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‘기술력이 경쟁력’ 50년 역사 속 수소형 압축기 시대 열다

◧으뜸현장 - ㈜지티씨

오성덕 기자 | 기사입력 2024/04/19 [12:03]
오성덕 기자 이메일 아이콘 기사입력  2024/04/19 [12:03]
‘기술력이 경쟁력’ 50년 역사 속 수소형 압축기 시대 열다
◧으뜸현장 - ㈜지티씨
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지난 48년 간 끊임없는 기술개발에 대한 열정과 품질혁신을 앞세워 국내 압축기 기술 발전과 세계화에 앞장서고 있는 (주)지티씨가 건설기계부품연구원과 지속적인 협력을 이어가며 수소 생태계 조성에 크게 기여하고 있어 이목을 집중시키고 있다.

 

GTC는 친환경(Green), 기술선도(Technology), 글로벌 네트워크(Co-operational)의 의미를 담고 있는 에너지 관련 사업을 선도하는 친환경기술 전문기업이다. 

 

특허 등록 17건 출원 2건 PCT 국제출원 1건 디자인 등록 1건 보유

해외진출 위해 ‘유럽 CE인증 획득’ 추진 글로벌 기업 도약 ‘초읽기’

그린수소로 생산 수소 출하설비 제작 마무리 내달부터 상업운전 실시

 

국내를 넘어 세계적으로 기술력을 인정받고 있는 가스압축기 전문기업으로 정평이 나 있는 (주)지티씨는 지난 1975년 신일기계공업으로 출범 이후 탄탄한 기술과 품질경쟁력을 바탕으로 현재 최고의 기술력과 최고의 품질, 최고의 서비스를 갖춘 국내 굴지의 압축기 제조업체로 자리를 굳건히 하고 있다. 

 

특히, 지난 1998년 국내 최초로 코리아PTG 울산공장에 수소용 고압 가스압축기를 설치한 것을 시작으로 2000년에는 삼성SDI 양산공장에 국내 첫 초고압 공기압축기를 제작, 설치하며 탁월한 기술력을 입증했다. 

 

이어 2007년과 2013년에는 각각 CNG 충전소용 압축기와 국내 최대 수소용 가스 압축기를 선보이는 한편, 지난 2019년부터는 압축패키지&시스템 개발과 주요부품의 고도화에도 성공하며 다시 한번 기술중심형 회사로 이름을 알렸다.

 

이는 현재까지 보유한 특허 등록 17건, 출원 2건, PCT 국제출원 1건, 디자인 등록 1건 등에서도 확인할 수 있다. 

 

대외적으로도 지난 2022년 우수기업연구소(ATC+) 및 경남스타기업과 경남 ‘지역혁신 선도기업 100’ 선정, 2023년 글로벌 강소기업 100+과 수소전문기업 선정 등을 통해 기술력을 인정받고 있다. 

 

(주)지티씨는 현재 수소압축기의 해외 진출을 위해 인증전문기관인 TÜV측과의 지속적인 협의를 진행하며 국내 최초로 유럽 CE 인증 획득을 추진하는 등 유럽연합 소속 국가들을 타켓으로 수출 판로 확대에 나서며 글로벌 기업으로 도약하기 위한 발판 마련에 속도를 내고 있다. 

 

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▲ Hydraulic Type 수소압축기    

핵심기술

(주)지티씨는 지난 2017년 하반기부터 수소경제 발전과 회사의 지속가능성 확보를 위해 수소압축기 개발에 역량을 집중시키며 2019년에 순수 국내 기술력으로 ‘Hydraulic Type 수소압축기’ 개발에 성공하고, 국내 유일의 수소충전소 모사 수소압축기 시험장을 구축하는 성과를 거뒀다. 

 

이 수소압축기는 수소가스를 고압으로 축압 후 디스펜서를 통해 70MPa의 압력으로 수소연료전지 차량에 연료로 활용하기 위해 이송하는 역할을 담당하는 핵심 설비로, (주)지티씨에서 적용한 유압구동방식 피스톤형 압축기는 유압부와 가스압축부가 분리돼 있어 가스의 오일 오염이 없고, 구조가 간단해 유지보수가 용이한 장점을 갖고 있다. 

 

가스압축 실린더는 쿨링 자켓으로 감싸져 있어 1차로 가스의 온도를 낮추고, 이중관 열교환기 구조인 각 단 연결배관을 통해 2차로 가스 온도를 낮춤으로써 가스를 90MPa 이상 초고압으로 압축할 경우에도 안정성과 효율성을 확보할 수 있다. 

 

특히, 실린더의 크기와 스트로크 조정을 통해 대용량 압축이 가능하고, 낮은 왕복횟수로 진동과 소음 발생이 적다. 

 

이 같은 장점들로 인해 자동차, 버스, 트럭 같은 대형 차량 모두에 서비스를 제공할 수 있는 수소충전 인프라 구축에 적합한 기술로 평가받고 있는 이 수소압축기 기술은 신기술(NET) 인증과 함께 신제품(NEP) 인증과 조달청 혁신제품으로 지정받았다. 

 

특히, 흡입압력 3∼20MPa, 토출압력 90MPa 이상, 시간당 60Kg 수준의 처리용량을 갖는 수소압축기를 적용, 하루 15시간 기준으로 버스 약 30대를 충전할 수 있는 성주 수소충전소를 직접 구축, 운영한 바 있다.  

 

이후 (주)지티씨는 국내 타 수소충전소를 방문하며 운영 시 문제점과 니즈를 도출하고, 철저한 분석을 진행, 수소충전소 고장 시 유지보수에 상당한 시간이 소요되면서 발생하는 충전 불편 문제와 수소충전소 가동률 증가에 따른 사고 발생 시 신속한 조치와 대응 한계 등의 문제점을 도출하고, 이를 개선할 수 있는 ‘복합 압축기’를 선보였다. 

 

‘복합 압축기’는 충전소 고장 발생 시 빠른 운전 정상화가 가능한 압축기로, 중압 2단 다이아프램 압축방식과 고압 피스톤 1단 2기통 피스톤 압축방식을 적용한 70kg/h 이상, 100MPa급 초고압 수소충전소용 복합형 압축기다.

 

지난 2022년 복합압축기를 포함한 압축패키지 개발을 완료하고, 2023년 성주 수소충전소에 전체 시스템을 업그레이드한 후 실증 운영을 성공리에 마쳤다.

 

한편, 2019년에는 충북테크노파크, 한국가스안전공사 가스안전연구원, (주)젠스템, 디앨(주)과 함께 ‘이동식 수소충전소 성능평가 및 안전관리 기술개발과제’에 참여, 장소에 구애받지 않는 ‘한국형 이동식 수소충전소’를 개발하고, 2022년에 상용화에 성공하며 눈길을 끌었다. 

 

2021년부터는 ‘수소충전소 압축기 현장 성능평가 가이드라인 개발’ 과제에도 참여하며, 현재 수소충전소 핵심설비인 압축기 가동 중 현장 성능을 평가할 수 있는 시스템과 표준안, 압축기 안전점검·유지관리 가이드라인 개발 연구에 집중하고 있다. 

 

오는 10월 마무리되는 이번 연구를 통해 국내 수소 부품과 설비 제조사의 기술경쟁력 확보는 물론 수소충전소 압축기의 실시간 효율과 경제성, 위험성 평가 등 복합적인 성능평가가 가능해질 것으로 전망되고 있다.

 

2020년부터는 제주에너지공사 등과 공동으로 ‘재생에너지 연계 그린수소 생산 기술을 활용한 600kg 규모의 수소 및 2MWh급 배터리 저장 시스템 기술개발 및 실증’ 과제에서 차별화된 설계·시공 능력을 선보이고 있다.

 

국내 최초로 그린수소로 생산된 수소의 출하설비 핵심설비 설계·제작을 마무리하고, 현재 실증·운영에 나서고 있다. 오는 5월부터는 출하설비의 상업운전을 실시할 계획이다.

 

이외에도 산업통상자원부에서 선정한 우수기술연구소 사업(ATC+)의 일환으로 진행 중인 ‘한국형 수소충전시스템 확대를 위한 하이브리드 수소압축기 및 통합제어시스쳄 고도화’ 연구에 참여, 피스톤 압축패키지용 주요부품의 국산화, 다이아프램 압축기 Cavity 형상 변경을 통한 성능개선, 통합제어 올인원 모듈 설계·제작, 지능형 통합제어 시스템 실증·보완 등 다양한 시험을 진행하고 있다. 

 

(주)지티씨에서는 이번 기술개발 완료 후 수소압축기 부품 소재의 고도화를 통한 안정성과 신뢰성 확보는 물론 지능형 통합제어 시스템 적용으로 효율적이고 안정적인 수소충전소 운영이 가능해질 것으로 전망하고 있다. 

 

 

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수소 생산부터 저장 충전까지 

‘올인원 충전시스템’ 내년 선봬

 

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▲ 이원진 대표    

(주)지티씨 이원진 대표는 “㈜지티씨는 전 세계적 이슈인 미세먼지와 이산화탄소 저감을 위해 수소경제사회로의 전환은 반드시 필요하다는 판단 아래 지난 2017년부터 미래 고부가가치 산업인 수소충전소에 적용할 수 있는 수소압축기 개발에 나섰다”고 밝혔다.

 

이어 “3년간의 연구를 통해 유압피스톤 타입의 ‘고압 대용량 수소압축기’ 개발에 성공하고, 다양한 사양의 제품군을 제작·납품하고 있다”며, “이 같은 기술력을 기반으로 현재 수소 생산과 저장, 충전이 모두 가능한 ‘올인원 충전 시스템’ 개발에 나서고 있다”고 말했다. 

 

(주)지티씨는 오는 2025년 개발을 완료하고, 시내 중심과 교외 지역에 보급할 수 있는 설치가 쉽고, 간단한 충전 시스템과 통합 관제 시스템 구축·운영에 나설 계획이다.

 

이 대표는 “특히, 편의성과 이용률을 극대화한 수소 생산·저장 과정을 안전하게 상시 모니터링 할 수 있는 시스템을 구축해 국내 수소충전 인프라 보급 확대를 적극 추진할 예정”이라고 강조했다. 

 

이처럼 특화된 수소압축기 기술과 성주 수소충전소와 이동형 트레일러 수소충전소 구축 경험은 ‘수전해 기반 35MPa급 S-HRS시스템 개발과 실증사업’에 주관기관으로 선정되는 성과로 이어졌다. 

 

이 대표는 “이번 연구는 정부의 탄소중립과 그린뉴딜 실현을 위한 핵심기술개발 과제로, (주)지티씨에서는 소용량의 재생에너지와 연계한 수전해 수소 생산 및 충전시스템 개발과 실증에 나서고 있다”고 소개했다. 

 

현재 개발 중인 시스템은 부족한 충전소 수요 대응을 위해 태양광과 심야 전기 등 전력공급 상태와 수소 저장량 상태에 따라 탄력적으로 수소 생산량을 제어할 수 있는 시스템이다. 

 

이어 “특히, 국내 최초로 태양광과 신재생에너지를 활용한 수전해 방식을 적용해 수소 생산부터 저장, 충전까지 가능한 ‘올인원 충전 시스템’으로 개발하고, 실증까지 진행할 예정”이라고 밝혔다. 

 

하루 10kg 이상 수소 생산시설 6월 실증 추진

 

실제로 (주)지티씨에서는 효율성이 향상된 AEM 수전해 방식을 적용해 하루 10kg 이상의 수소 자체 생산하고, 기존 공용 주차장 크기 이하의 소형으로 구축할 계획으로, 오는 6월부터 경남에너지공사 주차장 부지에서 실증에 나설 예정이다. 

 

이 대표는 “오는 2025년 개발이 완료되는 시점에는 시내 중심과 교외지역 보급을 목표로 편의성과 이용률 극대화를 위해 설치가 쉽고, 간단한 충전 시스템과 통합 관제 시스템을 구축·운영할 계획”이라고 말했다. 

 

한편, 이 대표는 “(주)지티씨는 차별화된 기술력을 앞세워 현재 고압 에어 및 천연가스(CNG), 이산화탄소, 질소, 수소 등 다양한 가스압축기와 디스펜서, 저장탱크, 건조기 등 고객의 니즈를 반영한 제품들을 생산·제공하며 고객 만족을 실현하고 있다”고 소개했다. 

 

이어 “현재 산업용 가스압축기를 비롯해 수소충전소 및 유압피스톤 방식과 다이아프램 방식의 수소출하설비용 압축기를 고객들에게 제공하고 있다”며 “특히, 컴프레셔에 대한 모든 유형의 비즈니스를 제조, 설계, 마케팅, 서비스하며 고객들의 든든한 동반자로 자리매김하고 있다”고 밝혔다.

 

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