“초저온 장치 제작·가스 분리 기술 활용, 新 시장 개척할 것”

산업체 폐기 아르곤 회수 및 PSA 이용 수소·바이오 가스 분리 등 신사업 확장

반도체용 특수가스 회수·정제 및 ASME U·U2 인증 활용 고압가스용기 제작 계획

■에이원에 대한 소개 부탁드린다

에이원의 영문명 AONE은 공기의 주요 성분인 아르곤(Argon), 산소(Oxygen), 질소(Nitrogen)와 관련된 엔지니어링(Engineering)을 수행하는 회사라는 의미를 담고 있다. 에이원은 원래 심랭식 공기분리장치(ASU)의 핵심인 콜드박스를 제작하기 위해 설립된 회사다.

본인은 1990년대 대성산업가스(現 DIG에어가스) 초저온연구소에 입사해 30년간 가스 플랜트 연구개발을 담당했다. 입사 후 첫 번째 업무는 콜드박스 국산화였다. 콜드박스는 -180℃ 이하의 온도에서 공기를 액화시켜 산소와 질소로 분리하는 장치로, 당시에는 국산 기술이 없어 전량 해외에서 수입해야 했다.

콜드박스 국산화 연구를 수행하며 초저온 장치는 설계뿐만 아니라 제작 기술도 중요하다는 사실을 깨달았다. 제작 과정에서 발생한 작은 실수 하나가 전체 장치를 망가뜨릴 수 있었기 때문에 제작 기술의 발전이 없이는 초저온 기술이 완성될 수 없다는 점을 인식하게 됐다. 이러한 배경에서 에이원이 설립됐다.

회사의 명을 받아 2010년에 에이원을 설립하고 연구소장과 대표이사를 겸직했는데, 대성산업가스가 맥쿼리PE로 매각되면서 완전 분리 운영체제로 돌입해 현재 에이원은 독자적으로 초저온사업과 CCUS 등의 사업을 진행하고 있다.

에이원은 그동안 국내 D사의 콜드박스뿐만 아니라 일본 S사의 콜드박스도 수주해 제작했다. 다년간 콜드박스를 제작하면서 초저온 플랜트에 대한 경험을 쌓았고, 이를 바탕으로 반도체용 특수가스 액화분리용 콜드박스를 비롯해 산업체에서 필요한 다양한 가스 장치를 제작해 왔다.

▲ 에이원이 제작한 공기분리용 콜드박스

■에이원의 차별화된 경쟁력은

본인을 비롯한 회사의 대부분 구성원은 연구소 출신이거나 연구소와 장기간 협업한 경험이 있는 사람들이다. 이로 인해 에이원의 DNA에는 연구지향적인 마인드가 깊이 배어 있다. 그래서 우리는 남들이 시도하지 않은 신기술에 관심이 많고 도전적이다.

국내에는 산업용 가스 플랜트 관련 회사들이 많지만, 높은 수준의 기술력을 갖춘 중소기업은 적다. 대기업은 설계 능력은 뛰어나지만 제작 기술에 대한 관심이 부족하고, 중소기업은 제작은 잘하지만 설계 능력이 부족한 경우가 많다. 에이원은 탄탄한 공학 이론을 바탕으로 수준 높은 제작 기술을 보유하고 있으며, 이 때문에 국내 여러 국책 연구기관과 대학, 산업체에서 성능이 뛰어다는 평판을 받고 있다.

에이원의 또 다른 경쟁력은 품질이다. 설립 초기부터 품질 관리에 철저히 신경 써왔다. 초저온 고압가스 장치는 품질이 안전과 직결되기 때문에 고객의 안전을 위해 하자 없는 최고의 제품을 제공하는 것이 우리의 신념이다. 우리가 제작하는 진공단열배관은 현장에 설치된 후 장기간 사용해도 거의 고장이 나지 않아서, 재설치나 보수공사 요구가 거의 없다.

■에이원은 여러 대형 국책 과제에 참여해 성공한 경험을 가지고 있다

에이원은 강소기업으로 중요한 국가 R&D(연구개발) 프로젝트에 다양한 형태로 참여했다. 2023년 말 종료된 산업통상자원부의 국책 과제인 ‘동해가스전을 활용한 중규모 CCS 통합실증 모델 개발’ 연구에 SK이노베이션, 석유공사, HD한국조선해양 등과 함께 참여했으며, 에이원은 연간 40만톤의 이산화탄소를 처리하는 육상 허브터미널 설계를 맡았다. 이 설계는 ‘CCS용 허브터미널에서의 이산화탄소 액화, 저장 및 송출 시스템’이란 이름으로 특허 등록됐고, 미국선급(ABS)으로부터 AIP(Approval In Principle) 인증을 받았다.

개인적으로는 한국CCUS추진단 소속으로 ‘해양 CO2 주입시스템 핵심기술 자립화’ 연구의 총괄연구책임자를 맡아 서울대를 비롯한 12개 기관과 공동연구를 하고 있다.

또한 △한국핵융합연구원 △한국지질자원연구원 △한국전력연구원 △한국화학연구원 △포항산업과학연구원 등 여러 연구기관의 연구에도 직간접적으로 참여했고, 현재는 한국기계연구원이 추진 중인 공기액화 에너지 저장장치(LAES) 개발 과제에 용역으로 참여해 플랜트 설계와 제작, 설치를 진행하고 있다.

▲ 에이원은 공주대 예산캠퍼스에 있는 국내 유일의 CCS 테스트베드를 운영하고 있다.

■에이원은 CCS 기술 및 극저온 액화수소 저장기술 개발에도 앞장서고 있다

본인은 에이원의 설립 전인 2002년부터 CCS 연구에 참여해 그동안 이산화탄소의 포집, 액화, 증류, 수송, 지중저장에 이르는 CCS의 전 과정에 대한 경험을 쌓았다. 특히, 지중저장 분야에서는 이산화탄소 주입설비를 개발해 포항 영일만에서 국내 최초, 세계에서 세 번째로 해상지중저장에 성공했다. 현재 공주대 예산캠퍼스에는 국내 유일의 이산화탄소 지중저장을 위한 테스트베드가 가동 중이며, 에이원은 이 시설을 운영하며 연구팀의 지중저장 신기술 개발을 지원하고 있다.

수소 분야에서는, 국토부 과제로 KAIST와 공동으로 LPV(Lattice Pressure Vessel)라는 독특한 형태의 액체수소탱크를 개발 중에 있다. 이 탱크는 기존의 고압 용기와 달리 네모난 형태를 가지고 있으며, 선박이나 트럭에 탑재할 수 있도록 공간 효율을 극대화한 설계다. 현재 18m³ 규모의 탱크 2대를 제작 중이며, 제작 완료 후 김해에 위치한 ‘극저온기계실증연구센터’에서 실증 테스트를 진행할 예정이다. 또한, 200m³ 규모의 대형 액체수소탱크도 제작 중에 있으며, 이를 통해 액체수소 저장과 운송에 중요한 기여를 할 것이다.

▲ 에이원이 KAIST와 공동으로 개발한 액체수소저장탱크 ‘LPV(Lattice Pressure Vessel)’

■수소경제 실현을 앞당기기 위해 필요한 점은

수소는 미래 에너지로서 우리 사회는 수소 경제로 나아가야 한다. 그러나 수소 경제 활성화를 위해서는 기술경쟁력 확보와 에너지 자립 등 남겨진 과제가 많다. 그 중 가장 중요한 문제는 수소 가격이다. 현재 수소는 여전히 고가로, 수소 경제를 실현하려면 저렴한 수소 공급이 필수다.

수소 가격을 낮추기 위해서는 수소의 제조부터 저장, 운송, 사용에 이르는 전 과정에서 신기술을 통한 비용 절감이 이뤄져야 한다. 또한, 안전비용을 어떻게 최소화할 것인가에 대한 고민도 필요하다. 안전은 매우 중요한 요소이지만, 과도한 규제는 안전비용을 증가시켜 결국 수소 가격 상승으로 이어질 수 있다.

사고를 예방하려는 노력도 중요하지만 안전비용을 최소화해 수소 단가를 낮추려는 노력이 병행돼야 한다. 안전도 기술이다. 안전기술의 수준을 높여 안전 관련 비용을 줄이는 노력이 필요하다.

■앞으로의 사업 계획과 목표는

에이원의 강점은 초저온 장치 제작 기술과 가스 분리 기술에 있다. 이 두 가지 강점을 잘 활용해 새로운 시장을 개척할 계획이다.

초저온 분야에서는 액체수소탱크와 진공단열배관에 큰 기대를 걸고 있다. 액체수소 시장은 우리나라보다 일본이 더 활성화돼 있어 일본 시장 진출을 목표로 하고 있다. 진공단열배관은 기존에는 액체질소 이송에 주로 사용됐으나, 앞으로는 액체수소와 LNG 분야로 확장될 것으로 예상하고 있다.

가스 분리 분야에서는 아르곤 회수에 큰 관심을 가지고 있다. 아르곤은 불활성 물질로 공정에서 바탕가스로 사용되는 경우가 많지만, 대부분 사용 후 대기로 방출된다. 아르곤은 다른 가스에 비해 회수가 용이하여 산업체에서 수요가 많을 것으로 보고 있고, 이와 관련된 검토를 진행하고 있다.

또한, 반도체용 특수가스의 고순도 회수에도 관심을 갖고 있다. 현재 반도체 산업에서는 온난화 지수가 높은 불소계열 가스가 많이 사용되며, 사용 후 버려지는 가스를 포집해 재활용하지 않았다. 하지만 탄소중립의 거센 흐름 속에서 반도체 산업 또한 온실가스 배출 억제가 당면과제로 대두 됐다. 이에 에이원은 반도체용 특수가스 재활용의 가능성을 보고 기술 개발을 준비 중이다.

그리고 PSA(압력순환흡착)를 이용한 수소 및 바이오가스 분리에도 집중할 계획이다. 분뇨, 음식물쓰레기 등 유기성 폐자원을 부가가치가 놓은 바이오 가스로 전환해 온실가스 감축과 탄소중립에 기여하는 것은 물론 신사업 확장을 꾀할 방침이다.

이와 함께 에이원이 보유한 미국기계학회가 발행하는 보일러 및 압력 용기 설계 및 제작에 관련된 국제적 표준인 ASME U와 U2 인증을 활용해 국내외 고압가스용기 제작에도 적극적으로 대응하려고 한다.

▲ 에이원이 개발한 고순도 수소 흡착 분리(PSA) 장치