발전용 SOFC 시장성, 에너지업계 ‘반신반의’

[이투뉴스] 국내에 처음으로 도입되는 발전용 고체산화물연료전지(SOFC)시스템을 바라보는 에너지산업계의 시각이 ‘기대 반, 우려 반’이다.

여타 연료전지시스템 대비 전력생산 측면이 특화된 만큼, 향후 정부가 신재생에너지 공급의무화제도(RPS)시장에서 폐기물을 축소·폐지할 때 뛰어난 전력 공급안전성으로 효용성이 크다는 분석이 나온다. 반면 대형 발전시설로선 해외시장에서 부실한 성적을 거두거나 제대로 검증조차 이뤄지지 않았다는 점에서 성급하다는 주장도 적지 않다.

남동발전 분당화력발전소는 연료전지발전설비 구축 6단계 사업으로 오는 10월까지 블룸에너지 재팬에서 들여온 8.35㎿규모 SOFC발전설비(300kW급×27대, 250kW급×1대)를 설치한다. 블룸에너지 재팬은 미국 SOFC전문기업 블룸에너지와 일본 소프트뱅크가 각각 절반씩 지분을 투자해 설립한 합작사다. 지난 연말 SK건설과 공동으로 입찰에 참여해 해당 사업을 수주했다.

SOFC는 고체 세라믹을 고온(700~1000℃)에서 운전하는 연료전지로, 전해질 손실·보충이나 전지 부식문제가 없다. 폐열 발생으로 열병합발전까지 가능하나 열을 회수하지 않는 경우가 많다. 이번 불룸에너지 재팬이 도입한 제품도 열을 회수치 않고 스택(stack)을 덥혀 발전효율을 높이는 방식이다.

무엇보다 전력생산 측면에서 50%이상 높은 발전효율을 갖고 있다. 국내 연료전지 업체가 가진 발전효율 30~40%대의 PAFC(인산형 연료전지)나 MCFC(용융 탄산염연료전지)보다 높은 효율을 지닌다. 

이번 발전용 SOFC시스템 도입에 대한 재생에너지 발전사업계의 관심은 지대하다.  풍력·태양광·연료전지·LNG발전·복합화력 등 다양한 형태의 발전사업을 전개하고 있는 한 대기업 관계자는 “정부가 IEA등 국제 기준에 따라 재생에너지 폐기물을 축소·폐지하는 안을 적극 고려 중”이라고 말했다.

그는 또 “RPS시장에서 막대한 비중을 차지한 폐기물을 대신하는 신규 전원으로 부상할 수 있어 눈여겨보고 있다"고 밝혔다. 2016년말 기준으로 전체 신재생에너지 발전량에서 폐기물은 56%를 차지한다. 이어 전력계통 변동성이 심한 풍력·태양광 등 재생에너지의 단점을 보완하는 도심형 백업(Back Up)전원으로 가치도 가늠하고 있다고 말했다. 

반면 실제 효율적 측면에서 문제점이 많다는 목소리도 크다. 학계 전문가들은 SOFC가 자체 열로 스택을 덥혀 발전효율을 제고하는 방식으로 열 회수가 어려워 열·전기를 포함한 전체 에너지효율은 예상보다 낮다고 지적한다.

지난해 미국 캘리포니아 SGIP(자가발전 인센티브 제도)실험에서 PAFC(CHP, 열병합방식), MCFC(CHP, 열병합방식), SOFC(블룸에너지 제품, 전기만 생산)등을 대상으로 스택 수명을 5년으로 똑같이 적용한 결과, 가장 높은 효율을 기록한 것은 MCFC CHP방식이었다. 반면 블룸에너지의 SOFC 스택은 수명 5년을 견뎌내지 못한 것으로 알려지고 있다.

또 SGIP기준에선 제품수명이 끝나는 시점에서 에너지효율(열·전기포함) 60%이상을 달성해야 하나 블룸에너지 제품(제품수명 10년)은 이 기준을 충족하지 못한 실정이다. 

이외에도 연료전지 업계에 따르면 블룸에너지는 미국 델라웨어 주립대학교에서 시행한 시범사업에서 정부와 약속한 이산화탄소 감축과 고용효과(목표 900명)를 달성치 못해 올해부터 패널티를 적용받는다. 미국에서 수년간 보조금을 지원받았고, 주립대 내에 공장도 설립했으나 조건을 충족시키지 못한 것이다. 특히 이산화탄소 감축 목표를 달성하지 못한 건 예상보다 발전효율이 낮다는 방증이라는 설명이다.

한 연구기관 관계자는 “아직 8㎿이상 발전용 SOFC도입은 분명 모험이라 볼 수 있다. 특히 전력생산만을 보상해주는 RPS제도 등 정부의 지원시책이 오히려 시장을 잘못된 방향으로 끌고 갈 수 있다는 분석도 가능하다”고 말했다. 또한 “전체 에너지사용에서 전력비중은 25%대 수준이다. 오히려 열이 40%를 차지하고 있다. 열부문에서 도심지역 에너지이용률을 높이는 방안으론 현재 국내 연료전지 기업이 생산하는 MCFC나 PAFC 등이 더 적합하다고 본다”고 덧붙였다.  

최덕환 기자 hwan0324@e2news.com