[인터뷰]"수소, 재생에너지 ESS로 배터리보다 좋다"…문상봉 엘켐텍 대표

국내 첫 PEM 수전해 해외 수출
"수소산업 정책 일관성 있어야"

문상봉 엘켐텍 대표가 서울 강서구 마곡동 엘켐텍 사옥에서 아시아경제와 인터뷰하고 있다. 사진=강희종 기자

서울 강서 마곡동에 있는 수전해 설비 전문 기업 엘켐텍은 유명 정치인과 고위 관료들이 단골로 방문하는 곳이다. 안철수 국민의힘 의원은 지난 2021년 국민의당 대선후보 시절 엘켐텍을 방문해 수소생산시설을 둘러봤다. 이에 앞서 김동연 경기도지사는 경제부총리 겸 기획재정부 장관이던 2018년 9월 엘켐텍에서 수소 생산 기업들과 함께 수소경제 활성화방안을 논의하기도 했다.

"회사가 서울 시내에 있어 접근성이 좋은 데다 상용화할 수 있는 수전해 장비도 갖추고 있어 정치인, 고위 관료들이 많이 찾았죠." 지난 11일 마곡동 사옥에서 만난 문상봉 엘켐텍 대표는 당시를 떠올리며 이렇게 말했다. 엘켐텍은 국내에서 고분자전해질막수전해(PEM) 장비를 상용화할 수 있는 몇 안 되는 기업이다. 최근엔 국내 기업 최초로 PEM 수전해 스택을 해외에 수출하는 성과도 거두었다.

이산화탄소 등 환경 오염 물질을 배출하지 않는 청정 연료인 수소는 수년 전부터 차세대 에너지원으로 주목받았지만 기대만큼 시장이 열리지 않고 있다. 배경은 여러 가지로 분석할 수 있으나 가장 큰 원인은 수소 생산 비용이 비싸기 때문이다.

수소는 자연 상태에서 얻기 힘들어 화학 반응을 통해 생산해야 한다. 방식은 크게 2가지다. 천연가스를 개질하거나 물을 전기분해하는 것이다. 2가지 모두 정도의 차이만 있을 뿐 아직 가격이 비싸 정부 보조금에 의존할 수밖에 없다. 엘켐텍은 이중 물을 전기분해해서 수소를 생산하는 수전해 장비를 개발, 생산하는 곳이다. 이때 사용하는 전기를 태양광, 풍력 등 재생에너지로부터 공급받는 경우 이를 그린 수소라고 한다. 즉, 엘켐텍은 그린수소의 첨병과 같은 역할을 하는 곳이라고 할 수 있다.

서울 강서구 마곡동에 있는 엘켐텍 본사 소재공정연구실에서 수전해 소재를 테스트하고 있다. 사진=강희종 기자

문상봉 대표는 한화종합화학(현 한화임팩트) 연구원으로 일하다 2002년 엘켐텍을 설립했다. 처음 진출한 사업은 소금물을 전기분해해 물을 정수하는 데 필요한 염소를 생산하는 장비였다. 정수장, 수영장 등 현장에서 소금물을 전기분해해 바로 소독 살균제를 생산했다.

문 대표는 독일, 일본 등 해외에서 수소 붐이 일기 시작하면서 수전해 장비 개발에 뛰어들었다. 수처리나 수전해 모두 전극, 접합체, 전해조 등 전기화학 기술을 기반으로 하고 있다는 데서 비슷한 점이 많다. 때마침 우리나라도 2018년 수소경제추진위원회가 구성되면서 수소에 대한 관심이 고조됐다. 이듬해인 2019년에는 수소경제 로드맵이 발표되면서 정부가 수소 산업에 드라이브를 걸었다. 엘켐텍도 함께 주목받았다.

수전해 장비는 기술적으로 크게 알카라인 수전해(AEC), 고분자전해질막수전해(PEM), 음이온교환막수전해(AEM), 고체산화물수전해(SOEC) 등으로 분류한다. 이중 엘켐텍이 개발하는 것은 PEM 수전해 장비다. 문 대표는 "알카라인 수전해 기술은 역사가 오래됐고 기술도 다 공개돼 있어서 중국이 저가 제품을 쏟아내고 있다"며 "앞으로 성장 가능성이 있는 PEM 수전해 시장에 진출했다"고 설멍했다.

서울 강서구 마곡동에 있는 엘켐텍 본사 소재연구소에서 수전해 스택을 시험하고 있다. 사진=강희종 기자

PEM 수전해는 순수한 물을 사용하고 효율이 높다는 장점이 있지만 값비싼 촉매를 사용한다는 점이 단점으로 지적돼 왔다. 이에 대해 문 대표는 "촉매로 이리듐을 사용하고 있지만 극소량이기 때문에 최종 단가에 미치는 영향은 크지 않다"고 말했다.

엘켐텍은 1.5메가와트(㎿)급 수전해 장비를 상용화할 수 있는 능력을 생산 능력을 갖추고 있다. 통상 1㎿급 수전해 설비에서는 1시간에 200노말루베(N㎥)의 수소를 생산할 수 있다고 한다. 200N㎥를 무게로 환산하면 18㎏ 정도로, 넥쏘 차량 3대를 충전할 수 있는 분량이다. 엘켐텍의 연간 생산능력은 100㎿ 규모다.

엘켐텍은 현재 양산기술 확보에 주력하고 있다. 지금은 최종 조립을 수작업으로 진행하다 보니 생산 비용이 올라간다. 이를 자동화한다면 장비 가격을 크게 낮출 수 있을 것으로 기대하고 있다. 문 대표는 "PEM 수전해 장비를 대량 생산할 수 있다면 2030~2040년에는 가격이 많이 낮아질 것"이라고 말했다.

엘켐텍은 지난해 12월 체코 나노어드밴스트s.r.o와 PEM 수전해 스택 수출 계약을 체결했다. PEM 수전해 장비를 수출한 것은 국내에서 이번이 처음이다. 국내에서는 제주 행원의 그린수소 실증 사업에 엘켐텍의 PEM 수전해 장비가 쓰이고 있다. 그 외에 소규모로 수소를 필요로 하는 기업이나 연구기관 등에 PEM 장비를 공급하고 있다.

문 대표는 국내 수소 시장이 활성화되기 위해서는 그린수소에 대한 정부의 확고한 로드맵이 필요하다고 강조했다. 기업이 예측 가능할 수 있도록 정권과 관계없이 지속가능한 정책이 있어야 한다는 얘기다. 수소 업계에서는 정권이 바뀌면서 수소 산업에 대한 의지가 약화한 것으로 평가하고 있다. 이와 달리 해외에서는 여전히 수소 산업을 정책적으로 지원하는 곳이 많다. 문 대표는 "유럽에서는 기가와트(GW) 규모로 그린수소 시장이 커졌으며 인도에서는 그린수소 사용 비중을 규제하고 있다"고 전했다.

그린수소가 활성화되기 위해서는 2가지 과제를 해결해야 한다. 재생에너지 확대와 전기요금 인하다. 문 대표는 특히 재생에너지의 에너지저장장치(ESS)로서 그린수소를 육성해야 한다고 강조했다. 태양광, 풍력 등에서 생산한 전기를 배터리 ESS에 저장하는 대신 그린수소로 생산해 저장해야 한다는 얘기다. 문 대표는 "재생에너지를 대용량, 장주기로 저장하기 위해서는 수소가 배터리보다 더 유리하다"고 설명했다.

재생에너지를 이용한 전기 요금이 경제성 있는 수준까지 낮아져야 하는 점도 숙제다. 문 대표는 "그린수소 가격의 80%를 차지하는 것이 전기요금"이라며 "아무리 좋은 수전해 장비를 만들어도 전기 요금이 비싸면 소용이 없다"고 말했다. 그는 그린수소에 사용하는 전기 요금을 ㎾h당 50원 이하로 낮추면 블루수소보다 가격 경쟁력이 있을 것"이라며 "수소 산업을 활성화하기 위한 정부의 정책적 의지가 필요하다"고 말했다.

강희종 에너지 스페셜리스트 mindle@asiae.co.kr