[공학저널 김하늬 기자] 현재 국내 수소충전소는 수소 경제 활성화 정책에 따라 점진적으로 확대되고 있는 상황이다. 이러한 수소충전소의 확대는 수소차 보급을 촉진하고, 궁극적으로 친환경 에너지 전환과 탄소 중립 달성에 이바지할 전망이다.

2024년 기준 전국에 약 300여 개의 수소충전소가 운영 중이며, 주요도시와 고속도로를 중심으로 수도권을 비롯한 주요 대도시에 집중적으로 설치돼 있다. 정부는 2025년까지 전국에 450개 이상의 수소충전소를 구축할 계획으로, 이를 통해 수소차 보급을 확대하고 수소 경제를 활성화하려는 목표를 가지고 있다. 또한, 액화수소충전소와 같은 새로운 형태의 충전소도 검토되고 있어, 향후 수소충전소의 다양화와 확장이 기대를 모으고 있다.

대부분의 수소충전소는 중앙에서 생산된 수소를 탱크로 운송해 충전하는 방식을 사용하고 있지만, 일부 충전소는 안정성을 위해 자체 수소 생산설비를 갖추어 직접 생산한 수소를 공급하고 있다.

바로 인천그린에너지㈜가 그 주인공으로, 국내에서 대표적으로 자립형 충전소 운영을 주도하고 있는 기업이다. 자체 수소 생산 및 충전 시스템을 구축해 운영 중인 인천그린에너지는 안정적인 수소 공급과 고품질의 수소를 제공하기 위해 자체 수소 분석 시스템을 함께 운영하고 있다.

자체 수소 분석 시스템을 통해 매일 수소 순도 분석을 시행하면서 품질 관리에 심혈을 기울이고 있으며, 운영 인력에게 지속적인 교육 지원과 안전 관리 체계 구축을 통해 충전소 운영의 안정성을 높인 것이 강점으로 손꼽힌다. 운영 인력이 설비 이상을 감지하고 초동 조치를 할 수 있도록 해 대응력을 강화하는 것은 물론 수요처와의 긴밀한 소통을 통해 체계적이고 안정적인 수소 공급을 유지하고 있다.

인천그린에너지의 주요 사업 분야는 CNG 충전 및 수소 생산과 충전이다. 특히, CNG 및 수소 버스와 같은 대용량 차량 충전을 주력으로 하며, 도시가스를 압축해 차량 연료로 사용하는 CNG 충전소와 청정에너지인 수소를 생산하고 압축해 충전하는 수소충전소를 운영해 대기오염을 줄이는 데 기여하고 있다. 이를 바탕으로 향후 대용량 모빌리티와 대중교통에 필요한 에너지를 안정적으로 공급해 효율적인 충전서비스를 제공하는 것을 목표로 하고 있다.

현재 인천그린에너지의 수소충전소는 국내 최대 판매량을 기록하고 있으며, 자체 유지보수를 통한 빠른 대응도 눈에 띄고 있다. 인천그린에너지가 이러한 시스템을 갖추게 된 것은 CNG 충전소 운영 경험을 통해 신속한 유지보수의 중요성을 깊이 체감했기 때문이다.

인천그린에너지 송민규 대표이사(사진)는 “수소충전소의 설비 고장 발생 시 A/S 접수를 통해 조치가 가능하지만, 인력의 물리적 이동 시간과 부품 확보 시간이 걸리는 경우가 많다. 특히, 버스를 주로 충전하는 충전소에서는 설비 복구가 길어질수록 시민의 발이 되는 버스 운행에 영향을 미치게 된다”며 “버스는 어떠한 일이 있어도 멈추어서는 안 된다는 일념으로 유지보수 회사를 설립해 신속한 설비 복구를 실현하고 있으며, 충전소 개소 이후 단 하루의 운영 정지 없이 안정적으로 운영하고 있다. 이러한 노력이 국내 최대 수소 판매량을 기록할 수 있게 한 원동력으로 작용했다고 생각한다”고 설명했다.

인천그린에너지는 CNG 충전소와 수소충전소 운영을 기반으로 한 에너지 기업으로, 지난 2021년부터 수소충전소를 시작으로 수소 시대로의 전환을 준비해왔다. 2023년 4월에는 수소생산기지를 구축하며 민간 주도의 수소 생산 인프라를 구축했다.

이를 통해 미국 네브래스카 주, 오만 그린수소 대표단, UNIDO 태국 대표단 등 해외 각국의 전문가들과 교류하고 있다. 국제적인 교류를 통해 인천지역 내 거점 수소충전소로서 안정적인 수소 공급 방안을 모색하고 있으며, 수소 모빌리티 보급을 확대해 수소에너지 전환과 탄소 중립을 위해 선도적인 역할을 하고 있다.

이러한 인천그린에너지의 수소충전소 운영의 핵심은 설비의 안정성과 신속한 대응력 확보를 꼽을 수 있다. 수소충전소의 모든 설비에 대해 철저한 점검 일정을 수립하고 주기적인 유지보수를 통해 안정적인 운영을 지향하고 있다.

특히, 국산화가 완료되지 않은 부품에 대해서는 사전에 충분한 부품 확보와 함께 정기적인 점검을 통해 잠재적인 문제를 사전에 예방하고 있다. 이를 바탕으로 향후 인천그린에너지가 타겟팅하고 있는 분야는 수소 인프라 구축과 수소 설비 유지보수 확장이다.

송 대표는 “수소충전소 및 수소 생산기지를 구축하고 운영하는 과정에서 구축사와 운영사 간의 시각 차이를 실감했다. 구축 단계에서는 설계적인 수치를 통해 문제를 개선하는 것이 가능하지만, 실제 운영 중에 발생할 문제를 사전에 예측하기는 어렵다”며 “수소 인프라 구축과 운영을 통해 얻은 경험을 바탕으로, 운영사의 입장에서 장기적인 안정성과 경제성을 확보할 방안을 도출해 수소 인프라 구축 분야에 진출할 준비를 하고 있다”고 말했다.

그는 이어 “유지보수 기업 운영을 통해 CNG, 수소충전소, 수소 생산설비 등의 다양한 설비 유지보수를 진행하며, 수소 설비의 특수성으로 인해 냉각설비, 압축설비, 충전설비 등의 다양한 전문 분야를 하나의 업체에서 완벽히 관리하는 것에 어려움이 있다는 점을 인식했다”며 “이러한 특수성은 소모품 관리와 설비 간의 연계에 필요한 구체적인 데이터 부족, 전문성 부족으로 이어지게 된다. 수소 인프라 안정성을 보다 향상할 방안을 찾기 위해 하나의 기업 안에서 통합관리로 유지보수의 확장과 전문성을 향상할 방안을 모색하고 있다”고 덧붙였다.

인천그린에너지는 대용량 모빌리티 분야에서 전기차와 수소차의 갈림길에서, 수소 산업을 통해 연계되는 다양한 부가가치 사업에 주목했다. 수소충전소 외에도 수소 산업 영역의 지속적인 성장이 필요하다는 것을 인식하고 연구개발에 집중한 것이다.

이를 위해 바이오가스 추출 수소 생산기지를 구축·운영한 고등기술연구원의 기술력을 바탕으로 구체적인 설계를 진행했다. CNG 충전소와 수소 충전소가 이미 운영되고 있는 동일한 부지 내의 수소 생산시설을 효율적으로 배치하고 수소 충전소와의 연결성을 강화하는 데 중점을 뒀다.

수소 자체 생산으로 인해 발생할 수 있는 순도 문제를 해결하기 위해 수소 순도분석시스템을 도입하고, 수소 설비에서 지속해서 사용되는 질소 사용량을 분석해 질소 발생기를 추가 설치하는 등의 조치를 통해 운영의 안정성을 높였다. 또한, 개질 원료로 사용되는 수도 배관의 크기가 작아 추가적인 저장 탱크를 설치하는 등 운영의 실질적인 안정성을 확보하기 위해 많은 논의와 개선 작업이 이뤄졌다.

이러한 노력을 기반으로 인천그린에너지가 올해 중점적으로 진행할 사안 또한 수소 생산설비와 수소충전소의 안정화다.

송 대표는 “현재까지 발생하지 않았지만 앞으로 발생할 수 있는 설비 가동 정지의 잠재적 가능성을 미연에 방지하고자 한다. 또한, 최근 기업들 사이에서 액화수소에 대한 관심이 높아지고 있는 가운데, 인천그린에너지도 액화수소충전소의 구축과 수소 생산시설 및 수소 출하시설과의 연계를 추진 중”이라며 “액화수소를 생산하고 기화하는 과정에서 에너지 사용을 최소화할 수 있는 방안을 연구하고, 수소 생산시설의 구축과 운영 노하우를 토대로 수소 생산 비용을 절감하고 수소 운송비용을 줄여 전반적인 수소 가격 경쟁력을 확보하는 것을 목표로 할 것”이라고 전했다.

그는 이어 “미래의 에너지원으로서 수소는 우리의 생활에 점점 더 가까워질 것으로 보인다. 비록 그 과정이 천천히 점진적으로 이루어지겠지만, 수소는 분명히 중요한 대체 에너지원으로 자리 잡을 것”이라며 “수소 사업은 난이도가 높고 쉽지 않은 길이지만 미래 세대를 위해 반드시 가야 하는 길이다. 앞으로도 인천그린에너지는 이러한 어려운 길을 개척하고 앞장서 나아갈 것”이라고 덧붙였다.