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많은 정부 예산이 투입된 수소연료전지 발전기 상당 수가 방치되고 있는 것으로 드러났습니다. 신재생 에너지 보급 차원에서 정부가 설치를 지원했지만, 현장에서는 효율이 떨어져 가동을 기피하기 때문이라는데요.
[리포트] 서울의 한 공공시설입니다.
기계실에 들어가니, 2대의 수소연료전지 발전기가 자리를 차지하고 있습니다.
1억 6천만 원을 들여 설치했는데, 올해 한 번도 가동된 적이 없습니다.
[공공시설 관계자/음성변조 : \”(설치 이후) 초반에 몇 개월 정도 쓰다가 효율이 너무 안 나와 가지고 가동이 정지됐다고… 무용지물이긴 하죠.\”] 수소연료전지 발전기는 도시가스에서 수소를 만들고, 다시 이 수소로 전기와 열을 생산합니다.
이 발전기를 가동하려면 도시가스 요금을 내야 합니다.
하지만 효율이 좋지 않다 보니 생산한 전기에 비해서 가스요금이 부담스럽다는 게 운영사 측의 설명입니다.
전기 1kWh의 요금은 108원, 그러나 수소 연료전지 발전기로 같은 양의 전기를 생산하는 데 드는 가스요금은 153원입니다.
비용이 40% 넘게 상승하는 겁니다.
그러다 보니 수소연료전지 발전기를 설치한 민간과 공공건물 660여 곳 가운데, 한 달 이상 가동을 하지 않는 곳이 72%, 이 가운데 34%는 지난해 아예 가동 실적이 없는 것으로 확인됐습니다.
이런 수소연료전지 발전기에 투입된 예산만 민간 보조금 722억 등 모두 천억 원이 넘을 것으로 추정됩니다.
[김성환/국회 산업통상자원중소벤처기업위원회 위원 : \”제도 자체가 근본적으로 문제가 있는 것 같습니다. 그래서 이 제도를 바꿔서… 일반 건물이나 이런 데는 연료전지를 설치하는 게 타당하지 않아 보입니다.\”] 정부는 수소연료전지 발전기를 설치할 때 경제성 평가를 하는 등 가동 확대 방안을 찾고 있다고 밝혔습니다.
KBS 뉴스 박대기입니다.
영상취재:김상하 임동수/영상편집:황보현평/그래픽:고석훈\r
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#수소연료전지 #가동중단 #국정감사
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연료전지 주택이란? – 한국에너지공단 그린홈
연료용가스에 포함되어있는 수소와 대기중의 산소를 반응시켜 전기와 열을 생산해내는 연료전지를 이용하여 전기뿐만 아니라 급탕과 난방에도 이용하는 주택입니다.
Source: greenhome.kemco.or.kr
Date Published: 8/5/2022
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가정용 연료전지 현황 및 전망
가정용 연료전지는 도시가스를 연료로 하여 스. 택 내부에서의 전기화학반응을 통해 열병합 발전. 을 수행하는 장치로서, 고효율(전기효율 35% 이.
Source: www.cheric.org
Date Published: 5/24/2021
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가정용·건물용 수소연료전지발전 실증 착수 – 이투뉴스
[이투뉴스] 중소벤처기업부와 충청남도가 수소에너지전환 규제자유특구의 첫 번째 과제인 가정용·건물용 수소연료전지 발전시스템 실증사업에 착수 …Source: www.e2news.com
Date Published: 6/5/2021
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가정용 ‘수소 연료전지 시장’ 열린다 – 에너지신문
[에너지신문] 가정용 수소 연료전지로 수소경제의 한 축을 담당할 ‘고체산화물 연료전지 시스템(SOFC)’이 시장에 출시할 수 있는 길이 열렸다.Source: www.energy-news.co.kr
Date Published: 4/11/2021
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일본, 가정용 연료전지로 수소사회 구현 나선다 – 인더스트리뉴스
[인더스트리뉴스 정한교 기자] 다양한 정책을 발표하며, ‘수소경제’ 선점을 위해 노력 중인 정부가 가정용 연료전지 시장에 주목하고 있다.Source: www.industrynews.co.kr
Date Published: 7/10/2021
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[기획] 정부 지원 사각지대 놓인 연료전지산업 육성방안은연료 …
한국에너지공단 신재생에너지센터는 그린홈 지원사업을 통해 가정·건물용 연료전지 설치보조금을 지원하고 있다. 올해 기준 가정용 연료전지는 ㎾당 1557 …
Source: www.gasnews.com
Date Published: 7/9/2021
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떠오르는 ‘연료전지 발전’…가정용 전기도 ‘수소 발전’ – 노컷뉴스
시설용량은 39.6MW로, 연간 약 8.7만 가구(3억2천만kWh)가 사용할 수 있는 전력과 약 2.6만 가구(16만4천Gcal)가 사용할 수 있는 열을 생산할 수 있다.
Source: www.nocutnews.co.kr
Date Published: 8/27/2022
View: 6423
가정용 연료전지 보급의 성공 사례 – 동아사이언스
가정용 연료전지 열병합발전시스템의 안전성 및 기술 검증이 목표이던 이 실증사업은 에너팜 보급에 있어 상당히 중요한 의미를 가진다. 당초 에너팜은 …
Source: www.dongascience.com
Date Published: 4/5/2021
View: 9066
건물용 연료전지를 둘러싼 이슈와 해법을 論하다 – 월간수소경제
청정건축물연료전지협의회 박달영 부회장을 만나 건물용 연료전지의 … 일본은 현재 가정용 연료전지에 대한 중앙 정부의 보조금을 없앤 상태다 …
Source: h2news.kr
Date Published: 6/3/2021
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주제에 대한 기사 평가 가정용 연료 전지
- Author: KBS News
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- Date Published: 2021. 10. 19.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=ck5XAuKVeug
연료전지 주택이란?
수소와 산소가 갖고 있는 화학에너지를 전기화학 반응에 의해 직접 전기에너지로 변환시켜 발전하는 방식입니다.
연료전지는 크게 연료극(양극, Anode), 공기극(음극, Cathode) 및 전해질부로 나누어지는데 공기극(음극, Cathode)에는 산소가 연료극(양극, Anode)에는 수소가 공급되면서 물의 전기분해 역반응(발열반응)으로 전기화학 반응이 진행되면서 전기,열,물이 발생되게 됩니다.
주택용 연료전지 설비의 경우 수소원으로 도시가스를, 산소원으로 공기 중의 산소를 사용하여 전기와 열을 동시에 생산합니다.
※ 연료전지의 전기발생 원리
1. 연료극에서 수소가 수소이온과 전자로 분해
2. 수소이온은 전해질을 거져 공기극으로 이동
3. 전자는 외부회로를 거처 전류를 발생
4. 전자는 외부회로를 거처 전류를 발생 연료극(양극, Anode) : H₂→ 2H?＋2e¯
공기극(음극, Cathode) : 1/2O₂+2H?＋2e¯→H₂O
전체반응(Overall) : H₂+ 1/2O₂→ H₂O + 전기 + 열
※ 연료전지 발전시스템 구성도
AIR(O2) Cathode(음극), 연료전지(STACK), anode(양각)-열(30%)-온수, 난방
연료 →개질기(Reformer)→H2→Cathode(음극), 연료전지(STACK), anode(양각)→D.C→전력변환기(Inverter)→교류(50%)
천연가스,남사,메탄올(100%)
개질기(Reformer) : 화석연료(천연가스, 메탄올, 석유 등)로 부터 수소를 발생시키는 장치 시스템에 악영향을 주는 황(10ppb이하), 일산화탄소(10ppm이하) 제어 및 시스템 효율향상을 위한 compact가 핵심기술
화석연료(천연가스, 메탄올, 석유 등)로 부터 수소를 발생시키는 장치 스택(Stack) : 원하는 전기출력을 얻기 위해 단위전지를 수십장, 수백장 직렬로 쌓아 올린 본체 단위전지 제조, 단위전지 적층 및 밀봉, 수소공급과 열회수를 위한 분리판 설계·제작 등이 핵심기술
원하는 전기출력을 얻기 위해 단위전지를 수십장, 수백장 직렬로 쌓아 올린 본체 전력변환기(Inverter) : 연료전지에서 나오는 직류전기(DC)를 우리가 사용하는 교류(AC)로 변환시키는 장치
연료전지에서 나오는 직류전기(DC)를 우리가 사용하는 교류(AC)로 변환시키는 장치 주변보조기기(BOP: Balance of Plant) : 연료, 공기, 열회수 등을 위한 펌프류, Blower, 센서 등을 말하며, 연료전지에 특성에 맞는 기술이 미비함
연료용가스에 포함되어있는 수소와 대기중의 산소를 반응시켜 전기와 열을 생산해내는 연료전지를 이용하여 전기뿐만 아니라 급탕과 난방에도 이용하는 주택입니다.
가구당 지원규모는 1kW이하이며, 약 2㎡의 설치면적이 필요합니다.
발전효율이 30~40%이며, 열병합발전 시 80% 이상 가능합니다.
도시가스, LPG, 바이오가스 등 다양한 연료사용이 가능합니다.
발생되는 열을 활용하여 난방 및 온수에 사용 가능합니다.
종래의 발전소에서 송전받는 방식(열 손실, 송전 손실 발생)에 비해 친환경적이며 에너지효율이 높습니다.
가정용 이외에 노트북, 자동차, 대규모 발전 등 다양한 분야에 적용 가능합니다.
날씨와 계절에 상관없이 전기와 열을 생산 가능합니다.
전기 사용량이 많은 주택일수록 절감효과가 큽니다. 연료전지의 종류
※ 설치효과는 설치장소 및 환경 등 조건에 따라 달라질 수 있으니, 참여기업에 문의하여 상담을 받으시길 권장합니다.
가정용·건물용 수소연료전지발전 실증 착수
중기부·충남도, 수소에너지전환 구제자유특구 과제 수행
복합배기 설치기준, 계통전환형 연료전지 규정 등 마련
[이투뉴스] 중소벤처기업부와 충청남도가 수소에너지전환 규제자유특구의 첫 번째 과제인 가정용·건물용 수소연료전지 발전시스템 실증사업에 착수했다.이번 연료전지 실증사업에는 미코파워, 에이치앤파워, 범한퓨얼셀, SPG수소, 고등기술연구원 등 5개 특구 사업자가 참여한다. 이들은 실증 기간 시스템별 정량적 목표 항목을 설정해 안정성 등을 평가하고 최적화된 시스템을 도출할 계획이다.
충남 수소에너지전환 규제자유특구는 ‘수소연료전지 발전·충전·모빌리티 실증 및 사업화를 통한 수소경제사회 촉진’을 목표로 2020년 8월부터 2024년 7월까지 4년 동안 지정돼 운영된다. 총 3가지 과제 6개 실증 특례를 부여받은 충남 수소특구는 지난해부터 실증 사이트 구축 및 시운전 등을 통해 실증 준비를 마쳤고 올해 순차적으로 각 사업의 실증에 착수하게 된다.
그동안 가정·상업용 건물의 에너지 사용량 증가로 인한 전력수요 급증, 신재생에너지 설치 의무화 등으로 연료전지와 같은 친환경 분산형 에너지 시스템 도입이 필요했으나 관련 제도 미비로 어려움이 있었다. 이에 따라 국내 부생수소 3대 생산지인 충남의 지역 인프라를 기반으로 ▶고온형 연료전지 복합배기 실증 ▶계통전환형 연료전지 시스템 실증 ▶직접 수소 연료전지 시스템 실증 등 3개 실증 특례를 수소연료전지 발전시스템 사업으로 추진한다.
이번 실증을 통해 현행 안전기준 상 저온 고분자전해질연료전지(PEMFC)에 한해 가능한 복합배기 시스템을 고체산화물 연료전지(SOFC) 등 다양한 형태의 연료전지에 적용할 수 있도록 복합배기 설치기준을 마련한다.
또 계통연계형과 독립형만 허용해 정전 시 가동 중지로 효율 저하 및 무정전 시스템 구현이 불가했던 연료전지 시스템의 활용도를 극대화하는 계통전환형 연료전지 규정도 수립할 예정이다.
아울러 도시가스 및 액화석유가스 개질형 연료전지에 한해 법정 검사가 이뤄지던 기존 규정에 직접 수소 공급 방식의 연료전지 발전시스템 제조·시설·기술·안전 기준을 더해 수소사회로의 전환에 선제 대응할 방침이다.
이 같은 실증사업이 올해 11월까지 완료돼 관련 기준이 법제화되면 연료전지 설치 효율 제고 및 활용 극대화, 소비자 신뢰도 확보 등의 효과로 연료전지 발전시스템 보급이 확대될 것으로 기대하고 있다.
실증에 앞서 산·학·연 등 관련 전문가로 이루어진 안전관리위원회를 구성하고 실증을 통해 발생할 수 있는 인적·물적 안전사고에 대비해 자체 안전관리계획 수립과 책임보험 가입도 완료했다. 또한 올해 안으로 성공적인 실증을 통해 안전성을 입증하고 그 결과를 토대로 해당 기술·제품이 신속하게 시장에 진출할 수 있도록 규제 소관부처인 산업통상자원부와 함께 규제법령 정비도 추진해 나갈 계획이다.
송인혜 중기부 규제자유특구과장은 “충남 수소 특구의 다양한 실증 추진을 통한 규제 해소로 수소 관련 기업에 자유로운 경영 환경을 제공하고, 수소에너지가 탄소중립의 한 축으로 자리 잡을 수 있도록 실증사업을 적극 지원하겠다”고 밝혔다.
충남도 관계자는 “생산-저장-공급의 수소산업 3대 요소를 모두 갖춰 수소 생태계 구축에 매우 유리한 지역적 강점을 바탕으로 연료전지 시장 활성화 및 고용 창출의 마중물 역할을 할 것”이라며 “각 실증사업을 성공적으로 추진해 필요한 기준을 법제화하고 새로운 에너지 시스템을 통한 비용 절감 및 효율 증대를 이뤄낼 것”이라고 말했다.
채제용 기자 [email protected]
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가정용 ‘수소 연료전지 시장’ 열린다
국표원, 고체산화물 수소연료전지 융합 신제품 적합성 인증 부여
하반기 SOFC KS표준 마련…수소연료전지 시장 확대 가속화될 것
[에너지신문] 가정용 수소 연료전지로 수소경제의 한 축을 담당할 ‘고체산화물 연료전지 시스템(SOFC)’이 시장에 출시할 수 있는 길이 열렸다.STX중공업이 개발한 고체 산화물 연료전지(SOFC) 발전 시스템 기술이 녹색기술인증을 획득했다.
산업통상자원부 국가기술표준원(원장 이승우)은 국내업체가 개발한 고체산화물 수소 연료전지 시스템에 ‘산업융합 신제품 적합성인증’을 부여했다고 25일 밝혔다.
융합신제품 적합성인증제도는 규제샌드박스와 더불어 대표적인 기업 규제 완화 제도로, 융합 기술이 적용된 새로운 제품이 기존의 인증을 받을 수 없을 때 별도의 인증 기준을 신속히 마련해 인증을 부여함으로써 융합 신제품의 조속한 시장 출시를 돕는 융합신제품의 시장 출시가 지연되는 것을 방지하기 위해 2014년 도입했다.
사업자가 ‘적합성인증’을 신청하면 소관 중앙행정기관이 적합성협의체를 구성, 인증기준을 마련하는 신속절차(Fast-Track)를 통해 6개월 이내 인증을 부여하도록 하고 있다.
이번에 적합성인증을 취득한 고체산화물 수소연료전지 시스템은 세라믹 전해질과 저가 촉매를 적용, 전력을 생산하는 친환경 발전시스템으로 기존 연료전지보다 안전하고 원가절감 효과가 우수해 차세대 수소 연료전지로 평가받고 있다.
산업부는 에너지기술 개발사업인 ‘kW급 건물용 고체산화물연료전지’ 사업을 통해 실증 사업을 진행하고 있으며, 지난 3월 고체산화물 수소연료전지가 서울시의 신축 건물 신·재생에너지 설치 가능 대상에 포함되면서 향후 수소연료전지 시장 확대가 가속화될 것으로 예상하고 있다.
그간 고체산화물 수소연료전지 시스템은 기존 규격으로는 안전성과 성능 등을 평가할 수 없어 시장출시가 지연됐다. 이에 국가기술표준원은 적합성인증 제도를 통해 제품 특성을 고려한 새로운 인증 기준을 마련, 시험‧검사를 시행했고, 이를 통해 성능과 안전성이 입증됨에 따라 산업융합촉진법에 의거 적합성인증을 부여, 신·재생에너지 설비로 인정을 받을 수 있는 기반을 마련하게 됐다.
▲ 고체산화물 연료전지시스템과 연료전지 발전원리.
국가기술표준원은 이번 적합성인증을 통해 마련된 기술기준을 국가표준에 반영, 올해 하반기 중 고체산화물 수소연료전지에 대한 KS표준을 마련할 계획이다.
이승우 국가기술표준원장은 “우수한 융합 신제품을 개발하고도 기존 규제로 인해 시장 출시가 지연되는 일은 없어야 한다”며 “적합성인증 신청 제품에 대한 인증기준을 신속히 개발하는 것은 물론이고, 융합신제품의 성능과 안전성 개선을 지원하는 연구사업도 추진해 기업의 기술 혁신과 일자리 창출을 촉진하겠다”고 밝혔다.
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일본, 가정용 연료전지로 수소사회 구현 나선다
보급대수 10년 간 100배 이상 증가… 2030년까지 530만대 보급 목표
[인더스트리뉴스 정한교 기자] 다양한 정책을 발표하며, ‘수소경제’ 선점을 위해 노력 중인 정부가 가정용 연료전지 시장에 주목하고 있다. 정부는 지난해 발표한 ‘수소경제 활성화 로드맵’을 통해 연료전지와 수소전기차를 양대 축으로 정하고, 전년 대비 약 5배 증가한 2,000억원을 관련 예산에 편성했다.지난해 삼정KPMG 경제연구원에서 발표한 ‘연료전지 시장의 현재와 미래’에 따르면, 글로벌 연료전지 시장 규모가 2013년부터 2019년까지 연평균 46.1%의 성장률을 기록하며 2019년 103억3,200만 달러(12조5,895억원) 규모로 성장할 것이라고 전망했다. 이에 따라 우리 정부가 2022년까지 가정·건물용 연료전지 부분에서 국내 누적 50MW 보급, 2040년 2.1GW를 보급해 규모의 경제를 달성해야 한다고 분석한 바 있다.
일본은 가정용 연료전지 보급 확산을 통해 수소에너지 개발에 앞장서고 있다. [사진=utoimage]
이처럼 국내에서 가정용 연료전지의 중요성이 점차 부각되는 가운데, 이웃나라 일본이 빠른 가정용 연료전지 보급 확산을 통해 수소에너지 개발에 앞장서고 있어 이목이 집중되고 있다. 일본은 오랫동안 시장 내 경쟁기업들의 꾸준한 연구개발과 관·민·학 간 협업으로 기술개발과 실증실험을 거듭하며, 수소사회 진입을 위한 기반을 다져왔다.
동일본 대지진 이후 가정용 연료전지 시장 성장한 일본
대한무역투자진흥공사(KOTRA) 해외시장뉴스 일본 후쿠오카 김대수 무역관에 따르면, 2009년부터 친환경 가정용 연료전지를 상용화한 일본이 가정용 연료전지 보급대수를 2009년 대비 100배 증가시키며, 수소에너지 개발에 앞서 나아가고 있다는 것이다.
1990년대 후반부터 가정용 연료전지의 본격적인 상품화 연구를 시작한 일본은 2009년 5월부터 일반 소비자를 대상으로 가정용 연료전지를 판매하기 시작했다. 일본 경제산업성의 ‘2020년 에너지 백서’에 따르면, 2009년 전국 보급 대수가 3,000대 뿐이었던 에네팜이 2019년 12월 말 기준으로 약 33만6,000대가 보급됐다. 2009년 대비 보급대수가 100배 이상 증가했다.
에네팜(Ene-Farm)은 에너지(‘Ene’rgy)+농장(Farm)을 합친 조어로, 일본에서 가정용 연료전지를 지칭한다. 에네팜은 도시가스나 LP가스에서 추출한 수소와 공기 중의 산소를 화학 반응시켜 전기를 생산하고, 이때 발생한 열로 가정용 열수도 만들 수 있는 열병합발전(Cogeneration) 구조이다.
일본이 가정용 연료전지 보급률을 크게 증가시킬 수 있었던 원동력은 지난 2011년 발생한 동일본 대지진에서 찾을 수 있다. 화력 및 원자력발전소 등 기존 일본 전역 대부분의 전력을 책임졌던 발전소들이 동일본 대지진으로 피해를 입으면서 에너지 수급구조에 큰 영향을 미친 것이다.
이에 일본 정부는 기존 원전의 안전성 제고, 신재생에너지 비중 확대 추진, 에너지절약, 열병합 발전, 스마트 그리드 그리고 연료전지를 중심으로 한 분산발전시스템 도입 등에 정책의 초점을 두기 시작하면서 가전용 연료전지 시장의 성장을 촉진시켰다.
또한, 일본 내 도시가스기업 및 지자체와 구축한 협력 체계는 연료전지 시장 확대에 공헌하는 결과를 낳았다. 도시가스기업들은 인프라를 활용해 에네팜 보급에 앞장섰고, 지자체들은 에너지 자립형 마을 조성에 앞장섰다.
일본 가정용 연료전지 보급현황(단위: 만 대) [사진=코트라]
친환경적이며, 재해에 강한 ‘에네팜’
일본 연료전지보급추진협회(Fuel Cell Association)에 따르면, 에네팜은 가스 급유기나 가정용 에너지시스템과 비교해 △친환경성 △높은 에너지 효율 △방재성에서 특징적인 모습을 보인다.
친환경성과 관련해 일본 연료전지보급추진협회는 자사 홈페이지를 통해 일반 가정에서 에네팜을 1년간 사용하면 석유, 천연가스 등의 1차 에너지 사용량을 23% 줄이고, 이산화탄소 배출을 38%(1,330kg) 억제할 수 있다고 소개했다.
에너지 효율의 경우, 기존 발전방법 대비 뛰어난 모습을 보인다고 소개했다. 기존 화력발전소 등을 통해 전기를 발전할 경우 열 손실(약 55~60%)과 송전손실(약 5%)이 발생하기 때문에 가정에서 사용하는 에너지는 발전량의 35~40%대에 그친다.
가정용 연료전지를 사용할 경우에는 각 가정에서 전기와 열을 생산해 그중 70~90%를 이용할 수 있기 때문에 에너지 절약과 친환경성에서 기존 발전방법 대비 뛰어난 모습을 보인다. 또한, 에네팜과 함께 태양광발전을 통해 잉여전력을 생산할 경우 잉여 전기를 전력회사에 판매할 수 있다는 점도 장점이다.
재해에 대비할 수 있는 방재성(防災性)에선 지진이나 태풍 등 자연재해로 인해 정전사태가 일어나도 자가 발전이 가능해 비상용 전원과 용수의 확보가 가능하다. 특히, 일본은 지난 2011년 발생한 동일본 대지진 이후 에네팜이 가진 방재성에 주목하는 소비자가 증가했다.
가정용 연료전지는 에너지 절약과 친환경성에서 기존 발전방법 대비 뛰어난 모습을 보이며, 태양광발전을 통해 잉여전력을 생산할 경우 잉여 전기를 전력회사에 판매할 수 있다는 장점이 있다. [사진=utoimage]
이에 따라 일본 정부는 에네팜의 보급 확산에 주력했다. 일본 경제산업성이 2019년 3월 발표한 수소연료전지전략 로드맵에 따르면, 2030년까지 에네팜의 보급대수를 530만대까지 늘리고, 나아가 2050년까지 5,300만대의 종래형 에너지시스템을 대체하는 것을 목표로 하고 있다.
기존에 에네팜 활성화를 방해했던 설치 시 발생하는 높은 초기 비용도 최근 신기술의 등장과 비용절감 노력, 정부보조금 등으로 점차 개선되고 있는 모습이다. 일본 경제산업성은 에네팜 1대당 가격은 2009년 300만 엔에서 2018년 12월 기준 100만엔 수준까지 내려갔다고 밝혔다. 일본 정부는 2020년경까지 이 가격을 80만~100만 엔, 투자회수기간을 7~8년까지 낮춤으로써 공적 보조금에 의존하지 않는 자립적인 가정용 연료전지 보급을 목표로 하고 있다.
기업의 기술개발과 정부의 지원 필요
국내 시장 역시 본격적인 상용화 준비에 돌입했다. 2019년과 2020년 미코, STX 중공업, 에이치앤파워 등의 일부기업에서 1~2kW급 소형 SOFC 연료전지 개발과 상용화에 성공하며, 핵심기술의 고도화 및 국산화에 박차가 가해지고 있다. 산업통상자원부 국가기술표준원은 지난 5월 24일 국내 업체가 개발한 고체산화물 수소 연료전지 시스템에 ‘산업융합 신제품 적합성인증’을 부여하며, 시장 출시의 길을 열었다.
KOTRA 김대수 무역관은 “전 세계적으로 기후변화를 막기 위해 탄소배출을 억제해야 한다는 공감대가 형성되면서 일본의 연료전지 기술이 주목을 받고 있다”며, “잠재성이 큰 가정용 연료전지 시장에서 우리 기업이 기술 경쟁력을 갖추기 위해서는 기업의 기술개발 노력과 함께 수소 핵심기술 고도화 및 국산화를 위한 정부의 중장기적인 제도적 지원과 투자가 필요할 것”이라고 말했다.
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[기획] 정부 지원 사각지대 놓인 연료전지산업 육성방안은연료전지사업 포기하는 기업 늘어…심각성에 주목해야
[가스신문=최인영 기자] 최근 에너지수급불안과 자원고갈 문제의 해결방안으로 전 세계가 수소에너지에 주목하고 있다. 특히 탄소경제에서 수소경제로의 패러다임 전환을 위해 주요 선진국들은 수소연료전지 원천기술개발과 보급확대에 집중하고 있다.우리나라도 지난해 1월 연료전지와 수소전기차를 양대축으로 하는 수소경제활성화로드맵을 발표하면서 연료전지 산업은 새로운 전환기를 맞고 있다. 하지만 아직 국내연료전지 산업은 정부의 지원없이는 경쟁력을 갖기 어려운 현실이다. 연료전지 가격이나 기술수준 등에서 글로벌 연료전지기업에 밀릴 수 있다는 우려의 목소리도 제기되고 있다.
연료전지 시장별 특성을 고려한 체질개선을 통해 국내 연료전지산업의 본질적 경쟁력을 강화하는 일이 시급하다는 지적이다. 도입단계에 있는 수소연료전지 산업에서 가격·기술경쟁력 등 경제성을 확보해 향후 본격적인 시장형성에 대비할 필요가 있다는 주장이다.
정부도 이같은 시각을 반영해 다양한 정책을 쏟아내고 있지만 관련 업계는 시장상황을 고려하지 않은 정책이라는 비판을 쏟아내고 있다. 지난 2000년대 초 연료전지 사업에 뛰어들었던 LG, 효성, 삼성, SK 등 대기업들이 기술경제성 확보의 어려움 등으로 인해 사업을 철수한 일을 되풀이하지 않으려면 원천기술 개발과 보급·가동률이 합을 이루는 정책이 필요하다고 주장하고 있다.
본지는 연료전지 산업을 대상으로 한 정부의 지원과 노력이 부족하다는 업계의 지적에 따라 이를 해소시킬 수 있는 방안 등에 대해 집중 취재, 보도한다.
▲ 영농 상생형 친환경 연료전지 시범사업으로 파주시에 설치된 8.1MW급 SOFC 시스템
가정·건물용 연료전지 보급 난항
한국에너지공단 신재생에너지센터는 그린홈 지원사업을 통해 가정·건물용 연료전지 설치보조금을 지원하고 있다. 올해 기준 가정용 연료전지는 ㎾당 1557만8000원, 건물용은 1538만원을 지원한다. 지원금을 받을 수 있는 신재생에너지는 연료전지 외에 태양광, 태양열, 지열, 소형풍력 등이 있다.
태양광, 태양열, 풍력 등의 재생가능에너지는 미관상의 이유와 간헐적 전기생산 등의 한계로 최근 연료전지가 도심의 친환경 분산전원이자 비상전원으로서 가치를 인정받고 있다. 소규모 상시발전으로서의 장점은 물론 발전설비 용량에 관계없이 일정한 발전효율을 보인다는 점에서다. 도심지에서 적합한 수 ㎿급 분산형 발전설비로는 단언 연료전지를 꼽을 수 있다.
오염물질 배출도 적어 온실가스 저감과 에너지효율 향상에 동시에 기여할 수 있다. 연료전지의 경우 수소를 직접 사용하면 오염물질 배출이 전혀 없다. 현재 쓰이고 있는 천연가스 등 화석연료를 개질해 수소를 생산할 경우 이산화탄소(CO2) 배출은 40% 가량 줄어든다. 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 일산화탄소(CO) 배출량도 극히 적은 양만 배출한다.
현재 국가나 지자체 등 공공기관이 신축, 증축, 개축하는 경우 건축연면적 1000㎡ 이상의 건축물은 일정비율 이상을 신재생에너지로 사용해야 한다. 신재생설비 설치 의무화 제도에 따라 올해까지 30%, 해마다 2%씩 상향해 2040년에는 40%를 신재생에너지설비로 설치해야 한다.
이밖에도 서울시 민간건물 설치 의무화 제도, 지자체 전력수급 자립화 사업, 전력거래 자유화 제도 등에 따라 신재생에너지는 다양한 정책적 지원을 받고 있다.
하지만 국내 가정·건물용 연료전지 제조판매사인 에스퓨얼셀, 두산퓨얼셀 파워, 미코, STX중공업, 범한퓨얼셀 등은 국민인식 부족과 가스요금이라는 비용투입의 한계 등으로 인해 많은 애로사항을 겪는다고 토로한다.
또 에공단의 지원사업에 참여하기 위해서는 KS인증을 받아야하는데 이 기간이 1년 이상 걸리고 있어 제품을 개발해도 시장에서 당장 출시하기 어려운 실정이라 말한다. KS인증은 연료전지의 생산·품질관리, 전기효율 등을 테스트하는 것으로 현재 한국에너지기술연구원 부안센터에서 실증연구를 하고 있다. 실증연구 기관이 한 곳이다보니 소요시간이 길어질 수밖에 없다는 설명이다.
무엇보다 태양광, 풍력과 달리 수소를 에너지원으로 하는 연료전지는 전기를 생산하기 위해 가스비용을 부담해야 한다. 지난해 5월 발전용 연료전지의 경우 전용 요금제가 나와 이전보다는 가스를 저렴하게 쓸 수 있지만 가정·건물용 연료전지는 이같은 혜택을 아직 누리지 못하고 있다. 최종소비자 입장에서는 한전의 전기 대신 연료전지를 써야할 명확한 이유가 없는 상황이다.
대중목욕탕이나 사우나, 수영장 등 많은 열을 필요로 하는 곳은 연료전지의 열원을 활용하는 동시에 전기도 쓸 수 있어 연료전지의 장점을 모두 쓰고 있지만 일반 가정과 건물에서는 연료전지는 ‘돌리면 돌릴수록 손해’라는 인식이 팽배하다.
국내 전기료는 수출활성화 등을 목적으로 다른 국가보다 저렴하게 공급하고 있다. 연료전지가 갖는 분산전원으로서의 가치를 높이기 위해서는 최종 소비자에게 인센티브를 부여하는 등 제도적 지원이 필요하다는 것이 업계의 견해다. 태양광처럼 연료전지에서 나온 전기도 사고 팔 수 있도록 하거나 연료전지 사용률에 비례한 인센티브 등을 부여하자는 것이다. 실제로 미국 캘리포니아주에서는 자가발전 인센티브 제도인 SGIP(Self GenerationIncentiveProgram)를 운영하고 있다.
최근 연료전지 설치보조금이 줄어든 것도 연료전지 보급의 장애요인으로 꼽히고 있다. 보조금 하락은 연료전지 제품 가격의 상승으로 이어질 수 있다는 우려의 목소리를 내고 있다.
아직 초기 단계인 가정·건물용 연료전지 생태계를 육성하기 위해서는 정부지원이 절실하다고 주장한다. 규모의 경제로 접근해 안정화 단계에 접어들면 보조금을 단계적으로 축소해도 시장경쟁구도를 통해 연료전지 산업은 정착할 수 있다는 설명이다. 소비자의 에너지선택권 확보와 연료전지 보급이라는 일석이조의 효과를 누릴 수 있는 셈이다.
가정용 연료전지 성공사례로 꼽히는 일본 에네팜(Ene Fam)의 경우 정부보조금 정책에 힘입어 연간 5만대 이상의 연료전지를 보급하는 성과를 올렸다. 일본은 부품·공급체계와 보급확대 지원정책에 힘입어 지난해까지 누적 15만대 이상의 가정용 연료전지를 보급, 세계 최대 시장을 형성했다.
일각에서는 직접적인 금전지원보다는 ▲공공기관 설치 의무화 제도 ▲서울시 민간건물 설치 의무화 제도 ▲에공단 주택·건물지원사업 등 의무화제도에 기반한 시장을 형성하는 것이 생태계 육성에 더 도움을 줄 수 있다는 목소리도 내고 있다.
우리 정부는 최근 연료전지를 친환경성과 고용창출 효과를 지닌 에너지원으로 인정해 다양한 보급정책을 펼치고 있다. 하지만 천연가스(도시가스)를 개질해 전기를 만드는 과정에서 이산화탄소가 발생한다는 일부 부정적인 시각으로 인해 적극적인 정책은 펼치지 못하고 있다.
에스퓨얼셀 관계자는 “연료전지는 전기와 열을 동시에 생산하는 유일한 신재생에너지원으로서 친환경 분산전원으로 평가받을 뿐만 아니라 외부환경의 영향 없이 안정적인 발전을 할 수 있어 비상전원으로서의 가치도 지니고 있다”고 강조했다.
관련 업계는 연료전지 보급확대를 통한 분산전원 발전체계를 구축하고, 안정적인 신재생에너지원을 확보하기 위해서는 정부의 정책적 지원이 선행돼야 한다고 한목소리를 내고 있다.
수요·공급 논리에 따라 많은 수요처를 확보해 보급을 확대하는 동시에 연료전지 가동률에 대한 투명한 정보공개도 뒷받침된다면 차세대 친환경 에너지원인 수소에너지는 더욱 탄력을 받을 것으로 예상된다.
여기에 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI), 빅데이터(Big data) 등 정보통신기술(ICT)과 연계해 산업을 성장시켜 나간다면 에너지제조업 성장을 견인할 수 있을 것으로 전망된다.
현재 가정·건물용 연료전지 보급·가동률은 에공단이 관리를 하고 있다. 해마다 새해가 밝으면 에공단은 각 시스템제조사로부터 보급·가동률에 관한 자료를 받아 공개하고 있다.
지난해 에공단의 지원사업으로 보급된 가정용 연료전지는 54㎾(54대), 건물용 연료전지는 1911㎾(151대)로 집계됐다, 다만 가동률에 대해서는 에공단 측에서 명확한 자료를 제시하지 않아 정확한 데이터를 알 수 없지만 지난해 국정감사 자료를 바탕으로 볼 때 절반에도 미치지 못하는 극히 저조한 수준으로 추정된다.
▲ 에스퓨얼셀 85kW 발전용 연료전지
보급 정책에 앞서 산업육성 트랙 필요
정부는 에너지전환 정책의 핵심으로 연료전지를 꼽고 있다. 지난 2009년 제 1·2차 녹색성장 5개년 계획과 녹색기술 R&D종합대책에 이어 2013년 ICT기반 에너지 수요관리 신시장창출방안, 2014년 온실가스 감축목표달성 로드맵 등을 비롯해 2015년 관계부처 합동 업무보고를 통해 6대 핵심기술 중 하나로 연료전지를 선정했다.
특히 지난해 1월 우리 정부는 오는 2040년을 바라보는 수소경제활성화로드맵을 발표했다. 에너지시장의 틀을 개편해 친환경 에너지소비구조로 전환하기 위해 연료전지 보급목표를 설정했다. 로드맵에 따르면 오는 2040년까지 가정·건물용 연료전지 누적 2.1GW, 발전용 연료전지 15GW(내수용 8GW, 수출용 7GW)를 보급한다.
이어 같은해 6월에는 제3차 에너지기본계획을 통해 분산·참여형에너지시스템 확대에 관한 계획을 발표했다. 재생·집단에너지, 연료전지 등 분산형 전원의 발전량 비중을 오는 2040년까지 30%까지 확대한다는 내용이다.
국내 연료전지 시장은 ▲2013년 1억9000만 달러 ▲2015년 4억1350만 달러 ▲2019년 12억5400만 달러 규모로 성장했다. 그중에서도 정부의 기술개발지원에 힘입어 발전용 연료전지 시장은 두각을 보이고 있다. 미국과 함께 세계에서 발전용 연료전지 시장을 이끌고 있는 국가로 성장한 것이다.
하지만 연료전지 업계는 핵심원천기술을 해외기업이 보유하고 있는 점에 우려의 목소리를 내고 있다. 현재 발전용 연료전지시장은 두산퓨얼셀과 SK건설·美블룸에너지의 합작법인 블룸SK퓨얼셀이 이끌고 있다.
두산퓨얼셀은 PAFC(인산형 연료전지)를 보급하는 기업으로 2024년부터 SOFC(고체산화물 연료전지)를 시장에 선보인다는 계획이다. 블룸에너지는 연료전지에서 발생하는 열원을 활용해 기존 연료전지보다 전기효율을 10% 더 높인 SOFC를 선보이면서 시장을 선점하고 있다.
국내에서도 이미 10여년 전부터 SOFC 원천기술 확보를 위해 국책연구소, 대학, 기업 등이 참여해 R&D를 추진해오고 있지만 아직 이렇다할만한 모습을 보여주지 못하고 있다.
더 큰 문제는 국내 수소연료전지 산업의 역량이 부족한 상황에서 정부의 조급한 보급확대는 독이 될 수 있다는데 있다. 해외 수소연료전지기업의 국내 시장 진출로 시장은 잠식당할 뿐만 아니라 REC 등의 지원을 통해 국민의 혈세로 이들을 돕는 꼴이 될 수 있다는 지적이다.
다만 전문가들은 현재 국내 연료전지 산업의 상업화가 저조하다고 해서 장기성장 전망까지 어두운 것은 아니라 조언한다. 특히 국토교통부가 추진하고 있는 수소시범도시와 연료전지를 연계한다면 산업생태계 육성뿐만 아니라 세계가 주목하는 사업모델로 성장할 것이라 강조한다.
국제에너지기구(IEA)는 오는 2030년까지 지구의 온도를 2℃ 억제하려면 약 140억톤의 이산화탄소 감축이 필요한데 이중 57%는 에너지절약을 통해 가능하다고 전망하고 있다. 에너지절약에는 연료전지가 최적의 설비라고 전문가들은 주장한다.
현재 세계 각국은 신재생에너지에 대한 R&D 지원을 비롯해 관련 설비 구매 보조금, 신재생에너지 발전차액지원제도, 신재생에너지 의무할당제, 수소에너지 인프라 구축 지원, 대형 에너지 이용시설 에너지 효율 규제 등의 다양한 정책을 추진하고 있다.
전문가들은 연료전지 시장의 성공여부는 다른 신에너지원과 다른 확고한 포지션을 구축하는데 있다고 말한다. 경쟁력 확보를 위해서는 ▲소재혁신을 통한 비용절감 및 성능향상 ▲새로운 시장을 창출할 수 있는 연료전지 타입의 개발 ▲차량용과 분산발전용 시장에서의 대형 애플리케이션(Application) 개발 등을 통해 다른 에너지원과 최적의 조합을 찾아야 한다고 조언하고 있다. 가격을 낮추고 수요를 촉발하는 선순환구조를 만든다면 연료전지는 시간이 지날수록 빛을 발할 수 있는 분야라는 것이다.
하지만 국내에서는 수소연료전지 산업을 놓고 산업부와 국토부가 입장을 달리하고 있어 생태계 육성을 저해하는 모양새라고 비판한다. 국토부는 수소시범도시 등을 지속 확대해 수소를 주에너지원으로 하는 모델을 추진하는데 반해 산업부는 규제위주의 정책으로 연료전지 산업의 성장을 가로막는 모습을 보이고 있다는 지적이다.
특히 최근 산업부가 발전사업허가 승인을 미루고 있는 점도 국내 발전용 연료전지 시장의 장애요소로 작용한다고 업계는 불만을 토로한다. 발전사업허가 신청의 급증을 이유로 허가를 미뤄온 산업부는 이번 달에만 수십건에 달하는 허가를 낸다는 입장이다.
블룸에너지코리아 관계자는 “분산전원은 물론 주전원으로서의 활용가치를 지닌 발전원이 바로 연료전지”라면서 “미국의 경우 데이터센터나 병원 등에서 이미 주전원으로 연료전지를 사용하는 사례가 늘고 있다”고 주장했다.
이어 그는 “우리나라도 한전전력망을 통하지 않고 자가소비형 발전원으로 연료전지를 활용한다면 연료전지 시장은 더 커질 것”이라고 덧붙였다.
발전용 연료전지시스템제조사들은 현재 건축물 설계단계부터 연료전지를 넣어 전기와 열원을 활용하는 방식을 구상하고 있다. 이른바 4세대 지역난방에 연료전지를 활용하겠다는 전략이다. 전기생산 시 발생하는 열을 열병합발전 형태로 이용하면 에너지효율을 80%까지 높일 수 있기 때문이다. 이는 기존 화력발전보다 열효율이 30% 넘게 높은 수준이다.
4세대 지역난방은 40~70℃의 저온수를 공급하고, 열수송관 주변의 신재생에너지도 함께 활용해 열원활용을 극대화하는 방식을 의미한다. 특히 전력망에 AI, IoT 등 ICT 기술을 적용해 에너지 생산자와 소비자간 열 거래를 가능케 함으로써 에너지산업에도 기여할 수 있다.
무엇보다 기존 화력발전소보다 질소산화물과 이산화탄소 배출량이 각각 3%, 33% 수준에 불과할 뿐만 아니라 좁은 공간에 발전설비를 지을 수 있다는 점에서 연료전지의 장점을 극대화할 수 있다. 도심에 소규모 발전설비를 구축, 각 가정에서 전기와 온수를 쓸 수 있는 자가발전소를 만드는 셈이다.
연료전지산업발전협의회 관계자는 “수소산업의 중추적인 역할을 하는 연료전지 산업의 성장을 위해서는 단순한 보급계획이 아닌 산업육성을 위한 구체적인 정책 수립이 필요하다”고 강조했다.
건물용 연료전지를 둘러싼 이슈와 해법을 論하다
[월간수소경제 성재경 기자] 청정건축물연료전지협의회(이하 ‘협회’)의 박달영 부회장을 만나기 위해 경기도 성남에 있는 디알퓨얼셀을 찾았다. 협회는 작년 11월 26일에 출범했다. 연료전지 부품・소재 전문기업을 비롯해 연료전지 연구개발(R&D)을 수행하고 있는 출연연구원, 대학 등을 포함해 총 52개 산학연이 참여하고 있다.“에스퓨얼셀, 두산퓨얼셀파워를 공동 회장사로 두고 있죠. 제가 대표로 있는 디알퓨얼셀이 부회장사로, 이곳에 사무국을 두고 실무를 진행하고 있어요. 건물용 연료전지 기업 간 상생 전략을 수립하고, 관련 자료를 토대로 정부에 정책 제언을 하고, 비즈니스 모델을 개발하거나 기술개발 로드맵을 세우는 일을 하고 있죠.”
범한퓨얼셀, 동아퓨얼셀 같은 시스템 업체 외에도 세종이브이(금속분리판), 제이앤티지(기체확산층), 퓨리텍(PSA), 희성촉매(촉매) 등 국내 PEMFC(고분자전해질 연료전지) 소재・부품사 대부분이 참여하고 있다.
“가정・건물용 연료전지에 특화된 단체로, 해외기술을 그대로 들여오거나 판매하는 업체는 원칙적으로 가입을 받지 않고 있어요. 물론 해외 선진 기관과의 학문 교류나 기술 교류, 공동 기술개발에는 열려 있죠. 8월 말 일본 지바현(마쿠하리 메세)에서 열리는 FC엑스포에도 합동으로 참가해 국내 연료전지 기술을 소개할 계획입니다.”
박달영 부회장은 건물용 연료전지 업계의 최근 이슈로 ‘신재생에너지원별 보정계수’와 ‘제로에너지빌딩’을 든다. 그는 “그동안 협회 조직이 꾸려지지 않아 정부 정책에 한목소리를 내지 못했다”고 항변한다.
“한국에너지공단에서 발주한 ‘신재생에너지원별 보정계수 최신화 용역’ 보고서에 나온 보정계수 최종안을 보면 PEMFC는 기존 2.84에서 2.20로 조정(22.54% 하락)이 된 걸로 나와요. 이번에 새롭게 신설되는 SOFC(고체산화물 연료전지)는 8.71의 보정계수를 받게 되죠. 연료전지 사업은 정부의 지원과 적극적인 육성 정책이 필요해요. PEMFC만 해도 초기에는 공단의 지원 단가가 매우 높았지만, 지금은 어떻습니까? 보급 확대가 정체 중인데 지원 단가만 계속 하락하고 있어요. 초기단계에서 국내기업에 대한 보호가 이루어지지 않으면 결국 해외기업에 연료전지 기술과 시장을 모두 내어줄 수밖에 없습니다.”
박달영 부회장은 “제로에너지빌딩만 해도 산출방식 계산이 아주 복잡하다”고 한다.
“그동안 무방비 상태로 있다 이제 협회가 주축이 되어 대응 방안을 찾게 된 셈이죠. CO 2 발생량만 해도 기준을 어디에 두느냐에 따라 수치가 크게 달라집니다. CO 2 양을 잘못 계산한 부분이 있고, 이런 부분을 바로잡아갈 생각이죠. 현재 용역을 줘서 일을 진행하고 있습니다.”
2시간 정도로 생각했는데 대화가 훨씬 길어졌다. 다음은 청정건축물연료전지협의회 박달영 부회장과 나눈 일문일답이다.
Q_ 에너지원별 보정계수 용역과 관련해서 절차 문제를 거론했다. 어떤 점이 문제라고 보나?
지속가능발전경영센터란 곳에서 ‘신재생에너지원별 보정계수 최신화 용역’ 보고서를 작성했고, 그 결과물을 놓고 지난 6월에 공청회란 걸 열었다. 일반적으로 법적 근거를 가진 정부 제도의 공청회는 행정 주체(한국에너지공단)가 공청회를 추진해야 하는데, 본 공청회는 용역업체에서 실시한 걸로 안다.
추진 주체의 담당자 없이 공청회를 연 것은 정당화될 수가 없다. 또 개정안에 대한 근거 자료를 공개하지 않아 우리 쪽 참석자들이 의견을 개진하기가 힘들었다고 전해 들었다. 이번에 신설되는 SOFC 보정계수도 향후 PEMFC와 똑같은 절차를 밟을 것으로 보인다. 이런 신호를 주면서 국내기업에 새로운 비즈니스 모델 개발과 투자를 독려하는 것은 앞뒤가 맞지 않는다.
Q_ 원별 보정계수에 대한 협회의 정리된 입장은 무엇인가?
건물용 연료전지가 보정계수, 제로에너지빌딩 같은 제도에서 합리적인 법 적용을 받도록 노력하는 것이 협회의 일이다. 해외 사례를 중심으로 전문 보고서를 작성 중이며 협회사의 의중을 모아 조만간 정부에 건의할 계획이다. 또 정부와 지자체 등에 공유할 정책 보조 자료를 작성하고, 8월 중에는 협회 홈페이지(www.cnbfc.or.kr)를 개설해 이런 자료들을 공개할 예정이다.
원별 보정계수는 RPS(신재생에너지공급의무화) 시장에서 신재생에너지원의 보급 확대에 결정적인 영향을 미치게 된다. 기존 보정계수인 2.84를 최대한 유지하자는 것이 협의회의 공식 입장이다.
연료전지 가격을 낮추려면 일정 규모의 경제성을 확보해야 한다. 연료전지 보급 대수가 하향 곡선을 그리는 상황에서 가격을 낮추기란 매우 어렵다. 보정계수가 2.20으로 떨어지면 타 에너지원 대비 총 구매비용이 높아져 보급량이 더 떨어질 우려가 있다.
Q_ 건물용 연료전지 보급 활성화를 위해 정부에 건의할 점이 있다면?
건물용 연료전지를 전력피크에 활용하는 부하관리기기로 선정하고 전력산업기반기금에서 재원을 마련하는 방안을 제안할 방침이다. 이미 적용 사례가 있다. 원격관리 전기냉방기기, 축냉기기, 가스냉방기기, 지역냉방기기 등이 부하관리기기에 포함된다.
동절기나 하절기의 전력피크 때 운전 실적(발전량)에 따라 부하관리비(운전보조금)를 지원하는 것이다. 이렇게 되면 도시가스사가 가스 판매를 늘리기 위해 가스냉방기기 보급 활동을 벌인 것처럼 건물용 연료전지 보급사업을 추진할 가능성이 높다.
여기에 건물용 연료전지 요금체계 개선 방안을 제안하고 싶다. 하절기 연료전지 가스요금에 냉방용 가스요금을 적용하는 안이다. 서울 기준으로 현재 연료전지는 1메가줄(MJ)당 23원이다. 이걸 냉방용 요금인 16.98원/MJ에 맞추자는 것이다.
건물의 피크전력 감소는 전력단가 감소로 이어져 전기요금을 줄이는 효과가 있다. 기존에 설치된 건물용 연료전지의 가동률을 높이는 데도 일조할 수 있다. 이게 어렵다면 연간 연료전지 가스요금을 냉방용 수준으로 별도 책정하는 방안도 생각해볼 수 있다. 연료전지를 설치해놓고도 경제성 문제로 가동을 안 하는 사람의 마음을 돌리려면 이런 특단의 지원책이 필요하다.
Q_ 건물용 연료전지를 보는 시각이 마냥 좋지만은 않다. 낮은 가동률, 이를 모니터링하기 위한 시스템의 부재가 단골 문제로 거론된다.
소비자는 연료전지를 달면 용적률이 늘어서 좋고, 판매상은 소비자가 연료전지를 사놓고 안 돌리면 AS를 신경 쓰지 않아도 된다. 소비자와 공급자의 니즈가 맞아떨어지면서 이런 이상한 결과가 생긴 거다.
연료전지를 지하에 설치해두고 안 돌리는 곳이 많다. 소비자가 설치만 하고 운전을 안 하는 건 어쩔 수가 없다. 그러니 가동률 취합 통계에서 빼고, 실제로 돌리는 곳만 통계에 넣자는 말이 나오는 거다.
PEMFC가 35% 이상 전력효율이 나온다. 가동률을 높이려면 열을 같이 쓰는 곳에 넣어야 한다. 이런 방향으로 제도를 바로잡아 가야 한다. 에너지솔루션 업체, 즉 지역의 도시가스사나 지자체에서 에너지 사업을 하는 업체가 판매를 전담하고, 필터나 간단한 부품 교체는 일반적인 AS로 진행해야 한다. 그렇게 유지보수 인력을 늘려가면서 전문교육을 강화해야 한다.
Q_ 여전히 초기 정책시장으로 보는 것 같다. 정부에 요구만 할 것이 아니라 업계의 자구 노력도 필요해 보인다.
발전용은 제외하고, 한국은 일본에 이어 두 번째로 연료전지가 많이 보급된 시장이다. 제도적인 지원이 잘됐기 때문에 여기까지 왔다고 본다. 다만 지금부터가 중요하다는 말을 하고 싶다. 재생에너지와 비교하지 말고 신에너지 차원에서 연료전지를 키워가야 한다. 태양광, 풍력 같은 재생에너지와는 역할 자체가 다르다.
일본은 ‘삼전지’라고 해서 태양광, 배터리, 연료전지가 함께 그리드에 들어간다. 일본은 현재 가정용 연료전지에 대한 중앙 정부의 보조금을 없앤 상태다. 이렇게 되면 지자체의 역할이 중요해진다.
중앙 정부는 태양광, 풍력 재생에너지의 간헐성을 보조하는 설비로 연료전지를 보고 있다. 요코하마 같은 곳을 중심으로 한 스마트커뮤니티, 즉 그리드 중심의 지원에 적극 나서고 있다. 연료전지를 신재생에너지의 일부로 보고, 그리드 안에서 재생에너지의 단점을 보완하는 역할을 부여했다. 전기를 배터리에 저장하는 것만으로는 한계가 있으니, 결국 수소로 저장했다 연료전지로 돌리자는 것이다. 우리도 결국에는 이렇게 가야 한다.
Q_ 일본은 에네팜을 통해 누적 40만 대 이상의 가정용 연료전지를 보급했다. 그 비결이 어디에 있다고 보나?
사실 건물용 연료전지라는 말은 해외에는 없는 용어다. 통상 1~5kW를 가정용 연료전지, 5~50kW를 상업용 연료전지로 구분해 부른다. 50kW까지는 상업용 연료전지의 보급이라는 면에서 인증이나 표준, 또 수소법에서 보완이 필요하다고 생각한다.
일본은 상업용 연료전지의 수요가 많음에도 불구하고, 소재・부품의 육성부터 시작해 1kW 이하의 가정용 연료전지 보급을 정책적으로 결정해서 착수했다. 특히 제작사와 보급사를 분리해 시장을 육성했고, 파나소닉과 도시바가 대부분의 가정용 연료전지 제작을 맡았다.
여기서 주목할 점은 도시가스사의 역할이다. 도시가스사는 천연가스나 LP가스의 판매 확대, 신재생에너지 보급 활성화에 기여하기 위해 판매를 담당했다. 에너지사가 주로 운영에 대한 AS를 맡고, 스택과 개질기 등 주요 부품은 제작사가 맡는 등 운영과 AS를 체계적으로 진행한 덕분에 가동률을 높이면서 CO 2 감축에 기여하는 성공을 거두었다고 본다.
특히 연료전지의 경제성을 좌우하는 연간 1만 대 이상의 생산・보급이 현실화될 때까지 정책 보조금을 충분히 책정해 제품 판매와 운영 경제성을 확보했다. 우리나라는 아직 가정・건물용 연료전지의 보급과 상용화에서 초기단계다. 시장이나 기술이 성숙단계에 접어들었다고 보는 판단은 무리가 있다. 아직 걸음마 단계인 점을 인식하고 정부와 국민을 설득할 필요가 있다.
Q_ 지난해 10월 파나소닉이 5kW급 순수소 연료전지시스템을 출시하면서 전기효율을 56%로 제시했다. 국내 순수소 연료전지 시장의 비전을 어떻게 보고 있나?
순수소를 활용하는 연료전지의 경우 전기효율 52%를 목표로 PEMFC 개발 과제가 진행 중인 걸로 안다. 현대차 넥쏘에 들어가는 스택의 최대 효율을 55% 정도로 본다. 현대일렉트릭이 현대차에 적용된 연료전지(PEMFC)를 기반으로 발전용 연료전지시스템 패키지를 개발하고 있다. 순수소로 가면 발전효율 면에서는 SOFC와 큰 차이가 없다. 시동정지 용이성 면에서는 오히려 PEM이 유리하다.
Q_ 지난 5월 말에 수소법 개정안이 국회를 통과했다. 청정수소 시대를 대비한 협회 차원의 전략이 궁금하다.
협회 안에는 CO 2 분리 회사, 블루수소에 대응하는 건물용 연료전지 회사, 수소추출기나 물분해 수소 제조 등 그레이, 블루, 그린 수소에 대응하는 기관들이 모두 모여 있다. 에너지 믹스와 온실가스 저감 등 정부 정책에 발맞춰 기술개발과 사업화, 정부에 대한 정책 제안을 활발히 벌일 계획이다.
CCUS(탄소 포집・활용・저장) 관련해서는 건물용 연료전지 주변에 CO 2 를 활용할 수 있는 스마트팜 등이 있다면 CCUS가 가능하다고 본다. 다만 이는 아주 특수한 사례에 든다. 건물용 연료전지는 자체 효율을 높이고 전기와 열의 사용을 최적화해서 에너지 이용률을 극대화하는 게 맞다. 이쪽으로 개발 방향을 잡아서 CO 2 저감에 기여해야 한다.
Q_ 정권이 바뀌고 나서 원전 수소에 대한 관심이 높아졌다. 이런 변화를 어떻게 보고 있나?
원전에서 남는 폐열로 물을 열분해해서 ‘핑크수소’를 얻을 수 있다. 수소가 많아질수록 PEM은 유리하다. 전혀 나쁠 게 없다고 본다. 신재생은 정책 싸움이다. 전문가의 의견을 토대로 디테일을 정해서 위에서 밑으로 뿌리는 톱다운 방식이 효과적일 때가 많다.
이때 가장 중요한 것이 규제다. 수소 순도 같은 경우가 여기에 든다. 수소 순도만 해도 99.97%에 맞춰져 있다. 이게 모빌리티 중심이다. 발전용 연료전지에는 99.9%의 순도로도 충분하다. 이 정도만 가도 개질할 때 훨씬 수월하다. 장비의 안전이나 효율성에 문제가 없다면 규제를 푸는 게 맞다.
Q_ 연료전지 운영 현황을 실시간으로 모니터링하는 시스템이 필요하다는 지적이 있다.
한국에너지공단에서 보조금을 받은 업체를 대상으로 ‘신재생에너지 통합모니터링시스템(REMS)’이란 걸 운영하고 있다. 공단에서 자료를 갖고 있지만 외부에 실시간으로 공유하고 있지는 않다.
대신 친환경건축물 쪽은 의무가 아니라서 안 하고 있다. 8월에 협회 홈페이지를 열면 일주일에 한 번씩 가동률 정보를 취합해서 정리된 자료를 공유할 계획이다. 이렇게 자발적으로 데이터를 공개하는 업체에 인센티브를 줬으면 하는 바람이 있다.
‘연료전지 신뢰성 평가센터’ 운영도 고민하고 있다. KS인증을 받은 제품이 시장에 풀리게 되는데, 그걸로 끝이다. 사실상 2천 시간, 5천 시간씩 운전한 성적서를 보증해주는 곳이 없다. 일본의 에네팜처럼 우리도 ‘케이팜’ 같은 브랜드를 하나 만들어서 신뢰성 평가 인증도 하고 홍보에 활용하는 방안이 필요하다. 장기운전 성능이나 효율에 대한 신뢰성 보증이 필요한 시점이 됐다.
Q_ 서울시가 비상전원에 연료전지를 추가하는 방안을 적극적으로 추진하고 있다. 여기에 대한 의견이 궁금하다.
연료전지가 건물에 비상전원으로 들어간다면 전체 전력을 감당하기는 불가능하고 보조역할 정도는 할 수 있을 것으로 본다. 그보다 중요한 점은 규제에 있다. 정전이나 화재 시에 우리나라는 연료전지를 멈춰 세워야 한다. 운전 중인 장비의 전원을 갑자기 내리면 수명에도 악영향을 미친다.
일본은 그렇지 않다. 정전이 돼도 가정용 1kW 연료전지를 그대로 돌리면서 냉장고 사용이나 휴대폰 충전에 활용할 수 있다. 연료전지 안에 작은 축전기(배터리)가 들어 있어 전기를 쓸 수 있기 때문이다. 우리는 일본과 달리 무조건 한전(한국전력)에 연결한다. 일본처럼 그리드에 연결하지 않더라도 그 자체로 전기를 쓸 수 있어야 한다.
Q_ 협회 일을 반 년 정도 맡아왔다. 어떤 장점이 있는 것 같나?
소재 단위의 촉매나 특정 부품의 경우 소규모 업체들이 개별 구매를 하면 비싸게 살 수밖에 없다. 이럴 때 협회 회원사가 공동구매를 통해 초기시장 안착을 돕게 된다. 업체 입장에서도 초기 투자비를 크게 줄일 수 있다.
최근 강원도 인제에서 이틀간(6월 30일~7월 1일) 워크숍을 열고 분과위원회 구성에 합의했다. 정책분과, 기술분과, 소부장분과 등으로 나눠 운영을 하게 된다. 기술분과를 예로 들면 새로운 스택이 나오면 테스트를 지원하거나 상용화 지원사업을 추진할 수 있다. 카이스트, 동국대, 상명대, 서울대, 우석대를 비롯해 한국에너지기술연구원, 한국재료연구원 같은 곳도 참여하고 있어 공동연구, 인력양성사업 같은 여러 가지 일을 도모할 수 있다.
무엇보다 같은 일을 하는 전문가들이 한자리에 모여 의견을 나누고 인력 풀을 형성할 수 있게 됐다. 협의체 대표 모임뿐 아니라 실무자 모임도 함께 진행하기로 했다. 실제로 그런 요청이 들어와서 별도로 모임을 만들 계획이다.
Q_ 마지막으로 더 하고 싶은 말이 있다면?
우리만의 철학이 필요하다. ‘연료전지는 에너지입니까, 발전기입니까?’ 하고 물었을 때 에너지 사업이라고 답할 수 있어야 한다. 망이 있는 업체들이 들어와서 에너지 사업을 먼저 완성시켜야 한다. 태양광, 지열, 연료전지 등등해서 신재생에너지와 연계한 그리드를 만들어야 한다.
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