Special Report/자동화분야 3개 사의 수소 사업 전략

 

 

지속 가능한 그린 에너지의 열쇠, 수소(水素)

 

 

그린에너지의 핵심으로 수소(H2)가 부상하고 있다.

수소는 액화 시 부피가 1/800로 줄어 보다 효율적인 장거리 수송이 가능하며, 장기적으로 온실가스 배출을 저감할 수 있는 해결책으로 기대된다.

우리나라 역시 수소의 필요성을 반영하여 정부에서 지원책을 논의 중이며, 두산, 현대차, SK 그룹 등 산업계 역시 그룹사별로 수소사업 투자가 활발하다. 수소산업은 현재 수소모빌리티, 발전, 선박, 건설기계, 백업전원 등의 어플리케이션이 진화 중에 있다.

수소의 생산 운송 ·저장, 소비라는 생태계에는 자동화 시스템과 계장, 전기 전력계통이 필요하다. 따라서 이러한 수소 생태계에 역할을 할 수 있는 산업 자동화업체들 역시 수소분야에 역량을 기울이고 있다.

구체적인 사업방향을 잡고 적극적으로 사업을 전개하고 있는 한국ABB와 한국요꼬가와, 스웨즈락코리아 이 3개사의 수소 사업전략을 취재했다.

 

<기획·취재/최교식 기자 cks@engnews.co.kr>

 

 

  

 

 

“스웨즈락 팀과 협력해 저탄소 차량 혹은 청정 에너지 세대를 위한 유체시스템 개발에 필요한 제품과 지원을 받을 수 있어”

 

 

 

스웨즈락 코리아 이재영 대표이사 (사진 스웨즈락코리아)

 

 

Q. 스웨즈락은 생산, 운송 및 저장, 소비 등 수소 생태계에서 어떤 역할을 하나?

A. 스웨즈락은 전 세계 기업의 수소에너지 산업 확대에 30년 이상 함께 했다. 다양한 수준의 가스 순도에서 수소를 혼합, 수송, 연소하기 위해 필요한 유체 시스템과 공정을 개발하는 데 참가하기도 했다. 예를 들어, 수소에 최적화된 차량용 대체 연료 시스템 및 충전소 인프라 개발, 수소 생산을 위한 개질 및 화학 처리에 수소를 사용하는 기업 등, 매우 다양한 업체와 협업해 왔다.

스웨즈락의 공식 영업 및 서비스 센터인 스웨즈락 코리아는 고객들에게 고품질 유체 시스템 제품과 완벽하게 엔지니어링된 조립품을 비롯해 유체 시스템의 안전성, 효율성 및 수익성을 극대화하는 데 필요한 포괄적인 애플리케이션 전문 지식을 제공한다.

스웨즈락은 고객들과 긴밀히 협력하고 당사의 핵심 강점을 통해 고객의 문제를 해결한다. 재료 과학과 최종 애플리케이션의 요구 조건을 충족하는 데 필요한 스웨즈락의 전문 지식은 수소를 안전하고 효과적으로 저장, 운송할 뿐만 아니라 사용할 때 갖춰야 할 요구 조건을 설정하는 데 도움을 제공한다.

당사는 엔지니어링, 설계 및 조립, 교육 서비스 등, 고품질의 신뢰할 수 있는 다양한 솔루션을 포함한 현지 지원 서비스를 제공한다. 이를 통해 고객들은 유체 시스템을 안정적으로 운영하고, 공장의 안전성을 확보하며 비용 효율성을 더욱 높일 수 있다.

스웨즈락은 이러한 서비스 외에도 수소 자동차 및 충전소 애플리케이션에 활용할 수 있는 다양한 제품을 보유하고 있다.

 

Q. 스웨즈락이 수소산업에서 가질 수 있는 경쟁력은 무엇인가?

A. 스웨즈락은 고압 및 저분자 유체 시스템에서 누출이 적고 안전하다는 것이 업계에서 입증되었다. 까다로운 대체 연료 애플리케이션에서 누출을 최소화하기 위해 허용 오차를 엄격하게 관리하고 적합한 재료 구성을 갖춘 인증 제품을 제공하기 때문이다.

그리고 스웨즈락은 배기가스 감축을 위해 고객이 공정 혹은 시설을 전면 개조하지 않고 수월하게 목표를 달성할 수 있도록 지원한다. 당사의 유체 시스템 전문가들은 먼저, 고객사의 직원과 수익성 그리고 환경을 보호하는 데 도움이 되는 저배출 인증 밸브 등의 누설 방지 유체 시스템 제품을 찾아 드린다. 또한 시스템 설계 대안들을 추천해, 비산 배출을 방지하는 방법에 대한 인사이트를 제공한다.

에너지 전환에 직접 투자하는 고객들은 스웨즈락 팀과 협력하여 저탄소 차량 혹은 청정 에너지 세대를 위한 유체 시스템 개발에 필요한 제품과 지원을 받을 수 있다. 탈탄소, 무공해 배출 혹은 보다 친환경적인 유체 시스템을 운영해야 할 때, 스웨즈락에 문의해 주시길 바란다.

 

Q. 수소산업을 지원할 수 있는 스웨즈락의 솔루션으로는 어떤 것이 있나?

A. 유체 시스템에 대한 전문지식이 바로 스웨즈락의 핵심 경쟁력이며, 우리는 한국 수소 시장 고객들을 지원할 수 있는 제품, 솔루션 및 역량에 대한 포트폴리오를 보유하고 있다.

수소용 유체 시스템은 고압의 저분자 가스를 효과적으로 수용할 수 있는 높은 무결성의 부품을 필요로 한다. 스웨즈락은 고객에게 특수 연료 시장의 최고 난제 해결을 위해 특별히 설계된 고성능 스웨즈락 유체 시스템 제품들을 제공하다. 당사의 스테인리스 스틸 부품은 대체 연료 차량과 인프라 구축에 필요한 밀폐성, 그립 강도, 열 성능, 내식성, 유연성 및 조립 편의성을 제공하도록 설계됐다.

스웨즈락의 공식 판매 및 서비스 센터인 스웨즈락 코리아에서는 이러한 부품들을 한정적으로 평생 보증한다(Swagelok Limited Life Warranty).

수소 연료 시스템에 적용할 수 있는 다양한 압축 튜브 피팅과 방식들이 있지만, 수소 애플리케이션이 요구하는 다양하고도 고유한 성능을 충족할 수 있게 설계된 제품은 거의 없다.

스웨즈락은 수소 호환 제품 외에도 현장 엔지니어링, 맞춤형 솔루션의 설계 및 조립, 그리고 교육 서비스를 제공하여 고객들이 해당 분야에서 목표를 이룰 수 있도록 지원한다는 점도 다시금 강조하고 싶다.

당사에서는 튜브 피팅 설비 방법, 콘 앤 쓰레드(cone & thread) 설비 방법, FK 시리즈 피팅 설비 방법, 수소 취성에 대응할 수 있는 재료과학 등의 교육 프로그램을 제공한다. 이를 통해 고객은 주요 가스 시스템을 효과적으로 관리하고 수소 시스템에 적합한 기준을 찾아갈 수 있다.

 

Q. 그 가운데 주력 제품이나 솔루션은 무엇이며, 해당 제품 또는 솔루션의 특징 및 경쟁력은 무엇인가?

A. 스웨즈락의 고품질 수소 제품군 중에서도 FK 시리즈 피팅은 수소 애플리케이션용으로 특수 제작되어, 토크(torque) 또는 회전 체결이 가능할 뿐 아니라, 뛰어난 튜브 그립과 누설 방지 기능까지 갖추고 있다. FK 시리즈 피팅만의 독특한 이중 설계 방식과 사전 조립 카트리지는 정확한 페럴 방향과 페럴의 현재 상태를 시각적으로 확인할 수 있도록 해, 손쉬운 설비가 가능하다. FK 시리즈 압축 피팅은 조립자가 피팅을 약 5배 더 빠르게 설치할 수 있도록 하는 동시에 수압 테스트 및 인수 테스트 중 재작업이 필요하지 않게 해준다.

스웨즈락 316 스테인레스 합금은 내식성 향상을 위해 매우 엄격하게 제어되고 있다. 당사의 광범위한 재료 과학 전문 지식을 바탕으로, 스웨즈락 FK 시리즈 피팅은 니켈 함량 12% 이상의 316 스테인리스 스틸을 사용하여 수소 취성에 대한 저항력을 강화시켰다.

FK 시리즈 피팅은 수소 애플리케이션에 필요한 누설 방지 성능과 용접 접합부에 상응하는 기계적 강도를 제공한다. FK 피팅은 점검도 손 쉬워, 전체적인 인건비와 유지보수 비용을 절감해준다.

스웨즈락의 FK 시리즈 피팅은 실로 이례적인 제품이다. 특허받은 설계, EC-79, R134 및 EIHP 인증, 최대 1050bar의 압력 정격을 갖춘 FK 시리즈는 수소 애플리케이션을 위해 설계됐다. 니켈을 최소 12% 함유한 316 스테인리스 스틸로 만들어져, 출시 이후로 매우 다양한 산업군과 애플리케이션에서 그 쓰임새를 발견하였으며, 현재와 미래의 차량 및 기반시설을 위한 최적의 선택지로 인정받았다.

이러한 이유로 대한민국의 수많은 수소충전소에서는 보다 청정한 환경 구축을 위해 FK시리즈 피팅을 설치했다.

 

 

 

 

FK 시리즈 피팅

 

 

Q. 수소분야 글로벌 레퍼런스가 있으면 소개를 부탁한다.

A. 2017년 초, 유럽연합은 수소연료전지 버스의 상용화를 앞당긴다는 총체적 목표를 가지고 프로젝트 JIVE (Joint Initiative for Hydrogen Vehicles across Europe)를 시작했다. 프로젝트 JIVE로 인해 영국 맨체스터에 위치한 첨단 공학소재 제조업체인 럭스퍼 가스 실린더 (Luxfer Gas Cyliners)에게 차량 배기가스를 줄이는 것은 필수 과제가 됐다.

럭스퍼 사는 수소연료 버스의 가격을 낮추기 위해 자사 애플리케이션용 실린더 시스템 제조 방식을 바꿔야 한다는 점을 알고 있었다. CNG 및 수소 차량 수요가 급격히 증가함에 따라, 럭스퍼는 그들의 차량 제조 고객에 대한 의무를 다하기 위해 EC-79 인증 공급업체를 필요로 하는 상황이었다.

EC-79는 유럽연합 내에서 통용되는 인증으로, 테스트를 거치지 않았지만 수소 차량에 사용하기에 적합한 제품 분류에 적용된다. 수소 시스템이 30bar 이상 압력에서 작동하는 경우, 시스템상 모든 제품들은 EC-79 승인을 받아야 한다. EC-79 인증 절차는 많은 노력과 헌신을 요해서, 럭스퍼에 부품을 공급하는 곳 중 인증 획득에 기꺼이 참여하려는 업체가 거의 전무했다. 그러나 스웨즈락 맨체스터 지사만큼은 럭스퍼의 고민을 귀기울여 듣고, 도전에 나섰다.

스웨즈락 맨체스터와 럭스퍼 간 협동 프로젝트로, 스웨즈락 피팅, 밸브, 튜브 및 기타 관련 유체 시스템 부품이 사용되는 수소 연료 매니폴드 공급 시스템이 EC-79 인증을 받는 결실을 맺었다. 이 프로젝트의 직접적인 결과로 144대의 수소 연료 전지 버스가 현재 운행되고 있으며 럭스퍼는 지난 3년 동안 약 100%의 사업 성장률을 보였다.

 

Q. 국내 수소산업의 시장성을 어떻게 전망하나?

A. 정부는 2019년 수소경제 활성화 로드맵을 발표한 이후, 수소경제 이행을 위한 제도적 기반을 구축해 수소차·수소충전소·연료전지 보급 분야에서 2년 연속 세계 3관왕을 기록했다. 또한 트램, 화물·청소트럭, 지게차 등 다양한 수소 모빌리티 실증을 통해 수소경제 성과가 가시화되고 있다.

올해 정부는 수송 부문에 집중할 계획 하에, 수소차 2만 8000대 보급과 충전 기반시설 확충을 위해 작년 대비 2배 이상의 예산을 투입했다. 특히 환경부는 2021년 10월 발표한 탄소 중립 이정표 개요안과 같이 무공해차 보급과 인프라 확충에 총력을 다한다는 계획으로 2030년 무공해차 450만대 보급 목표 달성을 위해 수소전기차 보급사업에 집중하고 있다.

 

Q. 국내 수소산업을 발전시킬 수 있는 요인으로는 어떤 것을 꼽나?

A. 수소는 어떤 연료보다 질량당 에너지가 높지만 단위 부피당 에너지는 낮은 편이기 때문에, 더 높은 에너지 밀도를 산출할 수 있는 선진 저장 방식이 필요하다. 차량 애플리케이션의 수소 저장 효율을 위해서는 일반적으로 350~700bar에 이르는 고압 탱크와 연료 시스템을 필요로 하며 수소 충전소의 경우에는 차량 자체의 요구 압력을 효과적으로 충족시키기 위해 압력이 900~1000bar로 훨씬 더 높아야 한다.

수소 운송 인프라 전반에 걸쳐 수용 가능한 수준의 고압을 유지하면서 동시에 비용이 많이 드는 누설을 일체 방지하는 것은, 다양한 운송 애플리케이션에 맞춰 실행 가능하고 효율적이며 실용적인 기술을 만드는 데 매우 중요하다. 새로운 종류의 수소 연료 아키텍쳐를 위한 설계 및 재료 선택은 이러한 고압 및 누설 방지 성능을 고려해야 한다.

보다 지속 가능한 미래에 기여하는 것은 중요하며, 스웨즈락은 향후 몇 년에서 수십년 간 실행 가능한 제로 또는 배출량이 낮은 차량 기술 개발에 힘쓰는 OEM 제조사들을 위해 각종 서비스를 지원하며, 뛰어난 품질의 제품을 제공하기 위해 최선을 다하고 있다. 당사는 재료 과학과 극한의 압력 및 온도 그리고 중요 애플리케이션에서 신뢰할 수 있는 누설 방지 접합을 제공하는 데 폭넓은 경험을 보유하고 있다. 당사는 이러한 전문 지식을 활용해 친환경 운송에 대한 니즈를 만족하면서 안전과 효율성 및 신뢰성에 대한 고객의 기대를 충족하기 위해 노력하고 있다.

 

Q. 스웨즈락의 수소 분야 시장확대 전략은 무엇인가?

A. 당사는 한국 수소 시장 고객을 지원할 수 있는 강력한 제품과 솔루션 및 역량을 갖추고 있다.

우리는 고객을 위해 가치를 창출할 수 있는 기회를 지속적으로 주시하고, 이에 투자할 것이다. 스웨즈락은 앞으로도 고객이 직면한 유체 시스템 과제를 파악하고 동시에 유체시스템의 안정성 증진, 다운타임 최소화 및 안정성 극대화와 총 생애 주기 비용 제어, 산업 규정 준수 등을 돕기 위해 고객과 긴밀히 협력할 계획이다.