	보 도 자 료
	2019년 9월 26일(목)
문 의	대외협력실 이현주책임(02-3660-1833)
	정책기획실 김주홍실장(1882), 이지한책임(1864)

자동차산업연합회, 제5회 자동차산업 발전포럼 개최

- 주제 “수소모빌리티 산업의 인프라 구축과 안전정 확보” -

- 차량 보급초기 단계 수소충전기 운영보조금 연간 1~1.5억원 지원 필요

- 수소 시공 및 운전 관련 전문인력 부족, 안전분야 지원 상대적 미흡 등 지적

- 국가 R&D 효율성 제고를 위한 출연연구소의 예산방식과 연구체제 개혁 필요

자동차산업연합회*(회장 정만기, 한국자동차산업협회장)는 9월 26일(목) 오전 9시 30분, 한국자동차산업협회 대회의실에서‘수소모빌리티 산업의 인프라 구축과 안전성 확보’를 주제로 제5회 자동차산업 발전포럼을 개최하였다. 이번 포럼은 수소모빌리티 산업 확산을 위한 수소충전소 보급 등 인프라 구축방안을 모색하고 수소전기차 및 수소에너지 대한 안전성 확보방안을 강구하기 위해 마련되었다.

* 자동차산업 관련 6개 기관(한국자동차산업협회, 한국자동차산업협동조합, 자동차부품산업진흥재단, 자동차부품연구원, 한국자동차공학회, 수소융합얼라이언스추진단)의 연합체로 지난 3월 12일(화)에 발족

이번 포럼에는 김원식 하이넷 부장, 곽채식 가스안전공사 처장과 김준규 한국자동차산업협회 이사가 주제발표를, 김민수 서울대 교수 주재로, 정기석 한국에너지기술평가원 수소연료전지 PD, 현철 ㈜효성중공업 전무, 우항수 울산테크파크 센터장이 토론자로 참석하였다. 2부에서는 김병관 ㈜한국에너지재료 대표와 이동활 ㈜범한산업 이사가 신기술/신제품 발표를 하였다.

첫 번째 주제발표를 한 김원식 하이넷 부장은 ‘수소충전소 구축애로 및 건의사항’에서 수소 차량증가에 따라 25kg/hr 충전소의 경우 2026부터 가동률이 100% 지속되고, 50kg/hr 충전소는 2030년 가동률이 92%에 이를 것으로 전망하며, 현재 수익구조로는 수소충전소사업이 2028년까지 계속 적자를 볼 수밖에 없다고 강조했다.

하이넷 경제성 분석에 의하면, kg당 수소판매가격 8천원, 수소매입가격 6천원, 수소마진 2천원을 가정하고 정부 운영보조금 없이 운영할 경우 ‘19년 20억원, ‘21년 66억원, ‘23년 144억원, ‘25년 128억원 등 ‘27년까지 적자를 기록하다가 ‘28년에 겨우 5억원의 수익이 발생하였다. 또한 정부 운영보조금을 연간 1억원을 받을 경우 적자폭이 완화되었으며, 정부에서 튜브 트레일러를 지원할 경우 유통비 절감으로 kg당 수소 마진이 1천원 추가 발생하여‘28년에는 188억원의 흑자를 기록할 것으로 나타났다.

현재 국내 수소차 보급대수는 약 3,000여대로 규모의 경제가 형성되어 있지 않아 충전소 판매마진으로는 운영이 힘든 상황으로, 차량보급이 늘어나 상업적으로 자립 운영이 가능한 시기까지는 운영보조금 지원이 불가피하다고 강조하였다. 일본의 경우 전년도 운영비의 2/3을 지급하고 최대 2.2억원을 지원, 미국은 충전소당 연간 최대 30만달러를 3년간 지원하고 있다며, 우리나라도 1~1.5억원 수준에서 정부의 보조금 지원이 필요하다고 말했다.

현재 단일 보조금 기준(1개소당 15억원)으로 지급되고 있는 충전소 설치 보조금도 설치 용량, 공급방식에 따라 보조금 지급방식을 조정해야 한다고 말했다. 이밖에 ▲수소충전소 전기료 인하(산업용 전력요금 적용), ▲튜브 트레일러 1기당 2억원 지원, ▲ 수소충전소 부지 확보 지원(공공기관 및 버스공영차고지 부지, 복층형 수소충전소 설치 등) 등을 건의했다.

두 번째 주제발표를 한 곽재식 한국가스안전공사 처장은 ‘수소자동차 충전소 안전확보 방안’에서 현재 수소충전소는 상업용 및 연구용을 포함하여 35기가 설치되어 있으며, 고압가스안전관리법에 따라 시설 및 제품 등에 대해 안전관리를 실시하고 있다고 말했다.

지난 5월 25일 발생한 강릉 강원테크노파크 “수소저장탱크 폭발”과 6월 10일 발생한 노르웨이 “수소충전소 폭발”사건을 계기로 수소 전시설에 대해 긴급 점검을 실시한 결과, ▲국내 수소충전소 건설에 국내업체 뿐만 아니라 해외에서도 참가하고 있어 국가별 시공방법에 따른 혼선이 우려되고, ▲충전 등 연료로서 수소 시공 및 운전역량은 수소만을 전문적으로 취급한 기간이 짧아 인력이 부족하고 ▲수소안전 설비 및 부품 국산화율이 낮아 사고 발생시 긴급대처가 미흡한 점, ▲수소 충전소 안전분야에 대한 정부의 지원이 상대적으로 미흡한 것이 문제점으로 나타났다.

따라서 수소충전소 안전관리 방안으로 ▲(설계, 시공) 국제기준에 부합한 안전기준 강화 및 품질인증 확대, 충전소 표준시공 매뉴얼 제정, ▲(운영관리) 매년 정밀안전진단, 상시 모니터링 시스템 운영, 압력 등의 충전표준 제정 ▲(저장, 운송) 저장탱크 취성 및 이물질 검사 도입, 운송차량의 안전관리기준 강화, ▲(사고대응) 지역별 긴급대응체계 구축, 사고대응 표준 매뉴얼 제정 등을 제안했다.

세 번째 주제발표를 한 김준규 이사는 ‘우리나라 R&D 투자현황과 개선방향’에서 우리나라 R&D 투자액은 세계 5위, GDP 대비 R&D비중은 세계 1위로 높지만, R&D 생산성은 논문 및 특허 점유율, 기술무역수지 등 산출물에 비추어보아 저조한 수준이라고 말했다. 이는 “정부 R&D 자금이 중소기업 위주의 나눠주기식으로 배분되고 연구성과보다는 절차적 합리성 확보에 치중했기 때문이다”고 지적했다.

김 이사는 R&D 등 기술개발 및 제품기획 단계부터 대기업-부품업체간 협업 관계가 형성되어야 이후 생산과정과 납품 관계에서도 원활한 협조 관계가 이어진다고 강조했다. 그런데 우리나라는 2012년 이후부터 정부 사업에서 대기업(완성차) 참여가 사실상 배제되었고, 산업부 R&D 예산중 대기업 지원 비중도 2011년 17.7%에서 2017년 4.6%까지 큰 폭으로 떨어지면서, 업체간 기술 협업기반이 와해되어 R&D 분야에서의 효율성 저하와 이에 따른 핵심부품 국산화 및 원가절감 지연 등 부작용을 초래했다고 설명했다.

따라서, 우선적으로 “대기업을 국책기술과제에서 배제할 것이 아니라 완성차-부품소재기업간 교류를 통한 기술협업이 활발히 일어날 수 있는 상생협력 모델이 되도록 지원체계를 개선해야 한다”고 주장했다. 그리고 정부 R&D 지원방식은 과제선정 및 이행을 신속히 하고, 연구결과와 자율성에 초점을 맞추기 위해 현금지원 방식 보다는 기업 세액공제 방식을 확대해야 나가야 한다고 주장했다.

이 경우 주요 경쟁국처럼 R&D 세액공제는 투자비의 20~30%, 설비투자 공제는 10% 이상으로 상향해야 한다고 제안했다.

또한, 현재 정부과제 위주로 운영되는 출연연구소는 연구자체 보다는 절차 합법성 위주 감사에 치중 연구자율성을 저해하는 근본원인으로 작용하고 있고, PBS(Performance Budgeting System) 도입으로 출연연은 운영비를 확보하도록 하였으나 과도한 수주경쟁, 연구자별 과다 과제 등으로 연구집중도와 생산성 저하되어, 민간과제 출연 중심으로 체계를 바꿔나가야 한다면서, 출연연구소의 예산편성 방식을 독일 프라운호퍼처럼 기업과제 1/3 유치시 정부가 출연금 1/3 제공하고 나머지 1/3은 PBS로 지원하는 방식으로 개편할 필요가 있다고 말했다.

포럼 2부에서는 부품업체 신기술/신제품 발표가 이어진 바, 첫 번째 발표자로 나선 ㈜한국에너지재료 김병관 대표는 ‘고체수소 저장기술’에서 수소저장 물질과 관련된 생산/제조기술의 확보를 위해서는 10년 이상의 지속적인 연구개발과 천문학적인 연구개발 비용이 요구된다면서, “한국에너지재료는 최근 자회사 ‘한국고체수소’를 설립하여 세계 최고수준의 고체수소(수소저장합금) 생산계획을 가지고 있다”고 밝혔다.

수소저장합금을 활용한 수소 저장방식은 기존 고압저장 방식보다 저장공간을 1/10로 획기적으로 줄일 수 있어 수소의 저장, 운송 등에 매우 큰 강점으로 활용할 수 있다면서, 최근 정부가 추진하고 있는 재생에너지를 활용한 수소 수입, 수소 무역 등에도 적용될 수 있는 획기적인 기술/제품이라고 강조했다. 또한, 고체수소 저장기술은“기술선진국에서는 수출금지 품목으로 지정되어 있는 미래 원천기술로서 국산화와 기술경쟁력 확보가 매우 중요하다”고 설명했다.

김 대표는 한국에너지재료의 수소저장합금은 일본과 독일의 것보다 저장성능은 약 35% 이상 우수하고 제조원가도 40% 이상 저렴하여 독보적인 경제성을 가지고 있다면서, “고체수소 저장기술은 수소차의 상용화를 앞당기고 안전성도 크게 개선시킬 것으로 기대한다”전했다. 그리고 고체수소 저장기술 관련 산업체 제품표준 및 인증규정 마련, 국가 R&D 사업 우선지원 등을 정부 부처에 건의하였다.

두 번째 신기술/신제품 발표를 한 범한산업㈜ 이동활 이사는 ‘수조 전기 굴삭기’에서 연료전지 시스템 제조사인 범한산업은 저소음/고효율의 연료전지를 건설용 중장비인 굴삭기에 적용하기 위한 국책과제를 굴삭기 제조업체, 연구기관 등과 함께 수행 중이며, 연료전지 파워팩 개발, 연료전지 굴삭기 시제품 개발 및 실탑재 운전 평가 등이 진행되고 있다고 소개했다.

동 국책과제는 올해 종료될 예정으로 연료전지 굴삭기가 실질적으로 상용화 되기 위해서는, 우선 “실증을 통해 실제 건설환경에서 발생할 수 있는 다양한 기술적 문제를 파악과 시스템 개선이 필요하다”고, “현재 연료전지 건설기계 관련 법/제도가 전무한 상태로 형식승인 기관이 장비구축, 평가항목 선정 및 테스트 등을 적기에 수행할 수 있도록 관련 법/제도 마련이 조속히 필요하다“고 강조했다.

한편, 자동차산업연합회 정만기 회장은 인사말을 통해 “현대차 등 최근 글로벌 업체들은 수소차 생산을 확대하거나 양산 계획을 발표하고 있어, 당초 예상보다 빠르게 수소차 생산에 참여하고 있고, 이에 따라 수소차 시장도 각국의 보조금과 인프라 확충 등에 힘입어 빠르게 형성되고 있는 것으로 보인다”고 전했다.

수소차의 흥행은 “CO2 배출은 없고 시간당 26.9kg의 공기를 정화하는 등 가장 친환경적이기 때문이며, 각국 정부 보조금도 시장형성에 핵심적 역할을 하고 있다”고 설명했다. 우리나라는 7,000만원 수준의 차량가격에 국고 2,250만원, 지자체 1,000~1,250만원 등 약 50%를 보조금으로 지급하고 있고, 일본도 약 700만엔 중 300만엔이 보조금으로 지불되고 있다고 덧붙였다.

다만, 우리나라는 충전소 설치를 계속 확대할 계획이나 현재 여전히 충전소 접근이 쉽지 않고 충전대기 시간도 길어 차량소유자들은 불편을 호소하고 있다고 지적하며, 수소총전소의 충분한 확보와 수소의 안전, 안전공급이 중요하다고 강조했다.

정 회장은 “수소충전소 이용상 불편 해소와 시장형성 촉진을 위해서는 충전소 설치 보조금 뿐만 아니라 운영보조금도 시급히 마련되어야 한다면서, 수소충전소 운영에는 연 2억원이 필요하나 차량보급 댓수가 적어 상업적 운영만으로 비용을 조달하긴 어려운 실정이어서, 일본이나 미국처럼 당분간 정부의 운영보조금 지원이 필요하다”고 말했다.

특히, 수소의 안정 공급을 위해서는 단기적으론 부생수소 의존이 불가피하나, 장기적으로 호주 사막 등의 재생에너지를 수소로 전환하여 도입하여 쓸 필요가 있다면서, 최근 정부가 호주와 수소협력의향서를 체결하여 2030년 호주 재생에너지 활용 수송 액화 등 저장, 운송 공동개발 등을 추진키로 한 것은 긍정적이라고 전했다.

한편, 이 날 포럼 주제와 관련하여 수소모빌리티쇼+조직위원회(위원장 정만기 겸 한국자동차산업협회 회장, 이하 조직위)는 내년 3월 18일부터 20일까지 3일간 킨텍스에서 개최되는 ‘2020수소모빌리티+쇼(H2 Mobility+Energy Show 2020)’를 설명한 바, 수소모빌리티+쇼는 세계 최초로‘수소'와 '모빌리티'라는 혁신적 변화를 주제로 한 전시회로, 신제품과 신기술 등 국내 수소 산업의 역량을 한데 모아 추진 된다며 특히 우수기술을 보유한 수소 관련 중소기업들의 많은 참가를 요청했다.

* 조직위는 한국자동차산업협회(KAMA), 수소융합얼라이언스추진단, 수소에너지네트워크(하이넷) 3개단체로 구성

조직위는 지난 9월 1일부터 홈페이지를 통해 참가신청을 받고 있으며, 국내 유수의 완성차브랜드, 수소관련업체, 기관 및 단체 등이 참가를 확정했거나 긍정적 참가를 검토 중이다고 전했다. 본 행사가 처음으로 열리는 만큼, 범국민적 행사로 자리매김 할 수 있도록 수소산업 관련 정부, 지자체, 지역 산업계, 유관기관, 협회 및 단체 등 다양한 이해관계자의 목소리를 듣고, 이를 전시기획에 반영하기 위해 ‘찾아가는 설명회’도 추진하고 있다고 설명했다.

제6회 자동차산업 발전포럼은 10월 말경 ‘자동차산업의 규제 현황과 글로벌 조화’를 주제로 개최될 예정이다.

* 붙임자료 2종 : 주제 및 신기술/신제품 발표 요약, 연합회 회장 인사말. 끝.

(붙임자료 1) 주제 및 신기술/신제품 발표 요약

<수소충전소 구축 애로 및 건의사항 (하이넷 김원식 부장)>

1. 수소충전소 부지확보

(현황)

ㅇ 상업용 수소충전소 부지확보에 어려움이 발생하고 있음

(개선책)

ㅇ 지자체/공공기관의 부지를 활용한 수소충전소 구축

ㅇ 지자체/공공기관 보유부지를 활용한 충전소 구축

ㅇ 에너지업계(정유사/액화가스사/가스회사) 참여 유도

ㅇ 버스공영차고지 부지를 활용한 충전소 구축

ㅇ 복층형 수소충전소 설치 허용

2. 수소충전소 인허가 등 행정절차 복잡 및 소요일수 과다

(현황)

ㅇ 수소충전소 구축에 따른 행정절차가 복잡하여 구축에 어려움 발생

(개선책)

ㅇ 개발행위허가, 산지점용허가 등의 행정기간 단축 및 지원

ㅇ 버스공영차고지 내 부지를 활용하여 수소충전소 구축 시 수소버스 및 수소전기차(승용) 충전 허용

3. 수소충전소 사업자 수익성 부족

(현황)

ㅇ 25kg/hr급 수소충전소 구축 시 운영적자로 애로사항 발생

(개선책)

ㅇ 수소충전소 운영비 지원

※ 해외사례

(日) 전년도 운영비의 2/3를 지급하고 최대 2.2억원/년 지급

(美) 충전소당 최대 30만달러/년*3년 지급

ㅇ 수소튜브트레일러 지원

ㅇ 전기요금 개선 (산업용 전력 적용)

ㅇ 50kg/hr급으로 용량 증설 시 설치보조금 지원

<수소 자동차 충전소 안전확보 방안> (가스안전공사 곽채식 처장)

ㅇ 고압 수소시설은 “생산-운송-저장-활용” 등 밸류 체인별로 다양한 설비가 존재하며 현재 수소자동차 충전소는 상업용 및 연구용을 포함하여 35기가 설치되어 있으며, 고압가스안전관리법에 따라 시설 및 제품 등에 대해 안전관리를 실시하고 있음

ㅇ 2019.5.23(목) 강원 강릉 (재)강원테크노파크 강릉분소에서 폭발사고로 사상자 8명이 발생하였으며, 2019.6.10(월) 노르웨이 샌드비카 도심 내 Uno-X Kjørbo 수소충전소에서 사고로 부상 2명이 발생함

ㅇ 사고 이후 공사에서는 국내에 설치된 수소 전시설에 대하여 긴급 점검을 실시하였으며, 수소안전관리를 위하여 수소안전전담팀을 운영하고 있음

ㅇ 사고 및 점검 등을 통해 수소시설 안전관리에 대한 문제점 확인

① 국내 수소충전소 건설에 국내업체뿐만 아니라 해외에서도 참여하고 있어 국가별 시공방법에 따른 혼선 우려

② 석유화학시설 원료로서 수소시공 및 관리역량은 다년간의 경험을 토대로 확보되어 있으나, 충전 등 연료로서 수소 시공 및 운전역량은 수소만을 전문적으로 취급한 기간이 짧아 인력부족

③ 수소안전 설비 및 부품 국산화율이 낮아 사고 또는 고장 발생 시 긴급대처 미흡

④ 수소산업 초기로 충전소 설치 등에 정부 지원 편중인 반면 안전분야 지원 상대적 미미 등

ㅇ 정부에서는 위와 같이 나타난 문제점 해소와 충전소 안전관리를 위한 방안을 “설계·시공, 운영관리, 저장운송, 사고대응”분야로 구분하여 연내 발표할 예정임

<우리나라 R&D 투자현황과 개선방향> (한국자동차산업협회 김준규 이사)

1. 우리경제가 기술집약형 산업으로 변화하면서 국가 전반의 R&D투자가 지속적으로 증가, GDP 대비 R&D비중이 2013년부터 세계 최고수준을 유지하고 있으나 연구개발비의 생산성에는 의문이 제기되고 있음.

ㅇ R&D투자액은 ’07~‘17년간 연평균증가율이 9.7%로 급증하면서 ’17년 78조 8천억에 달해 GDP대비 4.55%를 기록하였음.

ㅇ 투자금액으로는 미국, 중국, 일본, 독일에 이어 세계 5위이며, GDP대비 R&D비중은 세계 1위를 차지할 정도임.

2. R&D 생산성은 투입(연구비)에 대한 산출, 즉 논문, 특허, 기술무역, 기술수준 등으로 평가할 수 있는데, 우리나라는 양과 질 모든 측면에서 저조하거나 뚜렷한 개선이 없는 상황임.

ㅇ ’17년 공학계 국제학술논문 점유율이 3.5%에 그쳐 세계 12위로 낮은데다가 2009년 이후 순위변동도 없는 상태이며, 논문 1편당 피인용수도 5.8회로 독일(8.3회) 등 선진권뿐만 아니라 중국(6.0회)보다도 낮은 수준임

ㅇ 단순 특허 출원건수는 세계 4위이나 특허경쟁력을 보여주는 삼극특허에서는 4.6% 점유율로 미국(25.4%), 일본(31.0%) 대비 빈약한 것이 사실이며, 연구개발비 백만달러당 특허건수도 0.034건으로 세계 12위 수준으로 매우 저조한 수준임.

ㅇ 기술무역수지비는 ’12년 0.48에서 ’17년 0.72로 소폭 개선되었으나 여전히 50억불 정도 적자가 지속되고 있으며, 특히 경쟁력이 취약한 반도체, 디스플레이, 정밀제어모터 등 소재·부품·장비의 수입이 적자의 대부분을 차지함

3. R&D 성과가 부진한 것은 정부 R&D자금이 중소기업 위주로 나눠주기식으로 배분되고, 관료주의적인 연구관리와 감사관행으로 인해 출연연구소조차 연구성과보다는 절차적 합리성 확보에 치중하면서 도덕적 해이가 발생하기 때문으로 판단됨

ㅇ ’17년 산업부 R&D자금 중 중소기업 지원 비중이 44.3%를 차지한 반면 대기업은 4.6%로 미미한 수준으로 축소

ㅇ 과제선정에서도 공정성에 따른 배분과 합법성 위주의 감사관행으로 인해 출연연과 중소기업이 수행하는 R&D 생산성이 매우 저조한 결과

4. 현대가 세계 최초로 양산에 성공한 수소전기차는 1998년부터 정부지원으로 완성차+부품+연구소가 컨소시엄으로 이룩한 대표적인 R&D 사례

ㅇ (’98~‘02) G7사업에서 차량 탑재기술, (’04~‘08) 스택 및 운전장치 설계기술, (’09~‘18) 시스템설계기술, 스택국산화 개발에 산업부, 환경부, 국토부 합동 지원으로 정부가 선도적 역할

ㅇ ‘12년 이후 정부사업에서 대기업(완성차) 참여가 사실상 배제되면서 수많은 소재·부품간의 긴밀한 기술개발네트웍이 필수적인 R&D분야에서 효율성이 떨어지는 등 부작용이 발생될 여지가 커짐

ㅇ 특히, ’17년 자동차부문 R&D자금의 1.2%만 대기업에 지원되고 중소기업(43.2%), 출연연등(24.8%)에 집중되었고, 367억원 규모의 수소차 R&D의 경우도 대기업에는 4.4% 지원에 그치면서 핵심부품 국산화와 원가절감이 지연되는 결과 초래

5. 정책과제

(1) 정부 R&D을 통해 국내 150여개 소재·부품사, 완성차, 연구기관 등으로 구성된 수소차 생태계가 만들어졌으나 핵심부품의 원가개선, 소재국산화, 내구성 제고 등에 지속적인 R&D지원 필요하며,

- 특히, 자동차산업의 경쟁력은 부품기술에서 나오는 만큼에 대기업이라는 이유로 국책기술과제에 배제하는 것이 아니라 완성차를 중심으로 부품소재기업이 긴밀한 정보교류를 통해 기술을 개발하는 상생협력 모델이 되도록 지원체계를 개선해야 함.

(2) 연구생산성을 저해하는 현금지원방식의 정부 R&D사업을 기업 세액공제 방식으로 전환하여 기업 스스로가 시장성을 감안해 과제를 선정하고, 출연연 포함 연구팀을 구성하여 연구개발의 집중도를 향상시키고 사업화 가능성을 획기적으로 높여야 함.

- 이 경우 R&D 세액공제는 주요 경쟁국처럼 투자비의 20~30%, 설비투자 공제는 10% 이상으로 상향하는 대신 관련 현금지원 예산은 삭감

* 연구개발비 세액공제 : 한국 대기업 0-2%, 프랑스 30%, 스페인 25-42%, 영국 11%, 일본 6-17%

* 2019년도 기재부 생산성향상 투자세액공제율 조정(안) : (현행)대기업1%/중견3%/중소7% → (개정) 2%/5%/10%

- 기업의 연구개발 착수 시점에 금융애로 가능성을 감안하여 별도의 연구개발 전용 대출펀드을 조성하는 등 기술금융 확대방안 검토 필요

(3) 국가R&D 효율성을 높이기 위해 연구자의 권한과 책임성을 높이고 관료주의를 타파하는 방향으로 출연연구소의 예산방식과 연구체제를 개혁할 필요가 있음

- 독일 프라운호퍼처럼 기업과제 1/3 유치시 정부 출연금 1/3 제공, 나머지 1/3은 PBS로 지원하는 예산편성 방식으로 개편하고,

- 과제 감사를 최소화하거나 폐지하며, 기업과제의 경우 예산 집행 세부내역 제출을 제외함으로써 연구 자율성과 책임성 중심으로 연구관리 체제를 구축해야 함.

<고체수소 저장기술> (한국에너지재료 김병관 대표)

1. 수소저장합금 개발 현황

◦ 국내의 경우 수소에너지사업단(한국에너지재료 등)에서 수소제조/저장분야에 10년간 999억 3천만 원과 연구원 4787명을 투입하여 총 826편 논문게재 및 184건 특허를 확보하였지만 실제 경제성 및 상용 가능한 수소저장물질은 (주)한국에너지재료에서 개발한 5건 정도 밖에 없으며, 나머지 대부분은 실험실 수준의 제한된 특수 환경에서만 수소저장 특성을 가짐

◦ 해외의 경우 미국, 일본 등 많은 해외기관에서도 15년 이상 천문학적인 연구비를 집행하여 고성능 수소저장 물질에 대한 연구와 탐색을 하였으나 국내와 마찬가지로 극히 일부 수소저장물질만 확보

◦ 또한 최적의 물질을 찾더라도 수소저장재료를 생산/제조기술 확보도 합금설계기술 만큼 어렵다. 따라서 신규 수소저장물질을 확보가기 위해서는 약 10년 이상의 지속적인 연구개발과 천문학적인 연구개발비용이 요구됨

◦ (주)한국에너지재료는 주요 합금계 모두 연구개발 및 양산 능력을 확보하고 있으며, 최근 자회사 한국고체수소를 설립 세계 최고 수준의 수소저장합금 생산계획을 가지고 있음

2. 수소저장합금 성능

◦ (주)한국에너지재료는 수소저장합금 물질특허를 보유하고 있으며 저장압력 10 bar 이하, 최대수소저장량 1.9 wt% 이상의 높은 저장용량을 가지는 Ti계 AB2 type 수소저장합금을 설계 및 제조 기술을 확보함

◦ 수소저장합금(Metal Hydride)는 단위 부피당 에너지 저장밀도는 액화수소저장 밀도 보다 우수한 특성을 가지고 있어 저장 공간을 획기적으로 줄일 수 있어 매우 큰 강점으로 활용할 수 있음

◦ 수소저장합금(Metal hydride)은 기술선진국에서 수출금지품목으로 지정되어 있는 미래원천기술로서, 합금 설계 및 제작, 그리고 수소 에너지저장 시스템제작에 대한 국산화 기술의 확보 및 향후 신재생에너지 기술 분야의 기술경쟁력 확보에 매우 중요

3. 수소저장합금 경제성

◦ (주)한국에너지재료의 수소저장합금은 기존의 고가 합금원소인 란탄계(AB5 type) 수소저장합금을 대체할 수 있는 고성능 티탄계(AB2 type) 수소저장합금을 개발함으로써 제조단가를 획기적으로 낮출 수 있으며 수소저장 시스템의 요구 성능을 동시에 확보함

◦ 또한 일본과 독일의 합금보다 성능은 약 35%이상 우수하여 보다 많은 양의 수소를 공급가능하며, 제조원가 또한 40%이상 절감이 할 수 있어 독보적인 경제성을 가짐

4. 수소저장합금 안전성

◦ 현재 수소 저장/공급은 초고압 압축수소 저장방식 채택 (충전소 내 초고압 수소튜브트레일러 배차)하고 있으며 고압 튜브트레일러를 이용한 수소 저장/공급방식의 높은 초기투자 비용과 유지비용으로 높아 소비자의 구매 단가 상승과 안전성 부재로 지역주민의 강력한 민원발생

◦ 당사의 고체수소(Metal hydride) 저장방식을 적용할 경우 기존 수소 제조/충전 시설을 그대로 이용할 수 있고 상압(10 bar이하)저장으로 안전성뿐만 아니라 수소 저장 공간을 획기적으로 줄일 수 있어 경제성 및 충전소부지 확보에 매우 유리

5. 적용 산업 및 기대효과

◦ 수소저장합금을 이용한 고체수소저장 기술은 궁극적으로 고압압축저장기술을 대체하여 수소연료전지 자동차의 상용화를 앞당기며, 특히 안전성을 크게 개선시켜 조기에 대규모 시장을 형성하는데 큰 기여를 할 것으로 기대됨.

<수소 전기 굴삭기> (범한산업 이동활 이사)

1. 개 요

◦ 범한산업은 건설용 중장비인 굴삭기에 저소음, 고효율 연료전지의 적용 가능성에 대해 2016년도부터 국책과제 (기간:2016년~2019년,총 3년)를 수행하면서, 굴삭기 제조업체와 연료전지 굴삭기 시제품 개발에 매진 중

◦ 국책과제 참여기관은 연료전지 시스템 제조사인 범한산업, 굴삭기 제조업체, 국공립연구소, 학교로 구성되어 연료전지 파워팩 개발, 연료전지 굴삭기 시제품 개발 및 실 탑재 운전 평가등이 이루어짐

- 특히, 건설 환경에 적합한 파워팩의 내진동 구조 설계 및 역동적인 굴삭기 동력패턴 분석을 통하여 연료전지의 응답 특성에 대한 연구도 면밀히 수행

- 또한, 연료전지 굴삭기 시제품 개발 목표를 넘어 상용화가 이루어질 수 있도록 건설기계 형식승인 및 인증안 마련을 위해서 국토해양부와 교통안전공단 및 대한건설기계안전관리원등의 관계 기관과도 지속적인 협의를 진행

2 정책 제언

◦ 2019년 국책과제가 종료될 예정인 상황에서, 연료전지 굴삭기의 상용화를 위해 기술적으로 해결해야 할 부분도 많이 있고, 개발된 제품을 판매할 수 있는 제도와 법규가 마련되어야 함

◦ 첫째, 과제 종료 후 곧바로 실증과제 착수를 통하여 실제 건설 환경에서 발생할 수 있는 다양한 기술적 문제를 파악하고 시스템을 개선하는 작업이 필요할 것이다. 유럽 등에서 2020년 Tier V 발효로 인해 2022년 경 상용 판매가 이루어 질 것으로 예상되는바 2~3년 정도의 실증 사업을 통하여 다양한 건설 환경에서 장 시간 운전을 통하여 제품의 개선이 필요

◦ 둘째, 연료전지 굴삭기가 상용화되기 위해 건설기계 형식승인이나, 인증을 도출하기 위해 관련 기관과 협의를 진행하고 있지만, 연료전지 건설기계 관련 법규와 제도가 전무한 상태로 진행이 더디게 진행되고 있는 것이 현 실정

- 본 과제 기간 동안 실제 형식승인 프로세스를 확정하여 적용이 되고, 인증기관의 인증작업이 수행되기는 물리적으로 어려울 것으로 보인다. 해외 연료전지 트럭의 유사 사례를 면밀히 검토 반영하고,

- 연료전지 건설기계 형식승인 기관이 장비구축과 평가항목 선정 및 테스트 등이 수행될 수 있도록 추가적인 정부 차원의 지원이 필요함

(붙임자료 2) 연합회 회장 인사말(요지)

□ 최근 글로벌 업체들은 수소차 생산을 확대하거나 양산 계획을 발표, 당초 예상보다 빠르게 수소차 생산에 참여

ㅇ 현대차는 투산 900대, 넥소 2,900대 판매(현대차는 2019년 8월 현재 매일 36대의 수소차 생산중)

ㅇ 토요타는 미라이 1만대 판매, 혼다는 클래리티 퓨엘셀 리스판매중

ㅇ   BMW는 프랑크모터쇼에서 “BMW i 하이드로젠 넥스트”를 전시하였으며, SUV X5 기반 수소차를 양산할 계획(2022)

- 올리버 집세 BMW회장 “ 수소차기술은 장거리 주행을 위한 최적의 해결책이 될 수 있다. 10년을 내다보면서 수소차양산 결정”

* 독일 다임러는 GLCF-셀을 소수기업과 개인고객에게 공급중, 아우디는 잉골스터 지역 수소차 시제품 운영중이고, 니콜라 2020년 수소트럭 출시 예정이며 중국의 상하이자동차 길리자동차 수소버스 생산, 판매중

□ 이에 따라 수소차 시장도 각국의 보조금과 인프라확충에 힘입어 예상보다 빠른 성장세를 시현

ㅇ 우리나라는 정부의 수소경제로드맵 발표후 2019년 9월 10일 서울시가 10대 수소택시 운행을 개시하는 등 적극적 시장형성에 착수

- 국내 수소차 판매대수는 (‘17년) 61대 → (‘18년) 744대 → (’19년 1-8월) 2,145대로 최근 계속해서 급증세를 보임, 금년 8월까지 판매로는 전년동기(268대) 대비 무려 700% 증가를 기록

- 국내 수소차 누적계약 대수는 9,600대를 상회하는 한편, 현대차는 스위스 H2E와 합작 기업을 통해 1,600대 규모의 수소트럭 납품을 추진하는 등 해외시장 개척에도 적극 노력중

ㅇ 중국은 2030년 100만대 이상의 수소차를 운행한다는 계획으로 현재는 버스위주로 1,500대를 운행중이고 일본도 2030년 80만대를 운행한다는 계획으로 현재 3,400대 운행중

□  수소차의 흥행은 무엇보다 수소차가 가장 친환경적이고 정부 보조금도 있었기 때문임

ㅇ  Tank to wheel의 관점에서 보면 CO2배출은 없고 전기차와 달리 오히려 시간당 26.9kg의 공기를 정화하는 장점이 있기 때문임

* 수소차 10만대가 2시간 달리면 서울시 인구의 86%가 1시간 동안 마시는 공기정화 가능

ㅇ 긴 주행거리와 짧은 충전시간 등 수소차 강점도 원인이 될 것임

ㅇ 각국 정부의 보조금도 시장형성에 있어 핵심적 역할을 하고 있음

-  우리는 7000만원 수준의 차량가격에 국고 2,250만원, 지자체 1,000∼1,250만원 등 차량가의 약 50%가 보조금으로 지급되고 있음. 고객은 약 3,500만원만 지불하면 구입이 가능함

- 일본도 약 700만엔 중 300만엔이 보조금으로 지불되고 있음

□ 다만, 앞으로는 수소충전소의 충분한 확보와 수소의 안전, 안정적 공급이 중요

ㅇ 우리나라에는 연구용 포함 35개의 충전소가 설치되어 있으나, 정부는 2022년까지 310개로 확대한다는 계획임.

- 예를 들어 서울에는 상암, 양재, 국회 등 3곳에 충전소가 설치되어 있으나 차량소유자들의 접근은 쉽지 않은 것이 문제임

ㅇ 충전 대기시간도 많이 소요되고 있어 불편을 호소하고 있음

- 수소생산후 200바의 탱크에 저장하여 충전소에 이송한 후 560바의 저압에 저장한 후 1,043바 고압용기를 거쳐 700바로 주입하면서, 국회충전소의 경우 시간당 5대 정도만 충전시키고 있음.

ㅇ 수소충전비는 kg당 8,800원(5kg * 8,800원 = 44,000원)으로 책정되어 4만 4천원대로 한번 충전후 600KM를 주행할 수 있어 LPG와 비용부담이 비슷하다는 의견임

ㅇ 수소충전소 이용상 불편 해소와 시장형성 촉진을 위해선 충전소설치 보조금뿐만 아니라 운영보조금도 시급히 마련되어야 할 것임

- 수소충전소 운영에는 연 2억원의 운영비가 필요하나, 차량 보급대수가 적어 상업적 운영만으로 운영비를 조달하긴 어려운 실정임

- 일본이나 미국처럼 당분간 정부의 운영보조금 지원이 필요함

ㅇ 체계적 안전관리도 필요한 바, 정부대책이 발표될 것으로 알고 있음

- 수소차는 수소탱크 총격, 낙하, 가압, 화재 등 안전성 검사를 한국 교통안전공단, 영국 교통부 차량인증국, 독일 기술검사협회에서 통과하여 매우 안전한 것으로 평가되고 있음

ㅇ 수소의 안정 공급을 위해서는 단기적으론 부생수소 의존이 불가피하나, 장기적으론 호주 사막 등의 재생에너지를 수소로 전환하여 도입하여 쓸 필요가 있음

- 최근 정부가 한.호간 수소협력의향서를 체결하여 2030년 호주 재생에너지활용 수송 액화 등 저장, 운송 공동개발 등을 추진키로 한 것은 긍정적임

<참고> 해외 수소전기차 개발 동향

❍ 현대

- 2025년까지 도입할 친환경 상용차 17종 중 10종을 수소차로 개발

- ’19년말 스위스에 수소전기트럭 10대 공급, 2025년까지 1600대 공급계획

❍ 토요타

- 2020년 이후 FCEV 연간 생산량 3만대로 확대 계획 발표(‘18년 5월)

- 편의점 체인(세븐일레븐)과 수소연료 소형트럭 실증시행(`19년 봄)

- 2020년 7월 도쿄올림픽 개막에 맞춰 수소전기차 신모델 공개 예고

❍ Audi

- 현대자동차와 기술개발 제휴 발표(`18.6월)

- 2020년 상반기 풀사이즈 수소전기차 SUV 모델 출시계획

❍ Daimler(Benz)

- 주력 상용차 Sprinter에 연료전지사양 추가 계획발표(`18.7월)

- GLC F-Cell 양산 시작 (‘18.11월)

❍ BMW

- 2019 프랑크푸르트 모터쇼에서 “i 하이드로젠 넥스트” 컨셉 공개

- 2022년 차세대 수소연료전지 구동계를 장착한 X5 출시 예정

※ 수소전기차 개발 동맹

개발 동맹	주요내용
현대–Audi	· 2018년 6월, 기술개발 제휴, 관련 특허 및 부품 공유 합의 · 수소전기차 표준화 경쟁 주도를 위한 협력관계 구축
토요타-BMW	· 2016년 토요타-BMW 제품개발 파트너십 체결 · 차세대 연료전지 시스템 및 모듈부품 개발 협력
혼다-GM	· 2017년 혼다-GM은 수소연료전지 합작회사 설립(투자액 976억원) · 차세대 연료전지시스템, 저장기술, 저비용 상용 솔루션 공동개발 등