[전문가칼럼]연료전지 보급 확대하려면

연료전지는 수소를 포함한 연료와 공기 중의 산소를 이용해 전력과 열을 이용할 수 있는 열병합 발전장치다.

연료전지의 특징은 첫째, 고효율·친환경 효과다. 발전효율과 열효율을 합치면 85%의 고효율을 나타내며 이산화탄소(CO2) 저감효과가 기존방식 대비 35%를 넘는다. CO2 저감효과는 1㎾급 가정용 연료전지를 1년간 사용할 때 어린 잣나무 5700그루를 심는 효과에 해당한다.

둘째는 다양한 연료를 사용할 수 있다. 연료로서 수소는 물론이고 수소를 포함한 기존의 연료인 천연가스·LPG·가솔린·등유 등 모두 가능하다. 연료전지에 수소를 추출할 수 있는 개질기를 내재하고 있기 때문이다.

셋째, 연료전지는 좁은 설치면적 대비 풍부한 에너지를 생산 공급할 수 있어 우리나라와 같은 도시문화, 밀집된 산업단지 등 에너지를 다량으로 사용하는 국가에 친환경 및 1차 에너지 절감효과가 매우 크다는 장점이 있다.

재생에너지는 태양광이나 풍력같이 특별히 연료를 쓰지 않고 전력을 생산할 수 있다. 반면에 설치 공간 대비 에너지 생산량은 매우 적어 도시가 발달한 우리나라에서는 보급에 한계가 있다.

하지만 연료전지는 좁은 공간에 쉽게 설치가 가능하고 기존의 1300만 가구에 연결된 도시가스 인프라를 그대로 활용할 수 있어 특별한 설치면적이 추가로 필요하지 않다. 따라서 에너지 절감효과 및 CO2 저감 등의 친환경 면에서 국가적으로 큰 효과를 기대할 수 있다.

그러나 연료전지의 여러 장점에도 불구하고 보급을 확대하는 데는 어려움이 있다. 현재 설비 가격이 비싸기 때문이다. 연료전지 보급 확대를 위해서는 전략적 접근이 필요하다.

먼저 규모의 경제를 이룰 수 있는 초기시장의 창출이다. 연료전지의 가격은 상용화 초기에 보급 물량을 충분히 확보해 대량생산 체제로 전환될 때 규모의 경제로 인해 가격이 크게 감소할 수 있다. 예를 들어 일본은 2009년부터 연간 5000대 이상 생산을 시작해 2012년에는 10만대 보급이 이뤄질 전망이며 가격도 정부 보조금이 필요 없는 수준으로의 저감을 달성할 계획이다.

국내는 지난 4년간 200여대, 2010년에 250여대 정도의 보급에 머물러 있다. 상용화 초기에 공격적인 보급계획의 수립이 필요한 시점이다. 초기 보급 시점에서 상용화를 촉진할 수 있는 방법으로 한시적으로 연료전지 전용 도시가스 제도의 도입을 검토할 필요가 있다.

또 국내 서플라이 체인 구축을 통한 원가 절감이 요구된다. 현재 시스템의 원가구성을 살펴보면 핵심부품보다는 보조기기류의 가격이 50%를 점하고 있다. 주요 보조기기류로는 스택의 냉각수펌프·스택 공기블로어·개질기 연료펌프·정량 물펌프 등 펌프류와 블러어류로서 대부분 소량 생산 중이며 수입에 의존하고 있다. 핵심소재인 고분자막·기체확산층·촉매등도 전량 수입에 의존하고 있는데 현재는 시스템 원가에서 차지하는 비중이 낮으나 중장기적으로 국산화가 필요하다. 연료전지는 기존의 보일러 및 에어컨, 자동차 산업에서 구축된 부품소재 기반을 이용할 수 있어 관련 산업이 발달된 국내의 경쟁 우위를 전략적으로 활용할 수 있다.

마지막으로 연료전지 생산에 필요한 장치와 설비에 대한 개발이다. 연료전지는 기존의 태양광이나 반도체등과 같이 생산라인을 구축하기 위해 단지 자금투자만 하면 되는 단계가 아니다. 아직 전 세계적으로 MEA·셀스택 및 연료개질기에 대한 대량 연속생산을 하기위한 표준화된 장비가 없는 실정이고 시스템의 품질관리를 위한 설비적 도구가 개발 판매되지 않고 있다.

일본에서 지난 2년간 파나소닉이나 도시바 등 연료전지 제조사가 역점을 두고 구축하고 있는 것이 대량 생산용 설비 개발과 품질관리를 위한 공정개발이다. 향후 연료전지의 국내 산업화와 수출산업화를 위해서는 연료전지 대량 생산용 장비개발이 중요하다.

연료전지는 국내의 기술수준, 국내의 기확보된 부품산업 기반을 활용해 산업화를 달성하고 이를 바탕으로 수출산업화를 이룩할 수 있으며 산업의 성격상 고용창출 효과가 매우 높아 향후 우리나라의 기간산업이 될 것으로 확신한다. 따라서 초기 상용화가 시작된 시점에서 적극적인 보급 전략이 필요한 시점이다.

신미남 퓨얼셀파워 사장 mshinn@fuelcellpower.co.kr