지난해 28억원 → 올해 478억원, 예산 450억원 증액

수소 생산·유통 및 연료전지 등 지원과제 10개 확정

정부가 수소산업 육성을 위해 올해 수소 연구개발(R&D) 신규 지원을 지난해보다 17배 이상 늘려 귀추가 주목되고 있다.

산업통상자원부(장관 안덕근)는 국정과제인 ‘세계 1등 수소산업 육성’을 속도감 있게 실행하기 위해 수소 분야 연구개발(R&D) 예산을 지난해 28억원에서 올해 478억원으로 대폭 확대하고 공모 및 평가 절차를 통해 상반기 지원과제 10개(243억원)를 확정했다고 밝혔다.

이번에 신규 지원되는 과제는 신재생에너지 핵심기술개발사업으로 수소생산 및 유통분야 6개, 연료전지 4개 등으로 공기업과 민간기업은 물론 연구기관들도 대거 포함돼 있더 연구개발 활동에 가속도가 붙을 것으로 예상된다.

재생에너지 연계 1㎿급 AEM 수전해 스택 및 상용 시스템 개발

재생E 연계 저온 수전해 수소 생산 및 운영 실증

분야별 신규 과제를 살펴보면 우선 수소 생산 및 유통분야는 대표적으로 HD현대중공업과 아크로랩스가 공동 주관하고 울산테크노파크와 한국동서발전이 함께 수행하는 ‘재생에너지 연계 1㎿급 AEM 수전해 스택 및 상용 시스템 개발’이 눈에 띤다. 현재 알카라인 및 고분자전해질막(PEM) 수전해 기술이 상용화돼 있지만 각각 효율이 낮고 부피가 크거나(알카라인) 고가의 귀금속을 소재로 활용해야 하는(PEM) 등의 단점을 가지고 있어 경제성 있는 수소 생산에 걸림돌로 작용하고 있다. 반면 음이온 교환막(AEM) 수전해 시스템은 효율이 높고 시스템 가격이 상대적으로 저렴해 차세대 수소 생산기술로 주목받고 있다. 이에 수행기관은 이번 과제를 통해 ▲AEM 수전해 스택의 핵심소재(전극·촉매 등) 및 BOP를 개발 ▲250㎾급 AEM 스택 모듈 4개를 결합한 1㎿급 수전해 시스템의 제작 및 실증을 통한 양산기술 확보에 나선다. 정부는 AEM 수전해의 ㎿급 상용화 기술개발을 통해 글로벌 시장에서의 경쟁력을 확보한다는 계획이다. 과제 수행기간은 2024년 4월(이외 과제 시작 기간은 동일)부터 2028년 3월까지 총 4년(총사업비 204억원, 국비 122억원)이며 AEM 수전해 핵심소재인 전극과 촉매 등 개발을 통해 국내 최초로 시스템을 국산화할 예정이다.

이어 한국수력원자력을 비롯해 삼성물산, 현대건설, 두산에너빌리티, 한국원자력연구원 등 12개 기관이 참여해 원전 및 재생에너지 환경을 고려한 청정수소 생산기반 기술 확보에 나선다. 이들 수행기관들은 ‘재생에너지 조화형 무탄소 전력 연계 저온 수전해 수소 생산 및 운영 실증’ 과제를 통해 ▲원전 및 재생에너지 환경을 고려한 수전해 시스템 설계 ▲원전 안전성 평가 및 관련 규정 분석 등을 통해 원자력 발전소 전원 활용을 위한 인허가 취득 ▲세계 최초 10㎿급 수전해 플랜트 구축 및 실증을 통해 무탄소 전원 연계 저온 수전해 운영 기술 확보 등을 추진한다. 정부는 원자력 발전소 인허가 관련 불확실성 해소 및 무탄소 전원을 활용한 청정수소 생산기술 확보를 통해 원전과 수전해 시스템을 연계한 수출 모델을 마련한다는 계획이다. 과제 수행기간은 2024년 4월부터 2028년 3월까지 총 4년이며 총사업비 829억원(국비 290억원)이 투입된다.

수소충전소 내 핵심설비·부품 내구성 및 효율 향상

실내 수소충전소 설치·안전기준 제도화

이와 함께 고등기술연구원을 비롯해 한국자동차연구원, 범한산업, 코하이젠 등 12개 기관은 ‘수소충전소 내 핵심설비와 부품 내구성 및 효율 향상’ 과제를 수행한다.

산업부에 따르면 현재 해외제품에 의존하고 있는 수소충전소 핵심기자재(압축기, 냉각기, 충전기)는 성능 및 신뢰도가 낮아 실제 사업화 및 보급에 애로를 겪고 있어 국산품 활용을 위해 성능개선 및 신뢰도 확보를 위한 기술개발이 필요한 실정이다.

이에 수행기관들은 이번 과제를 통해 ▲수소충전소 3대 기자재 핵심부품 8종*의 국산 부품의 내구성 1.5배 향상 ▲전력소비량 20% 이상 절감 ▲신뢰도 제고 등에 나선다. 정부는 이번 과제를 통해 국내 수소충전소 구축 시 국산품 활용을 늘리고 한국형 수소충전소 모델 개발을 통한 수출 사업화를 추진할 계획이다. 과제 수행기간은 오는 2029년 3월까지 5년간이며 총사업비 191억원(국비 156억원)이 투입된다.

또 수소 지게차 등 산업, 물류용 수소 모빌리티의 사용 확산에 대비해 안전기준 제도화 및 평가장비 개발이 추진된다.

범한퓨얼셀을 비롯해 한국가스안전공사, 하이코스 등 7개 기관은 ‘모빌리티용 실내 수소충전소 및 고압호스 안전성 검증/안전기준 개발’ 과제를 수행한다. 오는 2027년 12월까지 총사업비 76억원(국비 56억원)이 투입되는 이번 과제에서 이들 수행기관은 실내충전기(H35급, H70급) 및 고압호스 인증기준 개발을 통한 KGS Code 기준 제도화를 비롯해 관련 평가장비(트레일러, 모빌리티용) 개발을 추진한다. 정부는 실내 수소충전소 설치기준 제도화를 통해 다양한 실내용 수소 모빌리티 개발 및 사업화를 촉진한다는 계획이다.

이밖에도 ▲암모니아 운송 배관(직경 200mm 이상) 위험성 평가 안전진단/안전기준 개발(유티이씨 등 6개 기관, 3년 9개월) ▲수소충전소용 100㎏g/h급 이오닉 피스톤 압축기 개발(동화엔텍 등 6개 기관, 3년 9개월)이 수소 생산 및 유통분야 신규과제로 선정됐다.

민군 공동 활용 위한 전술용 100㎾급 이동식 수소발전기 개발

200㎾ 이상급 선박용 연료전지 파워팩 개발

연료전지 분야에서는 먼저 기아와 현대모비스, 롯데케미칼, 현대자동차 등 13개 기관이 함께 ‘민군 공동활용을 위한 정격 100㎾급 이동형 수소연료발전기 및 확장식 수소공급장치 개발’ 과제를 수행한다.

정부는 K-방산 첨단화를 위해 기존 디젤발전기 대비 내진동·저소음 특성이 뛰어나고 군 기동 무기체계에 적합한 이동형 연료전지 발전기 개발이 필요하다고 판단해 오는 2028년 3월까지 총사업비 324억원(국비 173억원)을 투입해 군대에서 제시한 운용조건 구현이 가능한 100㎾급 이동형 수소연료전지 및 확장식 수소공급장치를 개발하고 이를 탑재할 수 있는 군 작전환경에 적합한 5톤급 전륜구동형 차량 개발할 예정이다. 이번 과제는 수요연계형 과제로 군대의 실증단 평가에 따라 즉시 사업화가 기대되며 향후 소방, 재난 안전 등의 민간영역에서도 활용될 것으로 기대된다.

이와 함께 최근 강화된 해양 환경규제에 대응 가능한 무탄소 배출 친환경 선박용 수소연료전지 추진시스템 개발이 추진된다.

정부는 오는 2027년 3월까지 총사업비 265억원(국비 126억원)을 투입해 해상 환경에 대응 가능한 ‘200㎾급 이상 선박용 연료전지 파워팩 개발’에 나선다. 한화에어로스페치스, 현대제철, 한국선급 등 8개 수행기관은 과제를 통해 파워팩 효율 54%이상, 출력 200㎾ 이상, 내구 30,000시간 이상 등의 성능을 확보한 해상용 연료전지 스택 개발 및 해상환경에서의 실증을 통한 선급인증 취득을 목표로 하고 있다. 정부는 세계 최고 수준의 200㎾급 선박용 연료전지 파워팩 기술 확보를 통해 다양한 수소 선박 개발 및 친환경 선박 시장 선점 기대하고 있다.

이외에도 ▲실시간 품질관리를 위한 SOFC와 PEMFC의 셀 및 핵심부품의 딥러닝 기반 제조품질 안정화 기술개발(엘에이티 등 6개 기관, 2년) ▲구조/계면제어형 탄화수소계 강화복합막 양산기술 개발(코오롱 중앙기술원 등 6개 기관, 4년) 등이 연료전지 신규과제로 선정됐다.

한편 수소분야 하반기 신규 연구개발(R&D) 지원과제(8개 과제 총 234억 원)는 오는 5월 말에 공고하고 평가절차를 거쳐 올해 8월 중에 수행기관 등을 확정할 예정이다.