울산시, 잠수함용 수소연료전지 국산화 착수…113억원 투입

 

잠수함용 수소연료전지 시스템 개발사업 체계. [사진=울산시]

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

울산시는 기후에너지환경부가 주관한 '2026년 에너지기술개발사업' 신규 연구개발 과제 공모에서 '상용 연료전지 스택을 활용한 질소순환형 혼합가스 기반 20kW급 잠수함용 연료전지 시스템 개발사업'이 최종 선정됐다고 24일 밝혔다.

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

현재 잠수함에 적용되는 순산소형 공기불요추진체계(AIP)는 외부 공기 공급 없이 추진 동력을 제공하는 시스템으로 저소음과 장시간 잠항 능력을 앞세워 세계 방산 시장에서 활용되고 있다.

이번 사업을 주관하는 케이퓨얼셀 컨소시엄은 기존 기술을 한 단계 발전시켜 질소·산소 혼합가스 환경에서도 안정적으로 운용할 수 있는 가스 공급·순환·제어 통합기술 확보에 나설 계획이다.

이를 통해 기존 순산소형 공기불요추진체계의 활용 범위를 넓히고 운용 목적에 맞는 효율성과 안전성을 높인 차세대 잠수함 추진 기술 구현을 목표로 하고 있다.

사업은 올해부터 2029년까지 45개월간 추진되며 총사업비는 113억 3000만원 규모다. 정부가 74억원, 울산시가 3억원을 지원하고 민간이 36억 3000만원을 부담한다.

특히 이번 사업에는 케이퓨얼셀을 비롯해 울산시, 울산테크노파크, 숭실대학교 산학협력단, 홍스웍스 등이 참여하며 HD한국조선해양은 공동 연구개발기관이자 수요기업으로 참여해 상용화와 실증을 지원한다.

사업의 핵심은 잠수함용 20kW급 질소순환형 연료전지 시스템 개발이다. 질소 80%, 산소 20%를 혼합한 실제 공기와 유사한 환경에서 운전·제어·열 및 물 관리 통합기술을 확보하고 잠수함의 경사와 진동 조건에서도 안정적으로 작동하는 연료전지 시스템을 구현하는 것이 목표다.

기술 개발이 완료되면 기존 순산소형 공기불요추진체계의 고위험·고비용 구조를 개선하고 외산 부품 대체에 따른 유지·보수 비용 절감 효과도 기대된다. 또한 밸브와 센서 등 고신뢰성 해양 특화 부품 생태계 확대와 함께 방산·조선산업 전반으로의 파급효과도 예상된다.

개발 기술은 유인 잠수함뿐 아니라 차세대 해양무인체계(UUV) 등으로 확대 적용이 가능해 친환경 해양 추진체계 시장 선점에도 도움이 될 전망이다.

울산시는 이번 사업이 지역 수소산업의 활용 영역을 육상 모빌리티에서 해양·방산 분야로 확대하는 계기가 될 것으로 보고 있다. 특히 HD한국조선해양의 잠수함 건조 기술과 울산의 수소산업 기반이 결합되면서 해양 특화 수소연료전지 생태계 구축에도 속도가 붙을 것으로 기대하고 있다.

울산시 관계자는 "이미 구축된 수소연료전지 실증화센터와 수소모빌리티 기술, HD한국조선해양의 잠수함 건조 기술을 결합해 세계 최고 수준의 해양 특화 연료전지 생태계를 조성하겠다"며 "핵심 시스템 국산화를 통해 국가 안보에 기여하고 울산을 세계적인 해양에너지 기술 거점으로 육성하겠다"고 말했다.

한편, 업계에서는 잠수함용 수소연료전지 기술이 미래 해양 방산시장의 핵심 기술 가운데 하나로 주목받고 있다. 기존 디젤 기반 추진체계와 달리 수소연료전지는 소음이 적고 장시간 잠항이 가능해 차세대 잠수함과 해양무인체계(UUV)의 경쟁력을 좌우할 기술로 평가된다.