[요약]
- 차세대 수전해 기술인 음이온 교환막(AEM) 수전해 시스템 개발에 착수할 계획
- 수소 저장·운송 분야에서는 수소충전소 핵심 부품·설비의 성능 및 내구성 고도화를 추진하고 연료전지 분야에서는 민·군이 함께 활용할 수 있는 이동형 수소연료전지 발전기를 개발할 예정
- 산업통상자원부는 ‘세계 1등 수소산업 육성’을 목표로 한 국정과제 이행을 위해 수소 분야 연구개발 예산을 대폭 확대하고, 차세대 수전해 시스템 개발 등 243억 원 규모의 상반기 지원과제 10개를 확정
- 수소 생산 분야에서는 차세대 수전해 기술인 음이온교환막(AEM) 시스템 개발에 착수
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- 현재 알카라인 및 고분자전해질막(PEM) 수전해 기술이 상용화되어 있으나, 촉매제로 고가의 귀금속을 사용하고 설비의 부피가 커 효율이 떨어지는 단점을 이를 극복할 수 있는 음이온교환막(AEM) 방식 시스템 개발을 전폭 지원
- HD현대중공업이 총괄 과제(재생에너지 연계 1MW급 AEM 수전해 스택 및 상용 시스템 개발)를 수행
- 부과제로 교환막 수전해 스택 핵심 부품 양산, 교환막 수전해 BOP* 핵심 부품 개발 등 2개 과제를 연계하여 개발 예정
* BOP(Balance of Plant) : 전체 시스템의 구동 및 제어를 담당하며 냉각, 수소의 순도 및 압력, 변압기, 물 공급 및 가스 출력을 위한 각종 장비를 의미
- 현재 알카라인 및 고분자전해질막(PEM) 수전해 기술이 상용화되어 있으나, 촉매제로 고가의 귀금속을 사용하고 설비의 부피가 커 효율이 떨어지는 단점을 이를 극복할 수 있는 음이온교환막(AEM) 방식 시스템 개발을 전폭 지원
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- 동시에 탄소중립과 관련하여 그린수소 생산을 위한 ‘재생에너지 조화형 무탄소 전력 연계 저온 수전해 수소 생산 및 운영 실증’ 사업은 한국수력원자력이 수행
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- AEM 개발은 핵심소재(전극, 촉매 등)를 개발하여 시스템을 국산화하고, 무탄소 전력 연계 저온 수전해 개발은 10MW급 청정수소 생산 플랜트를 세계 최초로 구축실증을 목표로 함
과제명 | 수행기관 | 지원
기간 (년) |
총
사업비 (억 원) |
정부지원금
(억 원) |
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총지원금 | ’24년 | |||||
① 재생에너지 연계 1MW급 AEM 수전해 스택 및 상용 시스템 개발 | HD현대중공업㈜ | 4 | 204 | 80.17 | 19.92 | |
음이온 교환막 수전해 스택 핵심 부품 및 양산기술 개발 | 희성촉매㈜ | 27.2 | 11.2 | |||
음이온 교환막 수전해 BOP 핵심 부품 및 양산기술 개발 | ㈜테크윈 | 14.63 | 3.88 | |||
② 재생에너지 조화형 무탄소 전력 연계 저온 수전해 수소 생산 및 운영 실증 | 한국수력원자력㈜ | 829 | 290 | 50 |
- 수소의 저장·운송 관련해 충전소의 핵심 부품과 설비의 고도화를 추진
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- 해외 제품 대비 국내에서 개발한 압축기, 냉각기, 충전기 등의 성능 및 신뢰도가 낮은 상황을 극복하기 위해 내구성 50% 향상 및 전력소비량 20% 절감을 위한 기술개발 및 실증을 지원
- 고등기술연구원, 범한퓨얼셀, 유티이씨, 동화엔텍 등이 수행하며 수소 유통과 관련하여 국내 최고수준의 충전소 핵심 설비와 안전기준 등을 개발
- 해외 제품 대비 국내에서 개발한 압축기, 냉각기, 충전기 등의 성능 및 신뢰도가 낮은 상황을 극복하기 위해 내구성 50% 향상 및 전력소비량 20% 절감을 위한 기술개발 및 실증을 지원
과제명 | 수행기관 | 지원
기간 (년) |
총
사업비 (억 원) |
정부지원금
(억 원) |
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총지원금 | ’24년 | ||||
③ 수소충전소 내 핵심 설비와 부품 내구성 및 효율 향상 | 고등기술연구원 | 5 | 191.1 | 156.4 | 25 |
④ 모빌리티용 실내 수소충전소 및 고압 호스 안전성 검증/안전기준 개발 | 범한퓨얼셀㈜ | 3.75 | 75.7 | 56 | 10 |
⑤ 암모니아 운송 배경(직경 200mm이상) 위험성 평가 안전진단/안전기준 개발 | ㈜유티이씨 | 3.75 | 57.7 | 47 | 10 |
⑥ 수소충전소용 100kg/h급 이오닉 피스톤 압축기 개발 | ㈜동화엔텍 | 3.5 | 69.7 | 50.5 | 10 |
- 연료전지 분야는 민·군에서 활용 가능한 이동형 수소연료전지 발전기, 선박용 파워팩과 함께 품질 안정화를 위한 기술개발에 집중
- 수소의 저장·운송 관련해 충전소의 핵심 부품과 설비의 고도화를 추진
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- 기아, 한화에어로스페이스 등이 주관하며, 수요(기동성, 친환경 규제 대응)에 맞추어 수소발전기 및 선방용 연료전지 파워팩을 세계 최초로 개발
과제명 | 수행기관 | 지원
기간 (년) |
총
사업비 (억 원) |
정부지원금
(억 원) |
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총지원금 | ’24년 | ||||
⑦ 정격 100kW급 이동형 수소연료발전기 및 확장식 수소공급장치 개발 | 기아㈜ | 4 | 323.9 | 173 | 40 |
⑧ 200kW 이상급 선박용 연료전지 파워팩 개발 | 한화에어로 스페이스㈜ |
3 | 265 | 126 | 35 |
⑨ 연료전지 셀 제조 품질 안정화 기술개발 | ㈜엘에이티 | 2 | 45.5 | 36 | 18 |
⑩ 구조/계면제어형 탄화수소계 강화복합막 양산 기술개발 | 코오롱 중앙기술원 |
4 | 96 | 72 | 10 |
- ’24년 5월 말 하반기 수소 분야 신규 연구개발 지원과제(8개 과제, 총 234억 원)를 공고하여 8월 중순 수행기관을 등록할 예정
[시사점]
- 이번 R&D 발표는 산업통상자원부의 수소 경제 활성화를 위해 차세대 수소 기술(음이온교환막, 이동형 연료전지 등) 최고수준의 기술을 확보하고 상용화까지 달성하겠다는 방향성을 제시
- 차세대 수소 기술과 관련하여 내구성 강화 등을 위한 새로운 소재 개발에 있어서 화학계의 관심이 필요할 것으로 보임
[출처]
- 월간수소경제, 수소 R&D 예산 확대…올 상반기 신규지원과제 확정, 2024. 5. 16.
- 산업통상자원부, 수소 연구개발(R&D) 신규지원 확대로 세계 1등 수소산업 육성 앞당긴다!, 2024.5.15.