한자연 "수소차 연료전지 활용 발전사업 확대 전망"

글로벌 완성차 업체들이 수소전기차 개발과 상용화를 나서면서 이를 활용한 연료전지 발전 사업이 확대될 것이란 전망이 나왔다.

한국자동차연구원(한자연)은 7일 발표한 '친환경 발전소로 거듭나는 수소차용 연료전지' 산업 동향 보고서에서 현대차와 토요타, 다임러 등 국내외 주요 완성차 기업들이 수소차용 연료전지를 이용한 발전 시스템을 구축하고 있다면서 이같이 밝혔다.

현대차는 올해 2월부터 한국동서발전, 덕양 등과 함께 수소차 넥쏘에 탑재되는 연료전지를 활용한 1㎽급 발전시스템 실증을 시작했다. 토요타는 수소차 미라이 연료전지를 활용해 2019년 9월부터 자사 공장에서 100㎾급 발전기를 실증하고 있다. 지난해 6월부터는 도쿠야마 제조소의 부생수소를 이용한 50㎾급 발전기 실증에 나섰다. 앞서 다임러와 롤스로이스는 지난해 5월 다임러, 볼보가 공동으로 개발하는 연료전지 시스템을 이용해 비상발전기 개발에 협력하겠다고 밝혔다.

한자연은 수소차에 탑재되는 고분자전해질형 연료전지(PEMFC)가 신뢰성과 가동성이 우수하며 다양한 용도로 활용될 수 있다고 설명했다. PEMFC는 고체 전해질을 사용해 부식이나 전해질 관리의 문제가 상대적으로 적어 신뢰성이 높다.

특히 PEMFC는 다른 연료전지보다 낮은 온도(통상 80℃ 이하)에서 작동해 가동 속도가 빠르다. 발전용으로 사용하면 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 단점이 있다. 저온에서 가동해야 해 폐열을 활용하기도 상대적으로 어렵다.

한자연은 “PEMFC를 이른 시일 내 대규모 발전에 활용하기는 어렵지만, 향후 분산형 재생에너지 발전 시스템과 그린 수소 생산·사용 체계가 활성화되면 입지 조건 유연성 등 장점이 부각될 것”이라면서 “대량 생산을 통해 단가를 낮출 수 있고, 수소차용 연료전지를 모듈화해 발전에 활용하기도 쉽다”고 설명했다.

이어 “수소차 연료전지의 기술 변화는 자동차 출시와 같은 5년 내외로 내구 연한에 도달한 연료전지 교체 시 성능 개선과 효율 향상이 가능하다”고 덧붙였다.

정치연기자 chiyeon@etnews.com