[투데이에너지]
시기별 목표지향적 수소연료전지 로드맵이 발표됐다. 세단형 수소연료전지차 출시 한 달만에 1,500대가 계약됐다. 이를 확인시키듯 2015년 수소충전소 100개소를 구축하겠다고 한다. 이 뿐만이 아니다. 판매 5년만에 에너팜(ENE-FARM,가정용연료전지시스템 통합브랜드)이 10만대를 돌파했다.
이웃나라 일본의 연료전지산업 현황이다. 수소이용의 첨병역할을 하는 연료전지산업이 활기를 띠는 형국이나 이를 바라보는 우리상황은 그리 녹록치 않다. 움추려 모습을 찾기 어렵던 과거 몇 년 전과는 달리 규모있는 성장을 이뤄가고 있지만 여전히 미흡하다는 평가다. 시장 형성 과정에서 중요한 정부와 업계의 눈높이를 맞춰 같은 방향의 연속된 움직임이 일어나기를 기대해 본다. /편집자 주
◆ 연재 순서
1. 연료전지산업 동향
2. 연료전지 보급 및 정책
3. 일본 연료전지시장
4. 주택·건물용 연료전지
5. 발전용 연료전지
6. 수소연료전지차
7. 백업전원용 연료전지
8. 재생에너지와의 결합
9. 분산형 연료전지
10.연료전지 표준화
11.국내 KEY 플레이어
12.글로벌 KEY 플레이어
13.연료전지 R&D 현장
14.연료전지PD에게 듣는다
15.활성화 방안
백업전원시장, 연료전지의 블루오션
백업전원용 연료전지 장점 탁월…지원없이 자립시장 가능해
2025년, 통신용만 10조원…수요증가로 빠른 시장확대 기대
2009년 중국 통계에 따르면 통신기지국 1개소 당 39분/월 정전이 발생했으며 현재 차이나텔레콤의 경우 년 10억위안 상당의 배터리를 동절기 손상이나 수명저하 등의 이유로 교체하고 있으며 이에 따른 추가적인 서비스 중단을 겪고 있다.
통신기지국용 백업전원은 중국, 인도, 북미 등 넓은 국토를 가지고 있으면서 전력 안정성이 낮거나 고신뢰도의 통신서비스 제공을 원하는 지역에서 수요가 크다. 2012년 기준 중국 통신기지국용 백업전원 시장은 약 220만개에 이르며 연 30만개씩 늘어나고 있다. 인도 역시 매년 약 6만5,000개의 기지국이 들어서고 있는 만큼 시장확대가 예상된다.
통신기지국용 백업전원 시장에서 최근 연료전지가 주목받는 이유는 기존 납축전지 대비 차별화된 장점을 가지고 있기 때문이다. 우선 연료전지는 연속 운전시간 특성이 우수하다. 연료전지 용량과 무관하게 연료량을 늘려서 장시간 운전에 대응할 수 있기에 가능하다.
이러한 장점은 자연재해나 기타 비상상황 시 중요성이 부각되는데 2011년 동일본 지진·쓰나미 사태 및 2012년 미국에서 발생한 허리케인 샌디가 대표적이다.
미국에서의 샌디 사태로 뉴욕, 뉴저지 등에서 850만가구 정전사태가 발생해 도시기능이 마비됐다. 미국 동북부 지역 10개주의 통신기지국 25%는 정전으로 통신이 두절되기도 했다. 반면 이 기간 동안 연료전지 백업전원이 설치된 싸이트(Site)는 장시간 정전대응이 가능해 통신기능이 정상적으로 작동한 것으로 보고된 바 있다.
캐나다 연료전지기업인 Ballard에 의하면 연료전지 백업전원은 전통적인 배터리 기반 시스템에 비해 약 35%의 추가적인 초기투자비를 필요로 하지만 3년 이후부터 투자비 회수가 가능해 10년 후 2만달러/kW 이상의 비용 절감효과가 발생하는 것으로 분석됐다.
또한 연료전지는 친환경적이다. 세계적으로는 RoHS(Restriction of the use of Hazardous Substances)등 유해물질 사용을 제한하는 각종 환경규제가 가속화되고 있는 상황에서 납축전지는 폐기과정에서 유해물질인 납, 황산 등을 발생시킨다.
중국의 경우 통신기지국 수의 증가에 비례해 납축전지를 사용하는 백업전원이 기하급수적으로 증가했다. 이 결과 중금속 사용에 의한 환경문제 발생이 대두된 바 있으며 중국 정부는 ‘배터리 산업 중금속 오염 방지법’ 등을 마련해 지속적인 납축전지 생산 축소 정책을 추진 중에 있다.
백업전원용 연료전지는 그 특성상 간헐적으로 운전되기 때문에 건물용, 발전용 등 타 분야보다 낮은 수준의 내구성능을 요구한다. 따라서 공랭식 스택의 활용 및 관련부품의 원가 절감을 통한 가격 경쟁력 향상이 가능하다는 장점도 지니고 있다.
기술적으로는 무정전 기동을 위한 보조전원 기술 및 외기 온도 변화 등에 대응 가능한 내환경성 기술이 중요하다. 최근에는 세계적으로 연료의 공급 및 취급 편의성을 확보하기 위해 여러 업체들이 액체연료를 활용(Ballard, SerEenrgy)하거나 수전해 연계(Acta Power), 암모니아 수소 추출(Divers Energy) 등의 신기술 개발에 적극 나서고 있다.
백업전원용 연료전지 주요 업체로서는 캐나다의 Ballard가 대표적이다. 이 기업은 2007년부터 공랭식 스택을 개발해 북미와 유럽, 중국 등의 연료전지 백업전원 시장에서 영향력을 확대하고 있다. Ballard는 인수를 통해 관련기술을 확보하고 시장진출에 나서고 있다.
특히 2010년 덴마크 Dantherm Power의 지분을 인수한 후 자사의 공랭식 스택을 탑재해 유럽시장에 진출한 바 있다. 또 2012년에는 미국의 IdaTech를 인수해 메탄올 연료를 통한 연료전지 백업전원 솔루션을 확보하기도 했다.
전략적인 기술이전으로 시장확대도 나선다. Ballard는 중국의 Azure에 백업전원용 연료전지 생산 기술을 이전했다. 조건으로 Azure는 덴마크 Dantherm Power 지분 10%를 인수했다. 이후 중국에 공장을 설립하고 시장에 적극 대응하는 등 대내외 협력관계 구축을 통한 시장진출 및 확대전략을 펴고 있다.
Ballard의 연료전지 백업전원 누적 판매 대수는 2014년 기준 약 2,500대 이상으로 알려졌다. 이 부문의 2014년 매출액은 1,290만달러로 보고된 바 있다. 이외에도 미국의 Altergy, Relion, Hydrogenics 등이 기술력을 바탕으로 시장에 속속 참여하는 모습이다.
중국업체들의 참여도 늘고 있다. Foresight Energy, Pearl Hydrogen Technology, VN Technologies 등이 제품을 출시했거나 출시를 서두르고 있다.
국내에서도 이러한 기술적 흐름에 대응하고 있다. 현대하이스코는 2014년부터 정부과제를 통해 금속분리판 기반의 공랭식 스택 및 수전해 연계 기술이 적용된 신개념 연료전지 백업전원 개발을 추진 중이다.
현대하이스코는 국내에서 유일하게 백업전원용 연료전지를 개발, 생산하는 업체다. 이미 지난 2013년 중국 수출을 목적으로 1.7kW급 제품의 현지 실증을 완료한 바 있다. 2014년에는 2kW급 제품을 출시했다.
백업전원용 연료전지는 현재 초기 시장을 형성하고 있으며 세계시장 규모는 통신기지국 및 무정전전원공급장치 시장만 고려해도 오는 2025년이면 10조원 이상 규모가 될 것으로 추정된다. 시장확대 전망도 밝다. 통신기지국뿐만 아니라 대형 데이터 센터, 병원, 금융 기관 등의 분야에서 데이터 저장 및 처리의 중요성이 날로 부각되고 있어 잠재적 시장 규모는 추정하기 쉽지 않을 만큼 확장될 것으로 보인다.
백업전원용 연료전지는 기존 기술인 납축전지대비 차별화된 장점과 원가경쟁력을 바탕으로 자체적인 시장진입이 가능하다. 이는 타 연료전지분야와는 달리 정부 신재생에너지 지원정책에 의존하지 않고서도 독립적인 시장창출 능력이 있음을 보여준다.
이러한 특징으로 해외 각국의 지리적 환경과 전력산업 환경을 고려한 수출 전략을 수립해 나간다면 향후 수출효자 품목으로의 부상은 물론 연료전지산업의 새로운 블루오션이 될 것으로 기대된다.
※본지 사정에 의해 연재순서가 일부 변경됐음을 알려드립니다.
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