[비즈니스포스트 채널Who] 수소시대로 향하는 인류의 발걸음에 조금씩 가속도가 붙고 있다. 미국과 유럽 선진국들을 중심으로 탄소배출 규제가 강화되며 에너지 중심축을 화석연료에서 수소로 옮기려는 움직임도 바빠질 것으로 보인다. 

미국이 인플레이션 감축법(IRA)에 탈탄소 기조를 분명히 한 데 이어 유럽연합도 유럽판 IRA로 불리는 탄소국경세를 도입하기로 했다. 철강 등 탄소집약 산업 비중이 제법 큰 우리로서는 우려할 만한 일이지만 수소산업 밸류체인에 속하는 기업들에게는 큰 기회가 열린 것이다. 

에너지 중심축의 변화는 필연적으로 여러 산업 판도를 흔들 것으로 보인다. 수소시대 패권의 향방에 따라 초대형 기업과 세계적 갑부가 탄생할 수도 있다. 

수소경제에서 빼놓을 수 없는 분야가 수소의 저장과 운반이다. 효성첨단소재와 일진하이솔루스 등이 중요한 수소경제 수혜기업으로 꼽히는 이유이기도 하다. 

왜 수소의 저장, 운반이 중요한 걸까? 효성첨단소재와 일진하이솔루스는 어떤 지점에서 사업기회를 마련하게 될까?

수소경제에서 가장 주목받는 곳은 일차적으로 수소를 만드는 분야다. 그리고 수소를 활용하는 연료전지 분야도 관심을 많이 받고 있다. 

그런데 수소가 경제성을 갖추려면 수소의 저장, 운반 문제가 해결돼야 한다. 수소를 싸게 만들 수 있다고 해도 저장하고 운반하는 데 너무 큰 비용이 든다면 수소경제가 확립되기 어렵다. 

수소는 탄소 배출이 없는 친환경 물질이면서 무게당 에너지 효율이 크다는 장점이 있다. 그래서 차세대 연료로 각광받고 있다. 

문제는 너무 큰 부피다. 수소와 휘발유를 비교하면 같은 무게일 때 수소가 2.6배 더 큰 에너지를 지닌다. 그런데 부피로 따졌을 때는 같은 에너지를 내는 데 휘발유는 1리터, 수소 기체는 10리터가 필요하다. 

이 때문에 수소 기체를 담아 운반하려면 이를 담아낼 매우 큰 저장용기가 필요하다. 방법은 두 가지입니다. 꾹꾹 눌러 압축해 담거나 모종의 과정을 거쳐 액체상태로 바꿔 부피를 줄이는 것이다. 

선박을 통해 대용량 장거리 운반을 한다면 액체 상태로 만드는 게 유리하다. 여기에는 온도를 낮춰 액화하는 방법, 수소분자가 들어 있는 액화 암모니아를 활용하는 방법, 액상유기수소 운반체를 활용하는 방법 등이 있다. 

그런데 일단 수소 수요처 상당 수는 여전히 기체 수소가 활용되는 만큼 고압축 저장용기가 반드시 필요하다. 수수차의 연료전지 탱크, 수소충전소의 저장탱크 등에 그런 용기가 필요하다. 

게다가 비교적 짧은 거리를 소용량으로 운반할 때는 튜브트레일러를 활용해야 하는데 여기에도 고압축 수소를 견딜 저장용기가 필요하다.   

이런 고압축 기체수소를 담을 수 있는 저장용기의 필수소재가 바로 탄소섬유다. 탄소섬유는 철보다 10배 강하면서도 무게는 4분의 1에 불과하다. 내열성, 내화학성, 전기전도성, 치수안정성, 유연성, 내부식성도 갖췄다.   

고압 수소를 저장할 수 있는 저장용기는 재료에 따라 타입1부터 타입4까지로 구분할 수 있다. 타입1은 금속으로만 만들고 타입2는 금속 용기의 측면을 유리 섬유 등으로 보강한다. 

타입3부터 탄소섬유가 들어간다. 타입3은 알루미늄 라이너 전체에 탄소섬유 복합재료를 보강한 것이고 타입4는 플라스틱 등 비금속 라이너에 탄소섬유 복합재료로 용기 전체를 보강한 것이다. 

타입별로 얼마나 큰 차이가 있는지는 수소 운송수단인 튜브트레일러에 어떻게 적용되는지를 통해 수치로 확인할 수 있다. 타입1 튜브트레일러는 200bar 압력까지만 저장할 수 있지만 타입4 튜브트레일러는 450bar 압력으로 저장할 수 있기 때문에 시간과 비용을 많이 아낄 수 있다.  

탄소섬유는 세계적으로 일본 기업이 주도하는 산업이다. 도레이, 데이진, 미쓰비시 등의 점유율 합이 절반 이상인 것으로 파악된다. 국내 기업 가운데는 효성첨단소재가 유일하게 탄소섬유를 만들고 있다. 

수소경제 확산과 함께 효성첨단소재의 탄소섬유 사업을 주목할 필요가 있는 이유다. 

효성첨단소재는 2028년까지 연간 2만4천 톤의 탄소섬유 생산능력을 갖춘다는 계획 아래 증설도 지속해서 추진하고 있다. 늘어나는 탄소섬유 수요에 대응하는 차원이다. 

탄소섬유는 수소산업의 핵심소재이기도 하지만 그 밖의 수요처도 많다. 최근엔 태양광 단열재용으로 쓰임새가 많아지면서 태양광 산업을 주도하는 중국에 생산 거점을 확보할 계획도 세웠다.  

수소경제 밸류체인에서 효성첨단소재나 도레이가 탄소섬유를 생산하면 이를 수소 저장용기로 만드는 것도 중요한 부분이다. 

일진하이솔루스는 한국 최초로 타입4 수소 튜브트레일러를 출시한 곳이다. 앞서 얘기했듯 라이너를 탄소섬유로 감아 수소 저장용기를 만드는 것이다. 타입4는 다른 방식에 비해 기술적 난도가 높다. 

현재 일진하이솔루스는 현대차 넥쏘 수소탱크 독점 공급업체이기도 하다. 타입4 제품을 양산하는 곳은 일진하이솔루스 외에 세계적으로 일본 토요타고세이, 노르웨이 헥사곤푸루스 등 소수에 불과하다. 

다만 핵심소재인 탄소섬유보다는 경쟁 강도는 높을 수 있다. 롯데케미칼과 한화솔루션 등 국내 대기업들도 수소경제의 전개에 발맞춰 수소탱크 시장에 진입하려 하고 있다. 

탄소 중심 사회에서 수소 중심 사회로 전환이 가팔라지고 있다. 멀게만 느껴졌던 수소시대가 어느덧 성큼 다가오고 있다. 그만큼 수소의 저장·운반 인프라 구축의 필요성도 한층 절실해졌다. 

수소 밸류체인에서 저장, 운반을 담당하는 기업들에도 더욱 관심을 기울여야 할 시점이다. 류근영 기자