[투데이에너지 박설민 기자] 정부는 다양한 분산전원 가운데 연료전지가 분산발전원으로 순기능 역할을 할 수 있도록 발전용과 가정·건물용으로 나눠 특화된 육성전략을 이번 제3차 에너지기본계획에 포함시켰다.
특히 제16회 에너지위원회에 따르면 올해 15개의 발전용 연료전지 프로젝트(139.3MW) 및 6.5MW 규모의 가정·건물용 연료전지를 추가로 보급함으로써 올해 말에는 보급용량을 전년대비 45% 이상 확대할 예정이다. 이에 따라 우리나라 연료전지업계에서 ‘국내최초’라는 수식어를 다수 보유하고 있는 에스퓨얼셀(주)(대표 전희권)에 대한 관심도 높아지고 있다.
이에 뛰어난 기술력과 더불어 다양한 제품군을 보유하고 있는 연료전지 전문기업 에스퓨얼셀의 주요제품과 향후 사업계획 등에 대해 알아보고자 한다./편집자 주
연료전지분야 ‘국내최초’ 타이틀 수집가
에스퓨얼셀은 2001년 설립된 국내 최초의 연료전지 전문회사 ‘CETI’ 에서 시작됐다. CETI는 2003년 국내최초로 1kW급 가정용 연료전지시스템 개발에 성공했으며 2007년 국내최초 5kW급 수소발전시스템(SPM)개발에도 성공했다. 2011년에는 1kW급 가정용 연료전지 보급형 모델을 출시했다.
현재의 ‘에스퓨얼셀’은 CETI를 통한 사업기반 구축시기를 거쳐 2014년 에스에너지가 GS칼텍스의 수소연료전지 연구·개발팀을 중심으로 설립한 연료전지 전문기업으로 스택, 연료변환기, 시스템 통합 설계 등 수소연료전지 관련 핵심 기술력을 확보했다. 또한 국내최초로 5kW급 건물용 연료전지설비 인증획득에 성공했다.
2015년에는 한국에너지공단에서 국내최초 5kW급 LPG용 연료전지 설비인증을 획득했고 PEMFC 부품공용화 기술개발 등 정부지원 국책과제 3건을 수주했다.
이후 2016년에 역시 국내최초 연료전지 KS인증획득이라는 성과를 얻었으며 국내최초 모듈연결형6kW급 연료전지 제품특허 출원완료, 후지전기 코리아와 발전용연료전지 발전사업 MOU 체결 등을 통해 매출 100억원대 달성에 성공했다.
에스퓨얼셀은 여기서 멈추지 않고 2017년 모듈형 10kW급 건물용 연료전지시스템 출시, 500kW급 발전용 연료전지 공급계약체결을 이루며 매출 200억원 대 달성이라는 목표를 이뤘다.
여기서 만족하지 않은 에스퓨얼셀은 끊임없는 노력을 통해 작년에는 국내 연료전지 전문업체에서 최초로 코스닥 상장에 성공하는 기염을 토하며 국내연료전지시장의 ‘First mover(선도자)’임을 증명했다.
다양한 가정 및 건물용 연료전지시스템
국내 연료전지시장의 선두주자인 에스퓨얼셀은 가정용, 건물용 연료전지시스템 및 수소발전시스템 등 다양한 제품군을 보유하고 있으며 연간 200대 이상 생산 및 판매하고 있다. 에스퓨얼셀이 자랑하는 대표적인 제품군은 ‘ecogener’ 시리즈이다.
ecogener는 간편한 조작과 다양한 환경에 적용이 가능하며 모듈형 구조를 가지고 있어 운반 및 설치가 용이하고 단상 및 3상 계통연결 대응가능·수소연료사용 및 중앙 열처리탱크 연계 등 다양한 환경에 유동적인 대응이 가능하다.
특히 에스퓨얼셀의 ecogener 시리즈는 가정 및 건물용 1kW~5kW급과 중대형 건물용 6~10kW급 시스템 및 수소발전시스템 등 다양한 연료전지 제품군을 보유하고 있어 가정 및 건물용 연료전지 국내시장의 선두주자로 알려져있다.
대표적인 가정용 1kW급과 5kW급 연료전지시스템 제품에는 ‘고분자 전해질 연료전지시스템(PEMFC)’인 ‘ecogener NG1K’, ‘ecogener NG5K’가 있다.
ecogener NG1K는 1kW급 PEFMC로 LNG, LPG를 연료로 사용하는 연료전지시스템이다. 또한 정격출력 1kW이며 전기효율 35% 이상으로 종합효율 약 85%를 가지는 고효율 연료전지시스템이다.
ecogener NG5K는 정격출력 5kW이며 ecogener NG1K와 마찬가지로 전기효율 35%으로 85%의 종합효율을 자랑한다.
아울러 100% 수자립운전과 50, 75, 100% 부하 추종운전(전력수급의 변화에 대응해 각 시점의 부하에 따라 즉시 전력을 내는 운전방식) 및 자동운전, Web-based 운전감시기능 등을 가지고 있다.
상가, 빌딩, 오피스텔 및 일반가정 등 도시가스 공급이 가능한 건물에서 사용이 가능하다. 좀 더 큰 건물에서 사용가능한 제품인 6~10kW급 PEMFC인 ‘ecogener NG6Km’과 ‘ecogener NG10K’도 있다. ecogener NG6Km는 6kW의 정격출력과 ecogener NG10K는 10kW의 정격출력을 가지고 있다.
ecogener NG6Km, ecogener NG10K 두 모델 역시 앞서 소개한 에스퓨얼셀의 1~5kW급 PEMFC시스템 ecogener NG1K, ecogener NG5K과 마찬가지로 전기효율 35% 이상에 종합효율 약 85% 이상의 성능을 가지고 있다.
또한 100% 수자립운전, 50·75·100% 부하 추종운전, Web-based 운전감시기능 역시 탑재돼 있다.
세계적인 수소경제 트랜드에 안성맞춤인 1~50kW급 수소발전 시스템도 있다. ecogener HG1K~HG50K는 발전용량의 경우 정격출력은 1~50kW의 고효율 수소발전시스템이다.
ecogener HG1K~HG50K의 가장 큰 특징으로는 사용하는 연료가 수소이기 때문에 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 일산화탄소(CO)등의 기존 발전에서 배출되던 대기오염물질을 배출하지 않는다는 장점이 있다.
또한 3분 이내의 빠른 가동시간, 45dB 이하의 저소음으로 편의성을 더했다. 수소스테이션, 상업용 건물의 보조전원 및 비상용 발전장치로 사용이 가능하다.
현재까지 ecogener는 가정용으로 400kW 이상, 건물용으로 2.5MW 이상으로 △롯데캐슬 아파트 100kW △용산호텔 145kW △하나은행 신축본점 85kW △경북도청 신청사 60kW △서초꽃마을 아파트 50kW △부천 개인병원 15kW △대구경북과학기술원(DGIST) 85kW 등 주로 아파트, 단독주택, 공공기관 및 오피스텔에 설치돼 운영 중이다.
가정 및 건물용 넘어 발전용 PAFC시장까지
에스퓨얼셀은 현재 PEMFC시장 이외에도 ‘인산형 연료전지(PAFC)’시장에도 뛰어들었다.
2016년 후지전기코리아와 연료전지발전사업 및 시스템 공급에 대한 양해각서를 체결했다.
이를 통해 에스퓨얼셀은 후지전기의 PAFC제품인 ‘Fuelcell Powerpack(FP)’ 시리즈(FP-100i, FP-100iH, FP-100iB)를 국내 독점공급 중이다.
FP시리즈는 All-in-one package 형식으로 도심과 주거단지에 설치가 가능하며 발전용량의 경우 정격출력 100kW을 가지고 있는 고효율 발전시스템이다.
LNG를 주 연료로 사용하는 FP-100i는 병원, 사우나, 스포츠센터, 호텔 등에서 주로 사용되며 전력생산뿐만 아니라 발생되는 열로 온수예열(온수 60℃)을 할 수 있어 높은 에너지 저감효과를 얻을 수 있다.
바이오가스를 사용하는 FP-100iB는 바이오가스가 대량으로 발생하는 하수처리장에 설치될 경우 바이오가스를 이용한 연속운전, 온수는 슬러지탱크 가열에 이용돼 재생에너지의 고효율 이용이 가능하다.
수소자체를 공급받아 운용되는 FP-100iH는 부생수소 발전공장에 설치될 경우 원활한 수소공급을 받을 수 있으며 수소 적용 시 최대의 전기효율(48%) 달성을 통해 높은 에너지효율을 얻을 수 있다. 또한 이산화탄소(CO₂) 등 온실가스 및 유해가스의 배출이 없어 대기오염 문제해결에 큰 도움을 줄 수 있다.
플라즈마 발전시스템·하이브리드 파워팩 등 미래산업 향해
에스퓨얼셀은 탄소자원시장 진출을 통한 사업 포트폴리오 다변화도 준비하고 있다.
2017년 대구시와 ‘탄소자원화 실증사업 업무협약’을 체결했으며 2019년부터 PCCU(플라즈마 탄소전환장치)와 연료전지연계 발전사업 본격 진행할 예정이다. 이 사업의 핵심기술은 에스퓨얼셀의 수소전지 발전기술과 리카본코리아의 PCCU기술이다.
온실가스인 이산화탄소와 메탄(CH₄)을 혼합해 PCCU에 투입하면 이산화탄소와 메탄이 분해됨과 동시에 수소(H₂)와 일산화탄소가 생산된다.
이를 통해 에스퓨얼셀의 수소연료전지 발전기는 LNG를 개질(분해)해 수소를 얻어 발전하는 기존방식에서 벗어나 수소를 직접 받아 전기를 생산할 수 있다.
한편 에스퓨얼셀은 연료전지를 이용한 하이브리드 파워팩 개발을 기반으로 수송용시장에도 진출을 본격화하고 있다.
연료전지 하이브리드 파워팩은 주에너지원으로 연료전지를 이용하고 보조에너지원으로 일반배터리를 사용해 전력을 공급하는 시스템이다. 에스퓨얼셀은 현재 ‘연료전지-배터리 하이브리드 독립발전시스템’의 개발을 완료했으며 2018년부터 한국전력공사 전력연구원 경비동 독립부하에 연결 및 실증 운용 중이다.
연료전지 하이브리드 파워팩은 전기지게차, 드론, 중장기 건설기계 등을 대상으로 하고 있으며 해당 부분은 2020년까지 약 550억달러 규모의 시장을 형성할 것으로 예측하고 있다.
지금까지 수없이 많은 ‘국내최초’라는 타이틀을 획득해왔던 에스퓨얼셀이 앞으로 ‘세계최초’라는 타이틀을 획득하며 세계 연료전지시장의 선두주자로써 달려갈 수 있을지 앞으로의 행보가 기대된다.