국내 수소충전소 설립 계획은 2030년까지 660개소를 구축하는 것이다. 그러나 현재 900바^bar 이상을 저장할 수 있는 고압 수소저장용기는 전량 수입에 의존하고 있는 실정이다. 수소경제 활성화와 선도국으로의 도약을 목표로 하는 우리나라로는 해당 용기의 국산화가 필수적이며, 에너지 안보 차원에서도 절실한 상황이라 할 수 있다. 따라서 세계 최초로 100MPa 압력에서 1000ℓ 이상 저장할 수 있는 대형 초고압 수소저장용기를 개발한 에너진㈜의 성과에 더욱 주목할 수밖에 없다. 특히 에너진㈜이 순수 국내 기술로 해당 용기를 개발했다는 점, 소재 역시 국산 제품을 사용했다는 점에서 박수 받을 만하다.

에너진㈜ 연구소장인 이영철 부사장은 “우리 회사가 개발에 성공한 수소저장 압력용기를 적용한 수소충전소는 현재 해외에서 대부분 수입에 의존하는 수소저장 압력용기의 적용 동향을 바꿀 것으로 예상된다”라며 “대한민국이 전 세계 수소전기차 보급 및 수소충전소 구축에 대한 테스트 베드 역할과 산업표준화를 선점할 수 있을 것으로 예상된다”라고 말했다.

또한 “국내 포스코 소재를 사용하여 내수시장을 활성화함과 동시에 자재 수급이 쉽고 유지·보수 시에도 신속한 대응이 가능하다”며, “향후 수소 관련 산업 분야 외에도 보다 안전하고 신뢰성이 높은 고압용기를 필요로 하는 액화천연가스^LNG와초임계 등에 적용할 수 있어 관련 시장 진출이 기대된다”고 밝혔다.

기존 수소충전소에 설치되는 모노블록 형태의 고압 수소저장용기는 900bar 이상의 내압을 요구한다. 해당 용기는 용접이나 단조 ^Forging 공정을 통해 튜브 형태로 제작되는데 그로 인해 압력용기의 결함이 발생할 가능성이 높고, 폭발 사고의 위험성도 있다. 이러한 우려는 결국 수소충전소 구축에 큰어려움이 되는 님비 ^NIMBY 현상으로 이어지기도 한다.

반면 에너진㈜이 개발한 와이어 와인딩 ^{Wire Winding} 방식으로 제작된 고압 수소저장용기는 기존 모노블록 형태의 압력용기 제작 방식을 벗어난 강선 ^{steel wire} 와인딩 방식이다. 이를 통해 내부 용적률을 높이는 것은 물론 용기 자체의 불안정성이 낮아져, 폭발에 대한 우려도 줄게 된다.

또 모듈 형식으로 제작하기 때문에 다단 적층이 가능하다. 따라서 필요시 증설 및 고압 압력용기의 내용적 확대가 용이하다. 수소저장용기 개발을 위해 가장 필요로 했던 철강 소재의 경우 포스코가 수소저장용기 소재로 개발한 ‘그린어블 에이치투 ^{Greenable H2} ’를 사용함으로써 설계에서부터 소재와 제작까지 국산화를 이뤄냈다.

이 부사장은 “강선 와인딩 방식을 적용하는 강 ^鋼 권선 ^{steel wire wound} 고압 수소저장용기는 탄소섬유 복합 재료 용기에 비해 연신율(인장시험에서 쇠붙이 따위가 끊어지지 않고 늘어나는 비율)과 내구력이 높아 제품 안전성 확보가 용이하다”며 “압력용기에 최고 압력이 가해도 보호층 및 내부 코팅 ^{steel liner} 에균열이 발생하지 않고, 내부에 미세 결함이 있더라도 균열 전파를 원천적으로 차단해 안정성이 높다”고 설명했다.

세계 최초이자 국내 최초의 기술이기에, 에너진㈜의 연구개발 R&D 과정 역시 녹록지 않았다. 용기 개발에 참여했던한 관계자는 “강선 와인딩 방식에 의한 고압 수소저장용기 제작과 관련된 국내 법규 및 코드가 없어 소재 구매 단계부터 미국기계학회 ASME 코드인 ASME section Ⅷ division 3을 적용했다. 따라서 ASME 감독관의 감독 아래 전 과정을 진행해야만 했다”며, “개발 단계부터 ASME 코드에 대한 이해와 적용에 어려움이 있었으며, 자투리 시간을 활용해 공부를 병행해야 했기에 시간적으로나 육체적으로 부담이 컸다”라고 대답했다.

난관은 더 있었다. 이 부사장은 “어렵게 ASME 인증을 받았지만, 이후 ASME보다 훨씬 엄격하고 까다로운 한국가스안전공사 KGS 의 인증을 또 받아야만 했다”며 고개를 저었다. 그는 “KGS AC111에 따라 소재 시험이 추가됐다”라며 “수소취성* 검사 기술을 통해 국내 인증을 추가해야 국내에 설치할 수 있는 제품이기 때문이다”라고 말을 이었다. 이부사장을 포함한 연구진은 이전 ASME 인증 과정에서 공부했던 내용과 경험을 바탕으로 또 한 번 인고의 시간을 버텼고, 마침내 KGS 인증을 획득했다.

옛말에 인내는 쓰고 열매는 달다고 했던가. 지난한 과정을 거친 결과, 에너진㈜의 제품은 국내 수소충전소는 물론 미국에서도 바로 사용할 수 있어 향후 사업 확대에 긍정적인 역할을 할것으로 기대된다. 더욱이 ASME 인증은 유럽연합 EU 의 인증과 기준 및 조건이 유사해 독일 등 EU 국가로 수출하는 데 이점으로 작용할 것으로 보인다.

이 부사장에 따르면 현재 에너진㈜은 기존 생산 공정 외 별도의 생산 공정을 구축하고 있다. 이를 통해 소재 다변화와 내부 용적 향상 등 사용자의 편의를 높일 수 있는 다양한 제품을 선보이겠다는 입장이다. 높은 안전성과 합리적인 가격을 바탕으로 국내 수소경제는 물론 글로벌 수소 인프라 구축에 에너진㈜의 역할이 더욱 커질 것으로 기대된다.