참수함용 연료전지개발 사업추진 계획

울산시가 잠수함과 해양무인체계(UUV)의 작전 능력을 획기적으로 높일 잠수함용 수소연료전지 체계(시스템) 국산화와 기술 고도화에 본격 착수한다.

해양 방위산업 분야의 ‘2050 탄소중립’ 실현을 앞당기는 동시에 수소 선도도시 울산의 위상을 한층 강화하는 계기가 될 것으로 기대된다.

울산시는 기후에너지환경부 주관 ‘2026년 에너지기술개발사업’ 신규 연구개발 과제 공모에서 ‘상용 연료전지 스택을 활용한 질소순환형 혼합가스 기반 20kW급 잠수함용 연료전지 체계(시스템) 개발사업’ 분야에 최종 선정됐다고 밝혔다.

이에 따라 울산시는 지난 6월 10일 에이치디(HD)한국조선해양, 울산테크노파크 등 6개 참여기관과 국가연구개발사업 협약(MOU)을 체결하고 본격적인 연구개발에 착수했다.

현재 잠수함에 주로 적용되는 순산소형 공기불요추진체계(AIP·Air Independent Propulsion)*는 저소음과 장시간 잠항 능력을 앞세워 세계 방산 시장에서 활용되고 있다.

이번 사업을 주관하는 케이-퓨얼셀 연합체(K-FUEL CELL 컨소시엄)는 이 기술을 한 단계 발전시켜 질소·산소 혼합가스 환경에서도 안정적으로 운용할 수 있는 가스 공급·순환·제어 통합기술 확보에 나설 계획이다.

이를 통해 기존 순산소형 공기불요추진체계(AIP)의 선택 폭을 넓히고 운용 목적에 맞는 효율성과 안전성을 높인 차세대 고신뢰성 잠수함 추진 기술을 구현한다는 구상이다.

이번 사업은 올해부터 오는 2029년까지 45개월간 추진되는 국책사업으로 총사업비는 113억 3,000만 원 규모다.

정부가 74억 원, 울산시가 3억 원을 지원하고 민간이 36억 3,000만 원을 부담한다.

특히 국내 최고 수준의 산·학·연과 수요기업이 연합체(컨소시엄)를 구성해 참여하는 점이 눈길을 끈다.

주관기관인 케이-퓨얼셀(K-FUEL CELL)을 비롯해 울산시, 울산테크노파크, 숭실대학교 산학협력단, 홍스웍스가 공동 연구개발기관으로 참여한다.

또 에이치디(HD)한국조선해양이 공동 연구개발기관이자 최종 개발 결과물을 활용할 수요기업으로 참여해 상용화와 실증의 완성도를 대폭 높일 예정이다.

사업의 핵심은 잠수함용 20kW급 질소순환형 연료전지 체계(시스템) 개발이다.

질소 80%, 산소 20%를 혼합한 질소순환형 혼합가스(실제 공기와 유사한 환경) 기반의 운전·제어·열 및 물 관리 통합기술을 확보하고, 잠수함의 경사와 진동 조건에서도 안정적으로 작동하는 연료전지 체계(시스템)을 구현하는 것이 목표다.

기술 개발이 완료되면 기존 순산소형 공기불요추진체계(AIP) 체계(시스템)의 고위험·고비용 구조를 개선하고 외산 부품 대체에 따른 유지·보수(MRO) 비용 절감 효과도 기대된다.

아울러 밸브와 감지기(센서) 등 고신뢰성 해양 특화 부품 생태계가 확대되면서 방산·조선산업 전반에 파급효과를 가져올 것으로 전망된다.

또 개발된 기술은 유인 잠수함을 넘어 차세대 해양무인체계(UUV) 등으로 확대 적용이 가능해 친환경 해양 추진체계 시장 점유율 확보에도 도움이 될 것으로 예상된다.

이밖에 탄소 배출과 해양 오염을 줄이는 것은 물론 전문 인력 양성과 지역 산업 활성화에도 기여할 것으로 기대된다.

울산시 관계자는 “이미 구축된 수소연료전지 실증화센터와 수소이동수단(모빌리티) 기술, 에이치디(HD)한국조선해양의 잠수함 건조 기술을 결합해 세계 최고 수준의 해양 특화 연료전지 생태계를 조성하겠다”라며 “핵심 체계(시스템) 국산화를 통해 국가 안보에 기여하고 울산을 세계적인 해양에너지 기술 거점으로 육성하겠다”라고 말했다.

한편 울산시의 국책과제 선정은 올해 들어 두 번째다.

앞서 울산시는 기후에너지환경부와 한국에너지기술평가원이 추진한 ‘고체수소저장합금 적용 수소 기반 중대형 수소전기 굴착기 실증’ 사업에도 선정돼 정부 지원금 85억 원을 포함한 총사업비 166억 원을 확보한 바 있다.

이어 해양·방산 분야인 잠수함용 수소연료전지 개발사업까지 잇따라 선정되면서 울산이 수소 생산부터 저장·운송·활용에 이르는 국내 최고 수준의 수소산업 생태계와 확장성을 정부로부터 인정받았다는 평가가 나온다.