정부 수소경제 로드맵에서 세계시장 점유율 1위 포부 밝혀
발전공기업 국내 연료전지 설비 중 68% 보유
추출수소를 신재생에너지로 볼 수 있을지에 대한 비판도

한수원 등이 노을그린에너지 법인을 설립해 서울 마포구에서 운영하고 있는 노을연료전지 발전소 전경.
한수원 등이 노을그린에너지 법인을 설립해 서울 마포구에서 운영하고 있는 노을연료전지 발전소 전경.

발전공기업들이 연료전지 사업을 주도하고 있는 것으로 드러났다. ▶관련기사 3535호 1면

한국수력원자력 등 발전공기업에 따르면 발전공기업들은 2019년 1월 현재 209.29㎿ 규모의 연료전지를 운영, 국내 연료전지 설비용량의 68%를 책임지고 있다.

현재 건설 중인 설비를 포함해 발전공기업들이 운영할 예정인 연료전지는 454.76㎿ 규모로, 발전공기업이 운영하는 연료전지는 두 배 이상 늘어날 것으로 보인다.

◆수소와 산소를 이용해 에너지 생산하는 연료전지

연료전지는 연중 상시발전이 가능한 발전 설비로, 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 과정에서 에너지를 생산한다.

수소에서 전자가 분리되면 수소는 전해질을 통해 산소가 있는 곳으로 이동하고 전자는 전선을 통해 이동해 전기를 발생시킨다.

이 과정에서 수소와 산소가 전기화학 반응을 일으켜 물과 전기를 생산한다.

그러나 현재 국내에서 생산되는 수소의 99%가 추출수소인 까닭에 연료전지에 이용되는 수소도 대부분 LNG에서 추출한 것이고, LNG에서 수소를 추출하고 발전하는 과정을 거치면서 상대적으로 발전 효율이 떨어진다는 지적도 있다.

이러한 우려를 불식시키기 위해 정부는 수소경제 활성화 로드맵에 2040년까지 추출수소 비중을 30%까지 낮추고 부생수소와 수전해, 해외생산의 비중을 70%까지 높인다는 계획도 포함시켰다.

원유를 정제하는 과정에서 발생하는 부생수소와 물의 전기분해 반응으로 수소를 만들어내는 수전해를 이용한 연료전지는 수소를 통해 직접 발전하는 방식으로 이를 활성화한다면 연료전지 효율성이 높아질 것으로 보인다.

◆정부 “연료전지 세계시장 점유율 1위 목표”

정부는 수소경제 로드맵을 통해 연료전지를 세계시장 점유율 1위로 키우겠다고 밝혔다.

기존의 석탄·가스 발전을 이어갈 에너지원으로 수소를 지목한 것이다.

수소 에너지 발전 방법·설비 중 하나인 연료전지는 친환경적이고 효율이 높아 분산전원에 최적으로 작용할 것이라고 정부는 설명했다.

우리나라는 2018년 기준 307㎿ 규모의 발전용 연료전지 설비를 갖추고 있는데, 정부는 2022년 1500㎿ 규모를 달성하고 2040년까지 연료전지 발전 설비용량을 1만5000㎿로 끌어올려 세계시장 점유율 1위를 달성한다는 계획이다.

전문가들은 이 목표에 대한 전망을 긍정적으로 보고 있다.

양태현 에너지기술연구원 박사는 “연료전지 사업은 현재 60% 이상 성공했다고 볼 수 있다”며 “우리나라가 기술적으로도 시장적으로도 선두 그룹에 있다”고 분석했다.

발전용 연료전지의 확산은 세계적인 추세와도 연관이 있는데, 세계 발전용 연료전지 설비 규모는 2013년 215㎿, 2015년 299㎿, 2017년 670㎿로 연평균 22% 증가하고 있다.

연료전지를 통한 에너지 생산은 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 먼지 등이 발생하지 않아 석탄·가스발전에 비해 환경성이 뛰어난 것도 정부가 연료전지를 활성화하고자 하는 이유 중 하나다.

정부는 로드맵대로 연료전지 발전이 활성화된다면 이산화탄소 8t을 절감할 수 있다고 밝혔다. 이는 소나무 8000그루를 심는 것과 같은 효과다.

◆발전공기업 유인하는 REC 가중치 2.0

발전공기업들이 연료전지 사업에 적극적으로 뛰어드는 이유는 정부의 정책과 발맞추는 측면도 있지만 연료전지 사업을 통해 얻을 수 있는 것도 많기 때문이다.

신재생에너지 공급의무화(RPS) 제도에서 공급의무자로 지정된 발전공기업이 연료전지를 통해 공급의무량을 확보할 수 있고 연료전지 발전의 신재생에너지 공급인증서(REC) 가중치가 2.0으로 태양광(0.7~1.5)이나 육상풍력(1.0) 등 다른 발전원에 비해 높다.

게다가 LNG발전소 옆에 건설함으로써 계통연결이나 가스공급망 등 인프라 설치비용도 절감할 수 있으니 발전공기업에 매력적일 수밖에 없는 것이다.

업계 관계자는 “LNG발전소는 LNG를 들여와 발전해 한전으로 보내는 설비가 이미 완비된 곳”이라며 “연료전지 발전소를 건설하는 데 있어 최적의 입지”라고 설명했다.

이 관계자는 “연료전지는 REC 가중치도 높은 데다 날씨의 영향을 받지 않아 안정적인 전력생산이 가능하다”며 “RPS 제도에 대응하기 최적의 조건”이라고 말했다.

그러나 이런 RPS·REC 구조에 대한 비판도 만만치 않다.

현재 연료전지에 이용되는 수소는 대부분 화석연료인 LNG에서 추출하는데 이를 신재생에너지로 볼 수 있냐는 것이다.

이지언 환경운동연합 국장은 “연료전지에 대한 REC 가중치가 다른 에너지원에 비해 높다”며 “환경적으로 친환경이라고 할 수 없는데 신재생에너지에 속하는 것은 맞지 않다”고 비판했다.

이 국장은 또 2013년부터 지난해까지 연료전지 REC에 지급된 보조금만 1조2000억원이라는 김성환 더불어민주당 의원 자료를 거론하며 “태양광이나 풍력 등 진정한 재생에너지에 들어가야 할 비용이 연료전지에 들어가고 있다”고 말했다.

◆연료전지도 ‘발전소’...주민 반대 어쩌나

발전소의 숙명인 ‘주민 마찰’을 어떻게 극복할 수 있을지도 과제다.

한국수력원자력 등이 특수목적법인(SPC)을 설립해 인천에 개발 중인 연료전지 사업을 놓고 인근 주민들이 극구 반대를 하고 나섰다. 이 사업은 현재 인허가를 모두 마친 상태다.

지역주민 수용성을 높이기 위해 인천연료전지는 인천 동구청 직원들과 동구의회 의원들을 대상으로 노을 그린에너지 견학 프로그램을 마련했으며, 인근 아파트 입주자대표회의에서 사업을 설명하고 부산 그린에너지 견학 기회를 제공했다.

전영택 인천연료전지 사장은 “올 1월 들어 입주자대표회의에서 주민 설명회 요청을 해왔다”며 “대표자들을 중심으로 사업 설명을 했지만 비상대책위원회를 꾸려 연료전지 건설 반대 운동을 하고 있다”고 말했다.

사업 시작 전에 충분한 설명을 하지 않았고 전자파·악취 등 여러 문제가 수반되는 혐오 시설을 동네에 들일 수 없다는 게 주민들 주장이다.

전 사장은 이어 “전국에 47곳의 연료전지가 설치돼 있는데 이런 반대 운동이 일어난 것은 특이하면서도 예외적인 경우”라며 “부산 그린에너지도 인근 거주지가 불과 230m인데도 주민들의 반발이 없다”고 전했다.

그는 또 “이 사업은 규모가 100㎿를 넘지 않기 때문에 환경영향평가, 공청회를 할 필요가 없지만 지속해서 자료를 배포하고 설명 활동을 통해 지역주민들을 이해시키고 있다”고 덧붙였다.

※추출수소와 부생수소, 수전해

추출수소란 LNG 등 천연가스를 화학반응시켜 추출한 수소를 말한다. 부생수소는 석유를 정제하는 과정에서 발생하는 수소를 일컫는다. 추출수소는 수소를 추출하는 것이 목적인 반면 부생수소는 석유화학 산업에서 발생하는 부산물을 활용하는 방식이라는 차이가 있다.

수전해 기술을 이용하면 전기를 통해 물을 수소와 산소로 분해함으로써 수소를 얻을 수 있다. 이는 재생에너지를 이용해 수소를 확보·보관할 수 있기 때문에 그린 수소의 핵심 기술이다.

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