[탐방-포스코파워 연료전지발전소]용융 탄산염 연료전지 사용
발전기 2대 시간당 2.4MW 전력 생산

[이투뉴스] "연료전지에 대한 관심이 늘자 기업들의 견학이 잦아졌습니다. 한번은 한 중년여성이 찾아와 사업을 시작하고 싶다며 문의하기도 했죠."

서울시 노원구 SH공사 집단에너지사업단 동부지사 내 연료전지발전소를 관리하는 배효중 포스코파워 연료전지부문 프로젝트서비스그룹 서비스팀 감독관은 최근 증가한 연료전지 산업에 대한 관심을 이같이 설명했다.

"며칠 전에도 한 기업 관계자가 사진 촬영을 시도해 이를 말리기도 했다" 며 "앞으로 기업들의 진출이 이어질 것 같다"고 전망했다.

고무줄로 감아놓은 그의 명함 묶음에는 국내 중소기업에서 LG전자와 같은 대기업까지, 지멘스와 같은 외국계 기업에서 외국기관까지 규모와 국적을 가리지 않았다.

▲ 배효중 포스코파워 연료전지부문 프로젝트서비스그룹 서비스팀 감독관
연료전지는 풍력이나 수력 같이 물리적 에너지를 이용하지 않고 화학적 에너지를 이용해 전력을 생산한다. 메탄과 같은 연료에서 분리된 수소의 산화작용을 이용해 수소이온과 전자를 분리한다. 이 같은 화학반응으로 전력을 생산하는 기술이다.

연료전지는 ▶우주선과 같은 특수 목적에 사용된 알칼리(AFC) ▶건물이나 발전용도 가능한 인산형(PAFC) ▶세라믹을 전해질로 사용하는 고체산화물(SOFC) ▶가정용·상업용에 쓰이는 고분자전해질(PEMFC) ▶직접매탄올(DMFC) 등으로 다양하다

이외 용융 탄산염 연료전지(MCFC. Molten Carbonate Fuel Cell)는 대량발전이 가능하고 동작온도가 650℃에 이른다는 특징이 있으며 전해질로는 탄산염을 사용한다. 포스코파워가 미국 FCE(FuelCell Energy)社의 기술을 국내에 들여와 보급 중이며 대규모 전력생산이 가능해 발전용으로 사용된다.

포스코파워가 서울시와 공동으로 추진해 2009년 완공한 노원구 수소 연료전지 발전소 역시 용융 탄산염 연료전지가 사용됐다. 약 150억원이 투자됐으며 2009년 5월 정식가동을 시작했다.

이곳에는 1.2MW급 발전기 2대가 설치돼 시간당 최고 2.4MW의 전력을 생산하고 있다.

컴퓨터 모니터를 통해 계통연결과 전력 생산치를 확인했을 때에도 발전기 2대가 모두 시간당 2.1MW 이상의 전력을 생산하고 있었다. 생산된 전력은 현재 계통에 연계돼 한국전력에 판매된다.

전기 외에도 발전시 발생하는 폐열 역시 재사용 된다. 온수로 변환, 냉·난방에 사용이 가능하기 때문에 현재는 SH공사에 저가로 판매하고 있다.

지난겨울 노원구 집단에너지의 원료가 공급난을 겪으면서 난방요금이 문제가 됐을 때도 연료전지 발전소는 일정한 양의 온수를 지속적으로 공급할 수 있었다

배 감독관 설명에 따르면 월평균 전력은 1만5000MW, 온수는 1000G㎈ 가 생산된다.

전기와 폐열 외에 발전 후 증류수가 발생한다. 

배 감독관은 "물이 너무 깨끗해서 그릇에 담아 물고기를 키워봤다. 하지만 물고기가 죽어버리더라" 며 "식수에도 유기물과 같은 일정한 물질이 포함돼 있어야 하는데, 이러한 물질이 포함돼있지 않은 증류수에 물고기가 살수 없다"라며 일화를 설명했다.

현재 연료전지는 효율이 높고 장기간 가동이 가능하다는 장점이 있는 반면 설치비용이 높고 내구성이 짧아 완벽한 기술로 평가받지 못하고 있다. 현재 태양광의 경우 10년 이상 혹은 20년까지 일정한 효율을 보증하고 있는 반면 연료전지는 3년에서 6년 정도 지속 가능하다.

주로 LNG를 연료로 사용하기 때문에 이산화탄소 문제도 자유롭지 않다.

그러나 태양광이나 풍력과 같이 자연환경에 좌우되지 않고 규모 또한 전력 생산 대비 가자 콤팩트하다는 장점이 있다. 앞으로 내구성, 가격, 연료의 친환경화 등의 기술을 개선하면 수소연료 시대도 가능하다는 것이 전문가들의 전망이다.

현재 포스코파워, 현대중공업, 삼성에버랜드 등의 기업들 외에도 정부기관, 학계가 모여 연구를 진행하고 있다.

길선균 기자 yupin3@e2news.com

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