좁은 공간에 미니발전소… 수소연료전지 시대 성큼
입력 : 2012.06.13 03:05
400㎡면 1600가구 쓸 전기 생산… 자원 고갈 없고 공해도 안 나와 '2년뒤 기존발전소와 경쟁가능'
선박용 연료전지도 개발 박차… 수소연료전지차 시범운행 실시
지난 8일 포항에 있는 포스코에너지 연료전지(Fuel cell) 시스템 공장. 파란 작업복을 입은 직원들이 온 신경을 집중해 셀(수소를 전기로 바꿔주는 장치)을 차곡차곡 쌓고 있었다. 가로 80㎝, 세로 120㎝ 크기의 셀 401장을 쌓아 스택(Stack)을 만들고, 다시 스택 4개를 묶으면 약 1600가구가 사용할 수 있는 규모인 1.4㎿짜리 미니 발전소가 만들어진다.
이 시스템이 차지하는 공간은 400㎡(120평). 조문흠 생산부장은 "잘 알려지진 않았지만 이 공장이 세계 최대 규모의 연료전지 공장"이라면서 "수요가 몰려 3월부터 4조 2교대로 공장을 24시간 돌리기 시작했다"고 말했다. 미국의 석학 제러미 리프킨이 10년 전 저서 '수소 경제'에서 언급한 '수소시대'가 어느덧 성큼 다가왔다. 미국 에너지부(DOE)는 최근 전 세계 수소연료전지 시장 규모가 2020년 400억달러(약 47조원)에 이를 것으로 추산했다. 국내에서도 최근 수소 에너지를 산업화하려는 시도가 활발하다.
◇연료전지 핵심 부품, 2014년에 국산화 예정
연료전지는 수소(연료)가 공기 중 산소와 만나 물로 바뀌면서 내놓는 전기를 모으는 방식의 발전 시스템이다. 수소는 지구에 지천으로 널려 있어 고갈될 염려가 없다. 화석 연료를 태워 전기를 만들 때처럼 공해 물질이 나오지도 않는다.
이 시스템이 차지하는 공간은 400㎡(120평). 조문흠 생산부장은 "잘 알려지진 않았지만 이 공장이 세계 최대 규모의 연료전지 공장"이라면서 "수요가 몰려 3월부터 4조 2교대로 공장을 24시간 돌리기 시작했다"고 말했다. 미국의 석학 제러미 리프킨이 10년 전 저서 '수소 경제'에서 언급한 '수소시대'가 어느덧 성큼 다가왔다. 미국 에너지부(DOE)는 최근 전 세계 수소연료전지 시장 규모가 2020년 400억달러(약 47조원)에 이를 것으로 추산했다. 국내에서도 최근 수소 에너지를 산업화하려는 시도가 활발하다.
◇연료전지 핵심 부품, 2014년에 국산화 예정
연료전지는 수소(연료)가 공기 중 산소와 만나 물로 바뀌면서 내놓는 전기를 모으는 방식의 발전 시스템이다. 수소는 지구에 지천으로 널려 있어 고갈될 염려가 없다. 화석 연료를 태워 전기를 만들 때처럼 공해 물질이 나오지도 않는다.
전기를 만드는 과정에서 발생하는 에너지 손실은 화석연료보다 적다. 태양광과 풍력은 빛이나 바람이 있을 때만 전기를 만들 수 있지만, 연료전지는 필요한 곳에 설치해 24시간 전기를 만들 수 있다. 태양광의 100분의 1, 풍력의 200분의 1만한 공간이면 발전 설비를 갖출 수 있을 만큼 공간을 적게 차지하는 것도 장점이다.
포스코에너지는 최근 3200가구가 사용할 수 있는 전기를 만드는 2.8㎿짜리 시스템을 개발했다. 수소로 전기를 만들고, 발전 과정에서 나오는 열도 회수해 1000가구에 공급할 수 있는 시스템이다. 아직 경제성은 확보되지 않은 상태. 수소를 공급할 기반 시설이 없어 액화천연가스(LNG)를 이용해 수소를 만드는 데다, 발전 시스템 가격도 만만치 않다. 김중곤 포스코에너지 연료전지사업실장(전무)은 "2014년 셀 국산화까지 마치면 조만간 기존 발전 설비들과 가격 경쟁이 가능해질 것"이라면서 "여러 대체 에너지 중 사업성이 가장 좋다"고 말했다.
현재 국내에 연료전지 발전소는 전국적으로 20곳이 설치돼 가동 중이다. 친환경 에너지를 육성하려는 정부는 민영 발전 사업자에 대한 각종 지원책을 실시한다. 앞으로 500㎿ 이상 발전 사업자는 친환경 에너지를 의무적으로 생산해야 하기 때문에 시장 전망은 더 밝다. 국내에서는 현재 두산중공업·에버랜드·GS칼텍스·퓨얼셀파워 등이 발전용과 가정용, 건물용 연료전지를 생산하고 있다. 김 실장은 "선박용과 자동차용 연료전지 시장 규모도 급속도로 성장할 것"이라면서 "시장을 선점하기 위한 국내외 업체들의 경쟁이 날로 치열해지고 있다"고 말했다.
포스코에너지는 최근 3200가구가 사용할 수 있는 전기를 만드는 2.8㎿짜리 시스템을 개발했다. 수소로 전기를 만들고, 발전 과정에서 나오는 열도 회수해 1000가구에 공급할 수 있는 시스템이다. 아직 경제성은 확보되지 않은 상태. 수소를 공급할 기반 시설이 없어 액화천연가스(LNG)를 이용해 수소를 만드는 데다, 발전 시스템 가격도 만만치 않다. 김중곤 포스코에너지 연료전지사업실장(전무)은 "2014년 셀 국산화까지 마치면 조만간 기존 발전 설비들과 가격 경쟁이 가능해질 것"이라면서 "여러 대체 에너지 중 사업성이 가장 좋다"고 말했다.
현재 국내에 연료전지 발전소는 전국적으로 20곳이 설치돼 가동 중이다. 친환경 에너지를 육성하려는 정부는 민영 발전 사업자에 대한 각종 지원책을 실시한다. 앞으로 500㎿ 이상 발전 사업자는 친환경 에너지를 의무적으로 생산해야 하기 때문에 시장 전망은 더 밝다. 국내에서는 현재 두산중공업·에버랜드·GS칼텍스·퓨얼셀파워 등이 발전용과 가정용, 건물용 연료전지를 생산하고 있다. 김 실장은 "선박용과 자동차용 연료전지 시장 규모도 급속도로 성장할 것"이라면서 "시장을 선점하기 위한 국내외 업체들의 경쟁이 날로 치열해지고 있다"고 말했다.
◇선박용 연료전지 19조원대 성장 전망
현재 연료전지 시장의 70%는 발전용 연료전지가 차지하고 있다. 앞으로는 선박용과 자동차용 비중이 계속 높아질 전망이다.
국제해사기구(IMO)는 2016년부터 400GT(총톤수) 이상의 국제 항해 선박에 질소산화물 배출을 2010년보다 80% 줄이도록 의무화할 예정이다. 조선사들은 이 기준을 맞추기 위해 선박 내에서 사용하는 전기를 연료전지로 생산하는 방안을 추진 중이다. 노르웨이에서는 '바이킹 레이디'라는 이름의 세계 최초 연료전지 장착 선박이 2009년 실증 사업을 마치고 실제 운행 중이다. 국내에서는 대우조선해양·삼성중공업·한국선급·포스코에너지 등이 공동으로 선박 보조 전원용 연료전지를 개발 중이다. 포스코에너지 관계자는 "2020년까지 선박용 연료전지 시장이 19조원 규모로 성장할 전망"이라고 말했다.
연료전지로 움직이는 자동차도 곧 상용화될 전망이다. 현대·기아차는 모하비와 투싼ix를 바탕으로 개발한 수소연료전지차 100대를 시범 운행하고 있다. 현대차는 지난해 말 유럽연합(EU) 의회의 수소연료전지차 시범 운행 사업 단독 사업자로 선정됐다. 지난달에는 노르웨이의 하이옵사(社)와 연료전지 보급 협력 양해각서(MOU)를 체결하는 등 유럽 시장 공략에도 공을 들이고 있다. 현대차 관계자는 "2015년 양산을 목표로 연구 개발과 실증 사업을 진행 중"이라고 설명했다.
GM도 수소연료전지차를 시범 운행 중이며, 2015년 양산을 목표로 하고 있다. 도요타·혼다·벤츠 등도 2014~2015년 수소연료전지차 양산 계획을 밝힌 상태다.
현재 연료전지 시장의 70%는 발전용 연료전지가 차지하고 있다. 앞으로는 선박용과 자동차용 비중이 계속 높아질 전망이다.
국제해사기구(IMO)는 2016년부터 400GT(총톤수) 이상의 국제 항해 선박에 질소산화물 배출을 2010년보다 80% 줄이도록 의무화할 예정이다. 조선사들은 이 기준을 맞추기 위해 선박 내에서 사용하는 전기를 연료전지로 생산하는 방안을 추진 중이다. 노르웨이에서는 '바이킹 레이디'라는 이름의 세계 최초 연료전지 장착 선박이 2009년 실증 사업을 마치고 실제 운행 중이다. 국내에서는 대우조선해양·삼성중공업·한국선급·포스코에너지 등이 공동으로 선박 보조 전원용 연료전지를 개발 중이다. 포스코에너지 관계자는 "2020년까지 선박용 연료전지 시장이 19조원 규모로 성장할 전망"이라고 말했다.
연료전지로 움직이는 자동차도 곧 상용화될 전망이다. 현대·기아차는 모하비와 투싼ix를 바탕으로 개발한 수소연료전지차 100대를 시범 운행하고 있다. 현대차는 지난해 말 유럽연합(EU) 의회의 수소연료전지차 시범 운행 사업 단독 사업자로 선정됐다. 지난달에는 노르웨이의 하이옵사(社)와 연료전지 보급 협력 양해각서(MOU)를 체결하는 등 유럽 시장 공략에도 공을 들이고 있다. 현대차 관계자는 "2015년 양산을 목표로 연구 개발과 실증 사업을 진행 중"이라고 설명했다.
GM도 수소연료전지차를 시범 운행 중이며, 2015년 양산을 목표로 하고 있다. 도요타·혼다·벤츠 등도 2014~2015년 수소연료전지차 양산 계획을 밝힌 상태다.