원일티엔아이 반기보고서 (2025.06)
1. 사업의 개요

【주요 용어 설명】

용어	정의

고압연소식기화장치
(SCV : Submerged Combustion Vaporizers)	LNG의 생산국에서 LNG선을 통해 LNG터미널로 이송해온 초저온의 액화 천연가스(LNG)를 발전소 및 도시가스 사용처에 공급하기 위하여 천연가스(NG)로 변환하는 설비

수소저장합금	수소와 반응하여 수소를 수소 화합물의 형태로 대량으로 흡수하는 합금. 온도나 압력을 바꾸면 수소의 흡수와 방출을 가역적으로 되풀이할 수 있음. 수소의 저장과 수송용으로 이용할 수 있을 뿐 아니라 수소가 방출할 때의 가스압과 반응할 때의 열을 에너지원으로 이용

수소개질기(Reformer)	화석연료인 천연가스, 메탄올, 석탄, 석유 등을 수소 연료로 변환시키는 장치

액화천연가스
(LNG : Liquefied Natural Gas)	천연가스를 -162℃의 상태에서 냉각하여 액화하는 과정에서 부피가 1/600로 압축된 것. 정제 과정을 거쳐 순수 메탄의 성분이 매우 높고 수분 함량이 없음. LNG는 무색ㆍ투명한 액체로 주성분이 메탄이라는 점에서 LPG와 구별됨

장보고사업	한국 해군의 잠수함 보유 필요성에 따라 디젤-전기 추진 잠수함을 1987년 독일의 HDW에서 3척을 주문하여 사업이 개시되었으며, 2001년까지 총 9척이 취역하여 1기 사업이 마무리됨
이후 해군은 후속사업으로 동북아 최초의 공기불요추진장치(AIP, Air Independent Propulsion) 잠수함 도입사업인 장보고-II사업을 수행하였으며, 독일의 기술을 근간으로 2000년 3척의 건조를 해군과 현대중공업이 계약하면서 본격적으로 시작되었고, 2018년까지 총 9척의 잠수함을 도입하였음. 손원일급 잠수함으로도 불림
장보고-III사업은 손원일급 잠수함을 잇는 3,000톤급 국산잠수한 건조사업으로 현재까지 총 3척(도산안창호함, 안무함, 신채호함)이 진수완료되었고, 2029년까지 추가로 6척을 확보할 계획임. 연료전기 공기불요추진장치(AIP)를 탑재한 디젤 잠수함으로, 평소에는 디젤엔진방식으로 운용하다가 잠항시 연료전지 AIP를 사용

공기불요추진장치
(AIP, Air Independent Propulsion)	외부에서 산소를 공급받지 못하는 환경에서도 추진력을 만들 수 있는 동력기관을 의미함. AIP는 디젤엔진 등 내연기관을 주 동력원으로 삼는 재래식 잠수함의 보조 동력기관을 지칭함
현재 가장 많이 사용하는 AIP는 밀폐된 공간에서 기체의 온도 차이를 이용해 열에너지를 운동에너지로 바꿔주는 동력기관인 스텔링 엔진과, 산소와 수소의 화학반응을 통해 전기를 발생시켜 동력을 추진하는 기관인 수소연료전지로 구분됨

수소경제
(Hydrogen Economy)	현재 석유중심의 화석경제체제가 무공해, 무한 에너지원인 수소중심 경제체제로 전환된 사회(Jeremy Rifkin, The Hydrogen Economy, 2002)

수소에너지	수소를 연소시켜서 얻는 에너지. 이 에너지는 원료에 자원적인 제약이 없고, 태워도 생성물은 물뿐이므로 깨끗하며 자연의 순환을 교란시키지 않고, 파이프 수송이 가능하므로 경제적이고 효율적 수송이 가능하며, 에너지 저장의 수단이 된다는 특색이 있음. 열원으로서의 이용 이외에 자동차연료, 항공기연료 등으로 이용분야가 넓음

수소법	2020년 2월 4일 세계 최초로 제정돼 2021년 2월 5일부터 시행된 법안으로,정식 명칭은 '수소경제 육성 및 수소 안전관리에 관한 법률'임. 수소법 시행에 따라 수소 전문기업 확인제도, 수소충전소의 수소 판매가격 보고제도, 수소충전소 및 연료전지 설치 요청 제도, 수소특화단지 지정 및 시범사업이 새로 도입됨

WGS (Water Gas Shift Reaction)	촉매 및 적정한 열 반응을 통하여 개질가스 내 일산화 탄소 농도를 낮추고 수소분율을 증가시키는 장치

PSA (Pressure Swing Absorption)	수소개질기에서 생산된 수소의 불순물을 걸러 고순도의 수소를 추출하는 장치

CCS (Carbon Capture and Storage)	지구온난화의 원인물질인 대량의 CO2가 대기로 배출되기 전에 고농도로 모은 후 압축 수송해 저장하는 기술임

Nm3	Nm³(Normal)은 노멀 입방미터라고 읽으며 온도 0℃, 1기압 상태의 1입방미터의 기체량을 의미함

수소위원회	같은 비전과 장기적인 수소 목표를 가진 에너지, 운송 및 산업 분야 기업이 에너지전환을 장려하기 위해 결성한 국제적인 협의체. 전세계 주요 완성차, 에너지 기업 등 13개 업체가 모여 2015년 파리기후변화협약의 목표를 성공적으로 이행하기 위해 2017년 1월 17일 세계경제포럼(World Economic Forum) 개최 기간 중 설립했으며, 현대차를 비롯해 가와사키, 다임러, 토요타, 로얄 더치쉘, 린데그룹, BMW, 알스톰, 앵글로아메리칸, 에어리퀴드, 엔지, 토탈, 혼다 등이 포함됨

CCUS
(Carbon capture and utilization storage)	대기 중에 있는 이산화탄소뿐만 아니라 산업공정에서 발생하는 이산화탄소를 포집해 활용하거나 이를 저장하는 기술. 탄소중립의 실현을 위해 공기 중에 배출된 탄소를 흡수, 제거하기 위한 필수기술

회색수소
(Grey Hydrogen)	회색 수소는 석유화학이나 제철 공정의 부산물로 산출되는 부생 수소와 화석 연료를 활용하여 촉매 반응(수증기 메탄 개질 방식, 석탄과 물로 열분해 방식 등)으로 생성된 추출 수소를 모두 포함

청색수소
(Blue Hydrogen)	회색 수소를 생산 시 배출되는 이산화탄소를 포집한 수소 의미

청록수소
(Turquoise Hydrogen)	천연가스를 고온 반응기에 주입해 수소와 고체 탄소로 분해해 생산되는 수소를 의미

녹색 수소
(Green Hydrogen)	신재생에너지를 에너지원으로 물을 전기 분해함으로써 생산되는 수소를 의미

수소생산기지	거점형 중·대규모 수소생산기지와 분산형 소규모 수소생산기지로 구분됨. 거점형 중·대규모 수소생산기지는 천연가스 공급망에 수소개질기를 통해 수소를 대량생산(300~1,000Nm³/h 이상급 수소개질기 구축)하며, 분산형 소규모 수소생산기지(300Nm³/h)는 수요처 인근 도심지 LPG 및 CNG 충전소 또는 CNG 버스 차고지 등에 수소추출기를 구축해 수소를 생산함

수소저장 방식	고압기체, 액화, 액상수소, 고체수소의 네가지로 구분될 수 있는데, 고압기체는 수소기체를 고압으로 압축하는 방식이고, 액화는 극저온 상태로 수소를 액체화하는 방식이다. 액상수소는 암모니아 등의 화합물 형태로 액상 저장하는 방식이고, 고체수소는 합성금속체에 기체수소를 압축 저장하는 방식임

배관천연가스(PNG : Piped Natural Gas)	가스전에서 기체 상태의 가스를 빼내 파이프라인을 통해 직접 공급하는 가스

압축천연가스(CNG: Compressed Natural Gas)	기체 상태의 천연가스를 압축해 부피를 200분의 1 수준으로 줄인 가스

해수식 기화기
(Seawater type vaporizer)	Fin type의 tube에 해수를 뿌림으로써 열교환하는 기화기

대기식 기화기
(Ambient Air Vaporizer)	Fin Tube Type의 형식으로 고온의 대기가 fin tube의 온도를 높여 LNG를 기화시키는 기화기

중간 열매체 기화기
(IFV: Intermediate Fluid Vaporizer)	일반적으로 프로판, 냉매 또는 물+글리콜 혼합액을 열매체로 사용하는 시스템. 프로판 열매체는 비용이 많이 들고 조작상의 위험이 높지만 열전달에 이상적인 낮은 인화점을 가지고 있음. 물+글리콜 혼합 열매체는 비용이 효과적이며 관련 운영 위험은 상대적으로 낮음

고분자 전해질 연료전지(PEMFC : Proton Exchange Membrane Fuel Cell)	수소이온을 투과시킬 수 있는 PEMFC는 다른 연료전지와 비교해 전류밀도가 높은 고출력 연료전지로서, 20℃~120℃(평균 80℃)의 비교적 저온에서 작동하며, 그 구조가 간단함

알레인 수소저장합금	수소 저장 물질로서 알레인(AlH3)을 이용. 알레인의 주원료인 알루미늄은 지각을 구성하는 원소 중 8.1%를 차지하는 원소로 자원량 측면에서 리튬보다 매우 풍부하고 가격이 저렴하기 때문에 대규모 생산시 유리한 장점이 있음. 또한 알레인은 10 wt.% H2 및 149 kg H2/㎥의 중량과 부피 용량을 갖는 수소 저장량이 매우 높은 준안정 결정성 고체로서 향후 수소저장 시스템 개발을 위해 가장 유망한 후보 물질 중의 하나임

STV (Shell Tube type Vaporizer) 쉘.튜브 기화기	해수를 쉘사이드에 주입하고 LNG는 튜브로 흐르게 함으로써 기화시키는 장비

연소공기 송풍기(Blower)	연료가스가 버너에서 잘 연소될수 있도록 연소공기를 주입하는 역할을 하는 원심형 송풍기

콘트롤 판넬(Control panel)	PLC PROGRAM을 이용하여 자동으로 운전하고 또한 비상발생시 자동으로 정지될수 있도록 하는 중앙 제어 통제하는 역할

Off-Gas 완충탱크 (Off-Gas buffer tank)	진공 탈착식 압력순환 정제기(VPSA)에서 수소흡착 운전시 발생되는 Off-gas 를 저장하여 효율을 높이기 위해서 개질기(SMR) 운영을 위한 버너에 연료로 공급하기 위한 탱크

기수분리기(Liquid Separator)	진공 탈착식 순환 정제기 전단에 설치되어 수소가 풍부한 개질가스내에 존재하는 수분을 제거하는 장치

스팀발생기(Steam generator)	순수(DEMINERALIZED WATER)를 수소원료인 스팀으로 전환시키는 장치

탈황기(Desulfurization)	탈황기에 탈황 촉매를 장착하여 NG가스안에 존재하는 유해요소인 황성분 제거하는 장치

당사는 1998년에 설립되어 천연가스 생산공급설비 및 발전, 원자력, 조선해양부문 등다양한 분야에서 사업을 전개하고 있으며, 특히, 천연가스 및 수소사업부문에 당사의역량을 집중하고 있습니다.

(1) 천연가스사업

당사의 천연가스사업 중 주된 제품인 고압연소식기화기(SCV : Submerged Combustion Vaporizers)는 LNG터미널 등에서 액화상태의 LNG를 기화하기 위한 장치에 해당하며, 기화기는 당사가 생산하고 있는 연소식 기화기 외에 해수식기화기(ORV : Open Rack Vaporizers)와 대기식기화기(AAV : AmbientAirVaporizers)로 구분됩니다.

【LNG기화기의 종류 및 특징】

품목	연소식기화기	해수식기화기	대기식기화기

설명	HEAT EXCHANGER가 들어가 있는 BATH에 물을 BURNER로 HEATING하여 열교환하는 기화기	fin type의tube에 해수를 뿌림으로써 열교환하는 기화기	FIN TUBE TYPE의 형식으로대기온도가 FIN TUBE에 영향을 주어 열교환하는 기화기

용량	일반적으로 20 ~ 220 ton/hr 가 쓰이고대용량도 설계가능	20 ~ 150ton/hr	설치 면적이 크게 요구되므로소용량에 사용

장단점	- 초기설치비용이 ORV에 비해 상대적으로 저렴하며, 크기가 컴팩트하여 설치에 따른 제약이 적음
- 난기류가 발생하여 열교환기 표면에 침전되는 침전물을 감소시켜 높은 효율성(98%이상)
- 높은 열용량과 일정한 온도를 유지하고 있어 갑작스러운 LOAD 변경에 즉각적인 대처가 가능
- 각종 안전설비가 구비되어 폭발 위험성이 없음
- CONTROL이 용이하며 온도와 날씨 영향을 받지 않음
- 취배수 설비가 필요하지 않아 건설비용이 상대적으로 저렴함
- 연료가스에 의한 운전비용이 상대적으로 큼	- 해수를 이용하여 운전비용 절약
- 초기 설치비용이 비싸고 설치면적을 많이 필요
- 사용된 해수를 바다로 흘러내보내기 때문에 해수의 온도변화로 인한 환경 파괴 우려로 선진국에서는 점차 설치가 배제되는 추세
- 해수온도 5℃이상에서만 운전이 가능하기 때문에 추운 날씨에는 대체장치로 SCV를 운전
- 해수를 이용하는 만큼 특수자재를 사용하여야 하며 유지보수 비용이 큼	- 운전비용이 저렴함
- tube 표면 결빙문제에 따른 운전 제약
- 환경적인 요인(습도, 고도, 바람, 온도 등)에 의해 성능에 영향을 많이 끼침
- 넓은 설치공간을 필요

당사의 고압연소식기화기(SCV)는 일본 S그룹의 원천기술을 한층 더 개량한 것으로 독보적인 기술력을 보유하고 있습니다. 연료로서의 우수성과 함께 천연가스 고유의 친환경성 및 안정성을 보유한 LNG는 전세계적으로 지속적으로 수요가 확대되고 있으며, 이에 따른 해외의 LNG터미널 구축이 증가함에 따라 당사의 연소식기화기는 다양한 국가에 수출이 이루어지고 있습니다.한편, 당사는 천연가스 및 수소사업 외에도 발전소, 원자력, 정유화학, 조선해양 부문에서 다양한 제품을 생산 및 판매하고 있으며, 특히 천연가스사업부문의 SCV는 물론 재액화설비(Recondenser)와 복합화력 부문의 연료주입장치(Fuel gas supply system)를 국내 최초로 국산화에 성공함으로써 기존 미국, 일본, 유럽업체로부터 구매했던 주요 기자재를 자체 생산하고 있으며, 이들 제품은 한국가스공사, 한국전력공사, 한국수력원자력 및 국내외 대기업 등에 납품이 이루어지고 있습니다.

(2) 수소사업(수소저장 및 생산사업) 수소경제 육성 및 수소 안전관리에 관한 법률(수소법) 제2조에 의하면 수소산업이란 수소의 생산·저장·운송·충전·판매 및 연료전지와 이에 사용되는 제품·부품·소재 및 장비의 제조 등 수소와 관련한 산업을 의미합니다. 이를 토대로 수소경제 벨류체인을 구성하면 크게 수소에 대한 생산-저장-운송-충전-활용으로 구성할 수 있으며, 당사는 동 밸류체인에 있어 수소개질기를 통한 수소의 생산과 수소저장합금을 통한 수소의 저장 분야에서 수소와 관련한 사업을 영위해 나가고 있습니다.

【수소경제 벨류체인】

출처: 수소생산에서 활용까지, 수소 경제에서 찾는 기회. 삼정KPMG 경제연구원
주1) CCUS : 이산화탄소 포집 저장장치(Carbon Capture Utilization Storage)
주2) SMR : 수증기 메탄 개질(Steam Methane Reforming)
(*) 삼정KPMG 경제연구원은 2005년에 설립되어 국내 및 해외 경제, 경영, 산업 전반에 관한 연구를 수행하며 보고서를 발간합니다. 이 연구원은 KPMG의 글로벌 네트워크를 활용하여 다양한 경험과 지식을 국내에 소개함으로써 기업의 글로벌 경영을 지원합니다. 주요 연구 분야에는 금융 서비스, 소비자 시장, 정보통신, 인프라 및 정부, 산업 시장을 포함하며, 다양한 보고서와 서적을 통해 기업의 성공 경영을 지원합니다.

(가) 수소저장사업(수소저장합금)

당사가 영위하는 고체수소 저장방식인 수소저장합금(Metal hydride)은 수소를 저장하기 위한 합성금속체에 해당합니다.

수소를 고체로 저장하기 위해서는 우선 합금의 주원료를 수소저장용기(실린더)에 들어갈 수 있는 크기와 형태로 만든 후 합금이 삽입된 용기에 기체수소를 압축해 저장하듯 주입하게 됩니다. 이렇게 주입된 기체수소를 실린더 내부에서 일정압력 이상으로 압축시키고 온도를 내리면, 수소가 수소저장합금(금속 수소화물)에 달라붙어 고체수소가 되는 방식입니다. 동 고체수소를 사용함에 있어서는 반대로 온도를 올리고 내부압력을 낮춰주면 기체수소가 방출되어 쉽게 사용이 가능하게 되며, 이렇게 방출된 수소를 이용하여 연료전지를 통해 생산된 전기를 잠수함 등의 동력원으로 삼게 됩니다.

고체수소저장방식은 고압기체 및 액화수소에 비해 상온과 저압에서 안전하게 보관할 수 있고, 수소를 장기간 보관해도 누설이 거의 존재하지 않습니다. 또한, 고체수소는 동일 체적 대비 고압수소저장방식(700bar)의 약 3배, 액체수소저장방식 대비 약1.5배 높은 저장량을 가집니다. 특히, 이러한 고체수소의 장점과 함께 당사의 수소저장합금 및 실린더의 가장 큰 특징은 고체수소가 기화될 때 방출압을 조절할 수 있다는 것으로 사용되는 목적에 따라 11barA에서 30barA사이로 방출되는 수소의 양을 조절이 가능하다는 것입니다. 또한, 초기의 연구개발된 수소저장합금이 충전·방출 과정에서 대부분 열화문제로 인해 일정 횟수가 되면 사용이 불가능했으나, 당사의 저장합금은 열화문제를 완벽하게 해결했다는 특장점을 가지고 있습니다.

한편, 수소저장합금은 무겁다라는 단점이 존재하나, 잠항이 필요한 잠수함은 일정 무게를 가지는 당사의 수소합금이 오히려 도움을 주며, 지게차, 크레인, 포크레인등 특수 목적차량 등 무게에 대한 단점이 존재하지 않는 분야로 적용 확대가 가능합니다 이러한 수소저장합금의 장점으로 장보고-Ⅲ급 잠수함에 적용하기 위해 2008년부터 응용연구, 시험개발, Operating Test, Development Test 거쳐 수소저장합금 및 수소실린더를 개발하고 연료전지체계에 적용시험을 진행해왔습니다. 연료전지체계 적용 시험을 통해 기술력을 인정받아 장보고-Ⅲ급 잠수함부터 당사의 수소저장합금 시스템을 탑재한 국산 연료전지시스템이 도입되었고, 장보고-Ⅲ Batch-Ⅰ 3척에 당사의 수소저장합금 및 수소실린더가 납품되었습니다. Batch-Ⅱ3척도 수주되어 1번함 수소저장합금 및 수소실린더가 납품되었으며 2번함 수소저장합금은 납품 완료, 수소실린더는 납품중에 있으며 3번함의 수소저장합금 및 수소실린더는 2027년 납품예정입니다. (나) 수소생산사업(수소개질기)당사는 수증기를 이용하여 천연가스를 개질하는 방식으로 수소를 추출하는 300Nm³/h급의 중소형 수소개질기를 생산판매하고 있으며, 현재 연구를 수행하고 있는 1일 2,000kg급 탄소배출 저감형 고효율 중대형 개질기술 개발을 통해 이산화탄소 포집기술을 국산화하여 향후에는 청색수소를 생산할 수 있는 수소추출기를 공급할 예정입니다. 수증기개질에 의한 추출수소는 주로 탄소와 수소의 화학적 결합체인 탄화수소(특히, 천연가스)에서 화학적 반응을 통해 수소를 추출하는 방식으로 당사가 관련 기술을 보유한 수증기메탄추출방식(SMR : Steam Methane Reforming)이 가장 보편적으로 활용도가 높은 방식에 해당합니다. 천연가스에 해당하는 메탄(CH4)을 수증기(H2O)와 결합시키면 일산화탄소(CO)와 수소(3H2)가 만들어지고, 여기서 발생한 일산화탄소(CO)를 한번 더 수증기(H2O)와 결합시키면 이산화탄소(CO2)와 수소(H2)가 추가로 만들어지는 방식에 의한 것으로, 생성물 중에 이산화탄소(CO2)의 생성비가 낮고, 일정량의 탄화수소로부터 더 많은 양의 수소를 얻을 수 있으며, 정제장치와 연계하여 고농도의 수소를 제조할 수 있습니다.

수소경제 활성화 로드맵에 따르면, 수소생산기지는 거점형 중/대규모 수소생산기지와 분산형 소규모 수소생산기지로 구분됩니다. 거점형 중/대규모 수소생산기지는 천연가스 공급망에 수소개질기를 통해 수소를 대량생산(300~1,000Nm³/h 이상급 수소개질기 구축)하며, 분산형 소규모 수소생산기지(300Nm³/h)는 수요처 인근 도심지 LPG 및 CNG 충전소 또는 CNG 버스 차고지 등에 수소추출기를 구축해 수소를 생산합니다. 수소생산기지 구축사업은 대중교통망과 연계한 수소차 보급 활성화를 위해 수소생산기지를 구축하여 저렴한 가격에 직접 수소를 생산하여 주변 지역에 공급할 수 있으며, 수소생산기지에서 생산된 수소는 외부에서 공급받는 수소보다 운송비용을 낮출 수 있어 수소충전소의 수소공급단가 인하 및 경제성 제고 효과가 기대됩니다. 또한, 정부는 수소경제 활성화 로드맵에서 밝힌 목표 이행을 위해 후속 정책을 꾸준히 제시하고 있으며, 강원도 삼척/경상남도 창원/경기도 평택/부산광역시/대구광역시/강원도 춘천시/광주광역시/경상남도 창원시에서 현재까지 실제로 수소생산기지 구축사업을 추진하고 있습니다. 당사는 이러한 정부시책에 의한 수소공급방안에 따라 당사가 제작한 수소개질기를 평택 및 안산 등 수소생산기지와 수소충전소에 납품한 바 있습니다.