전 세계 국가가 수소 에너지에 주목하고, 수소 에너지를 주 에너지로 사용하는 수소경제사회, 수소도시를 만들기 위해 주력하고 있다. 2019년 1월 수소경제 활성화 로드맵을 발표하고, 2020년 7월 수소경제 선도국가를 위한 컨트롤타워인 수소경제위원회를 발족한 우리나라도 수소차·연료전지를 기반으로 수소경제 선도국가로의 도약을 추진 중이다. 정부는 2040년까지 1,000개의 수소 전문기업을 육성하고, 2030년까지 수소차 85만 대, 수소 충전소 660기를 확충할 계획이다. 수소경제가 활성화하려면 수소 충전소의 확충이 필수다. 그러나 대량의 수소를 안정적으로 공급하는 상용차 충전 인프라는 초기 투자비가 높기 때문에 민간이 쉽게 진출하기 어렵다. 이에 수소 유통 전담기관이자 수소 사업에 집중하고 있는 한국가스공사가 나섰다.

승용차용 수소충전소는 여러 민간 기업에서 이미 추진하고 있지만, 대형 상용차를 위한 수소 충전소는 없는 현 상황에 공기업으로서 마중물 역할을 하고자 하는 것이다. 상용차용 수소 충전 인프라를 구축하는 것이니만큼 화물 중심의 물류 거점지에 중점적으로 구축하면서도 차고지, 휴게소 등의 여객 중심지에도 몇 곳 구축할 예정이다. 뿐만 아니라 탄소 배출과 환경 오염물질 조기 감축을 위한 LNG 충전 인프라도 병행하고자 노력하고 있다. 이를 통해 한국가스공사는 친환경 상용차 보급을 효과적으로 견인하고, 수소 상용차 충전 사업을 민간으로 확산시켜 나가는 데 일조하고자 한다.

한국가스공사는 수소 충전 인프라 구축 사업의 일환으로 LNG 기반 융복합 수소 충전소 구축 사업을 본격 추진 중이다. LNG 기반 융복합 수소 충전소는 LNG와 수소가 저장방식, 운송방식 등에서 유사하다는 특성을 활용해, On-site(현지공급) 방식으로 수소, LNG, CNG(압축천연가스), 전기와 같이 다양한 차량용 연료를 제공할 수 있는 All-in-One 충전소로 구축된다. 한국가스공사의 융복합 충전소는 충전소 내 초저온탱크에 탱크로리로 이송한 LNG를 보관한다. 이렇게 보관한 LNG는 LNG 화물차에 공급할 수 있고, LNG를 기체 상태로 만드는 기화 및 압축 작업을 거치면 CNG(압축천연가스)를 CNG 버스에 공급할 수 있다.

뿐만 아니라, 천연가스를 개질 장치를 통해 개질하면 수소도 생산할 수 있다. 이러한 과정을 거치면 수소차에 수소를 공급할 수 있고, 수소 튜브트레일러를 이용해 인근 소형 수소 충전소에 수소 공급도 가능하다. 뿐만 아니라, 수소연료전지로 생산한 전기로 전기차 역시 충전할 수 있다.

LNG 기반 융복합 수소 충전소 설비구성(안)

LNG 기반 융복합 수소 충전소 주요 특징

대용량의 수소 충전

많은 양의 수소를 경제적으로 공급할 수 있기 때문에 수소상용차 충전 가능

수소승용차 충전소(하이넷)에 수소 공급

출하설비를 설치하여 인근 수소 충전소에 수소 공급 가능

LNG 냉열을 활용한 탄소포집·활용·저장(CCUS) 기술로 블루수소 공급

LNG 냉열을 활용하여 수소 생산 시 발생하는 CO2 포집

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산학 협력연구(단국대) 진행 중이며 2021년 하반기 상용화 검토

천연가스 차량 충전 가능

설비 구성에 따라 LNG 대형차, CNG 버스 등 충전 가능

이렇듯 한국가스공사의 융복합 충전소는 많은 양의 수소를 경제적으로 공급할 수 있고, 해당 지역 차량의 수요 특징에 맞게 설비를 구성할 수 있어 여러 차종에 다양한 연료를 공급할 수 있다는 장점이 있다. 다양한 친환경 상용차 충전을 위한 최적의 충전소 모델이라고 할 수 있다.

지난해 12월, 한국가스공사는 창원·통영시와 함께 수소교통 복합기지 시범사업자로 선정됐다. 국토교통부의 수소교통 복합기지 구축 사업은 환승센터, 철도역, 차고지 등 교통 수요가 많은 거점에 대용량 수소 충전시설과 수소 생산시설, 편의시설을 함께 설치하는 프로젝트다. 공사는 이곳에 융복합 충전소 모델을 적용시킬 예정이다.

한국가스공사는 탄소중립에 기여하기 위해 LNG를 수소로 개질할 때 발생하는 이산화탄소를 활용하기 위한 기술 개발에도 힘쓰고 있다. 단국대학교와 LNG 냉열을 활용한 탄소포집·활용·저장(CCUS: Carbon Capture, Utilization, Storage) 기술 개발을 위해 산학협력 연구를 진행하고 있는 것이다. LNG 냉열이란 영하 162도 액체 상태의 LNG가 기화할 때 발생하는 미활용 에너지를 말한다.

CCUS 기술로 이산화탄소를 포집하면, 온실가스 배출을 줄인 수소, 즉 블루수소를 생산할 수 있다.

또한 한국가스공사는 환경부 주관 바이오가스 수소화시설 시범사업과 연계한 수소 충전소 구축도 준비중이다. 바이오가스 수소화시설 시범사업은 기존 폐기물 처리 시설을 에너지 생산시설로 전환하는 사업으로, 대표적인 그린뉴딜 사업으로 꼽힌다. 한국가스공사는 하수, 음식물 쓰레기 등 유기성 폐자원으로 만든 바이오가스를 개질해 수소를 생산하는 이 사업과 연계해 수소 충전소를 구축해 탄소중립(넷 제로)에 기여할 계획이다.

Mini Interview

KOGAS One 충전소 구축 TF
김재훈 대리

한국가스공사는 2020년 10월, 친환경 상용차 보급을 위한 충전 인프라를 구축하기 위해 사장 직속으로 6명으로 구성된 ‘KOGAS One 충전소 구축 TF’를 조직했다.
김재훈 대리로부터 LNG 기반 융복합 수소 충전소에 대한 기대 효과를 들어보았다.

“한국가스공사는 친환경 상용차 보급을 활성화하기 위해 초기 투자비용이 상대적으로 높은 On-site 수소 충전소 확충에 선제적으로 나섰습니다. 이는 국가 혁신성장 핵심과제인 수소차를 포함, 다양한 연료를 경제적으로 공급할 수 있는 융복합 충전소로서, 대한민국의 친환경차 보급 확산에 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

현재 지자체, 민간과의 협력을 기반으로 융복합 충전소 구축을 추진하고 있습니다. 특히 통영과 창원의 경우 수소교통 복합기지 구축을 준비중입니다. 이를 통해 창원 진해신항을 출입하는 일평균 1만 4,000대의 물류 트럭을 친환경 트럭으로 바꾸는 작업을 촉진할 수 있고, 통영시가 2030년까지 수소버스 113대를 보급하는 정책에도 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 한국가스공사는 여객(시내버스, 광역버스, 수소트램 등), 물류 거점에 친환경 상용차 충전을 위한 융복합 충전소를 지속 구축할 계획입니다. 많은 관심과 응원 부탁드립니다.”