세계 최대 수소연료전지 타운 만든다
세계 최대 수소연료전지 타운 만든다
  • 채제용 기자
  • 승인 2012.05.29 06:00
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부생수소 활용, 90억원 투입… 연내 주택 150곳, 건물 10곳

[이투뉴스] 빠르면 올해 사업비 90억원이 투입되는 세계 최대규모의 수소연료전지 타운이 조성돼 운용된다.

지식경제부는 산업체 등에서 생산되는 부생수소를 동일지역 복합건물(주택, 공공·상업·산업건물 등)에 공급할 수 있는 체제를 구축하고, 건물 용도에 적합한 용량의 연료전지 설비인 1㎾, 5㎾, 10㎾를 각각 설치해 운영하는 ‘수소타운 시범사업’을 사업공고를 통해 시행한다고 밝혔다.

부생수소는 정유화학제품 제조공정 과정, 발전소 운영 등에서 발생되는 수소다. 지금까지는 액화천연가스(LNG)를 개질한 수소를 연료전지 연료로 사용했는데 높은 가격과 수급 불안정이 연료전지 산업발전에 장애로 작용해왔다는 점에서 상대적으로 값싼 부생수소를 활용하는 것이다.

부생수소 등을 연료로 활용할 경우 천연가스 개질기가 필요하지 않아 가격경쟁력 제고와 더불어 연료원 다변화가 기대된다.

이번 수소타운 시범사업은 연료전지 설비를 주택 150개소와 공공·상업(산업)건물 10개소 등에 복합형 보조사업의 형태로 최초로 설치·지원해 주는 사업이다. 복합형 보조사업은 기존 그린홈 100만호, 일반보급, 지방보급 등 각각의 정부 보조사업을 시범적으로 수소타운의 건물들을 대상으로 공동으로 보조·지원해 준다.

수소타운 시범사업의 사업비는 정부 50억원, 지자체·민자 40억원 등 모두 90억원 내외로, 올해 말까지 연료전지 설비 설치가 완료되면 해당 수소타운의 규모는 세계 최대가 될 전망이다.

일본의 경우 지방정부 차원에서 LPG 개질용 형태로 150가구 규모의 수소타운을 운영 중에 있으나, 부생수소를 직접 사용하는 형태는 1개 수소스테이션(차량 충전용), 7개 일반건물·홍보관, 8개 주택 규모에 불과한 실정이다.

수소타운 시범사업은 공모절차에 따라 추진된다. 사업추진 주체는 수소타운 희망지역 소관 지방자치단체를 주축으로 수소 공급기업과 연료전지 설비 제조·설치 기업들이 컨소시엄을 구성해 사업 추진계획서를 신청한다.

사업 주관기관인 신재생에너지 센터는 공개·현장실사 등을 통해 신청받은 컨소시엄의 사업 추진계획서를 평가한 후, 사업을 수행할 곳을 선정해 양해각서를 체결하게 된다.

수소타운 시범사업에는 연료전지 부품·소재, 수소 배관용 부품·소재, 연료전지 시스템 등을 전시·운영할 홍보관이 포함되어 있으며, 해당 홍보관에는 수소타운에서 가동되고 있는 전 설비의 운전현황을 확인·점검할 수 있는 중앙 모니터링 시스템도 함께 운용될 예정이다.

이번 수소타운 시범사업에서 설치되는 연료전지 설비의 전체 용량은 약 200㎾ 규모로, 생산되는 연간 발전량은 1664㎿h이며, 동시에 생산되는 열은 연간 2026G㎈로 추정된다. 1664㎿h는 월평균 350㎾h를 사용하는 4인 가족 400가구가 1년간 사용하는 양이며, 2026G㎈는 하루 평균 한 사람이 0.1톤을 사용하는 4인 가족 12만7000 가구가 섭씨 60도의 온수를 하루 동안 사용하는 양이다.

이는 화석연료 358TOE를 대체할 수 있는 규모이며, 1088톤의 이산화탄소를 저감하는 효과를 가져온다.

조석 지식경제부 조석 차관은 “수소타운 시범사업이 새로운 시장창출의 모범사례로 전개돼 향후 수소․연료전지 산업이 우리나라 미래 먹거리 산업으로 성장·발전될 것으로 기대한다”고 말하고 “앞으로 정부는 수소·연료전지 분야를 체계적으로 육성·발전시키기 위해 (가칭) 수소·연료전지산업 발전방안 등을 마련할 계획이며, 이를 통해 R&D를 시작으로 보급을 거쳐 시장 활성화까지의 전주기를 지속적인 관심으로 지원할 예정이라”고 밝혔다.

◆시범사업 규모 및 구축방안
이번 시범사업에서 정부는 추진계획 확정 및 총괄 관리를 맡고, 에너지관리공단 신재생에너지센터는 사업계획서 검토, 평가, 대상 컨소시엄 선정, 연료전지 시스템 설치비용 지원 등을 맡는다.

사업을 추진하는 컨소시엄은 대상지 발굴 및 사업계획 수립을 맡아, 지자체는 그린홈·일반보급은 자부담 일부, 지방보급은 50% 등 연료전지 시스템 비용 일부를 지원하고, 주민설명회 개최를 통해 시범사업에 대한 이해도 제고와 공감대를 형성하게 된다. 컨소시엄 참여기업은 배관설치 등 인프라 비용 투자·설치 공사와 수소연료의 안정적 공급, 적정 연료전지 시스템 설치 등에 나서게 된다.

사업비는 정부가 50억원, 지자체와 민간이 40억원을 투자한다. 연료전지의 경우 가정용인 그린홈 150대, 건물용인 일반보급 8~9대, 지자체 건물인 지방보급 1~2대로 정부가 50억원, 지자체와 민간이 20억원을 각각 부담한다.

탱크 또는 주배관 등 인프라의 경우 지자체와 민간이 20억원을 투자한다. 주배관은 수소발생원에서 사업대상지까지 매설하는 배관을 말한다.

부생수소 공급 인프라 구축방안의 경우 수소타운 지역에 대용량 저장탱크를 구축하거나, 수소 주배관과 지배관 연결 공급방식 중 사업 대상지 조건에 적합한 방식을 자율적으로 선택할 수 있다.

저장탱크 방식은 대용량 수소 저장탱크를 구축한 후, 튜브트레일러를 통해 저장탱크에 수소를 공급해 수요처별로 지배관을 통해 공급하게 되며, 배관연결 방식은 저장탱크 없이 수요처까지 추가 배관을 연결해 수소를 공급하게 된다.

저장탱크 또는 배관 설치 등 인프라 구축비용은 수익업체인 수소 공급기업과 연료전지 제조·설치기업 그리고 최종 수요자인 소비자 등에서 부담하고 지자체가 이를 확인·관리한다.

수소연료 공급가격의 경우 연료전지에 사용되는 부생수소에 대한 시장가격이 형성되지 않고 있다. 이에 따라 수소타운 시범사업의 취지와 수소 발열량 등을 고려해 LNG 가격(동절기 850원/㎥)의 12% 수준인 100원/㎥ 내외로 형성될 전망이다.

시장가격은 부생수소 원가+정제비용+이동비용(튜브트레일러 등)에 의해 형성되며, 산업용 수소(99.999% 이상)의 경우에는 ㎥당 300~400원에 거래되고 있다. 발열량을 비교해보면 LNG는 1만550㎉이며, 부생수소는 LNG 대비 24%인 2500㎉다.

연료전지 시스템의 효율 향상과 스택 내구성 확보 등을 위해 부생수소의 품질은 99.99% 이상이 되도록 유지된다. 저장탱크 또는 배관 인프라, 수소 공급시스템의 안전성 확보 등은 고압가스안전관리법과 한국가스안전공사의 가스기술기준위원회 설치기준(KGS 코드)을 적용하게 된다.

사후관리와 관련해 연료전지 제조·시공업체는 연료전지 시스템 설비를 설치 후 3년 동안 의무적으로 사후관리를 실시하고, 그 결과를 센터의 지침에 따라 보고해야 하며, 수소 공급업체는 수소의 안정적인 공급을 위해 사전에 제시한 품질을 보장하고 저장탱크나 공급배관을 지속적으로 유지·관리해야 한다. 소비자는 연료전지 발전현황 등 모니터링 데이터를 센터에 제공하게 된다.

향후 수소타운 시범사업 추진일정을 보면 신재생에너지 센터의 수소타운 추진 가능지역 사업계획 제출 안내 및 공고를 거쳐 6월 중 지자체가 수소타운 추진 대상 도시를 선정해 사업계획서를 수립, 센터에 제출하게 된다.

이어 7월 중 센터가 관리·운영·안전성 확보 및 수소공급단가 등 사업계획서를 토대로 공개평가와 현장방문을 실시하고, 7월말에는 공단과 지자체 간 MOU 체결이 이뤄진다.

◆해외 수소타운 현황
세계 각국은 수소연료전지 시스템의 보급 활성화를 위해 수소타운을 구축해놓고 있다.

일본의 경우 2009년부터 후쿠오카현에 세계 최대규모 수소타운을 구축·운영 중이다. 후쿠오카현이 보조금을 지급하고, 연료전지 설비를 리스하고 있는 신일본석유와 세이부가스에너지가 공동으로 단독주택 150가구 등에 LPG 개질방식의 시스템을 설치해 운영하고 있다.

 

일본 후쿠오카현에 운영 중인 수소타운,

또한 신일본제철에서 발생하는 부생수소를 활용해 차량에 충전하는 수소 충전소와 홍보관 및 가정 8세대에 1~10㎾급 연료전지를 시범운영 중이다.

덴마크도 풍력발전과 연계한 롤란드 수소·연료전지 마을을 운영 중이다. 풍력발전으로 생산된 잉여전력을 활용, 물을 전기분해해 수소로 전환·저장 후 연료전지를 통해 35가구에 전기와 열을 공급하고 있다.

 

덴마크 베스텐코브에서 운영 중인 수소연료전지 전시장.


캐나다의 경우에도 토론토를 중심으로 수소마을을 구축해놓고 있는데토론토 일대 많은 곳에서 연료전지를 시범적으로 활용 중이며, 승용차와 택배차량을 위한 시범충전소도 운영하고 있다.

이탈리아는 2010년부터 북부 베네치아 인근에서 후시나 연료전지발전소를 운영하고 있다. 정부와 지자체가 5천만유로를 지원, 인근 석유화학 시설에서 발생하는 수소를 활용한 16㎿ 규모의 연료전지발전소를 건립해 2만 가구 사용분의 전력과 열을 공급하고 있다.

영국의 경우 올해 수소 네트워크 구축 실천계획을 발표했다. 런던의 총 6곳에 수소충전소 건설, 건물 5개소에 신규 설치 등을 추진 중이다.

채제용 기자 top27@e2news.com

 

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