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현대로템 수소추출기 집중 분석!

수소자동차가 보급되고 수소충전소 등 인프라가 늘어나면서 수소 사회가 코앞으로 다가왔습니다. 하지만 아직 수소 에너지와 관련 기술에 대해 의문을 품는 사람이 많은 것도 사실입니다. 2019년부터 수소전기열차 개발에 돌입한 현대로템은 지난해 수소 충전 인프라 신사업 진출을 선언하며 수소 기술 국산화에 힘써 왔는데요. 오늘 현대로템 블로그에서는 수소충전설비에 꼭 필요한 수소추출기 기술의 이모저모를 소개합니다. 

 

수소추출기의 원리와 경제성

연소 과정에서 공해 물질을 배출하지 않아 친환경 무공해 연료로 주목받고 있는 수소. 우리가 일상에서 수소를 에너지원으로 사용하려면 수소가 끊임없이 안정적으로 ‘공급’되어야 합니다. 수소는 우주에 가장 풍부한 원소로, 지구상에는 주로 물과 같은 화합물 상태로 존재하죠. 
수소를 얻기 위해서는 물을 전기로 분해하는 수전해 방식이 가장 친환경적이지만 현재 기술로는 효율과 경제성이 매우 낮은데요. 때문에 이미 연료로 사용되고 있는 천연가스(LNG)에서 수소를 추출하는 수소추출기가 주목을 받게 된 것입니다. 

 

▲수소추출기 설비 구성

천연가스가 수소추출기를 거치며 고순도의 수소로 재탄생하는 과정은 다음과 같습니다. 
먼저 가스 압축기를 거치며 압축된 천연가스(주성분 메탄)는 탈황탑에서 황을 제거하고, 물과 혼합되어 수소추출기 내부 개질기에 들어갑니다. 개질기에서 천연가스와 물이 일산화탄소와 수소로 분리되는데요. 개질기를 거치고 남은 일산화탄소와 물이 일산화탄소 전이 반응기를 거치며 이산화탄소와 수소로 마저 분리됩니다. 이후 흡착탑에서 불순물을 제거하면 고순도의 수소가 생산되죠. 

 

▲현대로템 의왕연구소의 수소추출기 공장 내부

생산된 수소는 튜브 트레일러를 통해 운반되거나 수소충전소로 보내집니다. 이 과정에서 수소추출기 방식의 장점이 또 하나 드러나는데요. 바로 기존 천연가스 공급망에 수소추출기를 연결하는 장치만 갖추면 수소 생산시설로 전환이 가능하다는 점입니다. 이미 많은 지역에 공급되는 도시가스 또는 바이오가스를 활용하는 만큼, 튜브 트레일러로 먼 곳에 수소를 공급하는 오프사이트(Off-site) 방식보다 유통 비용도 크게 줄어듭니다.
 

 

국산화에 성공한 현대로템 수소추출기

현대로템은 지난해 수소추출기 생산에 돌입했습니다. 천연가스에서 하루 640kg의 수소를 추출할 수 있는 이 기술은 순차적으로 국산화되며 가격 경쟁력을 확보하고 있습니다. 현대로템은 현재 수소추출기 부품의 80%를 국산화해 해외 제품 대비 15% 이상의 가격 경쟁력을 확보했습니다.
뿐만 아니라 향후 촉매제를 제외한 모든 부품의 국산화 개발을 마무리할 예정입니다.

 

▲현대로템 수소설비조립센터 스케치 영상

 

수소추출기 대형화의 의의는?

한편, 현대로템은 기술 국산화에 이어 대형화까지 추진하고 있습니다. 현재 수소추출기 기술로는 하루에 수소 640kg을 생산 가능한데요. 이는 수소전기차 ‘넥쏘’ 기준으로 116대를 충전할 수 있는 양입니다. 나아가 현대로템은 지금보다 더 많은 수소를 생산할 수 있는 중대형급 수소추출기도 개발할 계획입니다.
중대형급 수소추출기는 소형 대비 적은 제작 비용으로 많은 양의 수소를 생산할 수 있다는 장점이 있습니다. 이를 통해 가까운 수소충전소에 상대적으로 적은 비용으로 수소를 공급할 수 있어 수소 판매 가격을 낮출 수 있을 전망입니다.

 

▲현대로템은 당진 수소출하센터 사업을 수주하며 수소 충전 인프라 사업 영역을 넓혀 나가고 있다.

현대로템 의왕연구소에 위치한 수소추출기 공장인 ‘H2 설비조립센터’에서는 지금도 수소추출기 제작이 한창입니다. 현재는 충주와 삼척에 공급될 수소추출기가 제작되고 있으며 현대로템 수소추출기 공장 완공 이후 처음 출하되는 이 제품들은 마무리 작업을 거쳐 올해 납품될 예정입니다.
수소추출기에 이어 수소충전장치, 수소출하센터 등 수소 충전 인프라 전반으로 영역을 확장하고 있는 현대로템. 수소 충전 인프라 사업은 현대로템이 개발 중인 수소전기열차와의 시너지 효과도 있을 것으로 기대되는데요. 빠르게 다가오고 있는 수소경제의 시대, 친환경 에너지로서 경제성까지 더해가고 있는 현대로템의 수소 사업에 앞으로도 많은 관심 부탁드립니다!

참고 자료
▲대한화학회