Update2024.06.16 (일)
연소과정이 없어 유해 배출가스가 적고 발전 효율이 높아 향후 신재생에너지 산업을 이끌어갈 것으로 기대돼온 연료전지시장이 정부지원 및 경제성 확보가 시급한 것으로 나타났다.
산업교육연구소(소장 김성의)가 지난 29일 여의도 사학연금회관 2층 세미나실에서 ‘분산형·고효율 발전을 위한, 연료전지/집단에너지 사업성 분석 및 발전방향 세미나’를 개최했다.
최근 에너지 분야에서 가장 주목받고 있는 연료전지는 수소를 이용해 직접 전기 및 열을 생산하는 것으로, 발전 효율이 높고 다양한 연료 사용이 가능해 에너지 자원 확보가 용이하고 NOx(질소산화물)·SOx(황산화물) 배출이 거의 없는 친환경 ‘소형 발전소’다. 또 타 발전소 대비 요구되는 부지 면적도 작아 분산형 전원 보급정책에도 적합한 발전장치이다.
이번 세미나는 이러한 연료전지와 집단에너지에 대한 국내외 기술개발 동향 및 사업 아이템을 소개하고 관련 업체 실태를 조명함과 동시에 향후 시장전망 및 참여기업의 기술개발 방향과 전략 등을 제시하기 위해 마련됐다.
이날 ‘국내외 용도별, 형태별, 연료전지 시장동향과 경제성 분석’을 주제로 발표한 한국과학기술연구원 홍성안 연구전문위원은 “현재의 에너지시장은 친환경성·효율성·분산성을 높이기 위해 사력을 다하고 있고, 이러한 요건을 모두 충족시킬 수 있는 분야가 바로 연료전지”라고 소개했다.
또 “이 분야에서 우위를 점하기 위해 현재 글로벌 업체들은 PAFC(인산형)·MCFC(용융탄산염형)·SOFC(고체산화물형, 세라믹)·PEFC/PEMFC(고분자전해질형)·DMFC(직접메탄올형) 등 다양한 전해질을 사용한 연료전지 기술개발에 한창”이라고 밝혔다.
국내 업체인 두산은 2014년 7월 클리어엣지 및 퓨얼셀파워를 인수하고 PEMFC 및 PAFC 시장진입을 모색하고 있다. LG는 2012년 연료전지를 그룹 신성장동력으로 선정 후 영국 롤스로이스 퓨얼시스템즈의 지분 51%를 인수, 2016년 SOFC 기술 기반 1MW(메가와트) 상용화를 목표로 하고 있다. 포스코에너지는 MCFC 사업을 추진 중이며, SOFC에 대한 자체 기술 개발을 진행 중이다.
해외 업체로 GE는 SOFC R&D를 재개하고 2016년 1MW급 실증을 목표로 하고 있으며, 日 소프트뱅크社는 SOFC 분야 선도기업인 美 블룸에너지社와 합작으로 블룸에너지재팬을 설립해 데이터센터, 병원, 공공기관 등에 공급을 계획하고 있다. 또 중국은 최근 연료전지 원천기술 확보를 위해 사업자 접촉 등 다각적으로 시장진입을 추진하고 있다.
이 가운데 정부지원에 대해 홍성안 연구위원은 “세계 에너지 시장의 흐름이 연료전지를 개발하는 쪽으로 움직이고 있고 실제 국내외 업체들이 활발히 기술개발에 매진하고 있지만, 우리 정부의 지원이 그만큼 따라가질 못하고 있다”고 지적했다.
그는 “예로, 국내 현대차가 2013년 투싼ix 수소연료전지차(FCEV)를 선보이며, 수송용 연료전지시장을 개척해 나가고 있지만, 국내 충전 인프라 11기 중 실가동 되는 것이 거의 없고 FCEV 보급을 위해 상업용으로 전환 가능한 충전소가 현재 울산·대구 2곳뿐”이라고 밝혔다.
“반면, 전세계 수소충전소는 2014년 기준 북미 72기·유럽 72기·일본 19기이며, 이들 지역은 2020년 북미 250기·유럽 550기·일본 100기로 확대 계획 등 연료전지 시장성장을 위해 정부차원에서 아낌없는 지원이 이뤄지고 있다”고 강조했다. 또 “특히, 미국·유럽은 연료전지차량용 수소가격의 현실화·안정화를 위해 미국은 10~15달러, 유럽은 10유로를 지원한다”고 밝혔다.
독일의 경우, 국가혁신기술(NIP)의 하나로서 수소연료전지차 및 인프라에 대한 연구개발과 실증사업을 실시하고 있으며, 산업계 공동으로 2007~2016년까지 총 14억유로 규모의 투자를 진행하고 있다.
특히, 우리 연료전지 시장이 활성화되기 위해 ‘경제성 확보’라는 장벽을 넘어야 한다는 것이 업계의 중론이다.
부문별 발전원가를 비교해 보면, 환경비용을 제외하고 원자력은 kWh 당 48.5원, LNG 162.4원, 풍력 206원, 태양광 372원이며, 연료전지 270원이다. 그러나 업계에 따르면 실제 연료전지 발전원가는 300~400원 수준까지도 기록하고 있다.
300kW 규모 MCFC 매출의 경우 kWh당 230원(투자비 제외)인데 반해 발전단가는 270원대를 기록해 수익성 확보가 한계에 부딪힌 것으로 드러났다.
이같이 연료전지의 높은 원가수준은 시장성장을 저해하는 요소라고 여겨지며, 발전적인 시장형성을 위해서는 경제성 확보가 시급해 보인다.
한편, 2020년 연료전지 시장은 가정용·휴대용·수송용·발전용을 포함해 연평균 24.7% 성장한 10조 이상 규모로 증가할 것으로 예측되며, ESS·전기차 등 그 적용범위가 빠르게 확산되고 있다.
