화석연료를 대체할 연료로 수소 에너지에 큰 관심이 쏠리는 시점이다. 특히 기체수소보다 더 많이 저장 가능하고 더 빨리 충전할 수 있는 액화수소는 수소 경제를 활성화할 기폭제가 될 것으로 기대를 모은다. 창원, 인천, 울산에 구축을 마친 국내 첫 액화수소 플랜트가 올해 상업 가동에 나서며, 인천을 시작으로 액화수소 충전소 구축도 속도를 높이고 있다. 그리고 그 중심에는 수소 전문기업 ㈜하나유니트가 있다. 하나유니트는 플랜텍과 협약을 맺은 액화수소 RPG 시스템 열교환기 패키지 개발, 효성 광양 액화수소 충전소 구축사업, 선박해양플랜트 연구소와의 OCCS(선박용 이산화탄소 포집시스템) 시험용 장비 제작 등에 참여하며, 이동식 수소 충전 장비, 액화수소용 극저온 기화열 교환기 등의 자체 개발을 앞두고 있다. 수소 인프라 구축 선도기업, 수소 경제 활성화에서 더 나아가 탄소 중립에 기여하는 기업으로 성장하고 있는 하나유니트 김영국 대표를 만났다.
수소충전소 구축사업 분야 No.1으로 자리매김
2014년 설립된 ㈜하나유니트는 산업용 가스 실린더 캐비닛과 고압 튜브 트레일러 매니폴드, 초고순도 가스 용기 스키드 등을 제작해 온 가스 배관 설계 및 제작 기업이다. 2021년, 회사는 배관설비 전문업체로 10여 년간 쌓아온 경험과 기술력을 바탕으로 수소충전소 프로젝트 사업부를 신설했고, 이후부터 최근까지 수소 생산기지 구축과 수소충전소 설치 등에 참여하며 활동 반경을 넓히고 있다. 수소충전소 3개소 구축을 시작으로 8개소의 기체수소 충전소, 5개소의 액화수소 충전소, 1개소의 수소 생산기지 구축에 참여했다. 정부의 수소 경제 육성정책에 따라 2021년을 기점으로 SK, 포스코, 효성 등 국내 대기업들이 본격적으로 수소산업에 진출하면서 수소충전소 고압 배관에서 풍부한 경험을 지닌 하나유니트에 많은 기업이 손을 내밀고 있다. 하나유니트는 니키소 씨이엔드아이지 코리아㈜의 수주를 받아 설비 설치 및 배관공사, 판넬 제작 및 설치 등 액화 수소 충전 전반에 관한 구축공사를 완료했고, 이어서 효성 광양 액화 수소충전소 구축사업 등에 추가로 참여할 예정이다.
정부는 제5차 수소경제위원회를 통해 대규모 수소 수요를 창출하고, 청정수소 생태계 전환을 가속화 하겠다는 계획을 내놨다. 수송 분야에서는 2030년 수소상용차 3만 대 및 액화수소 충전소 70개소 보급이 목표다. 그중에서도 액화수소 산업은 국내 수소산업에서 중요한 변곡점이 될 것으로 보인다. 액화 수소는 상온에서 기체 형태로 존재하는 수소를 영하 235도의 극저온 상태로 냉각해 액체 형태로 만든 수소를 뜻한다. 기체수소보다 부피가 800분의 1까지 줄어들기 때문에 좁은 면적에 많은 양을 저장할 수 있고, 충전 속도가 빠르다는 장점이 있다. 저장과 충전이 편리하다 보니 상용화가 되었을 때 비용이나 에너지 안보 측면에서 효율적이다. 다만 영하 253도라는, 아주 낮은 온도를 유지해야 한다는 점 때문에 기술과 시설 개발에 높은 비용을 투자해야 했고 이러한 부담으로 인해 기체수소가 주로 활용되어 왔다. 이런 상황에서 극저온 고압 배관설비 분야와 기체 및 액체수소 충전소 구축 분야에서 모두 기술력을 인정받은 명실상부한 수소 전문기업 하나유니트가 자연히 주목받게 되었다.
“수소충전소 구축사업 분야에서 선도적인 안전성과 기술력을 보유하고 있다고 자부합니다. 특히, 액화 수소충전소는 국내 최초로 다양한 사업에 참여하며 경험, 기술력, 가격 경쟁력을 갖추었습니다. 올해 기업부설 연구소를 설립하고, 인력 및 기술 개발의 투자를 높이는 등 자체 설계 및 해석 기술을 확보해나갈 예정인데요. 단순 설비배관공사 기업이 아닌, 인정받는 수소 전문기업으로 발돋움하는 해로 만들어보려 합니다.”
액화수소 시스템 개발, 충전소 구축 등의 사업 본격화
환경에 해로운 영향을 주지 않으면서도 지속 가능한 에너지를 얻을 수 있는 에너지 발전 방식, 친환경 에너지. 그중에서도 수소 에너지가 차세대 친환경 에너지 자원으로 떠오르고 있다. 수소는 우주 원소의 75%, 물의 3분의 2를 차지하고 있는, 우주에서 가장 풍부하게 존재하는 원소이다. 수소가 친환경 에너지원으로 주목받았던 데에는 어디서나 쉽게 구할 수 있다는 점이 큰 영향을 미쳤다. 이뿐만 아니라, 수소는 에너지를 얻을 때 어떠한 유해 물질도 발생시키지 않는다. 세계 각국은 교통, 발전, 산업 등 다양한 분야에서 화석연료를 대체할 수 있을 것으로 기대되는 에너지원인 수소를 놓고 치열한 기술 경쟁을 벌이고 있다. 세계 수소위원회는 2050년이면 수소가 최종 에너지 소비량의 18%를 차지할 것으로 예측했고, 수소를 연료로 사용하는 자동차 역시 세계 자동차 시장의 20%를 차지할 것이라는 전망을 내놓은 바 있다.
한국도 관련 산업 육성에 박차를 가하는 중이다. 2018년, 수소 에너지를 ‘혁신성장을 위한 3대 전략투자 분야’로 선정했고, 이어 2019년에 ‘수소 경제 활성화 로드맵’을 발표했다. 2020년에는 수소법을 제정했고, 이후 청정수소 생태계 구축에 관한 내용까지 개정안에 포함하면서 법적 근거 또한 마련했다. 오는 6월에는 청정수소 발전 입찰 시장이 세계 최초로 열릴 예정이다. 수소 경제 시대를 이루기 위해서는 수소 생태계 구축이 필요하고, 여기에 빠질 수 없는 것이 유통망 구축이다. 정부는 2030년까지 액화수소 충전소 70개를 보급하겠다는 계획을 세워 올해부터 그 작업을 본격화하고 있다. 이 가운데 ㈜하나유니트가 참여하는 효성의 액화수소 충전소 사업, 플랜텍(구 포스코플랜텍)의 수소 RPG 시스템 개발 사업 등이 수소 경제 시대의 도래를 알리는 신호탄이라 할 수 있다.
효성중공업은 수소충전소 등 인프라 구축과 액화수소 판매를 위해 글로벌 산업용 가스 전문 화학기업인 린데그룹과 합작해 법인 효성하이드로젠을 설립했다. 2022년 3월, 환경부의 수소충전소 공모사업의 사업대상자로 선정된 효성하이드로젠은 전남 광양시의 초남공단 화물차고지에 수소자동차, 버스와 화물차 등 상용차의 수소 충전을 위한 액화수소 충전소를 구축하기로 했다. 해당 사업에 하나유니트가 함께한다. 올해 4월에는 플랜텍이 시제품 출시를 목표로 개발 중인 수소 RPG 시스템의 R-Module 개발의 참여사로 선정되었다. 하나유니트가 액화수소 산업의 발전을 고려해 P-Module에 액화수소 충전 Module 개발을 플랜텍에 제안했고, 그 첫 단계로 액화수소 공급시스템의 필수 부품인 기화 열교환기 개발에 대한 연구협약을 체결한 것이다. 회사는 우선 단기간에 개발이 가능한 저압용 극저온 열교환기를 개발하고, 장기 개발과제로 고압용 극저온 열교환기 개발을 추진할 계획이다.
“수소 생산부터 충전까지 하나의 패키지에 담은 건 최초일 겁니다. 현재 도면이 완성된 상태로 6월부터 프로토 제작에 돌입할 예정이고요. 올해 하반기에 열리는 국내 최대 규모의 수소 전시회 H2 MEET 전시 출품이 목표입니다.”
플랜텍과 하나유니트가 개발하는 수소 RPG 시스템은 수소를 생산하고, 생산된 수소를 수소 모빌리티 충전과 잉여 수소로 발전시키기까지 하는, 수소 생산·충전·발전을 하나의 패키지 형태로 모듈화한 All-in-One-System이다. 현장에서 수소를 생산해 수소차 등 수소 모빌리티를 충전하고, 잉여 수소로는 전기를 생산해 한전에 판매하거나 전기차를 충전하는 등 독립 분산에너지를 구현할 수 있는 통합형 충전시스템이라고 할 수 있다. 최초로 개발되는 시스템에 대해 국내 특허와 상표권 등록을 마쳤으며, 해외 특허와 상표권을 출원 중이다. 이번 협약에 따라 두 기업은 액화수소 시장이 확대됨에 따라 다양해진 요구를 수소 RPG 시스템이 충족할 수 있도록 기술 개발에 힘을 모으기로 했다.
내부와 외부의 신뢰를 얻는 기업으로 지속 성장
기업을 이루고, 기업의 성장을 이끄는 수많은 요소 중에서 김영국 대표가 가장 중요하게 생각하는 건 사람, 즉 직원들이다. 그의 궁극적인 목표 또한 꾸준히 성장하고 오래 존속하는 회사를 만들고, 그에 따른 기쁨과 성과를 직원들과 함께 나누는 것이다. 용접, 배관 제작 등에서의 오랜 경험으로 현장 인력의 중요성을 누구보다 잘 알고 있는 그이기에 사업의 성장과 다양성을 이끄는 것은 사람이라는 점을 명확히 알고 있다. ㈜하나유니트가 유독 인력 투자에 적극적인 이유이기도 하다. 한 사람 한 사람을 귀하게 여기는 그의 마음 때문일까. 제조 및 건설 분야의 불황에도, 전국을 누비는 강행군에도 한 명의 이탈도 없이 지금에 이를 수 있었다.
“직원들의 노력이 지금의 성장을 만들었다는 사실을 의심해본 적 없어요. 앞으로도 마찬가지고요. 전국 곳곳의 현장으로 출장을 다녀야 해서 직원 모두가 정신없이 바쁜데요. 그런 와중에도 각자의 책임감으로 일정을 조정하고, 안전 조치를 취하며 부지런히 움직여주는 직원들에게 고마운 마음입니다. 이 마음을 잊지 않으며 지금까지 함께해 준 직원들과 앞으로 함께하게 될 직원들과 함께 성장해나가고 싶어요.”
외부와의 신뢰를 위해 강조하는 요소는 단연 ‘안전’이다. 수소 관련 사업의 핵심은 안전이어야 한다. 수소는 화학적으로 불에 잘 타는 성질인 가연성이 크기 때문에, 폭발사고로 이어질 수 있다. 수소는 산소와 직접 닿으면 산화와 함께 폭발이 일어나는데, 문제는 이 산화 환원 반응이 너무나 쉽고 광범위하게 일어난다는 것이다. 수소는 프로판이나 메탄 등 다른 연료보다 쉽게 불이 붙고, 한번 불이 붙으면 LNG의 10배나 큰 대규모 폭발이 발생한다. 더불어 수소는 공기 중의 농도가 4~75%의 농도일 때 폭발성을 가진다. 즉, 농도가 적거나 많을 때 모두 폭발이 일어날 가능성이 있다는 뜻이다. 실제로 2019년 5월, 강릉과학산업단지 수소탱크 폭발사고로 8명의 사상자가 발생하고, 같은 해 12월에는 고속도로에서 수소를 운송하던 차량이 폭발하는 사고도 있었다. 2023년에도 경북 구미 공장에서 차량 내의 수소가 폭발해 5명이 경상을 입기도 했다. 김 대표가 고압 업체 시공에 관한 충분한 노하우를 가진 업체 선정이 중요하다고 강조하는 이유다. 실제로 하나유니트는 시공 전부터 시공 과정, 시공을 완료한 후에도 어떠한 사고도 없도록 안전에 대한 투자를 아끼지 않는다.
“수소 사업은 여러 공정이 동시에 진행되며 안전성 확보에 다소 어려움이 있기 때문에 더욱 안전이 확보되어야 합니다. 초고압·초저온 시험 및 인증, 연구개발 등 다양한 업무 경험을 가진 업체를 선정해야 하죠. 이런 어려움으로 인해 수소충전소 시공을 하는 업체가 매우 한정적이기도 하고요. 저희는 충전소를 시공한 업체에 작은 문제라도 발생하면 장소나 시간 상관없이 바로 출동해 조치를 취합니다. 작은 문제가 큰 사고로 이어질 수 있으니까요. 부품 대부분을 보유하고 있어 하루 안에 문제를 파악하고 해결할 수 있습니다.”
이제껏 우리나라는 액화 수소 관련 산업에서 미국, 일본, 독일 등의 나라와 비교해 크게 뒤처져 있었다. 이미 이들 국가에서는 액화 수소충전소가 250곳 이상 운영되고 있는데, 국내에서는 올해 4월 첫 액화 수소충전소가 개장했을 정도로 간극이 컸다. 당연한 이유로 액화 수소충전소에 설치되는 핵심 설비 및 장비들은 대부분 외국 제품으로 구성되어 있고, 기술 표준 역시 외국 부품을 기준으로 작성되어 있어 관련 산업에 진출하는 기업들에도 어려움이 있었다. 이에 하나유니트는 부품과 시스템의 국산화를 위해서도 앞장설 계획이다. 하나유니트를 비롯한 국내 기업들도 국내 수소산업의 발전을 위해 힘을 모으기로 약속했다. 탄소 중립을 위한 에너지 전환과 산업 변화가 불가피한 만큼, 수소 경제의 기반을 마련하는 작업은 지금 우리에게 꼭 필요한 일이다. 액화 수소 생산공장, 액화 수소충전소 등의 노력이 모여 우리나라 수소산업의 경쟁력을 높이고, 수소 경제 활성화에도 기여하며 더 나은 세상을 만들 것이라는 기대를 모으고 있다.
