W2H는 음식물 쓰레기, 하수슬러지, 가축분뇨 등과 같은 유기성 폐기물에서 발생된 메탄을 정제해 바이오가스를 만든 후, 수소로 변환하는 방식입니다. 수집된 유기성 폐기물은 파쇄, 선별 등의 전처리 공정을 거친 후 혐기소화조에서 미생물에 의한 발효 과정을 거쳐 바이오가스로 생성됩니다. 다음으로 이산화탄소와 불순물을 제거하여 바이오메탄이 된 후, 수소추출기에서 개질 반응을 통해 수소로 생산됩니다.
W2H는 현재 대한민국 충주에서 바이오가스 수소 생산/활용 실증 사업에 현대건설과 현대로템이 협업하여 참여 중입니다. 음식물쓰레기를 활용하여 일 500kg 규모의 수소를 생산하고, 수소차까지 통합적으로 상업 운영되는 세계 최초의 설비로, 일 60톤의 폐기물을 활용합니다.
W2H는 버려진 폐기물을 통해 지역 단위의 미니 수소 생산 허브를 개발하고 지역 단위 자원 독립 모델을 구축할 수 있다는 점이 큰 장점이고 수소 운반 및 저장 과정의 비용을 절감함으로써 수소 자원의 독립성을 높일 수 있습니다. 이러한 장점을 바탕으로 개발도상국 및 선진국 등 지역 별, 국가 별 특화된 자원순환 패키지사업을 전개해 나갈 계획입니다.
일상에서 배출된 다양한 플라스틱 중 재활용되지 않아 소각되고 매립되는 폐플라스틱은 다양한 환경 오염을 야기합니다. 2019년 기준 폐플라스틱의 재활용률은 9%에 불과하며, 2060년까지 폐플라스틱은 12.3억 톤으로 증가될 것으로 예상됩니다.
이 중 물질 재활용이 불가능하여 소각 및 매립되는 폐플라스틱, 장난감 등의 복합재질 폐플라스틱, 폐비닐 등을 원료로 활용하여 수소를 생산하고 일상의 쓰레기 문제 해결에 기여할 수 있습니다.
현대엔지니어링은 다음 공정을 통해 폐플라스틱에서 수소 에너지를 생산합니다. 먼저 파분쇄, 입도 등의 전처리 공정을 통해 금속, 모래 등의 불순물을 제거합니다. 이 후 현대엔지니어링에서 자체 개발한 용융 공정을 통해 전처리된 폐플라스틱을 점성이 있는 액체 상태로 만들고 미세한 불순물을 추가로 제거합니다. 다음으로는, Shell의 기술인 가스화 공정에 액체 상태의 용융 폐플라스틱, 산소, 스팀을 가스화기에 투입하여 CO와 H2로 이루어진 합성가스를 생산합니다. 마지막으로, 합성가스를 정제하여 CO의 전환 공정을 통해 H2를 추가로 생산하고 합성가스에 포함된 불순물을 제거하고 탄소를 분리하여 고순도 수소를 생산합니다.
Plastic-to-hydrogen을 통해 폐플라스틱 연 13만 톤을 친환경적 방법으로 처리하여 순도 99.99%의 수소를 연 2.4만 톤 생산 가능하며, 생산된 수소는 연료전지 발전 연료, 수소차 충전용 수소, 친환경 선박 연료 등으로 사용될 수 있습니다.
현대자동차그룹은 그린 수소 생산을 적극적으로 추진하고 있습니다. 현대자동차는 메가와트(MW)급 PEM수전해기 양산화를 목표하고 있습니다. 현재 알칼라인 수전해 대비 PEM수전해가 약 1.5배 정도 비싼 편이나, 향후 연료전지 부품 공용화를 통해 현재의 PEM 수전해 대비 경쟁력 있는 가격으로 수소를 생산할 예정입니다.
현대건설과 현대엔지니어링은 다양한 수전해 기반 수소 생산기지 구축에 EPC (설계/조달/시공) 역무로 참여하고 있습니다.
우선 수소는 석유화학 공정이나 철강 생산 과정 등에서 부수적으로 발생하는 부생 수소, 천연 가스 등 다른 가스에서 공정을 통해 수소를 추출하는 개질 수소, 그리고 수전해를 통한 그린 수소 생산 등 다양한 방법으로 생산됩니다.
생산된 수소는 유통을 위한 가공 단계를 거치고 고온 압축 후 튜브 트레일러로 주입되어 출하됩니다. 기체 형태의 수소는 생산량에 맞추어 적절한 공급 스케줄로 관리됩니다. 튜브 트레일러를 통해 저장된 수소는 수소 운반 트럭을 타고 운반되고 마지막으로 수소 충전소, 산업체 등을 통해 판매되고 사용됩니다.
수소전기트램은 복잡한 도심 속에서 시민의 발이 되어주는 친환경 대중교통 수단으로서, 공기 정화 및 청정 공기 생산을 통해 도시의 미관을 높이는 모빌리티입니다. 현대로템은 대한민국 울산에서 세계 최초로 수소전기트램 상용화를 목표로 하는 실증 운행을 성공하였고, 현재 수소전기트램 상용화를 추진하고 있습니다.
수소전기트램은 수소연료전지와 전기배터리를 조합한 하이브리드 방식으로 운행됩니다. 수소전기트램 1개 편성에는 95kW 용량의 수소연료전지 4대가 설치되고, 한번 충전된 트램은 최대 150km 주행할 수 있습니다. 주행 과정에서 탄소배출 없이 운행 시간당 약 800μg의 미세먼지를 정화하고, 107.6kg의 청정공기를 생산합니다.
탈탄소화를 통한 탄소중립 사회가 가속화되고 있으며 이는 완성차를 넘어 철강사에도 확산되고 있습니다. 공급망에서 핵심 소재의 탄소를 감축하고, 탄소 배출을 최소화하는 방식으로 철강을 생산하는 그린스틸은 주요 화두로 부상하고 있습니다. 철강 생산 과정에서 기존의 고로 대신 전기로로 교체해가는 친환경 공정, 그리고 석탄 에너지 대신 수소 에너지 및 신재생 에너지를 적용하여 탄소 배출을 대폭 감소시킬 수 있습니다.
그린스틸은 다음의 과정을 거쳐 생산됩니다. 우선 직접환원철(DRI, HBI) 생산 설비인 DRP(Direct Reduction Plant)에 수소 에너지 또는 신재생 에너지가 공급되고 철광석을 천연가스와 반응시켜 불순물을 제거한 순철을 생산합니다. 다음으로 전기로에서 순철을 녹이고, 필요한 성분을 갖춘 쇳물을 만듭니다. 이 후 열연에서 두께를 얇게 만든 뒤, 냉연에서 최종 가공 및 도금 처리를 통해 친환경 강판 및 철근, 판재가 완성됩니다.
현대제철은 2023년 4월 탄소중립 로드맵 “Pathway to Green Steel”을 발표하였으며, 2030년까지 직·간접 탄소 배출량을 12% 감축하고, 2050년에는 넷제로(Net-Zero)를 달성하고자 합니다. 이를 위해 1단계로 기존 전기로를 활용해 저탄소화 된 쇳물을 고로 전로공정에 혼합 투입하는 방식을 적용하고, 2단계로 현대제철 고유의 독자적인 신(新)전기로를 신설해 2030년까지 탄소배출이 약 40% 저감된 소재를 시장에 내놓을 계획입니다.
신전기로에는 현대제철의 독자기술에 기반한 저탄소제품 생산체계인 하이큐브(Hy-Cube) 기술이 적용될 예정입니다. 하이큐브(Hy-Cube)는 신전기로에 철스크랩과 고로에서 생산된 저탄소 쇳물, 수소환원 기반 직접환원철 등을 혼합 사용해 탄소 배출을 최소화하는 동시에 자동차강판 등 최고급 판재를 생산하는 핵심 기술입니다. 이렇게 생산된 저탄소 제품들은 고유 브랜드인 ‘하이에코스틸 (HyECOsteel)’로 명명돼 글로벌 주요 고객들에게 제공될 예정입니다.
엑시언트 수소전기트럭은 현대자동차가 세계 최초로 양산한 대형 (Class 8 Heavy Duty) 수소전기트럭으로 유럽, 미국 등에서 성공 사례를 만들며 좋은 성과를 거두고 있습니다. 엑시언트 수소전기트럭은 현대자동차가 세계 최초로 양산한 대형 수소전기트럭으로 스위스, 독일 등 세계 주요 시장에 잇따라 공급되며 친환경성과 우수한 기술력을 인정받았습니다.
엑시언트 수소전기트럭은 수소연료전지로 구성된 180㎾급 수소연료전지시스템과 최고 350㎾ 출력이 가능합니다. 또한 북미 시장에 특화된 엑시언트 수소전기트럭 트랙터(XCIENT Fuel Cell Tractor)의 양산형 모델을 선보였습니다.
이동형 수소연료전지 발전기는 수소전기차 넥쏘에 탑재된 연료전지시스템 2기를 탑재하여 제작한 발전용 수소연료전지시스템입니다. 수소가 공급되면 연료전지시스템을 통해 전기를 공급할 수 있으며, 최대 160kW의 출력을 갖췄습니다.
별도의 보조 전력 저장 장치 없이도 전기를 공급할 수 있어 정전 등 비상 상황이나 전력 공급이 어려운 격오지에 비상용 전력을 제공할 수 있습니다. 2대의 전기차를 동시에 급속 충전할 수 있을 뿐만 아니라 승용차는 물론 배터리 용량이 큰 전기 버스와 트럭 등의 상용차 충전도 가능합니다.
