수소차 연료전지, 친환경 발전소로 탈바꿈

한국자동차연구원, 산업동향보고서 발표

글로벌 완성차 업체가 최근 수소전기차용 연료전지 개발과 상용화에 나서기 시작하면서 이를 활용한 연료전지 발전 사업도 확대될 것이라는 분석이 나왔다.

한국자동차연구원이 발표한 산업동향 보고서에 따르면 최근 현대자동차, 토요타, 다임러 등 국내외 주요 완성차 기업을 중심으로 수소전기차용 연료전지를 이용한 발전시스템을 구축하려는 시도가 늘고 있다.

현대차는 지난 2월부터 한국동서발전, 덕양 등과 함께 수소차 ‘넥쏘’에 탑재되는 연료전지를 활용한 1㎿급 발전시스템 실증을 시작한 상태다. 또한 일본 토요타는 수소차 ‘미라이’의 연료전지를 활용해 지난 2019년 9월부터 자사 공장에서 100㎾급 발전기를 실증하고 있으며 지난해 6월부터는 도쿠야마 제조소의 부생수소를 이용해 50㎾급 발전기를 실증하고 있다. 이밖에 독일의 다임러와 영국 롤스로이스는 지난해 5월 다임러·볼보가 공동으로 개발하는 연료전지 시스템을 이용해 비상발전기 개발에 협력하겠다는 계획을 발표한 바 있다.

한자연 측은 수소전기차에 탑재되는 고분자전해질형 연료전지(PEMFC)가 신뢰성과 가동성이 우수하며 다양한 용도로 활용될 수 있다고 전했다.

고분자전해질형 연료전지는 고체 전해질을 사용하기 때문에 부식이나 전해질 관리의 문제가 상대적으로 적어 신뢰성이 높고 다른 연료전지에 비해 낮은 온도(통상 80℃ 이하)에서 작동하기 때문에 가동 속도가 빠르다. 아울러 발전용으로 사용할 경우 입지 조건이 까다롭지 않고 고정형이나 이동형, 소형·중형·대형 등으로 다양하게 활용할 수 있다.

다만 높은 효율을 내기 위해서는 연료가 되는 수소에 불순물이 없어야 하며 촉매로 백금을 활용해야 해 단가가 상대적으로 비싸다는 점은 단점으로 꼽힌다. 저온에서 가동하기 때문에 폐열을 활용하기도 상대적으로 어렵다.

한자연은 고분자전해질형 연료전지를 빠른 시일 내에 대규모 발전에 활용하기는 어렵지만, 향후 분산형 재생에너지 발전 시스템과 그린수소 생산·사용 체계가 활성화되면 입지 조건의 유연성 등 장점이 부각될 것으로 내다봤다. 이어 수송 등 여러 분야에서 폭넓게 활용할 수 있어 대량 생산을 통해 단가를 낮출 수 있고 수소차용 연료전지를 모듈화해 발전에 활용하는 것도 용이하다고 설명했다.

이에 따라 두산그룹의 수소 드론, 한국철도기술연구원의 액화수소열차 등 다양한 모빌리티 분야에서 활용 방안을 연구하고 있다.