구내로 들여오기 위해서는 액화수소 인수기지와 저장탱크 구축이 반드시 필요하다.
문제는 국내 기술 수준이다. 일본은 가와사키중공업을 중심으로 세계 최초 5만kL급 상업용 액화수소 저장탱크와 터미널 수축을 추진하고 있다. 미국 역시 초대형 액화수소 저장 인프라 개발을 진행 중이다. 반며 국내는 액화수소 운반선 기술 개발에는 착수했지만, 저장탱크 핵심 기술인 단열재와 시공 기술은 아직 확보하지 못한 상태다.
액화수소 저장탱크 기술의 핵심은 단열이다.저장 과정에서 극저온 상태를 유지하지 못하면 수소가 기화해 손실이 발생한다. 결국 단열재 성능과 탱크 구조 설계, 시공 기술이 경제성을 좌우한다. 정부가 이번 연구에서 비진공 단열 기술을 별도 과제로 선정한 것도 이 때문이다. LNG 저장 탱크 기술을 확보했던 것처럼 액화수소 저장탱크 기술도 조기에 국산화해야 향후 수소 공급망 경쟁력을 확보할 수 있다는 판단이 깔려 있다.
정부는 액상유기수소운반체(LOHC)기술 개발도 병행할 계획이다. LOHC는 수소를 액체 화학물질에 저장한 뒤 필요할 때 다시 추출하는 방식으로 액화수소와 함께 차세대 수소 운송 기술로 꼽힌다. 독일과 일본은 이미 사업 규모 실증사업을 진행 중이지만 국내는 아직 파일럿 단계에 머물러 있다.
기후보에 따르면 세계 수소 특허 점유율은 중국 43% 일본 20%, 한국 16% 수준이다. 기후부는 이번 연구 개발과 토애를 핵심 기술 개발 사업을 단계적으로 추진해 자립도를 높여나간다는 방침이다. 정부 관계자는 ''생산-저장-운송 핵심 기술을 확보대 수소 공급망 해외 의존도를 낮추고 장기적으로 글로벌 수소 시장 경쟁력을 확보할 것"이라고 말했다.