글로벌 완성차 업체들이 수소전기차 개발과 상용화를 나서면서 이를 활용한 연료전지 발전 사업이 확대될 것이란 전망이 나왔다.
한국자동차연구원(한자연)은 7일 발표한 '친환경 발전소로 거듭나는 수소차용 연료전지' 산업 동향 보고서에서 현대차와 토요타, 다임러 등 국내외 주요 완성차 기업들이 수소차용 연료전지를 이용한 발전 시스템을 구축하고 있다면서 이같이 밝혔다.
현대차는 올해 2월부터 한국동서발전, 덕양 등과 함께 수소차 넥쏘에 탑재되는 연료전지를 활용한 1㎽급 발전시스템 실증을 시작했다. 토요타는 수소차 미라이 연료전지를 활용해 2019년 9월부터 자사 공장에서 100㎾급 발전기를 실증하고 있다. 지난해 6월부터는 도쿠야마 제조소의 부생수소를 이용한 50㎾급 발전기 실증에 나섰다. 앞서 다임러와 롤스로이스는 지난해 5월 다임러, 볼보가 공동으로 개발하는 연료전지 시스템을 이용해 비상발전기 개발에 협력하겠다고 밝혔다.
한자연은 수소차에 탑재되는 고분자전해질형 연료전지(PEMFC)가 신뢰성과 가동성이 우수하며 다양한 용도로 활용될 수 있다고 설명했다. PEMFC는 고체 전해질을 사용해 부식이나 전해질 관리의 문제가 상대적으로 적어 신뢰성이 높다.
특히 PEMFC는 다른 연료전지보다 낮은 온도(통상 80℃ 이하)에서 작동해 가동 속도가 빠르다. 발전용으로 사용하면 입지 조건이 까다롭지 않고 고정형이나 이동형, 소형·중형·대형 등으로 다양하게 활용할 수 있다.
다만 높은 효율을 내기 위해서는 연료가 되는 수소에 불순물이 없어야 하며 촉매로 백금을 활용해야 해 단가가 상대적으로 비싸다는 단점이 있다. 저온에서 가동해야 해 폐열을 활용하기도 상대적으로 어렵다.
한자연은 “PEMFC를 이른 시일 내 대규모 발전에 활용하기는 어렵지만, 향후 분산형 재생에너지 발전 시스템과 그린 수소 생산·사용 체계가 활성화되면 입지 조건 유연성 등 장점이 부각될 것”이라면서 “대량 생산을 통해 단가를 낮출 수 있고, 수소차용 연료전지를 모듈화해 발전에 활용하기도 쉽다”고 설명했다.
이어 “수소차 연료전지의 기술 변화는 자동차 출시와 같은 5년 내외로 내구 연한에 도달한 연료전지 교체 시 성능 개선과 효율 향상이 가능하다”고 덧붙였다.
정치연기자 chiyeon@etnews.com
