연료전지차, 수소충전설비 관련 전시 눈에 띄어

일본 가정용 연료전지 올해 공동주택에 첫 보급

지난 2004년 처음 개최돼 올해 10회를 맞은 일본 국제 수소·연료전지 전시회(FC EXPO)가 지난 2월 26일부터 28일까지 사흘간 도쿄 빅사이트에서 성황리에 개최됐다.

이번 FC EXPO 2014에서 가장 눈에 띈 것은 바로 수소연료전지자동차와 수소저장탱크, 디스펜서 등 수소충전 관련 설비였다.

이는 현대자동차와 토요타, 혼다 등 글로벌 자동차메이커들이 2015년을 기점으로 연료전지자동차 양산에 본격 나설 계획이라고 발표하면서 연료전지자동차 상용화 시대를 준비하는 기업들이 자사의 제품을 홍보하고자 참여한 것으로 풀이된다.

수소공급인프라 등 수소 관련 프로젝트를 추진하는 일본의 HySUT(The Research Association of Hydrogen Supply/ Utilization Technology : 수소 공급·이용기술 연구조합)는 토요타, 혼다, 닛산에서 제작한 연료전지자동차와 다쓰노(TATSUNO)의 70MPa 수소충전설비를 전시했다.

특히 토요타는 내년 출시 예정인 세단형 연료전지자동차 콘셉트카를 선 봬 많은 관람객들의 주목을 받았다.

HySUT 관계자에 따르면 2015년(회계연도)까지 도쿄, 오사카, 나고야, 기타큐슈 지역에 수소충전소 100개가 신규 건설될 예정인 가운데 일본 정부가 수소인프라 구축비용의 50%를 지원한다. 연료전지자동차의 가격은 아마 자동차메이커들이 대당 1000만엔 이하로 내놓지 않을까라는 예측만 있을 뿐 아직 확실히 정해진 건 없다고.

자동차부품 제작업체인 일본의 삼테크(SAMTECH)는 82MPa과 45MPa의 수소저장탱크를 출품했으며, 이와타니를 비롯해 공동부스형태로 참가한 캐나다의 파워테크(POWER TECH)와 일본 토모에 쇼카이(TOMOE SHOKAI)는 수소충전설비를 전시했다.

이와타니가 선 뵌 새 모델의 수소충전설비는 터치스크린 패널을 적용했다는 점에서 이전 모델과 차이를 보인다. 이와타니는 일본 내 신규 건설되는 100개의 수소충전소 중 20곳에 자사의 충전설비를 설치할 예정이며 현재 4기를 건설 중이다.

또한 토모에 쇼카이는 캐나다 파워테크 수소충전소의 일본대리점 역할을 하고 있는데 수소충전설비를 일본에 들여오기 위해서는 일본 고압가스법을 따라야 하기 때문에 이에 맞는 설비를 설계 중이며 연내 개발을 완료할 계획이다.

올해 에너팜 보급 목표 5만대

가정용 연료전지시스템의 경우 지난해와 마찬가지로 파나소닉 제품을 판매하고 있는 도쿄가스와 연료전지제조사인 도시바가 각각 에너팜(ENE-FARM)을 출품했다.

일본의 가정용 연료전지는 정부의 적극적인 보급 정책에 힘입어 매년 보급규모가 크게 늘고 있는 추세이다.

2014년도 에너팜 보급 목표는 5만대로 일본 정부가 PEFC는 대당 38만엔을, SOFC는 43만엔을 지원한다. 정부지원 총액은 200억엔(한화 약 2074억8000만원)이다.

도쿄가스는 올해 750W급 에너팜(PEFC)을 190만엔(VAT 별도)에 판매한다.

오는 4월 21일 출시되는 신규 에너팜은 기존 모델과 달리 정전 시에도 작동을 한다는 것이 특징이다. 단, 이 기능은 선택사항으로 14만엔을 지불하고 별도의 유닛을 설치해야 한다. 그 외의 제품사양은 전년과 동일하다.

이와 함께 도시바가 새롭게 출시한 2014년형 700W급 에너팜은 발전효율 39%, 종합효율 95%로 이전 모델보다 성능이 향상됐다.

도시바 측은 올해 총 보급목표 대수(5만대) 중 약 50%(2만4000대)는 자사의 에너팜이 공급될 것으로 예상하고 있다.

한편 이르면 올 가을 공동주택에 에너팜이 설치될 것으로 전망된다. 그 동안 일본에서는 주로 개별주택에 보급돼 실외에 설치됐으나 올해부터는 공동주택에 첫 보급되며 실내에 설치될 예정이다.

공동주택에 보급되는 에너팜은 실내에 설치되기 때문에 연료전지제조사에서는 최대한 설치면적을 줄이고 환기 부분에 신경 쓴 제품을 개발 중이다.

SOFC 및 DMFC 제품도 주목

지난해에 이어 올해 두 번째로 FC EXPO에 참가한 미우라(MIURA)는 내년 4월 출시예정인 5㎾급 SOFC(고체산화물 연료전지)를 선뵀다.

아직까진 일본 정부가 가정용 연료전지에 한해 보조금을 지원하고 있는 상황인데 미우라 관계자에 따르면 지난해 일본 NEDO(신에너지 산업기술 종합개발기구)에서 5㎾급 SOFC 다섯 대에 대한 실증사업을 지원한 바 있기 때문에 업무용·상업용 연료전지가 본격적으로 판매되면 기기가격에 대한 보조금도 지원하지 않을까라는 기대는 여전히 하고 있다는 설명이다.

미쓰비시 히타치 파워시스템즈(MITSUBISHI HITACHI POWER SYSTEMS)는 현재 개발 중인 가스터빈과 SOFC 하이브리드 시스템 기술을 홍보했다.

회사는 지난 2012년부터 NEDO의 지원을 받으며 기술개발을 시작했으며 2015년에 프로토타입을 제작해 실증할 계획이다.

HYBRID-FC 250이란 이름의 가스터빈-SOFC 하이브리드 시스템은 250㎾급으로 발전효율 55%로 병원과 공장 등을 타깃으로 하고 있다. 2017년 상용화 예정으로 제품가격은 ㎾당 60만엔에서 시작해 점점 가격을 떨어뜨려 최종 15만엔/㎾까지 낮추겠다는 목표다.

이와 함께 USA 파빌리온으로 참가한 미국 벤처기업인 오르자 프로토닉스(OORJA PROTONICS)는 직접메탄올 연료전지(DMFC) 시스템을 전시했다.

오르자는 1.5㎾~5㎾까지 DMFC 시스템 생산이 가능하며 현재 이 시스템은 미국, 멕시코, 남아프리카 등에 판매됐다.

1.5㎾급 시스템은 미국에서 2만 달러, 5㎾급 시스템은 2만5000달러에 판매되고 있는데 정부 보조금 지원 없이 소비자가 전액 부담하고 있다고.

1㎾의 전력을 생산하기 위해서는 1.2리터의 메탄올이 사용된다. 일본은 메탄올 농도를 50%까지만 사용할 수 있기 때문에 물과 메탄올의 비율을 50:50으로 하면 된다.

일본의 자동차부품회사인 사이벡(SYVEC)은 연료전지시스템에 들어가는 금속분리판과 이를 적용한 7.4㎾ 스택을 출품했다.

금속분리판은 두께가 얇아 전체 볼륨이 줄어들어 연료전지시스템을 콤팩트하게 제작할 수 있다는 장점이 있다. 다만 열에 부식되는 한계가 있어 티타늄, 스테인레스, 금 도금 등 부식에 강한 소재로 다양하게 제작된 금속분리판을 전시해 연료전지업체 관계자들의 눈길을 끌었다.

사이벡이 제작한 금속분리판은 2년 전부터 일본 에너팜에 적용돼 있으며 자사의 제품을 적용할 해외업체를 물색하고 있는 중이다.

우리나라기업 참가규모 늘어

올해 FC EXPO에서는 우리나라 기업들의 참가도 눈에 띄었는데 산업통상자원부의 WPM(World Premier Materials : 핵심소재)사업 중 지난 2010년 출범해 국책과제를 수행 중인 지능형 멤브레인 소재 사업단의 총괄기관인 코오롱패션머티리얼과 참여기관인 코오롱인더스트리, CNL이 참가해 탄화수소계 고분자전해질 멤브레인과 이를 적용한 연료전지 스택과 제품 등을 전시했다. 또 코오롱은 WPM사업과 별개로 자사가 개발한 연료전지용 막 가습기도 선 보였다.

연료전지스택의 핵심소재인 멤브레인은 전량 수입에 의존하고 있는 상황인데 멤브레인 국산화를 통해 보다 저렴한 가격과 향상된 내구성의 소재를 스택에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

노환권 산업통상자원부 WPM지능형 멤브레인 소재 사업단장은 “정량적 목표대로 사업이 진행되고 있지만 그렇다고 해도 사업화되기까지는 쉽지 않다”며 “아마도 우리 사업이 종료되는 2017년은 되어야 연료전지자동차에 적용이 가능하지 않을까 싶다”고 말했다.

노 단장은 “CNL 등 중소기업에 우리가 개발한 기술을 적용해 우선 도움을 줄 수 있도록 할 것”이라며 “국내뿐만 아니라 일본 등 해외에 우리기술을 알릴 수 있도록 FC EXPO 등에 지속적으로 참가할 계획”이라고 덧붙였다.

특히 CNL은 공랭식 및 수냉식 스택과 패시브 스택 모듈을 적용한 로봇을 출품해 많은 관람객들이 연료전지로 움직이는 로봇에 상당한 관심을 보였다.

또 2013년도 전라북도 신지역특화산업으로 에너지변환·저장부품산업이 선정됐는데 이번 FC EXPO에 전북테크노파크를 비롯해 전북 내 소재 기업인 일진복합소재, 프로파워, 에이스산업, 루비 등이 공동부스로 참가해 수소저장탱크, DMFC-이차전지 하이브리드시스템, PEMFC 및 DMFC용 바이폴라플레이트와 스택 등을 전시했다.

이밖에 에이치앤파워는 가솔린 연료 개질기를 비롯해 개질기를 구성하는 부품 등을, 미코는 1kW와 2.5kW SOFC 스택과 단전지를, JNTG는 롤 형태의 GDL(기체확산층)을 선 뵀다.

일본 등 해외 업체 관계자들은 우리나라 업체가 전시한 연료전지 관련 부품·소재에 깊은 관심을 보여 일부는 사업적 성과를 내기도 했다.

한편 전시회 기간 동안 부대행사로 열린 연료전지 기술컨퍼런스에서는 기조강연을 비롯해 에너팜 보급확산, SOFC 개발동향, 연료전지 시장전망 등 10개 세션발표가 진행된 가운데 연료전지자동차 및 수소충전소와 관련된 3개 세션 모두 등록이 마감되며 역시나 2015년 연료전지자동차 상용화를 앞둔 시점에서 관련 업계의 뜨거운 관심을 여실히 입증했다.