[연재기획]연료전지, 반도체 이은 국부산업 꿈꾼다(12)

[투데이에너지 장성혁 기자]

커지는 연료전지시장, 외국기업 참여 봇물

단독·합작·컨소시엄 등 참여 형태 다양…건물용 관심높아 

최근 국내시장을 두고 외국 연료전지전문기업의 관심이 높아지고 있다. 단독으로 한국법인을 만들어 시장을 노크하는가하면 국내기업과 합작형태로 시장진출을 타진하는 기업도 등장했다. 연료전지시장으로서 국내 위상을 실감할 수 있는 대목이다.

최근 영국의 알칼리연료전지 전문기업인 AFC에너지가 국내 기업과 PDA를 체결했다. 통상 정식계약으로 인정되는 이번 계약을 통해 한국진출을 기정사실화했다. 사업계획이 실행에 옮겨지면 국내에서 AFC발전은 첫 사례가 될 전망이어서 관심이 집중된다.

국내에서는 AFC발전에 회의적 분위기가 형성돼 있는 것이 사실이다. 세계적으로 검증된 발전시설이 없을뿐만 아니라 저온형 연료전지라는 특성 때문에 발전용으로 상업성이 있을까하는 의구심 때문이다. AFC에너지는 상반기 내 특수목적법인(SPC)을 설립, 사업추진을 예정하고 있어 관심이 요구된다.

합작법인도 줄을 잇는다. 하이드로제닉스는 코오롱과 손잡고 코오롱하이드로제닉스 합작법인을 국내에 설립했다. 미국 플러그파워는 현대하이스코와 지난해 양해각서를 체결하고 시장진출 시기를 저울질하고 있다.

호라이즌퓨얼셀과 파워셀은 직접 법인을 설립해 국내시장에 진출한 경우다. 앞서 시장에 진입한 호라이즌퓨얼셀을 통해 국내시장 진출을 시도하던 파워셀은 지난해 국내법인을 설립했다. 이미 상당한 수요처와의 협의를 진행해 제품 가치를 인정받고 있다는 전언인만큼 빠른 시장 진입이 가능할 것으로 예상된다.

국내에 진출한 기업과 최근 활발한 움직임으로 주목받고 있는 외국 연료전지 플레이어를 살펴본다. 

◆AFC Energy

AFC에너지는 2006년 영국에서 설립됐다. 주력기술인 AFC(Alkaline Fuel Cell)는 전해질로 수산화칼륨과 같은 알칼리를 사용하는 기술이다. 운전온도가 60~120℃로 저온형 연료전지에 속한다.

AFC는 자동차의 전원공급용으로 개발됐지만 AFC에너지는 독일 다우케미컬(Dow Chemical) 공장 내 250kW급 발전용으로 실증을 마무리했다. 현재까지 알려진바에 의하면 발전효율이 60%에 이른다.

국내 AFC발전에 참여한 창신화학(부지·수소공급), 삼영기업(EPC)은 오는 5월 영국으로 방문해 최종 실증데이타를 확인한 후 빠르면 6월 중 SPC를 설립하고 착공에 들어간다는 계획이다. 지분구성은 삼영기업 45%, AFC에너지 40%, 창신화학 15%로 확정됐다. 

◆Ballard Power Systems

발라드파워는 완성차업체와의 협업이 가장 왕성한 곳이다. 다임러, 포드, 닛산을 포함해 대략 10개 기업에 연료전지를 제공하고 있다. 2013년에는 세계 최고 자동차그룹인 폴크스바겐과 차세대 연료전지 설계, 제조 등 공동개발을 약속하는 장기협약을 체결하기도 했다. 특히 계열 브랜드인 아우디가 최근 이 회사의 연료전지 관련 특허를 취득하고 수소연료전지차(FCEV) 개발에 나선다는 소식도 들렸다.

다양한 실증사업을 통해 시장을 확대하기 위한 노력도 꾸준하다. 지난해에는 유럽 버스 OEM업체인 Van Hool NV에 150kW급 스택을 공급하고 버스 27대를 대상으로 실증하고 있다. 향후 50대까지 실증규모를 늘릴 계획이다.

발전시스템 실증도 진행한다. 도요타 캘리포니아본부 내 1MW 규모 발전시스템을 설치해 바이오가스에서 생산한 수소를 활용, 전기를 생산하고 있다. 이 외에도 헝가리 화학공장의 부생수소를 활용해 1MW 규모 발전설비 설치도 계획중에 있다.

발라드파워는 최근 국내 시장을 눈여겨 보고 있다. 발전용을 시작으로 건물·상업용시장 등 분산전원 열기가 고조되고 있어 시장참여에 적극적이다. 현재 알려진바로는 국내에 50kW 규모(5kW급×10개) 연료전지시스템 판매실적을 보유하고 있다.

네비건트리서치에 따르면 2013년 전세계 주요 연료전지기업 매출액 순위에서 발라드파워는 6,125만달러를 기록해 퓨얼셀에너지에 이어 2위로 조사된 바 있다.  

◆Bloom Energy

블룸박스는 25W 연료전지를 적층한 것으로 가정에서는 연료전지 40개로 구성된 1kW급 스택이면 충분하다. 건물 및 상업용으로 사용할 경우에는 25kW급 모듈화된 연료전지시스템을 활용한다. 결국 수요처에 따라 모듈화된 연료전지시스템을 병렬하면 100kW에서 최대 MW 출력도 가능하다는 것이 회사측 설명이다.

블룸에너지는 지난 2013년 손정의 회장이 이끄는 소프트뱅크와 합작해 ‘블룸에너지재팬’을 설립하고 일본시장에도 진출했다. 소프트뱅크 본사 건물에 20kW 연료전지발전설비를 구축하고 본격적인 실증에 돌입했다. 향후 데이터센터, 병원, 기업체, 공공기관 등 건물용 연료전지시장에 적극 나설 것으로 보인다. 

◆Fuel Cell Energy

퓨얼셀에너지는 국내에 낯설지 않다. 국내 발전용연료전지 1위 기업인 포스코에너지의 용융탄산염연료전지(MCFC)가 이 회사의 기술이다. 대규모 발전용에 주력하면서 연료전지 설계에서 디자인, 제조, 판매, 설치에 이르기까지 모든 서비스를 턴키로 제공한다.

포스코에너지는 이 회사의 최대주주다. 3번의 대규모 투자로 지분을 취득하면서 연료전지 기술을 이전받고 있다. 현재 스택과 BOP 기술을 이전받아 포항에 제조시설을 마련했다. 올해 상반기 중 셀 제조시설이 완공되면 연료전지 전공정 국산화를 이룰 수 있다. 포스코에너지가 국내에 설치한 연료전지발전소는 대부분 이 회사의 제품을 공급받았다.

퓨얼셀에너지는 전세계 50여개국 이상에 MCFC 기술을 적용, 플랜트를 건설하면서 누적 발전량 규모로도 세계 최고를 보이고 있다. 2003년 첫 상용발전소를 구축한 이래 10년만인 지난 2013년 이 회사는 20억kWh 발전량을 돌파했다고 보도자료를 통해 밝힌 바 있다.  

◆Hydrogenics Corporation

하이드로제닉스는 합작 시 보도자료를 통해 ‘한국의 신재생에너지 발전시장에 진출하는 첫 행보’라며 국내 진출에 의미를 부여한 바 있다. 이후 발전사업 역량 강화를 목적으로 케이에이파워 지분 100%를 취득하기도 했다.

하이드로제닉스는 수전해방식의 수소제조에 뛰어난 기술을 지닌 기업이다. 이 같은 수전해기술은 신재생에너지 보급이 왕성한 유럽, 특히 독일을 중심으로 다양한 실증사업의 파트너로서 주목받고 있다. 풍력과 태양광 등 신재생에너지원으로 생산한 전기를 이용해 수전해를 거쳐 수소에너지를 생산, 저장하는 것. 이렇게 저장된 수소는 필요 시 연료전지발전을 통해 안정적인 전력을 생산할 수 있다.

하이드로제닉스는 수전해를 활용해 수소충전소사업도 벌인다. 독일, 벨기에, 터키 등 유럽과 미국 등지에 수전해로 수소를 생산해 주입할 수 있는 수소충전소를 구축한 바 있다. 국내에서는 이엠코리아가 대구를 비롯해 부안, 제주도 등에서 수전해방식 수소충전소 구축 경험을 지니고 있다.

이 외에도 하이드로제닉스는 발전용, 무정전전원장치(UPS)에 사용되는 연료전지와 대형버스, 차량, 선박, 지게차 등 수소용연료전지는 물론 군사용에 이르기까지 다양한 연료전지 라인업을 확보하고 있다. 

◆PowerCell

이 회사는 자동차메이커 볼보그룹에서 연료전지개발을 위해 설립된 후 2008년 파워셀로 사명을 변경, 본격적인 연료전지개발에 나섰다. 특이한 점은 연구개발 당시부터 디젤을 개질해 수소를 뽑아내는 리포머기술에 착수해 세계 최초, 최고의 디젤 개질기술을 보유하고 있다는 점이다. 현재 PEMFC를 기반으로 한 수송·건물용 연료전지스택과 보조동력장치(APU) 등의 제품을 생산하고 있다.

파워셀은 최근 2세대 S2스택을 출시해 본격적인 시장확보에 나섰다. 5kW~25kW급 제품으로 건물, 중장비 등에 사용이 가능하다. 오는 2017년까지 100kW급 3세대 스택 개발을 완료해 분산전원, 상용차, 선박 등으로 시장을 확대해 간다는 목표다. 실증용 차량으로 이미 다양한 자동차메이커의 수소연료전지차에 스택을 공급하고 있어 3세대 스택 개발 시 차량용 대량공급을 기대하고 있다.

파워셀은 지난해 국내법인을 설립했다. 이후 적극적인 행보를 보이며 주목을 받고 있다. 건물용시장을 1차 목표로 시장진입을 추진중이다.

디젤 개질기술이 뛰어나지만 국내 시장환경을 고려해 천연가스 개질기를 장착한 시스템 개발에도 나섰다. 회사의 관계자는 “한국기업과 협력해 관련 시스템개발을 곧 마무리할 것”이라며 “출력대비 사이즈가 작고 성능, 디자인이 우수해 많은 수요처에서 관심을 보이고 있다”고 말해 빠른 시장 진출을 예고했다.