[가스신문 = 한상원 기자] 연료전지 시장이 확대되기 위해서는 시스템 중 많은 부분을 차지하고 있는 스택의 금액 하락이 필수적이다. 대량생산으로 개별 부품의 단가가 낮아지고 있는 가운데, 생산단가 감소와 함께 품질이 향상된다면 연료전지 업계의 확대는 시간문제다.
수소연료전지는 E-BOP(제어 및 계측 시스템), M-BOP(가스 제어 및 스팀공급 등의 유틸리티), HOP BOX(고온 챔버, 열교환기, 개질기)로 구성됐다. 연료전지의 부품들이 워낙 다양해 기술력의 고도화 목표를 이루기란 쉽지 않다. 지금도 우리나라 연료전지 회사들은 각 부품에 대한 성능을 향상시키기 위해서 노력 중이다.
하나의 연료전지를 납품하기 위해서는 제작 과정도 중요하지만 평가장비를 통한 평가 과정을 거쳐야 완성된다. 제작사들도 제품을 만든 후 평가 업체에 맡겨 평가 과정을 거친다. 연료전지 시스템도 제작함과 동시에 평가까지 진행하는 경우는 거의 없어 이번에 소개할 회사에 대한 관심도가 높다. 수소에너지와 관련한 다양한 사업군에 제조기술을 통한 운영, 인증평가까지 노하우를 확보해 국내에서 인정받고 있는 수소전문기업 '푸른기술에너지'를 탐방했다.
푸른기술에너지는 오더메이드 타입의 제어시스템 및 소프트웨어 개발 업무를 시작으로 연료전지 시장에 진입했다. 처음 진행한 프로젝트는 KIST(한국과학기술연구원)의 ‘고온반응기 운전 평가 기술노하우 기술이전’을 통한 설계 노하우 및 기술 확보였다. 기술이전의 데이터를 기반으로 SOFC 및 개질시스템, HOTBOX 구성 및 운전 프로토콜 기술을 고도화할 수 있었다. 이후에도 자체 기술개발을 통해 HOTBOX 구동 유틸리티 및 평가를 위한 M-BOP를 설계 및 제작하고, 국내 여러 연구소 및 기업과 다양한 프로젝트를 실행하면서 시스템 구성 및 제어로직·운영 프로토콜의 기술까지 고도화해 자연스럽게 푸른기술에너지는 토탈솔루션 확보를 위해 달렸다.
연구소·기업과 프로젝트 실행해 기술 고도화
회사의 초기 슬로건은 ‘SOFC 발전시스템 토탈솔루션 확보’여서 SOFC 발전시스템 및 고온형 연료전지 평가 장치와 도시가스 개질기 운전 평가 시스템의 제품군을 확보했다. 하지만 이후에는 ‘수소연료전지 토탈솔루션 확보’라는 목표를 설정해 SOEC, PEMFC 발전 시스템 및 PEMFC&EC 평가장치 시스템이 개발됐다. 또한, 소형 보트용 PEMFC 파워팩을 개발해 자체 평가를 위한 전기적 특성평가를 동시 진행했는데 그 기술이 고도화 되어 현재 포항 KSC8596C 인증센터 설계 및 제작, 수소선박 기술센터의 다양한 환경시험, PEMFC 성능시험기를 제작할 수 있는 기술의 기초가 됐다.
마지막 목표인 ‘수소에너지 통합솔루션 확보’를 통해 암모니아 , 도시가스 , 메탄올 개질기 등을 개발했다. 개질기 개발을 위해 자체적으로 평가장치를 제작하여 활용하였고 이는 현재 촉매 및 개질기 평가장치의 기초설계가 되었다.
보통의 평가장치 회사들은 요구시스템을 제작하여 납품하지만 푸른기술에너지는 수소에너지 전반적인 노하우를 바탕으로 연구자가 원하는 결과를 가져오기 위한 최선의 프로세스를 설계·제안한다. 또한, 다음 스텝을 미리 적용하거나 감안해 시스템 활용 기간을 늘리고 실험의 문제점을 공유하여 함께 해결책을 찾을 수 있다는 점이 강점이다. 협력업체와 기술 노하우 공유를 통해 한 번 관계를 맺은 기업과는 지속적으로 협력 관계를 돈독하게 이어가는 것도 다른 회사와의 차별점이라고 할 수 있다.
시스템 간 연계운전 노하우 확보
최대 강점은 각 부품을 모듈화하여 테스트를 진행함으로써 데이터화해 실험시 발생되는 문제점을 파악하고 해결하는 것이다. 특히 수소생산에서 저장·활용까지 다양한 시스템 개발한 경험을 토대로 시스템 간의 공통점을 파악하고, 최적 조합으로 시스템을 인테그레이션 및 제어 기술을 확보하는 것이 일반적인 평가장치보다 한걸음 더 나아간 제품을 만들 수 있다.
예를 들어, 암모니아 개질 연계 PEMFC 스택 평가장치 등과 같이 단품 평가가 아닌 통합 운전 평가장치 등에 대한 설계기술은 폭넓은 시스템 연계 이해도가 낮으면 할 수 없기 때문에 푸른기술에너지는 시스템 간의 연계운전 노하우를 확보하고 있음을 입증할 수 있다.
푸른기술에너지는 2021년부터 스택 제조장비 및 검사장비 개발을 자체 프로젝트를 통해 시작했고, 현재는 어느정도 성과가 나오고 있다고 말한다. 앞으로 수소시대가 어떤 식으로 다가올지는 미지수이지만, 수소전문기업 푸른기술에너지의 행보가 기대된다.
“데이터 모듈화로 제품 완성도 등 높일 것”
SOFC·SOEC 유틸리티 개발 日 진출
글로벌 진출 위해 회사·제품 홍보
“처음부터 평가장치를 제작하는 회사는 아니었습니다. 자체 토탈솔루션 확보라는 목표를 위해 발전시스템, 개질시스템 등을 개발하면서 자체 평가를 위한 시스템을 제작하고 평가를 진행하면서 자연스럽게 평가장치 제품군이 생기게 됐습니다. 평가장치 매출이 증가해 자체 기술개발의 선순환도 완성됐지만 다양한 분야의 평가장치를 제작하다보니 시스템 특성상 늘 애로사항이 생겼습니다. 이를 탈피하고자 모듈화, 규격화 작업을 진행하게 됩니다”
수소연료전지 토탈솔루션을 확보하자는 목표를 이루기 위해 10여 년 넘게 달려온 푸른기술에너지의 이상훈 대표는 발전·개질시스템을 개발하면서 평가장치까지 제품을 제작했다고 말했다. 그는 매출도 증가하고 기술 고도화도 이루어졌지만 주문형 맞춤 시스템으로 제작 시스템 간의 사양과 규격이 상이하여 제작에 소요되는 비용과 시간이 너무 많다는 것이 단점이라고 했다. 그는 이를 해결하기 위해 컨트롤러를 규격화하여 모든 시스템에 적용이 가능하도록 만들었다고 덧붙였다.
“2019년부터 미국에 촉매 운전평가장치 및 개질기 평가장치 납품을 시작했다. 최근 암모니아 개질기 운전 평가장치는 200kW급으로 제작돼 IEC 안전규격에 만족해 안전에도 최선을 다하여 납품했다. 지난해에는 SOFC 및 SOEC 평가장치 및 관련 유틸리티 개발의 성과로 일본에 진출했으며, 국내와 마찬가지로 고온형 연료전지에서 촉매 및 개질기 평가장치로 시장을 확대하고자 노력하고 있습니다.”
李 대표는 푸른기술에너지는 이미 해외로의 진출을 시작했다며, 앞으로 이슈가 될 암모니아와 SOEC 등과 관련한 시장으로 확대할 예정이라고 말했다. 그는 특히 미국과 일본 등을 포함해 전세계 시장을 더 늘리기 위해 회사 및 제품 홍보에 최선을 다하겠다고 말했다.
“첫 번째 목표는 세계시장 진출 및 점유율 확보를 위해 기존에 개발 및 제작된 유틸리티·시스템에 대한 데이터화와 모듈화입니다. 두 번째는 제조시스템 제작입니다. 시장의 확대가 예상되는 지금, 현재의 시스템을 개조, 적용해 생산단가 감소와 생산품질 향상을 위한 자동화 시스템을 도입할 것입니다. 앞으로 다가올 수소시대에 최고의 업무 파트너가 되도록 최선을 다할 것이며, 수소전문기업의 역할도 충실하게 이행할 것입니다.”
이상훈 대표는 푸른기술에너지의 앞으로 목표를 두 가지로 제시했다. 세계시장 진출을 위한 데이터화와 모듈화를 진행해 제품의 완성도와 신뢰성을 높여 제작기간 및 가격경쟁력을 확보한다. 또한, 신규 제품출시 및 신개념의 시스템 출시도 중요하지만 현재 적용분야와 유사한 시장과 신규분야에 대한 현재의 시스템 개조와 적용하는 방식이 시장 확대에 필요하다고 느낀다고 설명했다. 그는 앞으로 푸른기술에너지가 다가오는 수소시대에 도움이 되는 기업이 되겠다고 포부를 밝혔다.