[르포]HD하이드로젠, 연료전지 양산 코앞…“선박 추진에 활용할 것”

정예헌 HD하이드로젠 오퍼레이션 팀장이 SOFC 시스템 생산과정에 대해 설명하고 있다.(사진=HD하이드로젠.)

[평택=이데일리 김성진 기자] 지난 10일 서울에서 약 1시간 반을 차로 달려 도착한 HD하이드로젠의 평택 공장. 널따란 부지 한쪽에는 높이 2.7미터(m) 너비 2.3m의 육중한 기계 6대가 ‘웅~웅’ 소리를 내며 쉬지 않고 가동하고 있었다. HD현대그룹의 수소·연료전지 전문회사 HD하이드로젠이 곧 상업 생산에 나설 예정인 고체산화물 기반 연료전지(SOFC) 시스템이었다. 가동 시 내부 온도가 600도 이상에 달하지만, 손으로 만져도 괜찮을 만큼 단열이 잘 돼 있었다.

HD하이드로젠이 개발한 연료전지 제품 HD250은 현재 한국전기안전공사(KESCO)의 검사를 진행하고 있다. 검사는 약 3주 정도 걸리며, 검사가 완료된 후 문제가 없으면 본격적으로 제품 양산에 나설 계획이다. 지난 2024년 8월 회사를 설립한 이후 채 2년이 안 된 시점에 상업화에 성공하는 것이다. SOFC는 수소나 천연가스를 연료로 전기와 열을 동시에 생산하는 발전장치다.

오승환 HD하이드로젠 상무는 “연료전지는 그동안 많은 기업들이 셀스택(소재)으로 접근하다 어려움을 겪었다”며 “HD현대는 시스템 솔루션 제품 개발에 주력하고 있다”고 말했다. HD현대는 지난 2023년 엘코젠 지분 투자를 통해 셀스택 협력 관계를 맺었으며, 2024년에는 핀란드의 SOFC 전문기업 컨비온을 인수해 시스템 통합 기술력을 확보했다.

HD하이드로젠 평택공장 품질공정에서 한 직원이 SOFC의 핵심부품인 셀스택의 품질을 검사하고 있다.(사진=HD하이드로젠.)

공장 내부에서는 SOFC 시스템 조립 작업이 한창이었다. 크게 셀·스택, 모듈, 기계·전기 연결 확인, 최종 테스트 등 4가지 단계로 이뤄져 있었다. 정예헌 HD하이드로젠 오퍼레이션 팀장은 “한 공정 당 20~25시간 정도 소요된다”며 “실제 운전하는 조건에서 제품을 테스트한다”고 설명했다.

연료전지 사업은 정기선 HD현대그룹 회장이 미래 핵심 먹거리로 점찍고 직접 육성에 나선 신사업이다. 사업 구상부터 인재 확보까지 정 회장이 직접 챙긴 것으로 전해진다. 연료전지 사업은 포스코 등 국내 주요 대기업들이 뛰어들었지만 결국 사업중단 결정을 내리는 등 아직 성과를 내기 어려운 분야로 알려졌다. HD현대는 궁극적으로 선박에 연료전지를 탑재해 친환경 선박 시장을 적극 공략한다는 그림을 그리고 있다. 특히 국제해사기구(IMO)가 탄소 배출량을 줄이지 못한 선박에 탄소세를 매기기로 방침을 정하면서 친환경 선박에 대한 수요가 점차 커지는 상황이다. 실제로 HD하이드로젠이 세계 최대 해운사 머스크를 방문했을 때 머스크 측에서 “연료전지 선박 개발은 언제 가능하냐”라고 물었다고 한다. SOFC는 액화천연가스(LNG)를 별도의 가공 없이 바로 연료로 사용할 수 있는 데다, 탄소가 발생하지 않는 수소로도 작동 가능해 미래 친환경 선박의 핵심 장비로 여겨진다. 에너지 계열사인 HD하이드로젠이 조선업 중간지주사인 HD한국조선해양 산하에 설립된 것도 이 때문이다.

HD하이드로젠의 연료전지 HD250.(사진=HD하이드로젠.)

최근 글로벌 연료전지 시장은 탄소중립 정책, 수소경제 활성화, 데이터센터 및 분산전원 확대 등에 따라 빠르게 성장하고 있다. 시장 규모는 2025년 약 8조5000억원에서 2030년 27조원 규모로 성장할 것으로 전망하고 있다. 오 상무는 “컨테이너선을 예로 들면 추진하는데 20메가와트(㎿)의 출력이 필요한데, 이중 5㎿만 SOFC로 대체한다고 해도 1기가와트(1GW)의 시장이 만들어질 수 있다”고 말했다.

SOFC는 기존 가스터빈, 화력 발전 등과 비교해 탄소 배출이 적어 친환경 발전설비로 주목받고 있다. 연료전지는 어떤 전해질을 사용하느냐에 따라 고분자전해질(PEMFC), 인산형(PAFC), SOFC 등 3가지로 나뉘는데, SOFC는 천연가스를 직접 사용할 수 있고, 에너지 효율이 60% 이상으로 셋 중에서 가장 뛰어나다는 장점이 있다. 한 번 가동하고 끄는데 약 하루 정도의 시간이 걸린다는 단점이 존재하지만, 오히려 발전이나 선박 추진장치로 사용하기에는 안성맞춤이라는 평가다.

HD하이드로젠 연료전지 모형 및 SOFC 셀스택.(사진=HD하이드로젠.)