[이슈&스토리]차세대 친환경 에너지원 '연료전지'… 경기도 발전소들 호재와 악재 사이

그린뉴딜로 힘 실리는 '연료전지' 기술 국산화에 희비 갈린다

수소·산소 화학반응 일으켜 '전기 생산'
환경오염·손실 적고 최고 수준의 효율

경기도, 국내 공급량 40.4% '전국 1위'
한전·SK건설등 건립·투자 활발 '호재'

MCFC 방식 판권가진 美 퓨얼셀에너지
포스코에너지와 갈등… '계약 해지' 우려
해지땐 운영업체에 '스택'공급 못해 낭패
"지원뿐 아니라 운영사 피해 정부 대책을"

화성지역 일반가정 전력사용량의 약 48%, 수원 호매실지구와 화성 남양·뉴타운·봉담지구 아파트 단지 중 약 2만 가구.

이곳엔 일반 화력발전소나 열병합발전소 등이 아닌 최근 신재생에너지로 각광받는 연료전지 발전소를 통해 생산된 전력이나 열원이 공급된다.

국내 최대 규모로 7년 전부터 화성 발안산업단지 내에 가동되고 있는 경기그린에너지의 58.8MW 규모 연료전지(MCFC·용융탄산염형) 발전소에서다.

이외에도 경기지역엔 한국전력공사나 대기업의 발전 자회사부터 중견기업에 이르기까지 다양한 발전업체들이 MCFC를 포함한 PAFC(인산형 연료전지)·SOFC(고체산화물 연료전지) 등 3가지 방식으로 총 149MW(2019년 기준) 규모에 달하는 연료전지 발전소를 운영하고 있다.

발전용 연료전지가 전체 에너지원 규모에서 차지하는 비중은 아직 작지만 신재생에너지로 각광받으며 정부 지원과 발전업체 투자가 늘어나는 등 갈수록 규모가 커지고 있다.

■ 차세대 친환경 에너지원 '연료전지'

연료전지는 수소와 산소의 전기 화학반응을 일으켜 연소과정 없이 전기와 열을 생산해 내는 차세대 발전설비로서 기존 화력·석탄 발전의 대체 에너지원으로 자리 잡고 있다.

화학에너지를 직접 전기에너지로 변환하다 보니 다른 발전 방식이 만들어 내는 에너지 규모와 비교했을 때 손실이 훨씬 적어 최고 수준의 발전 효율을 가지고 있다. 또 쉼 없이 365일 24시간 동안 안정적 발전이 가능한 데다 무엇보다 공간 효율성이 좋아 입지 제약을 거의 받지 않는 친환경 분산 전원이란 게 가장 큰 장점이다.

기존 화력발전소는 대기오염 발생 등 특성 탓에 대부분 해안지역에 위치해 있어 여기서 생산된 전기를 내륙이나 도심지로 전달하기 위한 송전탑과 송전선 설치가 불가피했다.

이 때문에 수백kV 이상 대규모 전력을 운반하는 송전탑과 송전선이 도심지를 가로질러 이로 인해 전자파 노출을 우려하는 지역 주민들이 집단 민원을 제기하는 사례가 적지 않다.

이는 지역 주민들의 피해 우려로 인한 해당 에너지원에 대한 신뢰도 하락뿐만 아니라 송전탑·송전선로 공사 등을 시행하는 관계기관의 공사 계획 지연 등으로 추가 비용마저 발생시킨다.

반대로 연료전지 발전소의 경우는 기존 에너지원에 비해 환경 오염이 적고 상대적으로 좁은 부지에서도 시설 설치가 가능해 도심지에서도 활용 가능한 대체 발전시설로 주목받는다.

■ 최대 연료전지 발전 중심지 발돋움 경기도

경기도는 이미 국내에서 가장 많은 연료전지 에너지를 만들고 있을 만큼 발전용 연료전지 중심지로 자리 잡은 상태다.

지난 2018년 기준 전국 연료전지 발전량 174만1천800MWh 중 70만3천900MWh(40.4%)가 경기도내 연료전지 발전소에서 생산돼 1위를 차지하고 있으며 추후 발전시설 규모 역시 현재 149MW(2019년)에서 오는 2030년 1천MW(1GW)까지 확대할 계획이다.

단일 연료전지 발전소 규모로도 경기도는 전국 최고 수준이다. 화성 발안산업단지 내에서 운영되고 있는 경기그린에너지의 연료전지 발전소는 단일 발전 규모만 58.5MW에 달한다. 대부분 LNG(액화천연가스) 발전소 중 일부에 연료전지 발전시설을 설치하는 경우가 많고 단일 연료전지 발전소라 해도 5~20MW에 그치는 수준이 대부분이다.

정부가 코로나19 위기 극복을 위한 한국판 뉴딜 정책으로 그린뉴딜을 추진하면서 발전용 연료전지 산업 규모가 확대될 것이라는 기대감이 커지고 있다. 사진은 파산 위기까지 몰렸었지만, 정부의 관련 산업육성 성장 기조에 힘입어 지난 6월 정상가동을 시작한 화성시 향남읍 소재 경기그린에너지. 2020.10.15 /김금보기자 [e-mail]

그런데 한국수력원자력이 470억원을 출자하고 포스코에너지와 연료전지 발전설비 공급·유지(LTSA) 계약을 맺어 지난 2013년부터 운영되고 있는 경기그린에너지는 단일 발전 규모만 58.5MW다.

2.8MW 규모 연료전지 총 21기 발전설비로 한 해에 최대 42만3천MWh의 전력을 생산한다. 이는 화성시 일반가정이 사용하는 전력의 약 48%에 달하는 수준이다.

이외에도 한국전력공사의 발전 자회사인 한국남동발전과 SK건설이 신규 연료전지 발전소(19.8MW)에 공동 투자해 최근 상업 운전이 시작되는 등 지역 내 연료전지 발전소 건립과 투자 등이 활발하게 이뤄지고 있다.

■ 정부 '뉴딜정책' 따라가지만 발전방식 따라 엇갈리는 희비

정부가 '한국판 뉴딜' 종합계획을 내고 관련 부처도 분산형 에너지 확산 내용을 담은 '그린 뉴딜' 계획을 발표하면서 연료전지 등 신재생에너지 산업 발전 기대감이 갈수록 커지고 있다.

태양광·풍력과 연료전지 등 신재생에너지 확산기반을 구축해 저탄소 사회로의 전환을 가속화 한다는 정부 방침에 따라 전폭적인 지원과 업계 투자가 이뤄질 것으로 전망되기 때문이다.

하지만 그렇다고 모든 발전용 연료전지 업계가 순탄한 길을 걷고 있진 않은 모습이다.

발전용 연료전지는 발전 방식에 따라 MCFC·PAFC·SOFC 등 3가지로 나뉘는데 해당 발전 원천기술에 대한 완전한 국산화를 이뤄냈느냐에 따라 희비가 엇갈리고 있다.

특히 국내 MCFC 연료전지 판권을 미국 퓨얼셀에너지란 원천기술 보유업체와의 계약을 통해 보유한 포스코에너지와 고객사인 전국 곳곳의 연료전지 발전소 운영업체들은 최근 뉴딜 정책으로 인한 수혜는커녕 당장 발전소 문을 닫아야 하는 것 아닌지 걱정이다.

다른 연료전지 방식과 MCFC의 경우 포스코에너지와 퓨얼셀에너지의 계약 관계 해지 가능성이 계속 제기되고 있어서다.

계약이 해지될 경우 아직 퓨얼셀에너지로부터 스택(연료전지 핵심설비)을 조달하는 포스코에너지가 고객사에게 이를 제때 공급하지 못하게 돼 고객사의 연료전지 발전소는 가동을 멈출 가능성이 커진다.

문제는 최근 양측 갈등이 국제 소송전까지 치닫고 포스코에너지가 지난해 설립한 연료전지 전문 자회사는 정부 인가를 안 거쳐 징계조치를 받을 위기까지 놓였다는 점이다.

■ 정부가 연구지원뿐만 아니라 발전운영사 피해 우려되는 부분까지 중개 나서야

산업통상자원부는 관련 예산과 산하 연구기관 등을 통해 매년 수백억원 규모의 연료전지를 포함한 신재생에너지 발전업체 등에 연구 비용을 지원하고 있다.

아직 완전한 국산화를 이뤄내지 못해 위와 같이 발생하는 문제 등을 막고 국내 신재생에너지 기술력을 높이기 위해서다.하지만 포스코에너지와 퓨얼셀에너지 간 갈등은 물론 이로 인해 현재 전국 곳곳에서 운영되고 있는 연료전지 발전소가 떠안을 피해에 대해서는 이렇다 할 대책을 내놓지 않고 있다.

연구 지원은 하고 있지만 민간발전업체와 발전소 사이의 문제에 개입하기는 어렵다는 이유 등에서다. 이에 전국 곳곳에서 MCFC 발전소를 운영하고 있는 발전업체들은 신재생에너지 기술을 통해 이익에만 몰두한 민간업체와 고객사 간 중개에 나서 피해를 최소화해주길 바라고 있다.

한 연료전지 발전업체 관계자는 "연료전지 발전 원천기술을 갖고 국내에 시장 규모를 늘리려는 해외업체와 원천기술을 국산화해 이익을 내려는 국내 업체 간 싸움이 갈수록 심해지는 데 정부는 불구경만 하고 있다"며 "연구 지원만 할 게 아니라 머지않아 발생할 수도 있는 전국 곳곳의 발전소 운영사의 피해를 막기 위한 대책을 마련해줬으면 한다"고 말했다.

/김준석기자 [e-mail], 그래픽/박성현기자 [e-mail]/아이클릭아트