"수소경제 활성화 앞장"… 발전업계 공공·민간기업 뭉쳤다

수소 경제 활성화 로드맵 반영.. 중부발전-한전 '실증 프로젝트'
그린수소 생산 시스템 공동 개발.. 동서발전, 현대車와 업무협약 수소연료전지 발전 상용화 박차

국내 발전공기업들이 '친환경 수소산업'에 적극적으로 뛰어들고 있다. 정부의 '수소강국' 로드맵에 맞춰 발전 공기업이 민간기업과 협업으로 수소연료전지 발전 국산화 및 상용화하는 프로젝트다.

수소연료전지 발전은 고효율 저소음으로 도심 분산형 발전소로 주목받고 있다.

수소를 직접 연료로 사용해 온실가스 및 오염물질 배출이 적다. 이같은 수소연료 발전을 발전사는 신재생에너지 의무 공급 및 온실가스 감축 대응 수단으로 활용할 수 있다.

앞서 지난 1월 정부는 세계 최고 수준의 수소경제 선도국가를 목표로 '수소경제 활성화 로드맵'을 발표했다. 오는 2040년까지 수소차 620만대 생산, 발전용 연료전지 15GW(내수 8GW)를 보급한다는 계획이다.

■발전공기업 친환경 산업 영역 확대

16일 발전업계에 따르면, 한국중부발전은 한국전력과 손잡고 오는 2021년까지 20kW급 그린수소 시스템 발전소 실증 프로젝트를 시작한다.

이를 위해 양사는 '연료전지 발전용 그린수소 생산기술 개발' 연구과제를 공동 추진한다. 2021년까지 20kW급 연료전지 시스템을 중부발전 부생수소 연료전지 발전소에서 실증작업을 완료한다. 양사는 2022년 이후 0.5MW급 시스템 보급 상용화가 목표다.

이번에 상용화에 나서는 '연료전지 발전용 그린수소 생산기술'은 단일공정에서 고순도 수소 생산·연료전지발전·이산화탄소(CO2) 포집까지 실현하는 시스템이다.

특히 국내 최초 가스연료로부터 추출된 그린수소는 연료전지 발전 및 수송용으로 공급된다. 기존 수소 생산기술보다 공정단계가 많지 않고 효율이 높다. 가압운전 및 시스템 모듈화가 가능해 규모를 확대하기도 쉽다.

이와 관련 박형구 중부발전 사장은 "이번 '그린수소 생산기술'은 정부의 수소연료전지 보급 활성화 정책에 크게 기여할 수 있는 에너지신사업 모델이다. 아울러 재생에너지공급의무화(RPS) 이행 및 고효율 단일공정 도입에 따른 경제성 효과도 기대한다"고 말했다.

또 중부발전은 제주도 상명풍력발전 단지에 500kW급 하이브리드 수소변환 발전시스템 기술을 개발한다. 오는 2020년까지 풍력발전소에 수소를 생산·저장하는 수소변환 발전시스템을 상용화할 계획이다.

정부는 연료전지 전용 가스요금제 도입 및 그린수소 REC(재생에너지공급인증서) 우대 정책 등 수소경제 활성화 정책을 추진하고 있다.

중부발전은 장기적으로 오는 2040년까지 연료전지 설비용량 1GW 및 수소산업 신기술 개발을 목표로 하는 '2040 수소사업 추진전략'을 지난 2월 수립했다. 1GW는 통상 원전 1기 발전 용량이다.

■한전과 중부·동서·서부발전 사업화

한국동서발전도 현대자동차와 함께 국산 '수소 연료전지 발전' 상용화에 나섰다. 동서발전은 현대자동차, 수소 제조 공급업체 덕양과 '독자기술 기반 수소연료전지 발전 시범사업 업무협약'을 지난 11일 체결했다.

이번 협약으로 동서발전과 현대자동차는 울산화력본부 내에 국내 독자기술로 개발된 1㎿급 수소연료전지 발전설비를 구축한다. 덕양은 수소배관 구축 및 수소 공급에 협력한다.

울산 수소연료전지 발전 설비는 여러 대의 넥쏘 수소전기차 파워 모듈이 컨테이너에 탑재되는 모듈형이다. 올해 하반기 착공된다. 발전소에 사용되는 수소는 울산 석유화학공정에서 발생하는 부생수소가 활용된다.

특히 이번 발전설비는 설치 면적 확보와 용량 증설에 용이하다. 500kW 급 컨테이너 모듈 2대로 구성돼 있는데 연간 약 8000MWh의 전력을 생산할 수 있다. 이는 월 사용량 300kWh 기준 약 2200세대에 전력을 공급할 수 있는 양이다.

박일준 동서발전 사장은 "연료전지 실증은 현재 1㎿급이지만 시범사업이 끝나는 대로 발전용량을 늘릴 것이다. 정부의 연료전지 보급 목표 및 연관 산업 활성화에 기여하겠다"고 말했다.

아울러 동서발전은 충남 서산 한화토탈에 세계 최초 50㎿급 수소연료전지 발전소를 건설 중이다. 2020년 6월 준공 목표다. 이 발전소는 서산시 전력소비량의 5%에 해당하는 연간 40만MWh의 전력을 생산한다.

한국서부발전은 수소 생산기술 개발을 투트랙으로 활발히 추진 중이다. △합성가스 정제를 통한 연료전지용 고순도 수소 △합성가스와 해양 미생물을 이용한 수소 생산이 그것이다.

서부발전은 지난해 6월 순도 99.99%의 합성가스 정제 연료전지용 수소 생산에 성공했다. 올해 9월 연료전지와 연계한 전력 시험생산을 진행한다. 해양 미생물 이용 수소생산 기술의 경우, 경동엔지니어링과 협력해 올해 3월 연산 300t 용량의 실증 설비를 착공, 10월부터 실증운전에 들어갈 계획이다.

[e-mail] 정상균 기자