[투데이에너지 유정근 기자] 수소경제가 발전해 가며 연료전지산업도 함께 발전해 나가고 있다. 특히 우리나라의 경우 태양광, 풍력 등의 부지확보가 어려워 다른 국가에 비해 연료전지산업이 더욱 발달해 있는 상황이다. 국내 연료전지산업의 현 위치와 겪고 있는 문제점 등에 대해 알아보고자 한다. /편집자 주
■연료전지 활용 확대
수소연료전지는 수소를 연료로 전기에너지를 생성하는 발전 장치로 공해 물질을 내뿜지 않는 친환경 에너지원이다.
또한 수소연료전지는 재생에너지의 변동성·간헐성을 보장할 수 있으며 도심 등에도 설치할 수 있다는 장점이 있다. 태양광, 풍력은 넓은 부지 확보를 필요로 해 우리나라의 환경에는 적합 하지 않다. 이에 국내에서는 태양광, 풍력대비 설치 용량 효율이 좋은 연료전지산업 발전이 필수적이다.
이같은 요건에 따라 우리나라에서 연료전지는 가정·건물용뿐만 아니라 발전용, 수송용으로도 활용되고 있다.
건물용에서는 지난해 고체산화물연료전지(SOFC) 또한 원별보정계수를 산정 받으면서 기존 고분자전해질연료전지(PEMFC)뿐만 아니라 SOFC의 건물용 연료전지 시장 진출이 이뤄지고 있다.
SOFC가 산정받은 원별보정계수는 8.71로 2.84 에서 2.2로 현행대비 22.54% 감소한 PEMFC대비 상당히 높은 계수를 산정 받은 것이다.
수송용에서 연료전지의 활용분야 또한 범위가 확대되고 있다. 이제는 흔히 볼 수 있는 수소 승용차 넥쏘에서 수소상용차(버스·트럭)은 물론 선박, 지게차, 드론 등 다양한 모빌리티로 수소모빌리티가 확대되며 연료전지 파워팩의 활용분야 또한 확대되고 있는 것이다.
연료전지의 활용분야 확대에 따라 국내기업의 연료전지산업 해외 진출 또한 이뤄지고 있다.
모빌리티분야에서는 지난해 12월 현대차가 유럽 친환경 트럭 제조사에 수소연료전지 시스템 대규모 공급에 나섰으며 건물용 연료전지분야 대표 기업인 에스퓨얼셀은 지난해 9월 체코 최대 국영 인증기관인 SZU(Strojirensky zkusebni ustav, s.p.)의 유럽 CE 인증을 획득해 국내 최초로 5kW급 건물용 연료전지 유럽 수출의 교두보를 마련했다.
또한 직접 메탄올 수소연료전지(DMFC)사업을 영위하고 있는 가온셀이 지난해 사우디아라 비아에서 공장설립 실무 절차에 들어서는 등 중동으로의 국내 연료전지 기업의 진출 또한 이뤄진 상태다.
이외에도 잠수함용 연료전지를 세계에서 2번째로 상용화에 성공한 범한퓨얼셀 또한 해외 시장 진출을 목표로 사업을 진행해 나가고 있다. 여러 국가에서 잠수함용 연료전지 연구개발을 진행하고 있으나 상용화가 이뤄지지 못한 상태다.
국내 기업들의 건물용·수송용 등 연료전지분야에서의 해외 진출 등이 이어지며 우리나라의 글로벌 수소경제 선도가 기대된다.
■건물용 연료전지 현안
연료전지산업이 미래산업으로 각광받고 있지만 아직은 해결해야 할 과제가 많은 산업이다. 특히 지난해에는 건물용 연료전지는 설치 후 제대로 가동 하지 않는 문제점이 지적됐다.
산업통상자원부는 수소 전환의 일환으로 연료전지에 2005년 이후 누적 지원액 1,120억원, 최근 3년간 보조금 700억원 이상을 지원했다.
산업부는 지난해 1~6월 정상가동된 연료전지가 10%에 불과하다는 지적에 대해 이는 건물용 연료전지에서 생산되는 열 생산량은 배제한 채 연료전지에서 생산되는 에너지원을 전기만 가지고 측정한 것으로 정확한 수치가 아니라고 반박했다.
건물용 연료전지 시장의 대부분을 차지하고 있는 PEMFC의 경우 에너지를 효율적으로 생산·활용하기 위해 끄고 키는 것이 쉽다는 특성을 지니고 있어 이것을 가동률과 연관 짓는 것은 바람직하지 않다는 것이다.
이외에도 건물용 연료전지는 ‘신에너지 및 재생에너지 개발·이용·보급 촉진법’에 따라 신에너지로 분류해 보급 확대 및 보조금을 지원하고 있으며 건물용 연료전지 보급은 공공기관(연면적 1,000m² 이상 건축물) 의무설치, 지자체 조례(녹색건축조례)에 따른 일정 면적이상의 주거/영업용 건물 의무설치, 의무설치 대상 외 희망자 대상 설치 보조금 지원(국비지원)을 통해 추진하고 있다고 밝했다.
특히 건물용 연료전지는 도시가스에서 추출한 수소를 활용해 전기 및 열을 생성하는 장치로 연료전지용 도시가스 요금에 비해 상대적으로 낮은 전기료 등으로 미가동률이 높은 상황이라고 설명했다.
산업부는 낮은 가동률 문제를 해결하기 위해 건물 용·가정용 연료전지 실태조사 및 개선방안을 마련 하고 가동률 제고를 위한 제도개선을 추진하고 있다.
이를 위해 △공공기관 분기별 가동실적 보고 및 상위 10개 기관 발표 △설치의무만(조례) 있는 지방자치단체와 사후관리 방안 마련 협의 △설치 희망자를 대상으로 일시불로 지급하는 국비지원제도를 2개월 가동현황 확인 후 지급하는 방식으로 변경 등을 진행 하고 있다.
이외에도 실시간으로 가동 현황을 확인할 수 있는 한국에너지공단의 통합모니터링시스템(REMS) 적용 확대를 추진한다.
정부뿐만 아니라 업계에서도 건물용 연료전지 가동률 향상을 위한 노력을 지속하고 있다. 건물용 연료전지의 주 시장을 차지하고 있는 PEMFC는 보정계수가 감소함에 따라 타에너지원대비 구매비용이 높아져 보급량이 더 떨어질 것으로 우려되는 상황이다.
이에 국내 연료전지사들이 회원으로 가입해 있는 청정건축물연료전지협의회는 운영 경제성 확보를 위해 자가소비용 연료전지를 활용해 전기를 생산, 판매 하는 경우 인센티브를 부여할 수 있도록 전기사업법 및 전기사업법 시행령을 개정 및 신설하도록 제안하고 있으며 PEMFC의 보정계수가 더 감소하는 것을 방지하기 위한 활동을 진행하고 있다.
■차세대 연료전지 국제표준화
이런 상황 속 지난해 10월에는 수소를 이용해 전기 에너지를 만들어내는 연료전지 기술분야의 국제표준화 전략 논의가 이뤄졌다. 지난해 10월20~21일 양일간 진행된 연료전지 기술위원회(IEC/TC 105) 회의에는 우리나라를 포함한 미국(비대면), 캐나다, 프랑스, 독일, 일본, 중국 등 연료전지 기술 국제표준 개발을 주도하는 13개국 40여명이 참석했으며 수소연료전지 제품들의 공정하고 명확한 성능비교를 위해 연료전지 스택의 평가방법에 대한 합의를 도출했다.
또한 굴삭기 같은 건설기계용, 열차 및 선박의 대형 수송용 연료전지 제품이 시장에 원활히 진입할 수 있도록 성능 평가방법을 국제표준으로 제정해 나가기로 했다.
특히 우리나라는 신규 국제표준 제안으로 수소활용 삼중열병합 연료전지와 사용후 연료전지 스택에 대한 성능 평가방법 2건을 발표했다.
수소활용 삼중열병합 연료전지에 대한 평가방법은 삼중열병합 연료전지가 전기, 온열, 냉열 세 가지를 생산하는 것 외에 정제된 수소까지도 생산하는 차세대 연료전지의 성능을 평가하는 방법으로 사용후 연료전지 스택에 대한 성능 평가방법은 수소차용, 건물용 연료전지 등에서 사용된 연료전지 스택을 회수해 잔존가치를 평가해 재사용을 돕게 하는 표준안이다.