모니터링 사업 경위 및 과제
모니터링 사업 경위 및 과제
  • 승인 2007.01.22
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가정용 연료전지 사업 본격 시동
▲ 박달영 한국가스공사 선임 연구원
1. 가스공사 연료전지 사업 추진 경위

한국가스공사는 1990년대 초반 국내 최초로 고분자 연료전지 스택을 개발한 이래, 현재 연료전지의 보급활성화를 위한 고분자 연료전지 실증 연구 및 수소제조장치 개발에 주력하여 연구를 진행중에 있다.

이를 위한 구체적인 추진을 담당할 부서로서 2003년 2월 수소연료전지팀을 출범했고 본사의 신에너지팀과 공동으로 가스공사의 5대 중점과제로 수소연료전지 연구분야를 수행하고 있다.

향후 가스공사는 수소경제가 이루어질 때까지 국가 시책에 발맞추어 연구를 수행함과 동시에 연료전지 실증·보급 분야는 가스공사 및 도시가스·에너지 회사를 중심으로 추진할 계획이다.

이러한 사업을 추진하기 위해 가스공사는 국내 최초의 연료전지 실증연구사업인 ‘5kW급 이하 연료전지 실증연구’를 국가의 지원을 받아 2003년부터 약 55억원의 예산을 투자, 이미 연료전지 5kW국외 시스템 2기, 1kW급 국내시스템 1기에 대한 실증연구를 완료했다. 결과자료를 국내 연료전지 개발업체에 자료를 제공해 국내 연료전지 시스템 개발을 앞당기는데 기여하고 있다.

지난해 8월 정부협약을 통해 수소연료전지사업단의 ‘가정용 연료전지 모니터링 사업’ 주관기관으로 선정된 것도 이처럼 미래를 내다본 앞선 투자와 연구개발 노력의 결실이다.

향후 3년간 총 210대 시범 설치
도시가스 10개사 운영기관 참여
수소경제 이행 정부의지 담겨

2. 가정용 연료전지 모니터링 사업

가정에서 직접 전기를 만들어 사용하고 남는 전기는 전력회사에 판매하는 가정 전기사업자, 자가발전기능이 포함된 친환경 천연가스 보일러, 천연가스에서 수소를 만드는 수소충전기, 에너지 절약과 환경오염의 저감을 실제 체험할 수 있는 하우스, 이러한 미래를 위해 가스공사가 주관하는 가정용 연료전지 모니터링사업이 2006년부터 본격적으로 추진됐다.

가정용 연료전지 모니터링 사업은 산자부에서 시행하는 신재생에너지 기술개발사업으로서 한국가스공사는 주관기관으로 사업을 총괄하게 되며 1차년도에는 도시가스 10개사가 운영기관으로 참여했다.

가스공사 본사 신에너지팀에서 주도하고 있는 이번 사업은 향후 3년간 KOGAS와 에너지사를 중심으로 총 210대의 국산 가정용 연료전지를 시범운용하고 이를 통해 얻어진 실측데이터를 기반으로 내구성 증진, 제조단가하락, 부품국산화율 향상, 표준화 및 법제도 마련 등 연료전지의 보급기반을 조성하는 것을 목표로 하고 있다.

올해 8월부터 착수되는 2차년도 사업에서는 지방자치단체 및 일반인 대상으로 운영대상이 확대 유도되어 사업이 종료되는 2010년까지 가정용 연료전지의 성능 및 내구성 확보는 물론 가격 또한 현재의 50%까지 저감하게 된다.

지난해에는 국내의 GS Fuel Cell 과 Fuel Cell Power사 각 20기의 연료전지 운영이 확정되어 현재 20기의 평가 및 설치가 순조롭게 완료됐고 3월 중으로 40기의 설치 및 평가가 완료된다.

올해에는 전자회사 등 2~3개 회사가 납품을 희망하고 있으며, 납품하고자 하는 회사는 일정 기간의 실증 자료를 가스공사에 제출하고 주관기관에서 실증평가를 거쳐야한다.

본 사업을 통해 가정용 연료전지의 보급활성화를 위한 기반 구축사업 또한 추진된다.

연료전지 스택 및 주요 부품의 교체 등의 유지보수 교육이 3월부터 도시가스사를 대상으로 추진된다. 또한 소비자를 위한 마케팅, 홍보 및 참여기관과의 정보공유를 위해 웹 모니터링 센터 및 모니터링 전용 홈페이지가 3월 완성될 예정이다.

현재 1차 에너지 저감 효과, CO2의 저감 효과를 측정하고 있다. 또한 연료전지 부품별 고장원인 파악과 고장횟수를 파악하여 신뢰성을 향상시키기 위한 데이터를 취득하고 있다.

한국가스공사는 또 모니터링이 보다 체계적이고 공정하게 이루어질 수 있도록 전기효율·연료효율·발전량·열회수량 등 연료전지의 모든 상태를 자동점검해주는 평가장비를 구축하고 별도의 웹사이트를 구축, 사업참여기업들에게 평가결과를 오픈할 계획이다.

현재 가스공사에서 14대가 성공적으로 운영중이며 도시가스사로의 본격 공급이 착수되고 있다. 설비안정성이 어느 정도 확보되면 2차년도 부터는 통제된 장소를 벗어나 일반가정 등으로 실험환경을 다각화해나갈 것이다.

지금까지 연료전지는 양산에 의한 비용저감과 보급이라는 닭과 달걀의 문제로 연구자, 업체, 정부간 서로 책임을 미루고 있었던 것이 사실이다. 따라서 모니터링 사업은 단순한 연구과제가 아니라 수소경제의 이행을 위해 지금까지의 문제를 정부가 책임지고 추진하겠다는 확고한 의지가 담겨 있는 사업이다.

따라서 본사업의 성패에 따라 우리나라 연료전지 기술 및 사업의 미래가 달려있다고 해도 과언이 아닐 것이다.

본 사업을 통해 새로운 연구과제의 도출, 기술의 국산화 촉진 및 표준화 등 연구개발을 촉진할 뿐만 아니라 금융 및 세제 지원제도의 정비, 발전차액보전제도의 적용기준 마련 등 시장개발 촉진정책에 크게 기여할 것을 확신한다.

3. 우리나라 모니터링 사업 특징

1) 한·미·일 비교

미국의 경우 5kW를 중심으로 보급이 진행되고 있다. 미국의 Plug Power사가 가장 선진기업으로 약 300기의 보급실적이 있고 현재 비상전원용 5kW 시스템 및 LPG용 연료전지 개발을 완료해 납품하고 있다.

한국과 일본 가정용연료전지모니터링 사업의 장단점 분석은 다음과 같다. 일본의 장점은 총리 주도하에 지속적인 연료전지에 대한 비전과 의지를 표명하며 관련예산을 매년 증액하고 관련 법개정을 통해 다방면에서 연료전지 개발을 지원하고 있다는 것이다. 정부 예산산정 및 지원의 체계화를 통해 일본의 특성을 고려, 연료를 다양화하고 자동차 업계를 포함, 가정용 연료전지 개발에 다수 대기업이 참여하고 있다.

단점으로는 시스템 개발업체와 연료전지 보급업체(에너지 공급업체)간 정보교류가 미비하고 기술에 대한 공개를 꺼리는 폐쇄적 분위기가 높고 아파트에 대한 보급은 일본의 특성 및 연료전지 크기 등의 문제로 보급을 고려하지 않고 있다는 점이다.

이에 반해 우리나라의 장점은 연료를 천연가스로 일원화했다는 점이다.

가정용 연료전지 10,000호 보급사업 계획으로 초기 시범사업 및 실증단지, Green Village사업 등과 연계되어 보급사업이 진행될 예정이다.

또 신재생에너지 지방보급사업, 그린 빌리지 사업 등 다양한 연료전지의 보급이 가능한 프로그램이 활발히 진행 중이다.

단점으로는 국내 연료전지 개발 업체가 소수의 소규모 기업이며 연료전지 핵심부품이 수입에 의존, 국산화할 필요가 있다.

우리나라의 경우 아파트가 보편적 주택임을 감안할 때 연료전지 소형화를 위한 추가적인 기술검토가 필요하다.

2) 1,2,3차년도 별 연료전지제품(업체) 선정 기준

1차년도에는 국산화율이 55%를 넘고, 연료전지의 가장 중요한 핵심부품인 스택의 경우 국산의무화 품목으로 지정되어 있다. 전체 효율이 70%이상을 달성한 제품이 모니터링의 대상이 된다.

2,3 차년도는 1차년도의 결과를 통해 국산화율 및 효율 목표를 점차적으로 높일 계획이다. 1차년도의 경우 1년간 3MWh이상의 발전을 하여야 하며 이에 미달할 경우 2차년도의 모니터링 남품대수에 제약을 받게 된다.

3) 모니터링사업 참여자에 주어지는 인센티브

모니터링사업자 특히 에너지 회사는 모니터링 사업기간동안 연료전지 관련 기본교육 뿐만 아니라 연료전지 보급사업에 대비하여 연료전지 시스템에 대한 유지 보수 교육이 실시된다.

또한 연료전지 보급사업이 본격화되는 2009년부터 우선 보급대상자로 선정될 수 있는 자격등을 획득할 수 있도록 정부에 건의할 계획이다.

또한 일반가정에는 일본 동경가스를 중심으로 시도되고 있는 것과 같이 연료전지를 사용하는 가정에 대한 가스가격의 할인 등 인센티브를 검토중이다.

4. 해결해야 될 과제

우리나라의 경우 아파트가 보편적 주택임을 감안 시 연료전지 소형화를 위한 추가적인 기술검토가 필요하다.

또 통상의 계통전력과 소형가스엔진에 대응하는 현실적인 경쟁력 확보, 전지수명, 설비비의 저감이 필요. 물론 에너지 저감 및 환경 영향을 배려한 연료전지로의 공적지원은 상당정도 필요하나 본격 상품은 그것을 포함하고도 경합상품과 경쟁력이 있어야 한다.

특히 연료전지 기기 검사 및 설치 관련 법규 제정 및 정비가 필요하며 설치 시공업자의 교육 및 육성이 필요하다.

연료전지 구매 시 우대사항으로 1~10kW급의 연료전지열병합발전시스템도 기기보조금액과 발전단가를 미리 정해서 확정,발표해 관련업체의 투자를 유도하고 연료전지 구동시 도시가스를 현재의 냉방용 요금으로 할인하는 방안을 검토해야 한다.

지자체 자체로 그리고 신재생 에너지 지방보급사업 등으로 연료전지의 보급사업시도가 이루어지고 있는데, 금번 모니터링 사업을 통하여 기술적으로 향상되고 신뢰성이 확보되어 검증된 연료전지 시스템이 보급되는 것이 바람직하다.

우리나라의 경우 수소연료전지 특성화 대학원의 설립, 연료전지 핵심기술센터 운영, 지방자치체에서의 적극적인 신재생에너지 보급정책에 따른 연료전지 보급의지가 있으나, 현재 기술력 및 업체의 자본력에 비추어 일본 업체에 시장의 선점 우려가 있어 이에 대한 보다 적극적이고 일관된 대책이 필요하다.



[수소연료전지 전문가에게 듣는다]

○ 배준강 GS퓨얼셀 대표 인터뷰

○ 신미남 퓨얼셀파워 대표 인터뷰

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