○ 일본은 고압가스보안법에 의거해 전국에 수소연료전지차(FCV) 충전소를 설치하고 있음
- 현재 수소 충전소는 일본이 130개 이상, 미국 캘리포니아 42개, 독일 85개소가 설치됨
- 버스 등 상용차 FCV를 보급 중인 중국에서는 아직 35MPa 충전소가 주류이기 때문에 세계 표준인 70MPa을 따르는 일본이나 유럽 및 미국 수준보다는 한 단계 아래임
○ 일본은 수소 충전소 보급 로드맵에 따라 '25년까지 정비 비용, 운영비 및 구성기기 비용 절감을 추진 중이며, 그 일환으로 고압환경에 강한 STS강 등 금속소재 개발에 주목하고 있음
- 현재 수소 충전소 건설비용은 건당 3억엔대로 과거 (5~6억엔) 대비 크게 낮아짐
- 니켈, 코발트, 몰리브덴 함유량이 일정 조건 이상이어야 하는 특별 주문품에는 STS 316 강종이 사용되는데, 가격이 비싼데다 납기 등 적기조달도 쉽지 않은 상황임
- 그 외 HRX-19(XM-19), SUH660(고합금 내열강)도 사용은 가능하지만 니켈 함량이 높아 역시 비용이 늘어나는 문제가 있음
[일본의 수소 충전소용 금속재료]
용도 | 사용강종 |
배관 및 기계피팅 | SUS 316 Hi-Ni STS |
압축기 및 충전 노즐 | SUH 660 |
용접시공배관 등 | HRX 19 |
타입1 축압기(蓄圧機) | 저합금강 |
타입2 축압기 | 저합금강 |
타입3 축압기 | 알루미늄 합금(A6016-T6) |
[일본이 개발한 고압수소용 STS강의 성분 비교]
강종 | Nieq | 조성 |
316L-H2 (Aichi steel) | 28.5 | 17Cr-13Ni-2.8Mo-1.2Mn |
HRX19 (NSSMC) | 34.6 | 22Cr-14Ni-5Mn-2Mo-0.2V-02.Nb-0.3N |
STH-2 (NSSC) | 25.2 | 15Cr-9Mn-6Ni-2.5Cu-0.15N |
* 자료: SAC, 제선용 수소 제조 모델 및 적용소재 개발방안 수립, '17년
○ 일본 STS업계는 304 등 범용 STS 강재 적용을 늘려 비용절감 니즈에 대응한다는 방침이며, NEDO(신에너지산업기술종합개발기구) 사업에서도 304 활용 연구가 본격화될 전망임
- NEDO는 '03년 출범한 일본의 에너지환경 분야 독립행정법인으로 L자형 배관 등 냉간 가공, 가공 난이도가 높은 용접, 그리고 축압기뿐만 아니라 더 높은 온도(180℃)에서 압력 변동이 큰 압축기까지 일반 저합금강 적용을 확대하는 기술 개발을 추진 중임
- 금속의 경합소재인 탄소섬유복합재료는 수소 충전소 타입2와 타입3의 축압기에 사용되고 있으며, 향후 비용, 수명, 충전소 사용조건 등에 따라 타입1의 축압기에서도 경쟁이 벌어질 전망임
○ 현재 일본의 수소 충전소용 금속재료 연구를 위한 산관학 연계 협력체제는 잘 구축되어 있다는 평가를 받고 있으며, 일본이 세계 수소 충전소용 강재의 표준을 선점하는 것을 목표로 하고 있음