Verdagy, a green hydrogen electrolysis company, has entered into a joint development and marketing agreement with Samsung Engineering. Verdagy and Samsung Engineering will collaborate on infrastructure-scale projects for the production of green hydrogen to jointly provide green hydrogen project developers with preeminent engineering and project management solutions.
"Verdagy is accelerating the adoption of green hydrogen by providing customers the most capital-efficient, reliable and scalable electrolyser solutions. Coupling Verdagy's products with Samsung's engineering expertise and track record of executing infrastructure scale projects is a win for green hydrogen developers," explained Verdagy CEO, Marty Neese.
"Samsung Engineering is excited about this agreement, since Verdagy has commercialised high efficiency, reliable, cost-competitive electrolysers," said Wonsik Cho, Vice President of Samsung Engineering. "Verdagy's flexible architecture is also well suited for a broad set of applications and geographies, making it an ideal solution for our projects across the globe."
The partnership is imperative to accelerate the adoption of green hydrogen; society has recognised green hydrogen as the most attractive solution to reduce 25% of global energy-related carbon dioxide emissions by decarbonising difficult-to-abate sectors such as fertilizers, oil and gas, mining, transport and steel.
[수소뉴스 = 한상원 기자]빈센은 지난해 ‘100kW 해상용 연료전지모듈’에 이어 ‘250kW급 해상용 연료전지파워팩’으로 AIP 추가 인증을 획득했다. 이번 인증은 탄소배출이 없는 수소를 이용해 고출력 전기를 생산하는 수소연료전지 파워팩을 선박 환경에서 안전하게 사용할 수 있는 설계안을 인증받은 것이다.
250kW 해상용 연료전지파워팩은 친환경 수소연료전지 추진 선박의 추진 장치뿐만 아니라 선박에 탑재된 각종 보조 장치에 필요한 전력을 생산하는 일체화된 시스템이다. 수소를 연료로 하여 전력을 생산하는 스택과 수소공급장치, 공기공급장치, 냉각장치 등 BOP로 구성됐다.
특히, 빈센의 연료전지파워팩은 고분자전해질연료전지(PEMFC)를 적용해 중대형 친환경 선박에 사용하기에 적합하도록 개발됐다. 지난해 한국선급과 한국해양교통안전공단으로부터 동시에 형식승인을 획득한 선박용 배터리 파워팩과 하이브리드 시스템을 구성할 수 있다.
빈센은 이번 250kW 연료전지파워팩 8기를 대형선박에 설치와 제어가 용이하도록 MEGA FC 2.0(2,000kW) 모델을 개발할 예정이다. 이 모델은 우리나라 조선소의 대표 선종인 대형 상선(컨테이너선, 유조선, 가스선 등)에 적용할 수 있는 것은 물론 기존의 기계 추진 방식이 아닌 전기 추진 방식을 적용하여 선박의 소음, 진동을 크게 줄일 수 있는 것이 특징이다.
또한, 해양수산부와 산업통상자원부가 공동 추진하는 ‘친환경선박 전주기 혁신기술 개발 사업’ 과제인 친환경 선박 보급 확산을 위한 한국형 친환경 선박(그린쉽-K) 해상실증 기술 개발에 적용된다. 해당 사업에서 △1MW급 PEMFC 모듈의 배터리-연료전지 하이브리드 시스템 개발 △배터리-연료전지용 Power Management System 개발 △대용량 High C-rate 선박용 배터리-연료전지 하이브리드 추진시스템 개발과 실증을 계획하고 있다.
한편, 오는 13일부터 15일까지 싱가포르 마리나 베이 샌즈에서 열리는 아시아 최대 규모의 조선 해양 산업 박람회 ‘아시아 태평양 조선해양산업박람회 APM(Asia Pacific Maritime)’에 참가하여 빈센의 친환경 선박 추진 시스템을 대대적으로 홍보할 계획이다.
월간수소경제 = 성재경 기자 | 두산밥캣이 3톤급 수소전기 지게차를 출시했다는 소식을 듣고 인천을 찾았다. 두산밥캣은 지난 1월 30일 인천에 있는 두산산업차량 지게차 공장에서 수소지게차 1호기를 공개한 바 있다. 그동안 수소연료전지 지게차 프로토타입이 공개된 적은 있지만, 연구개발을 완료해서 실제 양산 단계에 이른 제품은 ‘B35X-7 Plus’가 처음이다.
이는 현대모비스에서 개발한 30kW급 수소연료전지를 장착한 3톤급 모델로 700bar 수소 충전을 지원한다. 기자가 실차를 본 곳은 인천의 한 협력업체 공장으로, 고객사 요청으로 에어컨 옵션 추가 작업을 진행하고 있었다.
현대모비스의 30kW급 연료전지시스템 적용
좌식 의자가 붙은 덮개를 열자 케이스에 담긴 연료전지시스템이 드러난다. 검은 바탕의 케이스에 현대모비스 브랜드가 선명하게 찍혀 있다.
플랫폼설계팀 정석철 수석(왼쪽), 차량제어팀 김기은 수석이 현대모비스의 30kW급 연료전지시스템을 살펴보고 있다. “처음엔 SK E&S와 수소지게차 개발 논의를 시작했어요. 플러그파워라는 글로벌 1위 업체 제품을 탑재하는 방향으로 개발을 진행해서 국내뿐 아니라 미국 시장도 빠르게 공략할 계획이었죠. 하지만 KGS(한국가스안전공사)의 수소연료전지 인증이 늦어지면서 시장 출시가 지연됐어요. 마침 현대모비스 사업팀에서 적극적으로 제안도 하고 지원을 해준 덕에 본 제품을 우선 출시하게 됐습니다.”
신사업영업팀 김규승 팀장의 말이다.
현대모비스는 95kW급 넥쏘 스택의 절반에 해당하는 50kW급 연료전지 파워팩을 개발해 5톤급 중형 수소지게차(HD현대건설기계)에 탑재한 적이 있다. 이번에 출시한 B35X-7 Plus에는 현대모비스에서 새로 개발한 30kW급 연료전지가 탑재됐다.
“스택만 보면 넥쏘 크기의 3분의 1인 30kW급으로 설계가 됐어요. 정격출력 20kW, 최대출력 45kW의 성능을 낼 수 있고, 지난해 연말 KS 인증도 받았습니다. 본래 성능보다 낮춰서 인증을 받았다고 할 수 있죠. 30kW급 연료전지는 향후 5톤급 지게차에도 적용할 계획입니다.”
신사업영업팀 최진우 수석이 ‘B35X-7 Plus’ 모델을 운전하고 있다. 이는 산업통상자원부가 지원하는 ‘수소지게차 상용화를 위한 실증 기반 신뢰성 검증 기술개발’ 시범사업으로 2022년 4월에 처음 시작됐다. 사업 기간은 총 4년으로 2026년 3월까지 잡혀 있다.
수소연료전지 인증이 완료된 지게차는 과제 주관기관인 건설기계부품연구원으로 보내 일정 기간 내부 테스트를 거친 뒤 고려아연의 온산제련소에 납품된다. 건설기계부품연구원은 이를 위해 작년 9월 시험평가인증센터 안에 건설기계 전용 수소충전소를 완공한 바 있다.
“총 30대 정도가 납품될 예정이죠. 현대모비스의 연료전지를 탑재한 제품을 1호기로 출시했지만 SK E&S, SK플러그하이버스(SK Plug Hyverse)와는 여전히 좋은 관계를 유지하고 있어요. 플러그파워와 개발한 기존 350bar 수소지게차는 국내 연료전지 인증을 거쳐 올해 연말에는 출시가 가능할 걸로 봅니다.”
2022 H2MEET 현장의 SK E&S 부스에 전시된 두산밥캣의 3톤급 수소지게차. 국내 연료전지 인증 문제로 출시가 지연되고 있다. 플러그파워, 현대모비스의 연료전지시스템은 적용된 기술, 운전 방식에 명확한 차이가 있다. 플러그파워의 젠드라이브(GenDrive) 연료전지시스템은 배터리 전력이 우선 대응하는 하이브리드 시스템이다. 일체형 모듈 패키지에 들어 있는 스택도 10kW급으로 작은 편이다.
“양사 시스템 모두 장단점이 있어요. 플러그파워의 경우 연료전지 스택이 작기 때문에 가격 면에 이점이 크죠. 미국 시장에서 이미 증명이 됐듯 실내 물류창고에 최적화된 제품입니다. 그에 반해 현대모비스는 연료전지가 변동 부하에 우선 반응하기 때문에 고출력을 요하는 작업에 이점이 있어요. 제품별로 타깃 시장이 조금 다르다고 봐야죠.”
현대차는 현대모비스의 국내 수소연료전지 사업 인력과 자산, 설비를 오는 5월 31일까지 인수하기로 결정했다. 이는 연료전지시스템 사업을 일원화하기 위한 조치로 사실상 현대차가 연료전지 사업을 도맡아서 추진하게 된다.
중량 보완, 차량 방열 문제 해결
두산밥캣은 세계 최초로 스키드 스티어 로더를 개발한 글로벌 소형장비 제조사다. HD현대건설기계, HD현대인프라코어가 중대형 건설장비 중심이라는 점에 차별점이 있다.
2021년에는 국내 1위 지게차 업체인 두산산업차량을 인수 합병하면서 제품 포트폴리오를 확대했다. 글로벌 11위권의 종합건설기계 회사로 북미에서는 밥캣, 중국과 인도, 동남아시아 등지에서는 두산의 인지도가 높다.
이번 수소지게차 개발에는 두산산업차량 플랫폼설계팀의 정석철 수석도 함께했다. 수소지게차는 전동지게차를 기반으로 한다. 따로 전용 플랫폼을 만들지 않고 양산용 전동지게차 섀시를 기반으로 개발에 들어갔다.
“3톤급 전동지게차의 경우 3톤의 무게를 들어야 해서 차량 무게가 5톤 정도 됩니다. 이중 배터리팩 무게가 1.4톤에서 1.5톤이죠. 여기에 맞춰서 파워팩을 일대일로 대체하는 형태로 현대모비스 측에 제안을 했어요. 현대모비스 설계자 분들이 시스템을 가볍게 만드는 기술에 익숙하다 보니 중량을 늘리는 데 어려움을 겪었죠. 지금은 차대에 무게를 더하는 쪽으로 보완이 된 상태입니다.”
플러그파워의 젠드라이브 연료전지시스템 내부를 보자 이해가 간다. 한쪽에 두꺼운 주철이 프레임 역할을 하고 있다. 바로 뒤에서 2톤급 LPG 지게차와 3톤급 배터리 지게차가 팔레트를 끝까지 들어 올린 채 운행 테스트를 하고 있다. 차체가 가벼우면 안정감을 잃고 쉽게 넘어갈 수 있다.
중량 보완, 방열 문제 해결이 플랫폼 설계의 최대 이슈였다. “플랫폼 설계로 보면 중량 보완 문제와 더불어 차량 방열 조건을 확보하는 일이 어려웠어요. 측면을 보면 아시겠지만 타공을 해서 환기구를 최대한 많이 확보했죠. 현대모비스 관계자, 구조해석 담당자, 디자이너까지 합류해서 협업한 결과물이라고 보시면 됩니다. 입찰, 납기에 대한 부담으로 수소지게차 개발 기간이 다른 프로젝트에 비해 워낙 촉박했기 때문에 현대모비스와의 소통이 중요했죠.”
차량제어팀 김기은 수석은 ‘회생전류 저감장치’를 언급한다. 회생전류는 전력 회생제동을 사용하는 차량의 가선에 흐르는 전류를 말한다. 전동지게차의 경우 배터리 용량이 커서 이를 받아낼 수 있지만, 수소지게차는 그렇지 않다.
“연료전지시스템 같은 경우 내부 배터리 용량이 워낙 작기 때문에 회생전류를 다 받을 수가 없어요. 이를 효과적으로 제어하기 위해 우회하는 장치를 신규로 개발해서 적용했죠. 또 사용자 편의를 위해 이번에 처음 적용한 것도 있어요. 넥쏘처럼 버튼을 눌러 충전구를 여는 방식을 새로 추가했죠.”
리프트 레버 뒤쪽에 충전구 덮개를 여는 버튼을 처음으로 적용했다. 운전자 매뉴얼, 정비 매뉴얼을 따로 마련하는 등 실제 판매를 염두에 두고 양산화 준비를 이어가고 있다. 하지만 그 길이 탄탄대로인 것은 아니다. 현장에서 보면 부딪히는 일들이 한둘이 아니다.
수소지게차의 장점은 전동지게차 대비 충전시간이 짧다는 점이다. 판매량이 가장 많은 2톤급 전동지게차의 경우 납축전지는 8~10시간, 리튬이온전지는 3시간 정도 충전해야 6~8시간을 사용할 수 있지만, 수소지게차는 3분이면 충분하다. 하지만 수소충전소를 확보하기가 쉽지 않다.
수소충전구의 리셉터클로 700bar 충전을 지원한다. 김규승 팀장은 “수소지게차 테스트를 위한 충전소를 공장 안에 지으려면 비용도 비용이지만, 주민 민원부터 해결해야 한다”라며 “규제부터 인허가까지 넘어야 할 산이 많다”고 한다. 실제로 건설기계부품연구원에 마련된 건설기계 전용 수소충전소도 규제샌드박스 실증특례를 통해 지었다.
또 연료전지 가격이 비싸 차량 가격을 낮추는 데 한계가 있기 때문에 수소건설기계에 대한 명확한 보조금 정책 등 경제성 확보 방안이 요구된다.
실외 충전 많은 3톤급 수요에 집중
미국 시장과 국내 시장은 지게차 수요에 차이가 있다. 미국의 경우 아마존, 월마트, 홈디포 같은 물류업계의 수요가 큰 반면 국내는 제조업계의 수요가 높다.
“물류창고에 수소지게차가 들어가려면 실내 충전이 가능해야 하는데, 국내는 규제 때문에 아직 어렵습니다. 국내에 새로 들어선 대형 물류센터의 경우 다단으로 준공되는 경우가 많아서 실내 충전이 꼭 필요하죠. 하지만 실내에 수소충전소를 넣는 일 자체가 불법입니다. 이런 규제가 하루빨리 개선돼야 수소건설기계가 시장에 발을 들일 수 있어요.”
인천에 있는 두산산업차량 지게차 공장에서 플러그파워의 젠드라이브 연료전지시스템을 살펴보고 있다. 지게차로 보면 2톤급 시장이 가장 크다. 실내 환경에서 쓰는 전동지게차의 수요가 많다. 하지만 제지, 완성차 업체, 항만의 배후단지, 조선 등에 3톤급 수요가 살아 있다. 애초에 실내 충전 수요가 덜한 제조업계를 타깃으로 삼았다.
“이번 정부 과제의 목표가 수소지게차 시범·보급 사업에 맞춰져 있어요. 실제 양산 제품을 납품해야 한다는 전제 조건이 있죠. 다만 사업화를 위해 업체 측과 이야기를 나누다 보면 수소지게차 하나만 가지고 말씀을 드릴 수가 없어요. 물류창고의 규모가 큰 미국은 지게차가 100대, 200대, 300대씩 돌아다닙니다. 그러니까 수소지게차 하나만 보고 충전시설을 지어도 아무런 문제가 없어요.”
국내는 사정이 다르다. 3톤급 수소지게차 한 대가 하루에 많으면 3kg 정도의 수소를 쓴다. 많아야 20대 정도 운영하는 곳이 대부분인 업체에 10억, 20억 원을 들여 충전소를 짓는 건 무리다. 하루 최대 60kg 정도의 수소 수요를 보고 투자에 나설 운영사를 찾기도 어렵다.
김규승 신사업영업팀장은 “실외 충전이 많은 3톤급 지게차 수요에 초점을 맞췄다”고 한다. “버스공영차고지나 물류센터, 주요 대기업 공장 같은 곳에 충전소를 짓고 수소트럭이나 버스를 함께 운영하는 방안이 필요해요. 이런 곳에서 수소지게차를 함께 운영하는 형태로 가야죠. 다른 사업군과 유기적으로 묶어서 가야 일이 풀립니다.”
수소지게차 전환을 고민하는 업체들은 소규모로 몇 대를 돌려보기를 원한다. 현실의 벽은 매우 높다. 가까운 곳에 충전소가 없으면 무용지물이다. 정부가 세계 1등 수소산업 육성을 위한 ‘현장 중심 규제혁신 방안’을 마련해 수소산업 활성화에 힘쓰고 있지만, 현장 실무자 눈에는 시급한 문제들이 여전히 많다.
그나마 다행인 것은 액체수소충전소가 전국 곳곳에 지어지고 있고, 대용량 기체수소충전소가 늘어나면서 수소버스, 수소트럭 보급 확대를 기대할 수 있게 된 점이다.
탄소배출 감축을 위한 전동화의 흐름을 거스를 순 없다. 두산밥캣은 2톤, 5톤 전동지게차 모델을 개조해 수소지게차 제품군을 확대하고, 향후 밥캣의 스키드 스티어 로더와 굴착기에도 수소연료전지를 적용할 계획이다.
김규승 팀장은 마지막으로 현대모비스 개발진과 사업팀에 고마움을 전했다. “현대모비스에서 적극적으로 제안을 해서 도움을 주고, 빠르게 연료전지 인증을 받은 덕분에 1호기를 출시할 수 있었다”고 한다.
수소연료전지 사업은 쉽지 않다. 기술개발, 양산을 위한 투자, 수요처 확보에 대기업도 애를 먹고 있는 것이 현실이다. 이는 좋은 선례가 될 수 있다. 수소에너지 전환을 위해 기업의 전문가들이 머리를 맞대야 한다. 큰 짐일수록 맞들어야 부담이 적어진다
