▲ 황정태 포스코파워 연료전지부문 기술연구소 소장

[투데이에너지] 난방 및 온수 조절이 저렴하게 사용 가능하고 공동구매로 전기를 사들이고 전력망을 통해 동네 전체가 전기를 무료로 활용할 수 있으며 전력망에서 공급받는 전력이 고가의 피크타임일 때에는 기기를 사용했다가 피크타임이 아닐 때에는 전력망 전기를 할인된 가격에 사용할 수 있는 시대. 전력이 과도하게 생산되면 저장해 뒀다가 모든 사용자들이 최대한 누릴 수 있는 시대. 이는 우리가 꿈꾸는 21세기 미래의 모습이다.

우리가 꿈꾸는 미래의 모습을 실현할 수 있는 방안은 무엇인가?

지난 9월15일 국민들을 공포에 떨게 만든 대규모 정전사태 이후 국내·외에서는 21세기 에너지 수요를 충분히 채워줄 수 있을 것인지에 대한 관심이 급속도로 증가하고 있으며 그 대안으로 급부상하고 있는 것이 연료전지이다. 

이러한 관심에 발맞춰 국내의 연료전지 시장을 선두하고 있는 포스코파워가 양산 중인 발전용 이외에도 백업용, 선박용, 건물용 등 새로운 연료전지의 연구 개발에 매진하고 있다.

최근 산업체 등 정전으로 인해 대규모 경제적 손실이 발생됨에 따라 백업용 연료전지의 필요성이 절실히 대두되고 있다. 정전이 발생했을 때 산업체, 상업시설, 주거지역 등 피해분야가 광범위하며 정전으로 인한 불완전 연소된 배출가스로 이차적인 환경오염이 유발될 수 있다. 

이에 포스코파워는 2009년부터 백업용을 개발하고 있으며 최근 300kW급 MCFC 부하추종 백업용 연료전지시스템의 설계 및 제작 평가를 완료했다. 또한 스택의 출력 안정화를 위한 잔여 또는 부족량의 전력 제어 알고리즘 개발 및 부하추종 Ramping Rate 개선을 통해 Load Leveler를 포함한 백업모듈 개발 등이 수행됐다.

지난 2005년 5월19일을 기점으로 국제 해사 기구인 IMO(International Maritime Organization)의 해양환경 오염 배출원에 대한 국제해양오염 방지협약(MARPOL 73/78 Annex Ⅵ)을 발효, 2008년부터 본격적인 선박의 해양환경 오염물 배출에 대한 제재(2016년까지 현재의 80% 감축)가 시작됐다.

이렇게 오염물질 배출량의 감축 의무화가 실행되면 추가적인 환경 오염물 처리설비의 설치 없이 현재의 선박 엔진기술로는 대응이 불가능하며 오염물질의 배출이 거의 없는 고효율의 선박동력원에 대한 요구가 매우 커지고 있다.

포스코파워에서는 LNG 및 디젤을 연료로 한 300kW급 선박용 보조전원 MCFC 시스템을 개발하기 위해 스택과 예비 개질기, 가습기등의 일부 보조기기를 통합한 스택 패키지를 개발 중이며 조선사에서 개발 중인 선박 Utility와 연계해 실제 선박에 설치 후 해상 실증을 수행할 예정이다.

또한 건물용 연료전지 연구개발의 성공적인 수행으로 정부의 공공건물 연료전지 설치 확대 정책에 부응하고 국내의 연료전지 기술수준을 더욱 업그레이드 할 수 있는 계기가 될 것이며 기술역량을 제고하고 국내 연료전지 기술 자립화 기반을 확보할 수 있는 계기가 될 것이다.

포스코파워에서는 SOFC 셀의 원료분말 중 가장 수요가 많은 연료극 재료와 가장 가격이 높은 공기극 재료 및 전해질 소재의 국산화, SOFC시스템의 핵심부품인 셀의 제조기술을 국산화함으로써 안정적인 부품 공급체계를 구축해 고효율성 SOFC 제품 상용화를 선도하고 미래 에너지시장을 선점하고자 연구개발에 몰두하고 있다.

미래의 신성장동력원으로 인정받는 연료전지시장이 상업화, 상용화되기 위해서는 극복해야 할 문제점들이 여전히 많이 남아 있으나 산·학 연계를 통한 기술개발과 정부의 해당기업에 대한 지속적인 지원과 투자가 활발히 이뤄질 때 우리가 꿈꾸는 21세기 미래에 한 발 더 가까이 다가갈 수 있을 것이다. 

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