정부, 수소경제활성화로드맵통해 도시에 연료전지 설치권장

아파트, 호텔, 학교주변, 상업용 건물 등 운영, 안전성 자랑

정부는 올해 제5차 집단에너지 공급 기본계획을 확정했다. 이번 5차 집단에너지 공급 기본계획은 2019년부터 2023년까지 집단에너지 공급의 구체적인 방향과 목표를 담고 있다. 특히 세부 정책 과제 중 깨끗한 에너지를 활용한 분산에너지 확산을 위해 수소연료전지, 재생에너지와의 연계를 강화하여 친환경성을 높이고 고효율화를 통해 친환경적인 열공급체계를 정착하는 것이 중요한 것으로 나타났다.

◆집단에너지, 수소연료전지 및 재생에너지 활용

집단에너지 공급 기본계획의 주요내용은 깨끗하고 안전한 집단에너지 생태계 구축을 한다는 것이다. 산업부는 이번 5개년 기본계획이 착실히 이행된다면, 대체생산방식 대비 에너지사용 절감량은 3,610만TOE, 온실가스 1억221만톤 감축, 대기오염물질 31.1만톤이 감축될 것으로 전망하고 있다.
이에 정부는 깨끗한 에너지를 활용한 분산에너지 확산을 위해 수소연료전지, 재생에너지를 활용하는 방안을 추진하고 있다. 주요내용을 살펴보면 △집단에너지 연료전지 확대, 즉 집단에너지사업자의 발전용 연료전지 활용을 확대(열원부지내 설치 혹은 사업자간 연계)하고 집단에너지 기존사업장에 연료전지 추진시, 인허가 패스트트랙 도입 및 열활용에 대한 추가지원 방안을 검토 △건물용 연료전지 배열 활용으로 집단에너지 열공급과 연계하여 건물용 연료전지 열을 최대한 활용하기 위한 중장기 로드맵 마련 및 연료전지 발전 후 버려지는 열을 집단에너지 공급망에 재흡수하여 활용하는 방안 연구 등이다.

◆수소 경제 활성화 로드맵, 도시에 친환경 연료전지 설치 권장

정부는 지난 1월 수소경제활성화로드맵을 통해 도시에 연료전지 설치를 보다 더 권장하려는 계획을 발표했다. 즉 ‘수소경제’를 혁신성장의 새로운 성장동력이면서 친환경 에너지의 원동력으로 인식하고 2040년까지 수소경제 활성화를 위한 큰 정책 방향성과 목표 및 추진전략 등을 담은 것이다.
특히 수소경제 활성화 로드맵 주요내용 중 에너지 분야를 살펴보면 연료전지 발전용 15GW 및 가정·건물용 2.1GW를 보급할 계획이다. 즉 2040년까지 ‘발전용 연료전지’의 경우 15GW(내수 8GW)를 보급하며 2019년 상반기에 연료전지 전용 LNG 요금제를 신설하고, 당분간 REC 가중치도 유지하여 투자 불확실성을 제거한다는 것이다.
또 2022년까지 국내 1GW 보급으로 규모의 경제 달성에서 2025년까지 중소형 LNG 발전과 대등한 수준으로 발전단가 하락에서 중장기적으로 설치비 65%, 발전단가 50% 수준 하락으로 전망하고 있다.
더 나아가 역시 2040년까지 ‘가정·건물용 연료전지’ 2.1GW(94만 가구)를 보급한다는 계획이다. 설치장소, 사용유형별 특징을 고려한 다양한 모델을 출시하고, 공공기관, 민간 신축 건물에 연료전지 의무화를 검토한다는 계획이다. 대규모 발전이 용이한 수소가스터빈 기술개발 및 실증을 통해 2030년 이후 상용화될 방침이다.

◆수소도시 조성, 2022년까지 3개 시범도시 구축

정부는 수소 활용기술 및 제품 시스템을 실제 적용한 수소 도시를 조성한다고 밝혔다. 수소 경제의 조기 구현 모델로 도시 내 주거, 교통, 사업 등 수소 활용이 가능한 전 분야에 수소가 적용되는 것으로 신도시 및 혁신도시, 수소활용 선도지역 등을 대상으로 수소 시범도시를 조성하고 인프라 구축 지원, 규제특례 등을 제공한다는 계획이다.
앞으로 꾸준히 수소차, 연료전지, 수소메가스테이션 등 수소 생산, 저장 및 운송, 활용 등을 실제 도시에 적용 시키게 된다. 참고로 2019년 6월 수소시범도시 설계를 시작으로 2019년 하반기 도시별 수소 생산 및 공급 여건, 수용성 검토, 같은 해 1기 시범도시 선정, 2020년 2기 시범도시 선정으로 실시되고 있다.

◆연료전지의 우수한 친환경성

연료전지는 연료를 연소하지 않고 전기분해하기에 환경오염이 물질이 거의 발생하지 않는 현존하는 가장 청정한 열원 설비다. 작동원리를 살펴보면 연료극에 유입되는 수소는 백금촉매에 의해 산화되어 수소양이온과 전자로 분해된다. 연료극에서 발생된 수소양이온은 전해질막을 통해 공기극으로 이동, 전자는 외부회로를 통해 공기극으로 이동한다. 공기극으로 이동한 수소양이온과 전자는 산소와 결합하여 물을 생성한다.
그밖에 연료전지는 미세먼지 정화 기능이 있어 해당지역 공기질을 개선시키는 효과가 있다. 참고로 두산퓨얼셀 미세먼지 정화 관련 자료를 살펴보면 두산 연료전지 39.6MW는 259,618Kg/hr의 미세먼지 정화량(성인 91,080명)의 호흡량 정화 효과가 기대 되는 것으로 조사됐다.

◆연료전지의 안전성 및 적용시 우수성

연료전지는 현재 경기도 시흥, 경기도 일산 신도시, 충남 내표 신도시 도심지 및 국내 아파트, 호텔, 상업용 건물, 병원 및 지자체 청사에 설치되어 운영중에 있다. 특히 경기도 일산 신도시 도심지에 설치되어 있는 연료전지의 경우 반경 1.5km 내 초등학교 5개가 위치해 있어 안전성을 자랑하고 있다.
만약 경기도 내 3기 신도시 열공급에 연료전지가 적용된다면 친환경 연료전지 설치로 신도시에 오염물질이 최소화 될 것이며 집단 에너지 사업자의 투자비 절감 및 저가 열원 확보로 수익성이 개선될 것으로 보인다. 그밖에 연료전지의 공기정화 기능으로 지역 공기질이 개선될 것으로 전망되고 있다.
또 경기도 내 건물용 연료전지가 보급된다면 자체 열 공급 및 자가발전원으로 해당 건물의 정전 피해를 최소화 시킬 수 있으며 해당 건물 주차장에 전기차 및 수소전기차 충전소를 설치하여 지역 일자리 창출과 지방세 확대로 지방재정에 기여할 수 있을 것으로 조사됐다. 또 연료전지 열원을 활용한 친환경 냉난방설비인 하트펌프 및 흡수식 냉온수기 보급으로 하절기와 동절기 전력피크가 감소할 것으로 전망된다.

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