VOL 122
2022 JULY
VOL 122
2022 JULY
DAPA 연구록
DAPA 연구록 ②
저탄소 중심 산업구조에 대비한 군 기동무기체계의 신에너지동력장치, 그 해답은 군용 수소연료추진체계 확보에 있다.
기동사업부 전차사업팀
최근 군 기동무기체계는 전장정보체계, 사격통제장치, 항법장치, 무인화장치 등 네트워크화 및 전자장비 적용 증가로 전력공급이 유리한 전동구동방식에 대한 요구가 높아지고 있다. 이런 요구를 고려해 정숙성, 적은 발열량, 높은 효율, 빠른 충전 속도, 항속거리, 정비 용이성 등 군사적 활용 측면에도 많은 이점을 지닌 수소연료전지체계를 군용 동력장치로 활용하기 위한 점진적인 시도가 진행 중이다. 물론 아직 수소연료전지는 고가의 구성품, 수소 생산비용과 저장·운송기술 부족, 충전 인프라 부족, 안정성 우려 등 여러 한계점을 가지고 있다. 특히, 군 무기체계 적용에 있어 적 지역에 수소 충전 인프라가 없으면 공세적인 작전에는 운용이 제한되는 반쪽짜리 무기체계로 전락하는 것이 아니냐는 우려가 있는 것도 사실이다. 그러나 수소연료전지가 가진 한계점들은 지속적인 R&D를 통한 생산·저장·운송기술을 발전과 인프라 투자 확대로 충분히 해결될 수 있는 부분으로 향후 민간의 수소기술 확보와 인프라 구축 계획 등을 고려하면 국방분야에서 선제적인 수소연료전지 적용을 위한 전략 수립과 실증과제 추진을 더는 미룰 수 없다.
이미 미국 등 주요 선진국에서는 수소연료전지를 군용차량, 로봇, 잠수정, 드론 등에 적용하기 위한 다양한 연구개발을 추진하고 있다. 국내 자동차 업체는 1990년대 수소전기차 개발에 착수한 이후 2013년에 세계 최초로 양산에 성공했다. 상업용 연료전지 기술과 생산량에서도 우리나라는 세계 최선두권으로 상당한 수준의 수소 활용분야 기술을 확보하고 있다. 이러한 점을 고려해 국내 민수분야의 우수한 수소연료전지 기술을 군 무기체계에 효과적으로 적용(Spin-on)하고, 플랫폼의 기계·역학적 특성 등을 고려한 플랫폼 유형 및 굴림방식별로 병렬형 R&D에 의해 동시에 관련 기술을 개발해 차륜형장갑차, 궤도형장갑차, 전차 등 다양한 유형의 주요 기동무기체계 관련 기술을 신속하게 확보해야 한다.
미래 기동무기체계에 수소연료전지추진체계를 효과적으로 확보하기 위해서는 장기적인 차원에서 단계적으로 접근한다. 더불어 ‘민수기술 현황 파악 및 핵심기술 확보’, ‘기동무기체계 실증’, ‘유관기관 협력체계를 구축 및 방산업체 생태계 조성’ 등이 필요하다.
제시하는 단계적 로드맵은 2030년 이후 전력화될 주요 기동무기체계에 수소연료전지체계 적용하는 것을 목표로 향후 5년 이내의 단기간에는 수소연료전지의 현용 기동무기체계를 대상으로 적용 가능성 검토 및 응용연구 수준 개발을 추진하고, 2030년까지 중기간에는 수소연료전지체계 파워팩 및 관련 장비의 시험개발 통해 목표 기동무기체계 적용을 위한 주요 핵심기술을 확보하고, 2030년 이후에는 주요 차세대 기동무기체계 개발과 연계해 수소연료전지체계에 적용하는 것이다.
이러한 로드맵에 따라 차륜형장갑차(K806)에 수소연료전지 전동화 추진시스템을 개발·적용하는 방산분야 소재·부품기술개발 과제(차륜형장갑차 수소연료전지 및 전동화 추진시스템 적용기술 개발,2022~2026) 및 차세대전차를 대상으로 50톤급 이상의 대용량 수소연료전지 기반 전동화 기술을 개발하는 패키지형 핵심기술 과제(대용량 수소연료전지 기반 전동화 기술, 2022~2026)등의 체계실증 과제들이 추진 예정이며, 초경량 고체 수소저장 기술 개발 과제(2021~2023) 등 수소 관련 핵심기술도 지속적인 기술 확보가 이루어질 것이다.
내연기관을 사용하는 현재의 기동무기체계는 점차 친환경 전기에너지 기술과 원격제어·인공지능 관련 기술 등과 결합해 무인화·고성능화·소형화 추세로 발전할 것이다. 수소연료전지는 장점을 극대화해 미래 우리 기동무기체계에 핵심적인 신에너지 동력장치로 자리매김하고, 방산수출에도 크게 기여하게 될 것이라고 믿어 의심치 않는다.
