SK E&S는 지난 8일 인천에서 연 3만 톤의 세계 최대 규모 액화수소플랜트 준공식을 개최했습니다.

액화수소플랜트 준공으로 국내에 대규모 액화수소 생산이 가능해지면서 수소버스 등 수소차량 확대에도 속도가 붙을 것으로 기대됩니다. 대한민국이 ‘수소경제 선도국’으로 도약할 수 있는 기반을 마련한 것입니다.

액화수소는 상온에서 기체 형태로 존재하는 수소를 영하 253˚C로 냉각시켜 액체 형태로 만든 수소입니다. 기체 수소 대비 부피가 800분의 1로 줄어들고, 1회 운송량은 약 10배 수준으로 대용량 저장·운송에 유리합니다. 저압에서 운송이 가능해 안전성이 높으며, 빠른 충전 속도와 짧은 충전 대기 시간 등의 강점으로 버스·트럭 등 모빌리티 분야에서 널리 활용되어 상용차의 수소차 전환에도 가속이 붙을 것으로 기대됩니다. 이렇듯 액화수소는 수소경제 활성화를 위한 핵심 수단으로 주목받고 있습니다.

우리나라의 액화수소 시대를 본격적으로 열어갈 SK E&S의 인천 액화수소플랜트를 미디어룸에서 더 자세하게 소개합니다.

‘더 깨끗하게, 더 안전하게’ 수소 효율성을 극대화하는 액화수소플랜트

인천 액화수소플랜트는 인천 서구 원창동 SK인천석유화학 부지 내 위치하고 있습니다. 플랜트 규모는 약 5만 m²(약 1.5만 평)로 필요한 부지면적이 작아 국토 면적이 좁은 국내 환경에 적합합니다. 지난 2021년 3월 기본설계(FEED)에 착수한 인천 액화수소플랜트는 같은 해 7월에 착공하여, 2023년 말 기계적 준공을 마친 뒤 시운전 기간을 거쳐 2024년 상반기에 본격적인 가동에 돌입합니다.

인천 액화수소플랜트에서는 △정제 △액화 △저장 △출하의 순서로 액화수소를 생산하고 유통합니다.

플랜트의 첫 구간에는 액화수소 생산의 첫 단계라고 할 수 있는 정제설비가 있습니다. SK인천석유화학에서 매입한 부생수소^[1]를 고순도로 정제하는 과정이 이루어집니다.

^[1] 석유화학이나 철강 공정 등에서 부수적으로 나오는 수소

총 10개의 원기둥 모양으로 이뤄진 정제설비에서는 연간 4만2,000톤의 수소를 정제할 수 있습니다. 정제는 부생수소가 설비 내부에 있는 흡착제를 통과하며 불순물이 걸러지는 방식으로 진행됩니다. 각 설비 내부의 압력이 올라가면 흡착제가 불순물을 흡수하고, 압력이 내려가면 불순물을 내보냅니다. 이 과정을 거치며 순도 91.9%였던 수소는 순도 99.999%로 정제됩니다.

정제를 마친 수소는 파이프를 통해 액화설비로 이동합니다.  일 30톤급 생산 능력을 보유한 액화트레인은 3개가 나란히 설치되어 있으며, 최대 일 90톤의 액화수소를 생산할 수 있습니다. 기체 상태였던 수소는 액화설비에서 두 번의 냉각 과정을 거쳐 액체가 됩니다. 액화트레인에 있는 2개의 컴프레셔^[2]가 냉매를 순환시키며 냉각이 이뤄지는 원리입니다. 예비냉각기기에서 액체질소를 통해 수소를 1차로 냉각(-196℃)한 후, 액화기에서 수소를 냉매로 활용해 한 번 더 냉각(-253℃)하여 액화수소가 생산됩니다.

^[2] 공기나 그 밖의 기체를 압축하는 기계

액화트레인 옆에는 20m 길이의 저장 탱크 6개가 위치하고 있습니다. 생산된 액화수소를 저장하는 설비로 탱크당 20톤, 총 120톤의 액화수소 저장이 가능합니다. 액화수소는 기체 형태보다 부피가 800분의 1로 줄어들어 저장 및 운송 시 공간 효율성이 뛰어나다는 장점이 있습니다.

플랜트의 가장 마지막 부분에는 출하설비가 자리잡고 있습니다. 12대의 출하기에서 액화수소가 수소탱크로 옮겨지고, 액화수소를 실은 탱크 트레일러는 정해진 일정에 따라 운송지로 출발하게 됩니다.

‘수소차 충전, 더 빨라진다’ 액화수소 인프라 확대

탱크 트레일러로 한 번에 운송할 수 있는 액화수소의 양은 약 3톤입니다. 기체수소를 운송하는 튜브 트레일러(250kg 기준)의 약 12배 분량을 한 번에 운송할 수 있는 것입니다. 또한 액화수소는 대기압과 유사한 압력에서 저장과 운송이 이뤄져 안전성 측면에서도 우수하며, 빠른 충전 속도와 짧은 충전 대기 시간 등의 강점이 있습니다.

SK E&S는 대규모 액화수소 생산뿐만 아니라 액화수소 충전소 사업도 함께 추진해 가고 있습니다. 자회사 ‘SK 플러그 하이버스’(SK Plug Hyverse)를 중심으로 전국에 약 40개소의 액화수소 충전소를 구축할 계획입니다. 이 일환으로 올해에는 약 20개소의 액화수소 충전소 운영 개시를 목표로 하고 있습니다. 인천에서 생산된 액화수소는 부산, 청주, 이천 등 전국의 수요처에 안정적으로 공급될 예정입니다.

국내 최초 액화수소 충전소가 궁금하다면?(바로가기)

아울러 SK E&S는 액화수소 충전소 국산화를 통해 국내 수소 생태계 경쟁력 강화에도 기여하고자 합니다. 국내 소부장(소재·부품·장비) 기업들의 기술 개발을 지원하고 국산 설비를 활용하며 국내 기업들이 기술 및 운영 노하우를 축적할 수 있도록 협력하고 있습니다.

인천 액화수소플랜트 준공으로 ‘액화수소 시대’가 시작되었습니다. 인천 액화수소플랜트 가동 및 액화수소 충전 인프라 구축도 차질 없이 수행해 안정적 수소 생태계 조성에 기여하도록 노력하겠습니다. 많은 관심과 기대 바랍니다.