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효성, 50년 중공업 노하우…세계 최고 수소충전소 경쟁력 갖춰

황시영 기자
2019.05.22 17:30 1,669 0

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[수소엑스포 D-28]CNG 충전소, 압축기 등 국내 40% 점유…수소연료탱크용 탄소섬유 양산 채비 마쳐

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효성은 국내 수소충전소 시스템 시장에서 40% 점유율로 1위 사업자다. 최근 수소경제 흐름을 타고 수소충전소 설비 구축 점유율 확대를 노리는 동시에 수소전기차 수소연료탱크에 쓰이는 탄소섬유를 개발, 양산을 시작했다.

효성은 2008년 현대자동차로부터 경기도 화성 남양연구소 수소충전소 건립을 제안받으면서 이 사업에 뛰어들었다. 2016년 서울 양재에 국내 최초로 700바(bar) 규모 급속 충전소를 설치한 것을 기점으로 총 8곳의 수소충전소를 구축했고 7곳을 건립 중이다.

효성이 일찌감치 수소충전소 사업에 뛰어들 수 있었던 배경에는 50여년간 중공업 분야(압축기, 회전기 등)에서 쌓아온 기술력이 작용했다. 특히 CNG(Compressed Natural Gas·압축천연가스) 충전소를 건립·운영하면서 고압가스 처리 기술을 축적해온 것이 수소충전소 사업의 경쟁력으로 이어졌다.

◇수소 충전기·냉각시스템·압축패키지 자체 개발=효성은 수소충전소 건립에 필요한 자재 공급, 생산, 조립, 건립에 이르는 토탈 솔루션을 제공한다.

효성은 서울 양재, 울산 옥동·연암동, 울주 웅촌 복합충전소, 울주 온산 그린 복합 충전소, 현대모비스 충주공장, 광주 자동차부품연구원, 한국도로공사 안성휴게소 등 8곳의 수소충전소를 구축했다.

고속도로 휴게소 4곳(안성, 백양사, 성주, 언양 등)의 수소충전시스템 구축 사업을 수주했고, 지난달 12일 안성휴게소 충전소(하행선)가 운영을 시작했다. 안성휴게소 충전소는 수소전기차 1대당 5분 안에 완전 충전(현대차 넥쏘 기준 600㎞ 주행 가능)이 가능하다. 친환경 차량인 전기차와 비교해 1대당 25분의 충전시간이 단축된다.

이밖에 현대차가 발주한 국회 및 강동구의 수소충전소 사업도 수주했다. '규제 샌드박스' 1호인 국회 수소충전소는 올 여름 개장을 목표로 작업이 진행중이다.

회사 관계자는 "효성의 수소충전소는 설치 면적이 경쟁사 대비 적으면서 압축기 내구성이 좋다"며 "수소 충전기, 수소가스 냉각시스템, 수소가스 압축 패키지 등을 자체 기술로 국산화했다"고 말했다. 수소충전 시스템의 국산화율은 약 40%이며 압축기는 독일 호퍼(Hofer)사 제품을, 저장용기는 미국의 피바테크(FIBA Tech) 제품을 쓰고 있다.

효성은 실시간 데이터 분석을 통해 충전 현황은 물론 문제 발생시 재빠르게 원인을 파악할 수 있다. 수소 감지기, 불꽃 감지기, 압력센서를 실시간 안전관리할 수 있는 시스템도 갖췄다.

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◇수소연료탱크 핵심부품, 탄소섬유 양산 본격화=효성은 수소충전소 사업을 확대해나가면서 수소전기차용 수소연료탱크 핵심부품인 '탄소섬유'도 개발해 일부 시판중이다. 일본 도레이가 장악하고 있는 수소연료탱크 탄소섬유 시장을 뺏어오겠다는 것이다.

수소를 저장해 연료전지스택에 보내는 역할을 하는 수소연료탱크는 고강도의 플라스틱 재질 원통형 용기다. 여기에 탄소섬유 실을 감아 강도와 안정성을 높인다. 초경량이면서도 일반 공기보다 500배~900배의 고압에 견뎌야 하는 수소연료탱크 제작에서 비용과 안전성을 담보하는 핵심이 탄소섬유다. 고가의 탄소섬유를 최대한 덜 쓰면서 고압에서도 잘 견디고 큰 충격을 받더라도 터지지 않고 수소가스가 새어 나오도록 만드는 것이 기술력의 척도다.

효성은 수소연료탱크용 탄소섬유 생산을 위해 지난 2월 468억원을 투자해 전주에 있는 효성첨단소재 생산공장을 증설하겠다고 밝혔다. 전주 탄소섬유 공장은 현재 연산 2000톤에서 4000톤 규모로 증설하며, 2020년 완공된다.

탄소섬유는 철보다 4배 더 가벼우면서 10배 더 강해 '꿈의 소재'로 불린다. 연료용 CNG 고압용기, 자동차용 구조재, 풍력, 우주항공용 소재와 스포츠·레저 제품 등 철이 사용되는 모든 곳에 대체재로 활용할 수 있는데, 연 13% 이상 고속성장하는 시장이다.

효성은 2007년 탄소섬유 개발에 뛰어들었다. 2011년 국내 최초의 고성능 탄소섬유 브랜드 탄섬(TANSOME®)을 내놨다. 효성에 따르면, 2030년까지 수소연료탱크는 현재 시장보다 120배, CNG 고압용기는 4배 이상 성장이 예상된다.

효성 관계자는 "정부 수소경제활성화 로드맵에 따라 부품 국산화율을 높이면서 시장선도적 위치를 확고히 하고 수소산업이 성장 중인 일본·중국 등 아시아 시장을 본격적으로 공략할 것"이라고 말했다.

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