수소, 기술 표준화·안전성 평가 기술사업 필요

융합클러스터사업으로 수소산업 저변확대 도모
안전성 평가 기술분야 한국이 주도 초석 마련

수소, 지속가능한 청정에너지원

에너지는 인간 활동의 근원으로 사회, 경제의 발전과 국가의 안전을 보장하는데 있어 절대적인 요소이며 미래 산업을 발전시키는 원동력이다. 에너지 자원이 부족한 우리나라의 경우 신재생에너지 기술은 중요하게 다루어져야 할 연구 분야이다.

신재생에너지 중에서도 수소에너지는 지속가능한 청정에너지원으로 미래원천에너지로 주목 받고 있다.

‘수소혁명(The Hydrogen Economy)’의 저자 제러미 리프킨은 화석연료 고갈에 대체할 에너지로 수소를 지목하고, 이를 통해 수소기반의 경제가 도래할 것이라고 주장했다.

수소에너지는 물, 유기물, 화석연료 등의 연소로부터 얻어내는 에너지이다. 물의 전기분해로 쉽게 제조할 수 있으며, 가스나 액체로 수송할 수 있다. 또한 고압가스, 액체수소, 금속수소화합물 등의 다양한 형태로 저장이 가능하다.

수소에너지 기술은 크게 수소의 제조, 저장·운반, 이용으로 나눌 수 있다.

수소에너지 제조·생산은 물, 화석연료, 바이오매스 등으로부터 수소를 생산하는 기술로 현재는 화석연료로부터 주로 얻고 있으나 광화학 분해, 광전기화학 분해, 수증기 분해, 열화학 분해 등을 통해 수소에너지를 생산하는 기술을 연구 중에 있다.

저장기술에는 고압 수소저장기술, 액체수소저장기술, 금속수소 화합물에 의한 저장법이 있으며, 탱크 및 파이프라인을 통해 운송이 가능하다. 생산된 수소에너지 이용기술로는 연소용 연료로 사용하기 위한 내연기관, 제트, 로켓 엔진 및 스팀 터빈 연소 기술이 있으며 특수한 방법으로는 촉매연소 방법이 있다.

하지만 학계에서는 수소에너지의 청정성, 고효율, 안전성에 대해 문제를 제기하는 의견 또한 만만치 않다. 특히 안전성 문제는 수소에너지 사업 추진의 큰 저해요인이 되고 있다.

수소는 강력한 폭발력을 지니고 있는 가연성, 폭발성 가스이다. 물론 수소뿐만 아니라 모든 종류의 연료가 폭발의 위험성을 안고 있다는 반론도 존재하지만 천연가스의 4배, 가솔린의 12배달하는 확산성을 가진 수소의 강력한 폭발력은 가히 위협적이다.

기술 표준화 등 확립 목표

앞서 살펴본 것처럼 수소에너지를 수요자가 사용하기까지 많은 수소관련 기술들이 필요하고 더 많은 연구가 수반되어야 한다.

그러나 각 개발된 기술들이 산업경제 시장에 적용하기에 적합한지에 대한 안전성 평가를 위한 평가∙표준∙인증 기술이 현재 미비한 실정이다.

또한 고부가가치의 최신 수소 인프라 부품 설비는 대부분 수입에 의존하여 국내의 신뢰성 평가 기관의 역량이 부족해 중장기적으로 수소인프라 부문의 핵심 역량 기업의 육성에 기여할 수 있는 지원 기관이 필요하다는 의견도 존재한다.

새 정부 들어 신재생에너지에 대한 관심이 크게 높아지고 정부가 기후변화를 일으키는 지구온난화를 막기 위한 대책으로 2030년까지 신재생에너지 비율을 전체 에너지의 20%까지 끌어올리겠다고 밝힘에 따라 수소기반 기술의 표준화 및 안전성 평가기술에 대한 관심이 증대하고 있다.

이렇듯 수소에너지 사업 확장의 걸림돌이 되고 있는 안전성의 문제를 해결하기 위하여 수소기반 기술의 안전성 평가 및 수소기반 기술의 신뢰성 획득을 위해 현재 표준과학연구원에서는 ‘수소융합스테이션 신뢰성 기술 융합클러스터’를 기획, 운영하고 있다.

‘수소융복합스테이션 신뢰성 기술 융합클러스터(주관기관: 한국표준과학연구원, 클러스터장: 남승훈)’사업은 수소안전 기술 표준화를 확립하고 이를 바탕으로 수소스테이션 등 수소관련 사업의 확장을 도모함을 목표로 하고 있다.

특히 궁극적으로 수소 안전성 평가 기술 분야를 한국이 주도해 나갈 수 있도록 밑바탕을 마련하는 것도 이 사업의 핵심 중 하나다.

내실 있는 융합네트워킹 조성

2017년 3월부터 시작한 ‘수소융복합스테이션 신뢰성 기술 융합클러스터’ 사업은 분과별 인력 인프라 구축 및 연구 주제 도출, 분과별 교류에 주력해 왔다.

사업의 목표를 달성하기 위하여 4개 기술 분과인 △핵심 부품소재 분과 △핵심 센서 분과 △전력 기술 분과 △주요 기술 글로벌 표준화 분과 등을 운영, 운영위원회가 사업을 지휘해 나가며 총 25개 기관 에서 34명의 전문연구원이 사업에 참여하고 있다.

연간 5회씩의 분과 기획회의와 연간 2회의 총괄회의를 통해 분과별 연구주제를 추진한다.

구체적으로 핵심 부품소재 분과-핵심부품, 첨단 부품, 안전 소재 기술 부문으로 나눠 연구 주제를 도출하고, 핵심 센서분과는 국내 실정과 글로벌 표준에 기반한 원천 기술 확보를 주제로 한다.

또 전력기술분과는 융복합수소스테이션 설비 최적 운용을 위한 알고리즘 및 제어기술을 주요 기술 글로벌 표준화분과는 ISO, ASTM, CSA, IEC 등 관련 기술의 국제표준화를 도출한다.

이제 사업 수행의 중반부로 진입하는 만큼 내실 있는 융합 네트워킹을 통해 수소기반 산업계와 연계된 사업 제안, 해외 협력연구기관과의 네트워크 확대로 수소신뢰성 표준화 달성 등을 이루기 위해 앞으로도 전문연구원들과 함께 활발한 연구교류를 증대해 나갈 계획이다.

특히나 소셜네트워킹을 통한 신속한 교류를 지향, 사업에 관심 있는 국내외 전문가들과의 접촉이 더욱 더 늘어날 것이라 예상하고 있다.

세계적 주요국들은 독자적 수소사회 패러다임을 구축하고 국제적 경쟁력을 강화하고 있다.

이를 위해 지난해 춘게 대한금속 재료학회에서 제4회 수소재료안전 심포지엄(위원장:한국표준과학연구원 남승훈)을 개최했으며, 같은 해 10월 한·중·일 수소재료 공동 국제 워크숍을 중국에서 개최함으로써 이번 사업의 중요성과 의의를 널리 알리기도 했다.

주요 선진국들이 수소사회로의 진입을 위하여 계획 단계부터 실행 단계까지 적극적으로 참여하는데 비해 우리나라는 아직까지 이에 대한 대응조차 미흡한 상황이다.

이러한 상황 속에서 수소 안전성 평가 기술 분야에서는 한국이 선두에 설 수 있도록 ‘수소융복합스테이션 신뢰성 기술 융합클러스터’ 사업이 발판이 되고자 한다.