[공학저널 김하늬 기자] 수소 기술은 전 세계적으로 청정에너지 전환을 촉진하는 핵심 요소로 부상하고 있다. 수소는 탄소배출이 적고 에너지 저장·운반이 용이해 다양한 산업에서 활용 가능성이 커지고 있으며, 지속 가능한 미래 에너지의 중심으로 주목받고 있다.

특히 한국에서는 수소 경제 활성화를 목표로 정부와 기업들이 적극적으로 기술 개발과 인프라 구축에 나서고 있으며, 수소의 생산, 저장, 운반, 활용의 전 과정에서 국산화가 이뤄지는 추세다.

이러한 흐름에서 ㈜원일티엔아이는 수소 기술을 중심으로 다양한 혁신적인 기술을 보유하고 있으며, 이를 바탕으로 수소 저장, 생산, 가스 처리 등 여러 분야에서 중요한 역할을 수행하고 있다.

원일티엔아이의 주요 기술은 수소저장합금, 수소실린더, 고순도 수소생산유닛 등 수소 관련 설비와 고압연소식 기화기, 이동식 기화기, 가스히터, 초저온 압력용기 등 천연가스 및 석유화학 설비를 포함한다.

특히 수소저장합금은 고압가스를 특수 합성 금속체에 안전하게 저장하는 기술로, 안정성과 효율성이 뛰어난 것으로 평가받고 있으며 원일티엔아이는 가스 상태의 수소를 수소저장합금과 반응시켜 금속수소화물 상태로 저장하는 기술을 보유하고 있다.

이 기술은 수소저장합금을 최적화 설계된 안전한 수소실린더에 장입해 공급하는 방식이며, 수소 저장 안전성을 크게 향상시켜 군사용 잠수함과 같은 고위험 환경에서도 신뢰성 있게 사용될 수 있다. 이에 현재 장보고-III 잠수함에 적용되고 있는 것은 물론 민간 분야에서의 수소 저장 솔루션으로도 확장 가능성이 큰 기술로 손꼽히고 있다.

또한, 고순도 수소생산유닛은 도시가스를 주원료로 99.999% 이상의 고순도 수소를 추출하는 고효율 설비로, 수소차 충전소와 연료전지 발전소 등에서 경제적이고 효율적으로 수소를 공급할 수 있는 기술이다.

원일티엔아이의 고순도 수소생산유닛은 도시가스를 주원료로 고순도의 수소를 추출하는 설비이며 수입 제품보다 경제적일 뿐만 아니라 개질 효율 80% 이상, CO 농도 0.2ppm 이하의 성능을 자랑한다. 도시가스 파이프라인에 연결하기만 하면 수소차 충전소, 연료전지 발전소 등 수요처 인근에서 쉽게 수소를 생산할 수 있어, 수소 인프라 확장에 매우 유리하다. 이 고순도 수소생산유닛은 수소차 충전소와 연료전지 발전소에 안정적으로 수소를 공급할 수 있는 핵심기술로서, 수소 경제의 인프라 구축에 필수적인 역할을 하고 있다.

향후 원일티엔아이는 지게차 및 굴삭기 등의 건설중장비에 수소저장합금을 적용하는 등 새로운 분야로의 진출을 계획하고 있다. 이와 함께 기계식 압축기를 대체할 효율적인 금속수소화물 압축기 개발을 목표로 하고 있으며, 잉여 전력을 수소로 저장해 필요할 때 전력으로 전환하는 H-ESS 기술도 개발 중이다.

원일티엔아이는 지난 1990년 창립 이후 천연가스 분야에서 독자적인 기술력으로 국내외 시장에서 입지를 다졌다. 1991년 한국가스공사로부터 Gas filter 국산화 업체로 지정된 이후, 연소식기화기, 재액화기, 연료주입시스템, 가스히터 등 다양한 핵심 제품을 국산화해 천연가스, 발전, 원자력, 조선·해양 플랜트 시장에 공급하며 세계 시장에서도 인정받고 있는 기업이다.

이러한 성과를 기반으로 2005년 ‘100만 불 수출의 탑’, 2007년 ‘1000만 불 수출의 탑’, 2013년 ‘5000만 불 수출의 탑’을 수상하며 지속적인 성장을 이루어왔다.

오랜 업력과 더불어 축적된 노하우를 바탕으로 원일티엔아이의 기술력은 수소 산업에 국한되지 않고 다양한 산업 분야에서 두각을 나타내고 있다.

가장 잘 알려진 원일티엔아이의 기술은 LNG 선박에서 이송해온 액화 천연가스를 천연가스(NG)로 변환하는 고압연소식 기화기(Submerged Combustion Vaporizer)를 설계·제조하는 기술이다.

이 기화기는 LNG와 접촉하는 모든 부위가 내부식성에 강한 스테인리스 스틸로 제작돼 환경친화적 설계를 통해 NOx 및 CO 배출량을 최소화하며, 100%에 가까운 열효율을 달성한다. 또한, 이동식 기화기(Mobile Vaporizer)는 긴급 상황이나 섬 지역, 오지 등에서 신속하게 가스를 공급할 수 있도록 설계된 신개념 기화기로, 이 기화기는 시간당 5t의 LNG를 기화할 수 있으며, 트레일러를 통해 이동이 가능하기 때문에 필요한 장소에 빠르게 설치할 수 있다는 장점이 있다.

이와 함께 원일티엔아이는 초저온 압력용기, 복합화력 및 원자력 설비, 석유화학 및 조선·해양 설비 분야에서 뛰어난 기술력을 보유하고 있다. 초저온 압력용기(Cryogenic Pressure Vessel)는 LNG와 LN2의 저장 및 냉각 시험에 사용되며, -190℃의 극한 조건에서도 안정적인 성능을 제공한다. 이 기술은 LNG선 및 관련 선박건조에 필수적이며, LNG 터미널과 FRSU에서 발생하는 증발 가스를 재액화하는 재액화기(Recondenser)를 통해 LNG의 효율적인 관리와 저장을 가능하게 한다.

또한, 복합화력 및 원자력 설비 분야에서는 발전소의 안정성과 효율성을 극대화하는 연료주입시스템(Fuel Gas Supply System)과 가스터빈 점화 시스템(GT Ignition System)도 설계·제작하고 있다. 특히, 원자력발전소에서는 해수 여과기(Debris Filter)와 삼중수소 제거설비(TRF: Tritium Removal Facility) 등을 개발해 원자력 안전을 강화하고 있으며, 이러한 기술들은 원자력 및 복합화력 발전소의 필수 설비로 자리 잡고 있다.

이뿐만 아니라 석유화학 및 조선·해양 분야에서는 압력용기(Pressure Vessel)와 쉘&튜브형 열교환기(Shell&Tube Heat Exchanger)를 설계·제작하며, 이 설비들은 초저온 및 고온 환경에서도 고효율과 안정성을 유지한다. 조선·해양 분야에서는 선박용 기화기(HP Vaporizer)와 선박용 연료주입시스템(Fuel Gas Supply System for Ships)을 통해 LNG 선박의 안전하고 효율적인 연료 공급을 지원하고 있으며, 이들 설비는 세계 시장에서 경쟁력을 갖추고 있다고 해도 과언이 아니다.

원일티엔아이 이승준 전무(사진)는 “원일티엔아이는 천연가스 관련 설비 산업에서 쌓아온 30년의 경험과 기술력을 바탕으로 2009년부터 수소 사업으로 사업 영역을 확장했다”라며 “특히 3,000톤급 잠수함 장보고-III에 적용되는 연료전지체계의 핵심 구성품인 수소저장합금과 수소실린더를 국방과학연구원(ADD)과 대우조선해양(現 한화오션)에 공급하며, 10년에 걸친 연구개발 끝에 상용화에 성공했다. 현재까지 장보고-III 잠수함 5척에 해당 기술을 납품하고 있으며, 앞으로도 추가 잠수함에 지속적으로 공급할 예정”이라고 설명했다.

현재 원일티엔아이는 정부의 수소 경제 활성화 정책에 따라 거점형 수소생산기술 국산화 프로젝트의 핵심 협력사로 선정돼 주요한 역할을 수행 중이다.

지난 2020년 한국에너지기술연구원과 협력해 100Nm3/h 및 300Nm3/h급 고순도 수소생산기술의 국산화에 성공했으며, 이를 통해 수소생산설비의 100% 국내 기술 자립화를 이룩했다. 이로써 원일티엔아이는 평택, 안산, 완주 등지의 수소충전소와 수소생산설비에 자사의 기술을 납품하며 국내 수소 인프라 구축에 크게 기여하고 있다.

이 전무는 “원일티엔아이는 기후 변화 대응과 에너지 전환의 중요성을 인식해 천연가스보다 청정한 수소를 미래 에너지로 보고 수소 산업에 적극적으로 진출했다”라며 “한국에너지기술연구원 수소연구단과의 협력을 통해 삼척수소시범도시에 고체수소저장시스템(H-ESS)을 개발·설치하고 수소 저장 및 활용 기술을 고도화하기 위해 지속적인 연구개발을 진행하고 있다. 또한, 수소저장합금의 성능 향상과 가격경쟁력 확보를 위해 소재 경량화 및 효율적인 합금 제조 기술개발에 주력하고 있다”라고 말했다.

올해 원일티엔아이는 국책과제로 진행 중인 중대형 개질기의 운전시간 확보를 통해 시스템의 안정성과 효율을 높이는 것을 목표로 하고 있으며, 머신러닝을 통해 다양한 수소저장합금을 개발해 실제 어플리케이션에 적용할 계획이다. 이를 통해 수소 산업의 상용화를 앞당기고 경제성을 확보할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

이 전무는 “수소 산업의 발전을 위해 정책의 일관성과 함께 수소 경제에 대한 성숙한 사회적 인식이 필요하다”라며 “원일티엔아이는 앞으로 CCS와 연계한 중대형 개질기의 개발을 완료해 블루수소의 보급을 확대하고, H-ESS와 건설중장비 등 다양한 애플리케이션에 수소저장합금을 적용해 수소 저장 분야에서의 기술적 우위를 확보할 계획”이라고 전했다.