[투데이에너지 유정근 기자] 연료전지산업은 가동률 문제 등 해결해야할 과제를 많이 가지고 있는 산업이다. 청정건축물연료전지협의회는 이에 대한 해결방안을 마련하기 위해 지난 2021년 연료전지산업 현안 해결을 위한 노력을 지속하고 있다. 이에 연료전지협의회의 중추적인 역할을 하고 있는 박달영 청정건축물연료전지협의회 부회장을 만나 협의회의 활동에 대해 들어봤다. /편집자 주
■청정건축물연료전지협의회는.
청정건축물연료전지협의회는 2006년 가정용 연료전지 모니터링 사업 당시 참여한 연료전지 제작사 및 연료전지 시스템 운영 및 평가에 참여한 한국에너지기술연구원 및 관련 연구진들이 ‘연료전지 연구회’를 구성해 지속적인 교류 및 참여한 결실로 지난 2021년 11월26일 창립됐다. 협의회는 연료전지 시장 확대를 위한 대·중견·중소기업의 상생전략을 수립하고 연료전지 산업 환경 개선을 위한 정부 대응 및 정책 제언을 하고 있다.
또한 협의회 회원기관의 친목강화를 통해 실질적인 기관의 이익뿐만 아니라 국가의 친환경 정책에 부응하기 위한 적극적인 노력을 기울이고 있다.
이외에도 지난 1년간 △건축물 연료전지 기업 간 상생 전략 수립 △정부 대응 자료 작성 및 정책 제언 △비즈니스 모델&기술개발 로드맵 수립 △ 국내·외 건축물 연료전지 현황 브리프 발간 △협의회 홈페이지 제작 완료(가동률 및 지자체 및 관련기관 대상 자료실 구성 및 공개) △건물용 연료 전지 가동률 향상방안 논의 △건물용 연료전지 활성화를 위한 계획 수립 등을 이어오고 있다.
또한 협의회는 지난해 8월31일부터 9월2일까지 FC EXPO에 코트라와 연료전지 한국관을 꾸며 참여해 100건 이상의 상담을 통해 큰 액수의 수출계약에 성공한 바 있다.
이같은 활동에 힘입어 협의회는 2023년 100개 이상의 회원사를 목표로 하고 있다. 특히 일본의 연료전지 상용화 추진협의회와의 교류를 시작으로 싱가포르, 체코 등 외국 관련 기관의 우리 협의회 참여가 확정됐다. 협의회는 이를 바탕으로 세계화를 추진해 나갈 계획이다.
향후 협의회는 2023년 100개 이상의 회원사로 확대해 운영한 후 2024년 협회로 추진할 계획이다. 특히 2023년은 지자체, 도시가스사 등 에너지 관계사 및 공공기관의 협의회 가입 유도 및 서비스를 확대할 계획이다. 지자체 및 공공기관을 대상으로 홈페이지에 전용 자료실을 구성해 건물용 연료전지의 환경 및 경제성 자료 및 세미나/교육을 실시해 건물용 연료전지의 수용성을 확대해 나갈 계획이다.
국내에서는 제품의 신뢰성을 강화하고 가동률 향상을 위해 노력을 기울여 나갈 예정이다. 자체 홈페이지에 가동률 현황 및 향상방안에 대한 내용을 중점적으로 다루는 등 활동을 지속해 나갈 계획이다. 또한 수출산업 육성을 위해 건물용 연료전지의 브랜드를 통일할 계획이다. 다만 브랜드 및 수출 전략에 대해서는 관련 업체의 의견을 적극적으로 반영 반영하고 수출산업 육성을 위해 홍보 및 해외전시회 참여 등을 통해 실질적인 성과를 확보해 나가겠다.
■연료전지산업 현안은.
전세계적인 수소경제로의 이행은 연료전지분야에 긍정적이나 한편으로는 수소를 이용하는 가장 적극적이고 효율적인 연료전지가 탄소중립 및 탄소배출 제로라는 새로운 도전을 맞고 있는 것 또한 사실이다. 즉 연료전지는 수소를 이용하는 새로운 기술인 수소터빈, 엔진 등과 선의의 경쟁을 해야 한다.
경쟁력 확보를 위해 연료전지가 온실가스 뿐만 아니라 미세먼지, 산성비, 광화학 스모그의 주요원 인이 되는 질소산화물 및 황화합물질을 전혀 배출 하지 않는다는 장점을 적극적으로 알릴 필요가 있다.
또한 수소를 포함하고 있는 암모니아의 활용에 대한 대응, 수소·천연가스 혼합원료의 연료전지 활용 방안, 화석연료 개질 수소를 활용한 연료전지 발전 시 발생하는 이산화탄소의 포집 활용방안 등에 대한 기술적인 대응이 필요하다.
지난 30년간 연료전지는 우리나라의 적극적인 정책 추진에 의해 큰 발전을 이뤄 세계최고 수준의 기술 및 밸류체인이 완성돼 가고 있다.
1990년대의 G7과제 추진에 의한 인산형 연료전지 기술개발 및 실증, 2000년대 초반에 추진된 해외에서 개발된 상업용 연료전지의 실증사업, 2006년부터 2011년까지 추진된 가정용 연료전지 모니터링 사업 등을 통해 건물용 연료전지는 현재 세계 1위의 기술력 및 상업화 보급을 달성해 나가고 있다.
국내 보급 및 운영 노하우를 통해 연료전지는 세계시장으로의 본격적인 진출을 눈앞에 두고 있다.
에스퓨얼셀은 2022년 체코에서의 유럽실증 연구를 통해 유럽인증을 득한 후 일본 및 유럽시장 진출을 적극적으로 추진하고 있다. 또한 국내의 여러 건물용 연료전지 시스템 업체 및 전해질을 중심으로 한 주요 부품 업체들이 중국 등 아시아 신흥시장으로의 수출을 시작하고 있다.
국내 기업들의 건물용 연료전지에 대한 시스템 및 주요부품기술은 세계 최고 수준에 도달했으며 내수 및 수출 시장 개척에 주력하고 있으나 국내 시장의 재한적 시장 내 보조금 단가 인하, 낮은 경제성으로 시장 확대 및 기업의 지속적 투자에 어려움을 겪고 있다.
생산원가 및 발전단가는 대량생산 체계, 핵심 소재 국산화, 기술개발을 통해 동일면적대비 출력향상, 스택 수명 증가로 경쟁력이 확보돼야 하나 최소 1만대 이상의 국내 규모의 경제 실현에 한계로 지연되고 있는 실정이다.
■연료전지 가동률 향상 방안은.
연료전지 가동률 향상을 위해서는 제도전환 검토가 이뤄져야 한다. 가정·건물용 연료전지는 도심의 분산전원으로써 전력공급시스템의 역할로의 가치가 있으나 보조금 및 설치 위주의 의무화 사업으로 인해 실질적인 운영 효과가 낮다.
장기적 관점에서 에너지 전환으로의 새로운 성장 동력으로 연료전지 보급 및 확대는 유의미하다.
건물용 연료전지 보급 확대는 설치 지원금을 지원 하는 것보다 공급(이용) 의무화제도로 전환하는 것이 효과적일 수 있다.
현재는 설치비 및 운영 연료비가 높아 경제성이 낮은 연료전지에 대한 자발적 설치·운영 유인을 갖지 못하고 있다. 이를 해결하기 위해서는 건물주가 신재생에너지 생산에 능동적일 수 있도록 열· 전기 의무 자가소비와 REC 지급 등 인센티브 설계가 필요하다. 공급 의무화 제도가 시행되면 피크 부하 저감 효과도 기대할 수 있다.
주택의 경우 월 평균 450kWh 이상 가정에 대해 신청 가능하며 이는 상대적으로 소득이 높은 가구에 보급되는 경향이 있어 ‘부자 지원’이라는 비판의 시각이 상존한다. 태양광 대여사업처럼 연료전지 또한 대여사업을 통한 가정용 시장 확대 및 REP지원 방안 도입도 고려해 봐야 한다.
이외에도 신규 신청 자격 및 보조금 지원 조건 제한이 필요하다. 열사용 여부에 따라 경제성 차이가 발생하기 때문에 열 활용이 용이한 건축물 위주의 보급이 우선되도록 신청 및 보조금 지원 조건을 보완할 필요가 있다.
연료전지는 지속 운영을 위해 별도로 연료가 투입돼야 하는 특성이 있어 태양광 및 지열 등 설치 이후 운영비에 대한 부담이 적은 에너지원과는 차이가 있다. 이에 일정 기간 동안 보조금을 분할 지원하는 등 해결 방안이 필요하다. 연간 5만대 내수 시장을 확보한 일본은 2022년 초 누적 30만대를 보급해 보조금 지급을 종료했다. 연료전지 시장이 보조금 없이 성장할 수 있는 자립단계로 진입한 것이다.
■수소연료전지산업 개선 과제는.
그레이, 블루, 그린 등의 이름을 붙여 그레이는 나쁜 수소, 블루는 덜 나쁜 수소, 그린은 좋은 수소이나 경제성이 없는 수소 등 수소에 대한 인식이 왜곡되고 있다.
수소연료전지는 수소 인프라의 확충과 함께 기존의 천연가스 등 화석 인프라가 브릿지 역할을 해야 한다. 즉 에너지에도 믹스가 필수적이듯이 그레이, 블루, 그린수소의 믹스를 통한 체계적인 수소의 전환도 필요하다.
화석연료를 개질한 그레이수소를 이용한 가정· 건물용 연료전지가 상용화된 이후 재생에너지로 부터 얻은 수소를 활용한 그린수소가 향후 가정· 건물용 연료전지의 원료로서 사용될 것으로 예상 되고 있다.
또한 고온에서 작동하는 전해질막 및 촉매 재료개 발이 진행돼 경제성 및 작동온도 문제가 해결될 것으로 기대된다. 재생가능에너지의 확대와 함께 건물용 연료전지는 스마트 커뮤니티, 수소도시 등 다양한 규모와 용도에서 분산전원 및 비상전원으로 활용 되며 기존 디젤엔진을 대체할 것으로 기대된다.
건물용 연료전지는 가정·건물용 이외에도 비상용, 업무·산업용으로 사용될 수 있다. 연료전지 시스템 내 개질기에서 수소를 제조하는 타입과 수소를 시스템에 연료가스로서 도입하는 형태로 사용할 수 있다.
따라서 도시가스 배관이 설치돼 있거나 LPG를 사용할 수 있는 곳에서는 개질해 수소를 이용하고 비상용, 업무·산업용으로 기동시간을 빠르게 요하는 사용처에서는 순수수소를 원료로 사용하는 방식이 바람직하다.
도시가스 혹은 프로판가스를 연료로 하는 경우에는 기존의 인프라를 사용할 수 있는 이점이 있다.
또한 수소를 연료로 하는 수소연료전지 시스템에서는 부생수소 혹은 재생에너지로 생산한 수소를 연로로 이용하는 것이 바람직하다. 현재 수소 인프라는 일부 지대에만 존재하며 보급 확대를 위해서는 수소 인프라의 정비가 필수적이다.