폭발위험 낮은 안전한 에너지원 분류…낮은 경제성 극복해야
2022년 발전용 연료전지 1.5GW, 2040년 15GW 구축 목표
[세종=뉴스핌] 정성훈 기자 = 4일 한국지역난방공사 동탄지사에서는 수소·연료전지 발전시설 '미디어데이' 행사가 열렸다. 친환경 에너지원인 수소와 이를 활용해 전기와 열을 생산하는 수소·연료전지 발전시설을 언론에 공개하는 자리다.
이날 방문한 동탄지사의 수소·연료전지 설비용량은 11.44MW(440kW 26대)로, 지난해 12월 준공했다. 수도권 약 2만5000가구에 전기를, 전기와 함께 생산하는 8.8Gcal의 열로 9000세대에 열을 공급하고 있다.
발전 설비는 A동과 B동에 각각 13대씩 나눠져 있다. 발전 설비 1개당 가로 8.7m, 세로 2.5m, 높이 3.0m 가량 된다. 태양광, 풍력 등 친환경 재생에너지보다 공간활용성이 뛰어나다. 1MW 당 생산면적은 연료전지가 약 179㎡인데 반해, 태양광이 1만9800㎡, 풍력은 3만9600㎡를 차지한다. 연료전지보다 태양광이 111배, 풍력은 221배 많은 공간을 필요로 한다.
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| [세종=뉴스핌] 정성훈 기자 = 지역난방공사 동탄지사 수소연료전지 설비 [사진=지역난방공사] 2019.12.05 jsh@newspim.com |
현재 전국에는 ▲서울 3개소(42.00MW) ▲인천 4개소(75.13MW) ▲경기 20개소(160.37MW)▲충남 3개소(10.88MW) ▲전북 3개소(5.33MW) ▲전남 4개소(25.40MW) ▲경남 1개소(0.11MW) ▲부산 4개소(38.00MW) ▲울산 2개소(3.24MW) ▲경북 3개소(3.48MW) ▲대구 2개소(11.50MW) ▲강원 1개소(0.10MW) 등 50개소 총 375.52MW의 발전용 연료전지가 설치돼 있다. 경기도와 인천, 서울 등 수도권에 전체 연료전지 설비의 70% 이상이 밀집돼 있다.
연간 연료전지 발전 비중은 국내 총 발전량의 0.3%, 신재생발전량의 3% 수준이다. 정부는 2022년까지 발전용 연료전지 1.5GW, 2040년까지 15GW 구축을 목표로 하고 있다.
'수소·연료전지'는 수소와 산소의 전기화학 반응으로 전기와 열을 생산하는 설비다. 종합효율이 80~90%로 발전기술 중 가장 높다. 더욱이 소음 및 오염물질(SOx, NOx, 미세먼지) 발생이 거의 없어 도심이나 농촌지역 어디든 설치가 가능하다. 전기를 직접 소비하는 건물에 설치가 가능해 주민갈등이 큰 송전탑 등을 건설할 필요가 없는 '분산발전원'이라는 점도 이점이다. 정부는 분산형전원 발전량 비중을 2040년 30%로 확대한다는 계획이다.
폭발위험도 낮다. 연료전지는 수소연료탱크처럼 대규모 수소를 집적하는 시스템 아닌, 액화천연가스(LNG)에서 추출한 수소를 배관을 통해 곧바로 흘러가게 한다. 이때 산소와 반응하는 시간이 불과 몇초에 불과해 폭발 위험성이 낮다는게 한국에너지공단의 설명이다.
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| [세종=뉴스핌] 정성훈 기자 = 지역난방공사 동탄지사 수소연료전지 설비[사진=지역난방공사] 2019.12.05 jsh@newspim.com |
다만 경제성이 떨어진다는 점은 극복해야 할 숙제다. 수소·연료전지의 1MW당 건설비용은 약 50억원 정도로, 같은 용량의 태양광발전소 건설비용보다 3~4배 정도 높다. 같은 용량의 가스터빈 열병합발전 시스템 구축비용보다는 약 7배 정도 비싸다. 1kWh당 발전단가도 아직까진 가장 비싸다. 발전 단가가 가장 높은 태양광 보다도 60원 정도 높다.
김의경 한국에너지공단 신재생에너지산업실장은 "수소·연료전지도 규모의 경제"라며 "대용량으로 가면 건설비용이 싸질 수 밖에 없다"고 설명했다. 또 정기석 한국에너지기술평가원 수소·연료전지 프로그램 디렉터(PD)는 "연료전지의 kWh당 발전단가는 LNG 보다 100원정도 높은 수준인데 대용량으로 가다보면 LNG 발전단가 수준으로 낮출 수 있을 것"이라고 분석했다.
jsh@newspim.com
