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[르포]수소경제 핵심 연료전지, 안전하고 환경적…분산전원으로 최적
기사입력 2019-12-05 15:44:18. 폰트 폰트확대폰트축소
LNG 열병합 대비 초기비용 7배…경제성 확보가 관건
   
한국지역난방공사 동탄지사에 있는 연료전지 발전소 전경. (한국지역난방공사 제공) 

“연료전지 발전소는 친환경 적인 것은 물론, 소음 및 송전선로 건설에 따른 리스크도 낮아 도심지역 분산발전으로 최적이다.”

지난 4일 경기도 화성 한국지역난방공사 동탄지사에서 만난 정기석 한국에너지기술평가원(KETEP) 수소·연료전지 프로그램 디렉터(PD)는 연료전지에 대해 이같이 설명했다.

이날 경기도 화성시에 위치한 동탄연료전지발전소를 찾았다. 최근 미래에너지원으로 주목받고 있는 연료전지 시설을 둘러보기 위해서다. 지역난방공사 동탄지사에는 LNG(액화천연가스) 열병합 발전시설 외에 연료전지 발전 시설이 들어서 있다. 1대당 설비규모가 440kW인 연료전지 설비들은 3층짜리 개방형 구조물 두 곳으로 나뉘어져 26대가 빼곡히 들어 차 있었다. 동탄지사에 설치된 연료전지가 생산하는 전기는 총 11.44㎿로, 2만5000세대가 사용할 수 있는 양이다. 전기와 함께 생산되는 열은 8.8Gcal로, 9000세대에 공급이 가능하다.

연료전지는 LNG에서 추출한 수소와 공기 중의 산소를 결합해 전기를 만드는 친환경 발전기로 대기오염물질인 질소산화물(NOX), 황산화물(SOX)이 거의 없으며 대규모 발전 방식과 달리 전력 소비 지역에서 전력 생산이 가능해 분산형 전원 방식으로 주목받고 있다.

이에 정부는 연료전지 활성화에 적극 나서고 있다. 현재 국내에 설치된 연료전지 발전소 규모는 총 384㎿이다. 전세계에 설치된 용량이 1000㎿인 점을 감안하면 40%에 가까운 점유율이다. 이밖에도 현재 218㎿(16건)의 프로젝트가 추진중에 있다. 정부는 발전용 연료전지를 2022년까지 1.5GW, 2040년까지 15GW로 확대할 계획이다.

   
4일 난방공사 관계자가 동탄연료전지발전소 내부를 시설을 소개하고 있다.

연료전지는 신재생에너지로서의 장점을 두루 갖추고 있다. 시간 및 날씨 등의 제약을 받는 태양광과 풍력과는 달리 24시간 상시 발전이 가능하다.

공간을 적게 차지하는 것도 강점이다. 1㎿당 약 179㎡의 공간만 있으면 설치가 가능하다. 옥상이나 지하 등에 공간의 제약도 없다. 토지비 부담이 큰 도심지 등에도 활용도가 높다.

안전성도 뛰어나다는 평가다. 지난 5월 강릉의 수소저장탱크 폭발 사고와 지난 6월 포스코 광양제철소에서 수소가스가 폭발하는 사고 등으로 수소와 관련된 시설의 위험성이 크다는 인식이 높은 상황이다.

하지만 지난 20년간 전세계적으로 현재까지 연료전지가 폭발했다는 사례는 없다. 수소와 산소의 화학 반응이 일어나는 과정에서 수소가 실제로 연료전지 내에 존재하는 시간은 극히 적기 때문이다. LNG 또한 한국가스공사로부터 관을 통해 공급받기 때문에 따로 보관할 필요가 없다.

김의경 에너지공단 신재생에너지산업실장은 연료전지는 “수소연료탱크와 달리 대규모 수소를 집적하는 시스템이 아니”라면서 LNG에서 추출한 수소가 배관을 통해 흘러가는데, 산소와 반응하는 기간이 수초원에 불과해 폭발 가능성은 제로에 가깝다”고 말헀다.

다만 초기투자비용이 많이 드는 탓에 아직까지 경제성이 확보되지 못한 점은 보급 확대의 걸림돌로 꼽힌다.

실제로 지역난방공사는 동탄 연료전지 발전소를 짓는데 총 550억원을 투입했다. 이는 열병합 발전소 대비 7배가량 비싼 수준이다. 이러한 탓에 연료전지 사업으로 수익을 내지 못하는 실정이다.

송현규 난방공사 동탄지사장은 “현재 연료전지 발전시설을 통해 RPS(신재생에너지공급의무화)에 따른 할당량을 맞추고 REC(신재생에너지공급인증서) 확보를 하는 것이 주 목적”이라고 설명했다.

그러나 에너지공단, 에너지기술평가원 등은 향후 기술발전에 따른 경제성 확보가 이뤄질 것으로 전망하고 있다.

정 PD는 “연료전지는 친환경, 고효율 등 장점이 많지만 낮은 경제성은 극복해야 할 과제”라면서도 “이미 10년보다 발전단가가 30% 이상 낮아졌고, 기술 개발과 정책이 집중이 되면 10년 정도 지나면 LNG 수준의 경쟁력을 갖출 수 있을 것”이라고 말했다.



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