◆기존 에너지 판도 변화와 연료전지

수소연료전지는 크게 건물용과 수송용으로 구분된다.

건물용은 주택이나 사무실의 에너지원으로 사용되는데, 현재 국내에서 개발 중인 제품은 5·10·20㎾ 용량이 주력이다.

수소연료전지는 현존하는 모든 기관 중 가장 에너지 효율이 높은 시스템일 뿐만 아니라 별도의 부지 매입이 필요 없이 기존 보일러실이나 변전실에 설치하면 되는 장점이 있다.

수소연료전지는 1㎾급 한 기만으로도 아파트 한 동의 기저 부하를 낮출 수 있을 정도로 효율이 좋다.

때문에 소용량의 연료전지 보급이 확대되면 국가 전체의 발전용량을 크게 감소시킬 수 있어 전체 에너지 수입을 확실히 감소시키게 된다. 현재 수소연료전지 시스템에서 가장 주력 되는 규모는 대형 상업용 20㎾급으로, 상가나 병원, 호텔, 쇼핑센터, 학교, 아파트 등을 목표로 한다.

이는 향후 기술개발과 함께 100㎾급으로 확대될 전망이다.

◆수소의 공급은 어떻게?

수소연료전지 시스템이 자리 잡으려면 원료인 수소의 보급이라는 선결과제가 있다. 지금까지 수소는 생산비가 높아 연료전지 상용화에 큰 걸림돌이 됐고, 구입처도 흔치 않았다.

그러나 이에 대한 다양한 연구가 성과를 거두면서 수소 생산 단가가 내려갔고, 수소스테이션 확보도 한걸음 한걸음 진행 중이다. 현재 연료전지용 수소 생산은 LNG(도시가스)나 원유의 개질로 생산하는 방법이 일반화되고 있는데, 도시가스 1루베 당 수소 3.5루베를 생산할 수 있고, 생산 단가도 수소 1루베 당 200원에 불과하다. 또 다른 수소 생산 방법으로는 화학공장에서 발생하는 부생가스를 수소로 전환하는 방법이 있다.

◆연료전지 개발을 위한 노력

수소연료전지 시스템은 불과 수 십년 내에 수송용과 가정용 전방위에 걸쳐 국가 에너지 체계 자체를 바꾸는 핵심이 될 전망이다. 이 같은 수소연료전지의 잠재력에 주목한 에너지연은 이미 1983년부터 연료전지 연구개발을 시작했다.

그동안 수소연료전지 연구의 관건은 원료인 수소의 생산단가 인하와 수소-산소 역반응 과정에서 효율성 증대를 위한 촉매와 전해질막 개발 등이었다.

에너지연은 그동안 대덕 본원에서 추진하던 관련 연구를 체계화하기 위해 전북 부안에 조성된 신재생에너지테마파크에 지난해 수소·연료전지산학연협력센터를 마련하고 더욱 박차를 가하고 있다. 부안센터는 수소연료전지 개발과 관련해 세계 3번째 규모의 연구시설을 갖추고 있다.

이 곳은 국가 차원의 연료전지 개발을 이끌기 위해 핵심기술 개발은 물론 성능평과 관련 인력 양성 등 상용화 지원을 위한 실증사업에 초점이 맞춰져 있다.

때문에 시설의 상당 부분이 기업이나 대학과 연계한 연구를 수행할 수 있는 구조와 첨단 장비를 갖추고 있다.

에너지연은 부안 센터를 처음 세울 때 ‘절대 멈추지 않는 시설을 만들겠다’는 각오를 세웠다.