수소차 부품 재사용해 전기 생산한다… 국책 과제 주목
수소차 연료전지·저장용기, 발전기 부품으로 재사용 상용화 추진
시사위크=제갈민 기자 정부가 수소전기자동차 부품을 발전기 부품으로 재사용해 전기를 생산하는 국책 과제를 추진하고 나섰다. 수소전기차가 꾸준히 보급되고 있지만 차량에 사용된 연료전지와 고압 수소저장용기의 재사용·재활용 관련 기준은 존재하지 않는데, 이러한 폐기물 문제를 해결하기 위한 방안을 강구하고 나선 모습이다.
기후에너지환경부·한국환경산업기술원은 최근 '수소자동차 핵심부품 재활용 기술개발사업' 내 '재사용 발전시스템 개발' 국책 과제를 개시했다. 이번 발전시스템 개발 과제는 올해 4월부터 2029년 12월까지 총 3년 9개월 동안 진행되며, 정부지원금 119억원을 포함해 총 148억3,300만원이 투입된다. 과제를 맡아 수행하는 주관기관에는 수소 에너지 전문기업인 '케이퓨얼셀'이 선정됐다.
업계에 따르면 수소전기차 보급은 늘어나고 있지만 수소전기차에 사용된 연료전지와 고압 수소저장용기의 처리와 관련한 문제는 국가적 과제로 떠오르고 있다.
수소 승용 모델인 넥쏘 판매도 꾸준하다. 넥쏘의 연간 판매량은 △2018년 727대 △2019년 793대 △2020년 5,786대 △2021년 8,502대 △2022년 1만164대 △2023년 4,328대 △2024년 2,751대 △2025년 5,678대 등을 기록했고, 올해는 1분기 1,577대가 판매됐다. 2022년 1만대를 넘긴 뒤 판매량이 줄어드는 모습을 보였으나 지난해부터 다시 판매량이 늘었다.
수소전기자동차의 기대 수명은 승용 모델이 10∼15년, 버스 등 상용 모델은 15∼20년 정도다. 2018년 판매된 넥쏘 모델은 기대수명 하한선이 조만간 도래한다. 또한 그간 사고 등으로 폐차된 경우도 일부 존재한다. 하지만 수소전기차에 사용된 핵심 부품들은 일반 내연기관 차량 부품과 호환이 쉽지 않아 사실상 폐기물로 취급된다.
이러한 수소전기차 부품들을 재사용할 수 있는 기술이 없는 것은 아니다. 다만, 안전성을 확보해 상용화할 수 있는 안전기준이 마련되지 않은 상황으로 알려진다.
케이퓨얼셀은 먼저 이번 과제를 통해 수소전기차에서 회수된 연료전지 스택, 700bar 수소저장용기, 주변장치 등 잔존 성능을 평가한다. 차량에서 회수된 연료전지 스택이 신품 대비 얼마 만큼의 성능을 내는 지를 정확히 측정하고, 중고 부품이 정상적으로 작동할 수 있는 기간이 얼마나 되는지 판단하기 위함이다.
안전성도 테스트한다. 수소전기차에 사용되는 700bar 수소저장용기는 대기압의 700배에 달하는 고압의 탱크다. 차량용으로 수명을 다한 탄소섬유 복합용기를 산업용·공공용 발전시스템(정치형)으로 재사용할 때, 폭발 위험이 없는지를 다시 검사하는 것과 동시에 '재검사 기준'을 정립한다.
케이퓨얼셀은 다수의 수소전기차용 주변장치(BOP) 양산 경험과 수소 선박 및 고정형 발전용 다중 스택 병렬 제어 기술력을 보유하고 있다. 이를 바탕으로, 수소전기차에 사용된 주요 부품을 재사용한 △30㎾급 이동형 발전기(전기차 충전, 선박, 비상전원용)와 △300㎾급 정치형 발전기(계통연계형)의 설계 및 통합 제어 기술 개발을 총괄한다.
아울러 사용 후 연료전지 시스템의 수명 예측을 위해 '통합 성능평가실'을 구축하고, 재사용 부품의 신뢰성과 품질을 검증할 계획이다. 이번 과제를 성공적으로 완료하면 도심 이동형 충전소나 분산형 비상 전원 등 친환경 발전 시장의 초기 구축 비용을 신품 사용 대비 약 40% 이상 절감할 수 있을 것으로 기대된다.
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