일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2023.1.10

편집장이 전망하는 2023년
2023년 제조업, 탈탄소의 열쇠를 쥐고 있는 수소 기술 진화에 주목

2022년에는 코로나 확산 여파로 주춤했던 사업 활동이 재개되면서 많은 기업들의 실적이 회복되었다. 엔화 약세에 따른 환차익 영향과도 맞물려 2022년도 중간 결산이 사상 최대를 기록한 기업도 적지 않다.

예를 들어, 다이킨공업의 2022년도 중간 결산(4~9월)에서는 매출액이 전년 동기 대비 30% 증가한 2,217억엔, 영업이익이 15% 증가한 2조198억엔으로 사상 최대치를 기록했다. 고마쓰도 2022년도 상반기 연결 매출액, 영업이익, 순이익 모두 분기 사상 최대였다.

한편, 2022년은 2월에 시작된 러시아의 우크라이나 침공으로 촉발된 공급망 혼란과 에너지 가격 급등, 반도체를 중심으로 한 부품 및 부재 부족 등, 제조 현장은 사업 환경의 극심한 변화에 큰 영향을 받았다. 특히 에너지 문제는 탈원전을 선언했던 독일이 가동 연장으로 전환하는 등 큰 변화가 있었다.

이러한 가운데 청정에너지로서 주목도가 높아지고 있는 기술이 '수소'이다. 2023년은 수소 기술 개발 및 사업화가 가속화될 전망이다.

-- 가와사키중공(川崎重工)은 핵심 사업의 하나로 지정--
예전부터 수소는 카본뉴트럴(온난화 가스의 실질적 배출량 제로)을 실현하는 데 있어 중요한 기술 중 하나로 평가되어왔으며, ‘닛케이크로스텍’이나 ‘닛케이모노즈쿠리’에서도 자주 다뤄왔다. 실제로도 기업 등의 개발 및 사업화 움직임이 활발해지고 있다.

예를 들어, 가와사키중공업은 수소 사업을 미래 핵심 사업 중 하나로 지정하고 기술개발에 주력하고 있다. “2030년에는 수소 사업이 가장 큰 사업이 될 수 있다”. 가와사키중공업의 하시모토(橋本) 대표이사는 2022년 12월 6일에 개최된 ‘그룹 비전 2030 진척 보고회’에서 이렇게 단언했다.

가와사키중공업은 앞으로 액화수소 수송선과 저장기지, 액화기와 수소탱크 등의 설비를 발주하고, 이러한 기기 및 설비를 이용해 발전소와 수소 충전소 등에 수소 에너지를 공급하는 사업 구상을 하고 있다.

2022년 2월에는 가와사키중공업이 건조한 세계 최초의 액화수소 운반선 '스이소 프론티어'가 액화수소를 적재하고 일본과 호주 간의 왕복 항해에 성공했다. 또한 세계 최초의 선박용 수소 보일러의 기본 설계를 종료. 16만㎥형 액화수소 운반선의 기본 설계 승인(AiP:Approval in Principle)도 취득했다. 스이소 프론티어보다 128배 많은 액화수소를 운반할 수 있으며, 2025년경에 상용화 실증시험을 계획하고 있다.

구보타는 기존 산업용 엔진 사업의 기술을 활용해 산업용 수소엔진을 개발하고 있다. 소형 발전기 제조사 덴요는 2025년 이후의 판매를 목표로 하는 발전기에 구보타의 수소엔진을 탑재할 계획이다.

히타치제작소는 재생에너지 등 잉여전력으로 수소를 제조해 도시가스 등 기존 배관에 혼입시켜 배송하기 위한 기술개발을 추진하고 있다. 구체적으로는 [1] 전력계통에 직결할 수 있는 100MW급 수전해장치 [2] 수소를 원하는 농도로 추출할 수 있는 수소분리장치 [3] 전력계통과 가스계통의 멀티에너지 매니지먼트 등 3가지 요소기술이다.

-- 산업기술종합연구소, 2023년 안에 연산 1톤 규모의 연료합성 시스템 개발--
산업기술종합연구소(AIST)는 물(H₂O)과 이산화탄소(CO₂)로부터 연료를 합성하는 시스템 개발을 추진하고 있으며, 2023년 안에 연 생산 약 1톤의 제조설비를 도입할 계획이라고 밝혔다. 이 시스템에는 물과 이산화탄소를 동시에 전기분해해 수소와 일산화탄소(CO), 산소(O2)로 변환하는 SOEC(Solid Oxide Electrolysis Cell:고체산화물형 전해셀) 장치가 이용된다.

대학 등에서의 기초 연구도 추진된다. 예를 들어, 오사카대학 대학원 연구진은 고농도 CO와 CO2가 포함되어 있는 조수소(粗水素)를 직접 이용한 수소화 반응을 통해 수소를 분리 및 저장하는 기술을 개발했다.

전동화 일변도일 것으로 여겨져온 자동차 분야에서도 수소를 연소시키는 수소엔진차 개발이 추진된다. 수소를 사용하는 연료전지차(FCV)와는 달리 기존의 엔진 부품과 생산설비 등을 활용할 수 있어 최근 주목도가 높아지고 있다. 도요타자동차는 이미 수소엔진차로 카레이스에 참가. 시기는 분명하게 밝히지 않지만 수소엔진차의 시판화를 표명했다.

-- 높은 기대치, 현실은 어디까지 따라잡을 수 있을까? --
무엇보다 청정에너지로서의 수소를 활용하는 데에는 아직 과제가 많다. 높은 제조비용과 수송 및 공급 인프라 정비, 화석연료 유래 수소(블루수소, 회색수소)의 제조 과정에서 발생하는 온난화가스 배출 문제 등 과제들이 산적해있다.

그럼에도 불구하고 수소에 대한 기대치는 높다. ‘닛케이모노즈쿠리’의 독자를 대상으로 실시한 설문조사에서도 ‘향후 10년 이내에 수소 에너지가 보급될 것이라고 생각하는가?’라는 질문에 대해 절반 가까이가 ‘보급된다’, ‘보급될 가능성이 높다’라고 답했다.

사실 필자는 에너지원으로서의 수소 활용을 이전에는 상당히 회의적으로 보았다. 그러나 전술한 바와 같이 기업들의 기술개발이 활발화되고, 탈탄소와 함께 우크라이나 문제에서 비롯된 에너지 문제 등으로 인해 ‘수소 사회’도 더 이상 꿈의 이야기가 아니라고 다시 생각하게 되었다.

앞으로 1, 2년 안에 수소 시장이 급속히 확대되지는 않겠지만, 기술개발과 기업의 사업화 노력을 통해 2023년에는 수소 사회가 어디까지 실현될 수 있을지 어느 정도 전망할 수 있지 않을까? 그 동향에 주목하고 싶다.

-- 끝 --

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