2022.07.29 (금)

HOT ISSUE

건물용 연료전지를 둘러싼 이슈와 해법을 論하다

‘PEMFC 보정계수’ 2.20으로 하향 조정에 반대
국내 건물용 연료전지는 여전히 ‘초기 정책시장’ 
연료전지 가동률 논란…“오해의 소지 있어”
지난해 연말 협의회 구성해 ‘한목소리’로 대응 중
연료전지 신뢰성 담보할 ‘평가센터’ 운영 제안

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[월간수소경제 성재경 기자] 청정건축물연료전지협의회(이하 ‘협회’)의 박달영 부회장을 만나기 위해 경기도 성남에 있는 디알퓨얼셀을 찾았다. 협회는 작년 11월 26일에 출범했다. 연료전지 부품・소재 전문기업을 비롯해 연료전지 연구개발(R&D)을 수행하고 있는 출연연구원, 대학 등을 포함해 총 52개 산학연이 참여하고 있다. 

 

“에스퓨얼셀, 두산퓨얼셀파워를 공동 회장사로 두고 있죠. 제가 대표로 있는 디알퓨얼셀이 부회장사로, 이곳에 사무국을 두고 실무를 진행하고 있어요. 건물용 연료전지 기업 간 상생 전략을 수립하고, 관련 자료를 토대로 정부에 정책 제언을 하고, 비즈니스 모델을 개발하거나 기술개발 로드맵을 세우는 일을 하고 있죠.”

 

범한퓨얼셀, 동아퓨얼셀 같은 시스템 업체 외에도 세종이브이(금속분리판), 제이앤티지(기체확산층), 퓨리텍(PSA), 희성촉매(촉매) 등 국내 PEMFC(고분자전해질 연료전지) 소재・부품사 대부분이 참여하고 있다. 

 

“가정・건물용 연료전지에 특화된 단체로, 해외기술을 그대로 들여오거나 판매하는 업체는 원칙적으로 가입을 받지 않고 있어요. 물론 해외 선진 기관과의 학문 교류나 기술 교류, 공동 기술개발에는 열려 있죠. 8월 말 일본 지바현(마쿠하리 메세)에서 열리는 FC엑스포에도 합동으로 참가해 국내 연료전지 기술을 소개할 계획입니다.”  

 

박달영 부회장은 건물용 연료전지 업계의 최근 이슈로 ‘신재생에너지원별 보정계수’와 ‘제로에너지빌딩’을 든다. 그는 “그동안 협회 조직이 꾸려지지 않아 정부 정책에 한목소리를 내지 못했다”고 항변한다. 

 

“한국에너지공단에서 발주한 ‘신재생에너지원별 보정계수 최신화 용역’ 보고서에 나온 보정계수 최종안을 보면 PEMFC는 기존 2.84에서 2.20로 조정(22.54% 하락)이 된 걸로 나와요. 이번에 새롭게 신설되는 SOFC(고체산화물 연료전지)는 8.71의 보정계수를 받게 되죠. 연료전지 사업은 정부의 지원과 적극적인 육성 정책이 필요해요. PEMFC만 해도 초기에는 공단의 지원 단가가 매우 높았지만, 지금은 어떻습니까? 보급 확대가 정체 중인데 지원 단가만 계속 하락하고 있어요. 초기단계에서 국내기업에 대한 보호가 이루어지지 않으면 결국 해외기업에 연료전지 기술과 시장을 모두 내어줄 수밖에 없습니다.”

 

박달영 부회장은 “제로에너지빌딩만 해도 산출방식 계산이 아주 복잡하다”고 한다. 

 

“그동안 무방비 상태로 있다 이제 협회가 주축이 되어 대응 방안을 찾게 된 셈이죠. CO2 발생량만 해도 기준을 어디에 두느냐에 따라 수치가 크게 달라집니다. CO2 양을 잘못 계산한 부분이 있고, 이런 부분을 바로잡아갈 생각이죠. 현재 용역을 줘서 일을 진행하고 있습니다.”

 

2시간 정도로 생각했는데 대화가 훨씬 길어졌다. 다음은 청정건축물연료전지협의회 박달영 부회장과 나눈 일문일답이다.

 

 

 

Q_  에너지원별 보정계수 용역과 관련해서 절차 문제를 거론했다. 어떤 점이 문제라고 보나?

지속가능발전경영센터란 곳에서 ‘신재생에너지원별 보정계수 최신화 용역’ 보고서를 작성했고, 그 결과물을 놓고 지난 6월에 공청회란 걸 열었다. 일반적으로 법적 근거를 가진 정부 제도의 공청회는 행정 주체(한국에너지공단)가 공청회를 추진해야 하는데, 본 공청회는 용역업체에서 실시한 걸로 안다.

 

추진 주체의 담당자 없이 공청회를 연 것은 정당화될 수가 없다. 또 개정안에 대한 근거 자료를 공개하지 않아 우리 쪽 참석자들이 의견을 개진하기가 힘들었다고 전해 들었다. 이번에 신설되는 SOFC 보정계수도 향후 PEMFC와 똑같은 절차를 밟을 것으로 보인다. 이런 신호를 주면서 국내기업에 새로운 비즈니스 모델 개발과 투자를 독려하는 것은 앞뒤가 맞지 않는다.
 
Q_  원별 보정계수에 대한 협회의 정리된 입장은 무엇인가?
건물용 연료전지가 보정계수, 제로에너지빌딩 같은 제도에서 합리적인 법 적용을 받도록 노력하는 것이 협회의 일이다. 해외 사례를 중심으로 전문 보고서를 작성 중이며 협회사의 의중을 모아 조만간 정부에 건의할 계획이다. 또 정부와 지자체 등에 공유할 정책 보조 자료를 작성하고, 8월 중에는 협회 홈페이지(www.cnbfc.or.kr)를 개설해 이런 자료들을 공개할 예정이다.

 

원별 보정계수는 RPS(신재생에너지공급의무화) 시장에서 신재생에너지원의 보급 확대에 결정적인 영향을 미치게 된다. 기존 보정계수인 2.84를 최대한 유지하자는 것이 협의회의 공식 입장이다.

 

연료전지 가격을 낮추려면 일정 규모의 경제성을 확보해야 한다. 연료전지 보급 대수가 하향 곡선을 그리는 상황에서 가격을 낮추기란 매우 어렵다. 보정계수가 2.20으로 떨어지면 타 에너지원 대비 총 구매비용이 높아져 보급량이 더 떨어질 우려가 있다. 
 
Q_  건물용 연료전지 보급 활성화를 위해 정부에 건의할 점이 있다면?
건물용 연료전지를 전력피크에 활용하는 부하관리기기로 선정하고 전력산업기반기금에서 재원을 마련하는 방안을 제안할 방침이다. 이미 적용 사례가 있다. 원격관리 전기냉방기기, 축냉기기, 가스냉방기기, 지역냉방기기 등이 부하관리기기에 포함된다. 

 

동절기나 하절기의 전력피크 때 운전 실적(발전량)에 따라 부하관리비(운전보조금)를 지원하는 것이다. 이렇게 되면 도시가스사가 가스 판매를 늘리기 위해 가스냉방기기 보급 활동을 벌인 것처럼 건물용 연료전지 보급사업을 추진할 가능성이 높다. 

 

 

여기에 건물용 연료전지 요금체계 개선 방안을 제안하고 싶다. 하절기 연료전지 가스요금에 냉방용 가스요금을 적용하는 안이다. 서울 기준으로 현재 연료전지는 1메가줄(MJ)당 23원이다. 이걸 냉방용 요금인 16.98원/MJ에 맞추자는 것이다.

 

건물의 피크전력 감소는 전력단가 감소로 이어져 전기요금을 줄이는 효과가 있다. 기존에 설치된 건물용 연료전지의 가동률을 높이는 데도 일조할 수 있다. 이게 어렵다면 연간 연료전지 가스요금을 냉방용 수준으로 별도 책정하는 방안도 생각해볼 수 있다. 연료전지를 설치해놓고도 경제성 문제로 가동을 안 하는 사람의 마음을 돌리려면 이런 특단의 지원책이 필요하다. 
 
Q_  건물용 연료전지를 보는 시각이 마냥 좋지만은 않다. 낮은 가동률, 이를 모니터링하기 위한 시스템의 부재가 단골 문제로 거론된다.

소비자는 연료전지를 달면 용적률이 늘어서 좋고, 판매상은 소비자가 연료전지를 사놓고 안 돌리면 AS를 신경 쓰지 않아도 된다. 소비자와 공급자의 니즈가 맞아떨어지면서 이런 이상한 결과가 생긴 거다. 

 

연료전지를 지하에 설치해두고 안 돌리는 곳이 많다. 소비자가 설치만 하고 운전을 안 하는 건 어쩔 수가 없다. 그러니 가동률 취합 통계에서 빼고, 실제로 돌리는 곳만 통계에 넣자는 말이 나오는 거다.  

 

PEMFC가 35% 이상 전력효율이 나온다. 가동률을 높이려면 열을 같이 쓰는 곳에 넣어야 한다. 이런 방향으로 제도를 바로잡아 가야 한다. 에너지솔루션 업체, 즉 지역의 도시가스사나 지자체에서 에너지 사업을 하는 업체가 판매를 전담하고, 필터나 간단한 부품 교체는 일반적인 AS로 진행해야 한다. 그렇게 유지보수 인력을 늘려가면서 전문교육을 강화해야 한다.
 


Q_  여전히 초기 정책시장으로 보는 것 같다. 정부에 요구만 할 것이 아니라 업계의 자구 노력도 필요해 보인다.
발전용은 제외하고, 한국은 일본에 이어 두 번째로 연료전지가 많이 보급된 시장이다. 제도적인 지원이 잘됐기 때문에 여기까지 왔다고 본다. 다만 지금부터가 중요하다는 말을 하고 싶다. 재생에너지와 비교하지 말고 신에너지 차원에서 연료전지를 키워가야 한다. 태양광, 풍력 같은 재생에너지와는 역할 자체가 다르다.

 

일본은 ‘삼전지’라고 해서 태양광, 배터리, 연료전지가 함께 그리드에 들어간다. 일본은 현재 가정용 연료전지에 대한 중앙 정부의 보조금을 없앤 상태다. 이렇게 되면 지자체의 역할이 중요해진다. 

 

중앙 정부는 태양광, 풍력 재생에너지의 간헐성을 보조하는 설비로 연료전지를 보고 있다. 요코하마 같은 곳을 중심으로 한 스마트커뮤니티, 즉 그리드 중심의 지원에 적극 나서고 있다. 연료전지를 신재생에너지의 일부로 보고, 그리드 안에서 재생에너지의 단점을 보완하는 역할을 부여했다. 전기를 배터리에 저장하는 것만으로는 한계가 있으니, 결국 수소로 저장했다 연료전지로 돌리자는 것이다. 우리도 결국에는 이렇게 가야 한다. 
 
Q_  일본은 에네팜을 통해 누적 40만 대 이상의 가정용 연료전지를 보급했다. 그 비결이 어디에 있다고 보나?

사실 건물용 연료전지라는 말은 해외에는 없는 용어다. 통상 1~5kW를 가정용 연료전지, 5~50kW를 상업용 연료전지로 구분해 부른다. 50kW까지는 상업용 연료전지의 보급이라는 면에서 인증이나 표준, 또 수소법에서 보완이 필요하다고 생각한다.

 

일본은 상업용 연료전지의 수요가 많음에도 불구하고, 소재・부품의 육성부터 시작해 1kW 이하의 가정용 연료전지 보급을 정책적으로 결정해서 착수했다. 특히 제작사와 보급사를 분리해 시장을 육성했고, 파나소닉과 도시바가 대부분의 가정용 연료전지 제작을 맡았다. 

 

여기서 주목할 점은 도시가스사의 역할이다. 도시가스사는 천연가스나 LP가스의 판매 확대, 신재생에너지 보급 활성화에 기여하기 위해 판매를 담당했다. 에너지사가 주로 운영에 대한 AS를 맡고, 스택과 개질기 등 주요 부품은 제작사가 맡는 등 운영과 AS를 체계적으로 진행한 덕분에 가동률을 높이면서 CO2 감축에 기여하는 성공을 거두었다고 본다.

 

특히 연료전지의 경제성을 좌우하는 연간 1만 대 이상의 생산・보급이 현실화될 때까지 정책 보조금을 충분히 책정해 제품 판매와 운영 경제성을 확보했다. 우리나라는 아직 가정・건물용 연료전지의 보급과 상용화에서 초기단계다. 시장이나 기술이 성숙단계에 접어들었다고 보는 판단은 무리가 있다. 아직 걸음마 단계인 점을 인식하고 정부와 국민을 설득할 필요가 있다.
 
Q_  지난해 10월 파나소닉이 5kW급 순수소 연료전지시스템을 출시하면서 전기효율을 56%로 제시했다. 국내 순수소 연료전지 시장의 비전을 어떻게 보고 있나?

순수소를 활용하는 연료전지의 경우 전기효율 52%를 목표로 PEMFC 개발 과제가 진행 중인 걸로 안다. 현대차 넥쏘에 들어가는 스택의 최대 효율을 55% 정도로 본다. 현대일렉트릭이 현대차에 적용된 연료전지(PEMFC)를 기반으로 발전용 연료전지시스템 패키지를 개발하고 있다. 순수소로 가면 발전효율 면에서는 SOFC와 큰 차이가 없다. 시동정지 용이성 면에서는 오히려 PEM이 유리하다.
 


Q_  지난 5월 말에 수소법 개정안이 국회를 통과했다. 청정수소 시대를 대비한 협회 차원의 전략이 궁금하다.

협회 안에는 CO2 분리 회사, 블루수소에 대응하는 건물용 연료전지 회사, 수소추출기나 물분해 수소 제조 등 그레이, 블루, 그린 수소에 대응하는 기관들이 모두 모여 있다. 에너지 믹스와 온실가스 저감 등 정부 정책에 발맞춰 기술개발과 사업화, 정부에 대한 정책 제안을 활발히 벌일 계획이다.

 

CCUS(탄소 포집・활용・저장) 관련해서는 건물용 연료전지 주변에 CO2를 활용할 수 있는 스마트팜 등이 있다면 CCUS가 가능하다고 본다. 다만 이는 아주 특수한 사례에 든다. 건물용 연료전지는 자체 효율을 높이고 전기와 열의 사용을 최적화해서 에너지 이용률을 극대화하는 게 맞다. 이쪽으로 개발 방향을 잡아서 CO2 저감에 기여해야 한다.
 
Q_  정권이 바뀌고 나서 원전 수소에 대한 관심이 높아졌다. 이런 변화를 어떻게 보고 있나?
원전에서 남는 폐열로 물을 열분해해서 ‘핑크수소’를 얻을 수 있다. 수소가 많아질수록 PEM은 유리하다. 전혀 나쁠 게 없다고 본다. 신재생은 정책 싸움이다. 전문가의 의견을 토대로 디테일을 정해서 위에서 밑으로 뿌리는 톱다운 방식이 효과적일 때가 많다. 

 

이때 가장 중요한 것이 규제다. 수소 순도 같은 경우가 여기에 든다. 수소 순도만 해도 99.97%에 맞춰져 있다. 이게 모빌리티 중심이다. 발전용 연료전지에는 99.9%의 순도로도 충분하다. 이 정도만 가도 개질할 때 훨씬 수월하다. 장비의 안전이나 효율성에 문제가 없다면 규제를 푸는 게 맞다.
 
Q_  연료전지 운영 현황을 실시간으로 모니터링하는 시스템이 필요하다는 지적이 있다.

한국에너지공단에서 보조금을 받은 업체를 대상으로 ‘신재생에너지 통합모니터링시스템(REMS)’이란 걸 운영하고 있다. 공단에서 자료를 갖고 있지만 외부에 실시간으로 공유하고 있지는 않다. 

 

대신 친환경건축물 쪽은 의무가 아니라서 안 하고 있다. 8월에 협회 홈페이지를 열면 일주일에 한 번씩 가동률 정보를 취합해서 정리된 자료를 공유할 계획이다. 이렇게 자발적으로 데이터를 공개하는 업체에 인센티브를 줬으면 하는 바람이 있다.

 

‘연료전지 신뢰성 평가센터’ 운영도 고민하고 있다. KS인증을 받은 제품이 시장에 풀리게 되는데, 그걸로 끝이다. 사실상 2천 시간, 5천 시간씩 운전한 성적서를 보증해주는 곳이 없다. 일본의 에네팜처럼 우리도 ‘케이팜’ 같은 브랜드를 하나 만들어서 신뢰성 평가 인증도 하고 홍보에 활용하는 방안이 필요하다. 장기운전 성능이나 효율에 대한 신뢰성 보증이 필요한 시점이 됐다.
 
Q_  서울시가 비상전원에 연료전지를 추가하는 방안을 적극적으로 추진하고 있다. 여기에 대한 의견이 궁금하다.
연료전지가 건물에 비상전원으로 들어간다면 전체 전력을 감당하기는 불가능하고 보조역할 정도는 할 수 있을 것으로 본다. 그보다 중요한 점은 규제에 있다. 정전이나 화재 시에 우리나라는 연료전지를 멈춰 세워야 한다. 운전 중인 장비의 전원을 갑자기 내리면 수명에도 악영향을 미친다. 

 

일본은 그렇지 않다. 정전이 돼도 가정용 1kW 연료전지를 그대로 돌리면서 냉장고 사용이나 휴대폰 충전에 활용할 수 있다. 연료전지 안에 작은 축전기(배터리)가 들어 있어 전기를 쓸 수 있기 때문이다. 우리는 일본과 달리 무조건 한전(한국전력)에 연결한다. 일본처럼 그리드에 연결하지 않더라도 그 자체로 전기를 쓸 수 있어야 한다.  
 
Q_  협회 일을 반 년 정도 맡아왔다. 어떤 장점이 있는 것 같나?

소재 단위의 촉매나 특정 부품의 경우 소규모 업체들이 개별 구매를 하면 비싸게 살 수밖에 없다. 이럴 때 협회 회원사가 공동구매를 통해 초기시장 안착을 돕게 된다. 업체 입장에서도 초기 투자비를 크게 줄일 수 있다.

 

 

최근 강원도 인제에서 이틀간(6월 30일~7월 1일) 워크숍을 열고 분과위원회 구성에 합의했다. 정책분과, 기술분과, 소부장분과 등으로 나눠 운영을 하게 된다. 기술분과를 예로 들면 새로운 스택이 나오면 테스트를 지원하거나 상용화 지원사업을 추진할 수 있다. 카이스트, 동국대, 상명대, 서울대, 우석대를 비롯해 한국에너지기술연구원, 한국재료연구원 같은 곳도 참여하고 있어 공동연구, 인력양성사업 같은 여러 가지 일을 도모할 수 있다. 

 

무엇보다 같은 일을 하는 전문가들이 한자리에 모여 의견을 나누고 인력 풀을 형성할 수 있게 됐다. 협의체 대표 모임뿐 아니라 실무자 모임도 함께 진행하기로 했다. 실제로 그런 요청이 들어와서 별도로 모임을 만들 계획이다.
 
Q_  마지막으로 더 하고 싶은 말이 있다면?

우리만의 철학이 필요하다. ‘연료전지는 에너지입니까, 발전기입니까?’ 하고 물었을 때 에너지 사업이라고 답할 수 있어야 한다. 망이 있는 업체들이 들어와서 에너지 사업을 먼저 완성시켜야 한다. 태양광, 지열, 연료전지 등등해서 신재생에너지와 연계한 그리드를 만들어야 한다.

 

빅데이터를 보유한 통신사가 에너지관리시스템을 들고 들어와서 발전사업자와 연계해야 CO2 감축량에 대한 명확한 데이터를 뽑을 수 있다. 이런 솔루션 앱을 적용해서 수도권 같은 곳에 시범단지 사업을 추진했으면 하는 바람이 있다. 

 





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