드라이와인딩 vs 철강섬유…롯데·포스코, 수소연료탱크 시장서 각축

이민우 기자
입력 2021.09.09 06:00
수소연료탱크는 고압으로 압축한 기체·액체 수소를 운반하는 핵심 도구다. 탱크가 폭발할 경우 대형사고로 이어질 수 있는 만큼, 사고 발생을 미연에 방지할 수 있는 기술 개발이 필수다.

포스코와 롯데 등 대기업은 최근 수소에 집중하겠다는 선언을 했는데, 이들 기업이 준비 중인 수소연료탱크에 관심이 쏠린다. 포스코는 철강섬유를, 롯데는 탄소섬유를 전면에 내세웠다.

수소모빌리티+쇼에서 수소연료탱크를 전시한 일진하이솔루스 / 이민우 기자
8일 고양 킨텍스 제 2전시관 9홀에서는 수소모빌리티+쇼가 열렸다. 현대자동차를 비롯해 SK E&S와 포스코 등 다양한 수소관련 기업이 한데 모였다. 코로나19 확산으로 사회적 거리두기 단계가 강력하지만, 다양한 업계 관계자가 방문하는 등 수소에 대한 국내 산업계 관심을 보여줬다.

수소모빌리티+쇼에 많이 나온 분야는 수소운반·공급의 중심축인 수소연료탱크다. 수소연료탱크는 수소승용차용 외 운반용 튜브트레일러 등 사업 범위가 넓고 수소산업에서 필수 제품이다. 현대자동차 넥쏘(NEXO)에 수소연료탱크를 독점 공급하는 일진하이솔루스 포함 포스코와 롯데·코오롱 등 기업이 수소연료탱크 관련 사업에 뛰어들었다.

7일 롯데케미칼은 1488㎡규모 파일럿 공정설비 구축을 통한 수소연료탱크 제조 기술 시험활용을 선언했다. 롯데케미칼은 2017년 산업통상자원부 산업핵심 기술개발 사업이었던 ‘고속 필라멘트 와인딩 공법을 이용한 수소전기자동차용(FCEV) 700바(Bar·1바는 1기압) 수소저장용기 제조 기술 개발’ 과제에 참여하며 수소분야에 참여했다.

롯데케미칼은 본격적인 수소전기차·운송공급 시장을 겨냥해 시장 진입 타당성을 확보하고 진입 기반을 다진다. 롯데케미칼이 내세운 것은 드라이와인딩 공정이다. 롯데케미칼의 드라이와인딩 공정은 기존의 웻와인딩보다 단가는 비싸지만 경량화를 꾀할 수 있고, 폴리머용기에 탄소섬유를 적층할 시 고속성형이 가능해 대량생산에서 강점이 있다.

롯데케미칼 관계자는 "7월 발표했던 수소로드맵에서 설명한대로 수소연료탱크 캐파를 10만개에서 50만개까지 늘려간다"라며 "롯데케미칼은 기존 습식 공정보다 대량생산에 유리할 것으로 보이는 드라이와인딩(건식) 공정에 중점을 두고 있으며, 파일럿을 통해 검증에 나설 계획이다"고 말했다.

포스코에서 수소모빌리티+쇼에서 제시한 철 보강재를 활용한 수소연료탱크 예시 / 이민우 기자
포스코는 철강섬유로 보강한 수소연료탱크 개발에 나서고 있다. 내부에서 200~700바(bar)의 초고압을 견디는 수소연료탱크는 폭발위험성을 줄이기 위해 섬유보강재로 수소용기를 겹겹이 둘러싼다. 주로 탄소섬유가 보강재로 쓰이는데, 가벼우면서도 질긴 특성을 지녀 경량화와 안전성 확보에 유리하다.

하지만 탄소섬유는 가격이 비싸다. 주로 사용되는 PAN(폴리아크릴로니트릴)계 탄소섬유의 가격은 1톤당 1만5000달러(1700만원)를 넘는다. 포스코는 이에 고강도 선재(코일모양 철강 제품)를 가공해 만든 강선을 보강재로 쓰는 수소연료탱크를 개발중이다. 포스코에 따르면, 개발시 탄소섬유 수소연료탱크의 3분의1 수준 가격으로 경제성 확보가 가능하다.

이상윤 포스코 수석연구원은 "철강섬유를 사용할 경우 현재 수소승용차 1대당 1000만원 수준의 수소연료탱크 비용을 줄여 수소차 확산에 기여할 수 있지 않을까하는 아이디어에서 출발했다"며 "가벼운 탄소섬유와 무게 차이를 줄이기 위해 인장강도 증가와 고강도화로 적은 숫자의 와인딩으로 제조하는 방향으로 개발을 진행하고 있다"고 설명했다.

이민우 기자 minoo@chosunbiz.com


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