[투데이에너지 장성혁 기자] 기대를 갖고 시작됐다. 반면 한 번도 시도하지 않았던 형식이라 걱정도 앞섰다. 지난 8월31일 부산 벡스코에서 개최된 수소연료전지토크콘서트는 이 같은 기대와 걱정으로 진행됐다.
오전과 오후 각각 연료전지와 수소분야로 구분해 4명의 전문가가 관련시장을 놓고 연구개발에서 기술, 시장, 미래를 진단했다. 일반적인 세미나 발표와 달리 진행자와 패널이 자유롭게 특정주제를 넘나 들었다. 객석의 질문도 이야기를 풍성하게 하는 양념 역할을 톡톡히 했다.
투데이에너지는 토크콘서트에서 언급된 내용을 정리해 세 차례로 나눠 지면에 소개한다. <편집자주>
1부: 연료전지<상>
2부: 연료전지<하>
3부: 수소
진행: 이해원 KIST 책임연구원
패널: 양태현 한국에너지기술평가원 수소·연료전지PD
홍병선 두산퓨얼셀 부사장(연구소장)
정기석 포스코에너지 마케팅그룹장
정기석 그룹장: 최근 연료전지 언급이 늘어나면서 많이 보급된 것으로 생각될 수도 있다. 그러나 정부계획과 목표를 달성하기 위해서는 터무니없이 부족하다. 계산해 보니 두산을 포함해 연간 약 30~50MW를 보급해 왔다. 총 설치용량은 200MW에 그치고 있다.
그럼에도 많이 보급된 것으로 착각하는 것은 아마도 60MW급의 경기그린에너지 등과 같은 대형 이벤트가 있었기 때문일 것이다.
이제 서프라이 체인을 생각해보자. 만약 연간 50MW 규모를 구축한다면 20대의 시스템이 필요하다. 그렇다면 1년에 20대에 공급하는 개별 부품업체가 얼마나 돈을 벌어 들일 것이고 원가를 절감할 수 있을 것인가. 전세계 가장 큰 시장이라고 하니 뭔가 있을 것으로 생각하지만 국내 발전용연료전지시장은 여전히 자립시장으로 볼 수 없는 것이다.
우리가 판단하기에는 적어도 매년 80~100MW 규모의 시장수요가 있어야 원가절감이 가능할 것으로 추정하고 있다.
포스코에너지만해도 연료전지와 관련된 협력사가 100여개 회사다. 언급된 현실을 감안하면 이들 역시 전략적으로 투자하는 것이다. 미래 성장성을 믿고 기술개발 등에 나서고 있다.
국내시장 수요가 갑자기 늘어나면 좋겠지만 가능성이 희박하다. 그렇다고 마냥 기다릴 수는 없기에 해외시장도 눈여겨 보고 있다. 이 자리에서 구체적으로 언급할 수는 없지만 실제 접촉하는 곳이 여러 곳 있다. 각국의 환경, 가스가격, 신재생에너지보급률 등 여건을 감안해 최적의 비즈니스모델을 협의 중이다.
홍병선 부사장: 시스템을 제조해 시장에 보급하다 보니 국내는 물론 일본 부품업체들의 방문이 잦다. 자신들의 기술을 적극 소개하기 위해서다. 덕분에 일본 사정은 조금 밝다. 그런데 알아갈수록 걱정이 쌓인다.
일본은 시장규모도 있지만 기술자를 우대하는 특유의 문화가 있다. 한 담당자가 20년 이상 오랜기간 특정분야를 파고들다보니 제품수준이 꾸준히 향상돼 왔다. 여기서 고민에 빠지는 거다. 그냥 일본산 부품을 갖다 쓰는게 낫지 않을까 하는 생각을 갖게 된다. 기술개발과 제품수준을 높여야 하는 우리로서는 상당한 위기가 아닐 수 없다.
우리가 일본과 비교해 제품수준이 떨어지는 것은 기술개발비 투자 문제는 아닌 것 같다. 일본과 국내 보급사업 지원금 차이를 감안하면 기술개발비는 크게 낮지 않다고 본다. 아마도 일본 특유의 기술자 우대 분위기 그리고 오랜기간 연구개발하면서 시스템-부품사 간 커뮤니케이션 구조와 방식의 문제로 보인다.
실제 일본이 가장 무서운 것은 10년 데이터를 갖고 들이민다는 것이다. 기가 팍 죽는다. 해당기간 동일한 연구자가 꾸준히 보완해 온 데이터를 보여주는데 할 말이 없다.
우리 부품업체도 일본을 적극 벤치마킹해야 한다. 시스템제조사와 좀 더 밀착된 형태의 커뮤니케이션이 필요하다. 일본과 같은 풍토가 조성돼야 할 것으로 본다.
정기석 그룹장: 연료전지에서 나오는 전기와 부산물(열)의 활용 극대화가 매우 중요하다. 사업초기부터 열을 사용할 수 없는 경우를 고민해 왔다. 고민의 연장선에서 ORC도 한 방안으로 고려한 것이 사실이다.
연료전지도 그렇지만 ORC 역시 정책이 영향을 크게 미친다. 현재 적용은 되지 않지만 연료전지에서 생산한 열에너지로 전기를 생산할 경우 신재생에너지로 인정해주는 방안이 고려되고 있는 것으로 알고 있다. 관련 제도가 곧 마련되기를 기대한다.
그러나 살펴봐야 할 것은 만약 제도가 변경돼 REC가중치가 주어지더라도 열을 직접 판매하는것보다 ORC를 통해 전기를 생산하는 것이 비용이 훨씬 크다는 점이다. 현재는 열판매대비 대략 25~30%의 수익을 기대할 수 밖에 없다. ORC 활성화를 위해서는 비용을 더 낮추는 노력이 필요하리라 생각한다.
열을 판매하든 ORC로 전기를 추가 생산하든 연료전지의 경제성을 볼 때 가장 중요한 것은 발전효율을 높이는 것이다. 그리고 설치되는 사이트의 환경에 따라 전력에 집중하거나 열과 전력을 동시에 고려하거나 또는 고효율 제품 설치, ORC 설치 여부 등을 판단해 시장을 다양화할 필요가 있다고 본다.
[현장질의 2] MTFG 대표이사: (양태현PD에게 질문) 국내 발전용연료전지의 경우 대부분 천연가스를 연료로 사용하고 있는데 바이오가스나 다른 에너지원을 연료로 활용할 수 있는 방안에 관심이 많다. 연료전지 기술개발, 성숙도, 시장변화 등을 고려하면 연료인 수소의 문제를 어떻게 할 것이냐 즉, 연료다변화 측면에서 정부는 어떤 정책이 필요하다고 보나.
양태현PD: 연료전지가 신재생에너지로서 지탄을 받는 이유가 연료로 천연가스를 사용한다는 것이다. 이 부분은 다양한 관점이 있을 수 있고 할 얘기도 많지만 연료다변화 측면을 놓고 보면 정부도 이미 2010년부터 그린에너지로드맵에서 연료다변화 정책을 고려해왔다.
R&D 과제에서도 나타나는데 최근 음식물처리과정에서 부산되는 바이오가스를 활용해 20kW 규모의 연료전지시스템 실증을 진행한 바 있다.
바이오가스를 버리는 에너지로 가정할 때 이를 활용해 연료전지를 발전시킨다면 자원재활용 측면만을 놓고 봐도 REC가중치 2가 아니라 4, 5로 높여도 될 것이라 개인적으로 생각하고 있다. 아직 제도적으로 인정받지는 못하고 있는 현실이 안타깝다.
그러나 좋은 기회가 올 것으로 생각한다. 연료전지분야 R&D 과제들 가운데서도 신재생융합과제로 목재 바이오메스나 음식물처리장에서 부산되는 바이오가스를 연계해 SOFC(고체산화물연료전지) 구동하는 과제 등이 진행되고 있다.
또한 바이오PD와도 바이오가스를 연료전지와 연계한 융합과제를 기획하고자 서로 협업하고 있다. 좋은 결과가 제시될 것이다.
정기석 그룹장: 질문에 추가적으로 답하겠다. 방금 언급됐지만 연료전지가 활성화될수록 연료로 사용하는 천연가스의 청정성 문제 논란이 제기된다. 좀 더 들어가면 결국 수소는 어디서 생산할 것이가의 질문에 직면할 수밖에 없다.
현재도 수소를 얻을 수 있는 여러 가지 통로가 있다. 경제성이 관건인데 결론적으로 태양광이 저렴해지기 전까지는(재생에너지 전력을 이용한 수전해로 수소 생산을 말함) 수소 공급원은 천연가스라 판단하고 있다.
천연가스는 전세계적으로 가장 큰 인프라를 갖춘 에너지다. 특히 국내만 하더라도 세계 최고의 인프라와 망을 구축했다. 이러한 인프라를 활용해 신재생에너지를 보급해야 한다고 본다.
바이오가스를 언급했는데 시장조사를 해보면 그 양이 얼마 되지 않는다. 연료다변화 측면에서 바이오에너지를 고려하려면 대량 생산과 공급방안을 추가적으로 고민해야 한다.
정리해 말하면 사용하지 않고 버리는 에너지로 가정 시 바이오가스 활용은 필요하다. 그런데 왜 사용하지 않느냐. 대답은 양이 충분하지 않기 때문이다. 오해없기를 바란다.
[현장질의 3] KIST 박사: RPS제도 내 연료전지를 리딩하는 회사가 모두 참석하셨는데 각각 MCFC, PAFC라는 연료전지 기술을 사용하고 있다. 시장에서 도는 얘기라 모두 알고 계시겠지만 올해 말 또는 내년 초 SOFC 기술을 활용한 발전용시장이 열릴 것이라는 소문이 있다. SOFC 기술수준과 경쟁관계, 사업전망을 어떻게 바라보고 있나.
홍병선 부사장: SOFC는 연료전지 중 가장 임펙트가 강한 기술이라고 생각한다. 꿈의 분야이고 그렇기에 국내는 물론 많은 국가에서도 활발하게 연구되고 있다. 그러나 기대감만으로 뛰어든 벤처와 기술개발 시도들이 기술적인 이슈를 넘기지 못하고 주저앉는 경우를 많이 봤다. 아직 성숙도가 떨어지는 것이 현실임을 부정할 수 없다.
그럼에도 속속 성과도 나타나고 있다. 일본의 주택용연료전지시장에서도 SOFC가 활발하게 움직이고 있다. 우리도 빨리 보급시장에 들어오기를 기다리고 있다.
오랜 시간 많은 곳에서 관심을 갖고 연구개발을 진행해 왔기에 국내 기술기반이 다른 나라에 비해 튼튼하다고 생각한다. 다른 기술과 경쟁하면서 성숙된 기술로 발전했으면 한다.
정기석 그룹장: 연료전지사업을 하면서 가장 어려웠던 점은 기존에 없던 기술영역이라는 점이다. 연료전지는 기존 기술과 달라 시행착오가 많았다. 두산이나 포스코가 걸어온 시간을 보면 알겠지만 지금의 RPS시장 내 경쟁력을 확보하기까지 힘든 많은 과정을 거쳐야만 했다. (SOFC는) 전략적인 접근이 필요하다.
연료전지만 놓고 보더라도 분명히 새로운 기술이고 전문가도 많이 없는데 이를 마치 전자제품, 발전기 등 특정 제품인 듯 빠르게 상용화 시킬수 있다고 생각하는 것은 옳지 않다.
우리를 보자. 포스코에너지도 SOFC 연구개발을 한다. 국내는 물론 SOFC와 관련있는 글로벌 모든 기업들 중에서도 몇 손가락에 꼽힐만큼 투자를 진행해 왔다. 연료전지의 최종적인 완성기술이라고 생각하기 때문이다.
그러나 시장에서 경쟁할 수 있는 품질을 확보하기까지는 시간이 필요할 것으로 본다. 비관할 일도 아니지만 너무 낙관적인 관점은 주의해야 한다. 신중할 필요가 있다.
양태현PD: 연료전지 R&D에서도 가장 많은 기대를 하고 있는 분야다. 정부에서도 기대가 높다. 미래부는 6대 핵심기술 중 차세대연료전지로 분류해 놓을 정도다.
그러나 기초적으로 해야할 것이 많은 기술이다. 현재 R&D 기획에서도 신경을 쓰고 있다. 특히 고신뢰성을 담보할 수 있는 스택개발에 집중하고 있다.
과제를 진행하면서 4년간 스택 20개를 만드는 것을 목표했다. 실제 이 기간 중 대략 50개가 만들어질 것으로 예상한다. 이를 통해 건물용, 발전용시장으로 들어갈 수 있는 기반이 마련될 것으로 본다. 반드시 그렇게 해야 한다.
단 앞서 언급됐듯 상용화까지는 시간이 필요할 것으로 본다. 기존 기술을 참고해 전략적으로 접근하기를 바란다.
이해원 박사: 최근 유럽에서 개최된 국제세미나에 참여해 현지 기업들과 얘기할 기회가 있었다. 그런데 놀라운 점은 SOFC에 대한 자신감이었다. 이들은 셀과 스택 내구성을 언급하지 않고 시스템 수명을 논하고 있다. 이미 1만 시간을 넘어섰고 또 몇몇이 주장하기를 6만 시간을 보증할 수 있다고 자신했다.
이것이 유럽의 수준이다. SOFC 특성을 완전히 이해한 것은 물론이고 스택을 다룰 수 있는 수준까지 왔다고 본다. 우리도 충분한 실증을 통해 신뢰성을 확보해야 할 것이다.
마지막으로 한가지 주제를 더 짚은 후 연료전지에 주어진 토크를 마무리하려 한다. 연구개발도 필요하지만 결국 산업육성이 중요하다. 그러나 아직은 정책에 의존할 수밖에 없는 현실이다. 그렇다면 국내 정책에서 보완해야 할 점은 무엇인가.
홍병선 부사장: 핵심주제로 넘어온거 같다. 국내 연료전지시장이 어느정도 성숙됐다고 하지만 여전히 미진하다. 정책시장이 중요하지만 그렇다고 정부에서 새로운 정책이 나오기만을 기다릴 수는 없다.
두산은 내부에서 다양한 비즈니스모델을 고민하고 있다. 시장도 만들어야 하고 정부도 납득할 수 있는 방향이다. 그럴려면 보급물량을 늘리면서 정부의 재정부담도 줄일 수 있는 모델이 필요한데 태양광시장에 도입된 임대사업을 적용하면 효과가 있을 것으로 본다.
또 한가지 모델은 버추얼파워플랜트(VPP)다. 10kW 이하 주택이나 소형건물에 설치된 연료전지를 하나로 모으는 방식인데 분산발전 역할을 할 것으로 본다.
이러한 모델이 적용되면 실질적으로 보급물량도 늘어나고 시장확산도 빠르게 이뤄질 것으로 기대된다. 덧붙여 얘기하면 경제성이 중요한데 내부적으로 분석해보니 REP와 같은 인센티브 정책이 제시되면 사업자 투자 여력이 확실히 좋아질 것으로 분석됐다.
정기석 그룹장: 선택과 집중이 필요할 것이다. 정책이 밀어줘도 모든 전기를 연료전지로 생산할 수는 없는 것이다. 현재 RPS와 같은 지원제도가 가장 적합한 제도로 판단된다.
그럼에도 우려되는 점은 있다. 국내 신재생에너지 보급 목표와 성장 정책에 부합되지 않는 에너원이 무분별하게 사용돼 의무용량을 채우고 있다보니 실제 장려돼야 할 에너지원이 피해를 보고 있다. 일정부분 제한이 필요할 것이고 에너지원간 적절한 분배가 이뤄져야 할 것으로 생각한다.
또한 연료전지가 잘할 수 있는 것을 고려하면 타에너지원과의 경쟁이 아니라 분산발전이라 확신한다. 면적과 환경 등을 고려할 때 도심에 적합한 대표적인 분산발전 기술은 마이크로 CHP, 연료전지기술이다.
앞서 언급했지만 연료전지는 이제 우리나라 기술이다. 외국에 돈을 주지 않아도 된다. 우리 기술은 육성하는 것이 맞다. 분산발전으로 연료전지에 대한 보급정책이 필요하다.
생산된 전력을 팔아야만 지원받을 수 있는 현행 RPS제도만으로는 분산전원으로서 연료전지 보급에 한계가 있다. 연료전지를 자가용으로 쓰도록하는 정책이 필요하다. 분산발전 육성을 위한 제도지원이 제시됐으면 한다.
하나 더 언급하고 싶은 것은 전용요금제다. 최초 연료요금제는 시장이 없었기 때문에 기존 요금제를 사용할 수밖에 없었다. 그러나 이제 200MW 규모가 보급된 시장을 형성했다. 전용요금제를 고민할 때가 됐다.
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