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(에너지비즈) 신에너지‧재생에너지 간 적절한 밸런스 필요
연료전지, 계통안정성 높고 생산변동성 적어 ‘주목’
비싼 LNG 활용은 남은 과제…장기적 기술 완성도 필요
윤대원 기자    작성 : 2020년 06월 04일(목) 11:36    게시 : 2020년 06월 05일(금) 10:22
서울 마포구 상암동 노을공원 내 연료전지발전소 전경.(사진은 기사의 특정사실과 관련없음.)
전 세계가 기후위기에 직면하면서 보다 깨끗한 환경을 만들고 새로운 성장 동력을 창출하기 위한 노력에 집중하고 있다.

그중에서도 신재생에너지로의 전환은 깨끗한 발전원으로 전통적인 화석연료를 대체함으로써 온실가스 배출을 줄이고 더 나은 미래를 준비하기 위한 대안으로 주목받고 있다.

신재생에너지를 대표하는 발전원은 태양광‧풍력 등 순수 재생에너지다. 국내에서도 태양광‧풍력 발전 확대를 위해 다양한 정책적 지원을 아끼지 않고 있다. 순수 재생에너지의 강점은 연료비가 들지 않는다는 것이다. 이 때문에 시간이 지날수록 높은 경제성을 확보할 수 있고 탈탄소라는 가치에도 가장 부합하는 자원이다.

그렇지만 재생에너지에도 한계가 있다. 태양광의 경우 대용량을 확보하기 위해선 넓은 공간을 필요로 하고 또 하루에 발전가능한 시간도 적게는 3시간 30분에서 많게는 4시간 30분 정도로 짧다는 것. 또 재생에너지 자체가 간헐성이 높은 자원이어서 이를 해소하기 위해 많은 노력을 기울여야 한다.

이 같은 측면에서 연료전지(Fuel Cell)와 같은 신에너지에 대한 관심도 높다. 연료전지는 수소와 산소의 전기화학반응을 통해 전기와 열에너지를 생산하는 발전시스템이다.

특히 연료전지는 수소경제를 대표하는 자원이라는 점에서 의미 있다. 이미 문재인 정부뿐 아니라 세계 주요 국가들이 수소경제로 전환 및 주도권을 쥐기 위한 경쟁을 활발하게 진행하고 있다.

미국은 발전용 연료전지사업을 선도하고 있으며, 에너지부와 주 정부 주도로 수소도시 프로젝트를 추진 중이다. 주정부와 기업의 협력을 원활하기 위해 민관 합동으로 ‘수소연료 파트너십’을 구축해 수소전기차 보급 및 수소 충전 인프라 확대를 추진 중이다.

독일도 2030년 재생에너지 보급 50% 목표 기반의 수소경제 융합 정책을 추진하고 있다. 일본 역시 지난 2017년 12월 수소기본전략을 수립한 바 있으며 2030년까지 가정용 연료전지 에네팜 530만대 보급을 목표로 하고 있다.

중국은 2030년까지 수소전기차 100만대, 수소충전소 1000개소 보급을 목표로 하고 있다. 호주는 2018년 8월 수소 로드맵을 수립하고 주 정부별 연료전지 발전소 구축을 추진하고 있다.

국내에서도 포스코·두산·SK와 같은 여러 대기업들이 연료전지 시장에 진출하고 있을 뿐 아니라 수소차, 수소 관련 R&D 등 수소경제를 위한 다양한 분야에서 투자가 이어지고 있다.

연료전지는 무엇보다 가동률이 90%에 달하는 만큼 보다 쉽게 친환경 에너지를 확보할 수 있다는 점에서도 주목받는다. 연료전지는 24시간 365일 일정한 발전이 가능해 생산의 변동성이 없다는 게 업계 한 관계자의 설명이다. 뛰어난 계통안정성과 작은 부지에서도 많은 발전량을 산출할 수 있다는 점은 망 운영과 국토의 효율적인 이용 측면에서 연료전지의 가치를 높이는 요인이다.

그럼에도 불구하고 아직까지 연료전지를 두고 업계 일각에서는 넘어야 할 과제가 남았다는 평가를 내리는 모양새다.

현시점에서 연료전지의 가장 큰 과제는 운영 중인 발전소 대부분이 LNG를 활용한다는 점이다. 아직까지는 물에서 수소를 추출하는 게 경제적‧기술적 측면에서 어려움이 많기 때문에 LNG에서 수소를 추출하는 게 대부분이라고 업계 한 관계자는 지적했다.

이 경우 온실가스를 완전히 배출하지 않느냐는 질문에 ‘그렇다’고 답할 수 없다는 것. 온실가스 배출량을 줄이긴 하지만 완전한 친환경 발전원으로서의 가치가 줄어든다는 얘기다.

순수 재생에너지 업계 일각에서는 태양광‧풍력 시장의 발전을 저해하는 요소로 일부 연료전지를 지목하는 현상도 발생한다. 현재 연료전지는 신재생에너지공급의무화(RPS) 제도상 신재생에너지공급인증서(REC) 거래시 2.0의 가중치를 적용받고 있다.

쉽게 말해 태양광에서 발전한 전력 1MWh와 연료전지에서 생산해낸 1MWh를 거래할 경우 연료전지 생산분량은 2배를 인정한다는 것이다. 이 덕분에 의무공급사들이 더욱 쉽게 목표량을 달성할 수 있게 되는 강점이 있지만, 최근 넘쳐나는 잉여 REC 탓에 어려움을 호소하는 태양광 업계는 연료전지의 거래량만큼 태양광 REC를 팔지 못하는 문제가 연이어 발생하게 된다.

이와 관련 업계는 연료전지 활성화를 통한 수소경제 달성과 태양광 등 재생에너지 시장 활성화를 위해서라도 보다 치밀한 연료전지 발전소 공급에 대한 계획을 수립해야 한다고 강조하고 있다.

장기적으로 봤을 때 기술적 완성도를 높인다면 에너지전환에 힘을 보탤 수 있는 기술인 만큼 미래를 내다 본 투자가 필요하지만 다른 에너지 시장에 미치는 영향을 함께 고려해야 한다는 것이다.

업계 한 관계자는 “연료전지가 미래에는 수소경제를 이끌며 친환경 에너지전환 달성을 위한 수단이 될 것은 분명하다”면서도 “그러나 아직까지는 처리해야 할 과제가 적지 않다. 특히 경제성이 가장 큰 문제이며, 현행 LNG를 활용하는 방식을 우선 해결해야 할 것”이라고 말했다.


윤대원 기자 ydw@electimes.com        윤대원 기자의 다른 기사 보기

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