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[전북 미래를 이끈다] ⑧ 신재생에너지산업-수소연료전지산학협력센터, 수소연료전지 부품 개발·인력 양성 통해 기업 돕는다
문민주 기자  |  moonming@jjan.kr / 등록일 : 2017.04.04  / 최종수정 : 2017.04.04  22:53:14
   
▲ 부안 신재생에너지단지 내 수소연료전지시험동 앞에서 한국에너지기술연구원 수소연료전지산학연협력센터 윤영기 센터장(왼쪽 네번째)과 연구원들이 파이팅을 외치고 있다.
 

차세대 친환경 에너지원인 연료전지는 한·중·일 삼국지 구도다. 한국에서도 부안 신재생에너지단지 내 ‘한국에너지기술연구원 수소연료전지산학연협력센터’는 세계 수준의 수소연료전지 기술력과 장비를 자랑한다. 이곳에서 윤영기 센터장과 정치영 선임연구원, 이종민 기술원 등을 만나 전북 수소연료전지산업의 현황과 미래 발전 전략에 대해 들어봤다.

△수소연료전지는

연료전지는 발전기다. 이 중 수소연료전지는 물을 전기분해할 때 전기를 많이 투입하면 수소가 조금 발생하는 반응의 역발상에서 출발했다. 즉 수소를 조금만 투입해도 전기가 많이 발생한다는 논리가 성립하기 때문이다. 수소연료전지는 인간이 개발한 에너지원 가운데 에너지 전환율이 가장 높다. 발전효율은 38%, 열효율은 90% 수준이다. 뿐만 아니라 수소와 산소의 전기화학 반응 과정에서 전기, 열, 물만 나오므로 공해에서 자유롭다.

수소연료전지는 건물용과 수송용으로 나뉜다. 1셀은 0.6~0.7V로 전압이 낮다. 수십~수백 개의 셀을 적층해 발전기 본체인 스택을 만든다. 연료전지 시스템은 이 스택과 수소 공급장치, 공기 공급장치, 전력변환기로 구성된다.

건물용 연료전지는 시장이 확대되는 추세다. 신재생에너지 설치 의무화 제도로 공공기관이 건축 연면적 1000㎡ 이상의 건물을 신·증·개축할 때 총예상 에너지 사용량의 일정 비율을 신재생에너지 설비로 공급해야 하기 때문이다.

또 수송용 연료전지의 경우 승용차는 초기 상용화 단계, 버스는 개발 초기 단계다. 특히 현대자동차와 도요타, 혼다 등 세계 굴지의 완성차기업이 수소연료전지 자동차 개발에 박차를 가하고 있다. 특히 완성차기업은 내연기관의 배출가스 감소와 연비 규제에 대응하기 위해 수소·전기·하이브리드 자동차 상용화에 열을 올리는 상태다.

△수소연료전지 전문 지원기관

부안 신재생에너지단지는 2004년부터 2011년까지 국비 800억원, 지방비 250억원 등 총 1050억원을 투입해 신재생에너지 실증연구단지(수소연료전지·풍력·태양광), 산업연구단지, 테마파크단지를 조성했다.

이 가운데 2012년 문을 연 한국에너지기술연구원 수소연료전지산학연협력센터는 수소연료전지 분야의 전문 지원기관이다. 연료전지 부품·시스템 개발, 성능·실증 평가, 인력 양성 등을 통해 기업이 개발에만 전념하도록 돕는다. 국내 유일의 10㎾ 급 건물용 고분자 연료전지 성능검사기관이자 국내 유일의 고분자 연료전지 분야 한국인정기구(KOLAS) 인정기관이다.

이를 반영하듯 수소연료전지산학연협력센터를 통해 지원받은 기업의 면면도 화려하다. 부품·시스템 개발을 진행하는 기업은 현대자동차와 두산퓨엘셀, LG화학, 현대제철, 프로파워, 범한산업 등이다.

1996년부터 연료전지를 연구한 윤영기 센터장은 “그동안 센터는 100억원 상당의 개발 장비, 2644㎡(800평) 규모의 공동 이용시설, 30년간 축적한 보유 기술 등 기업에 대한 원스톱 지원 체계를 갖췄다”며 “이를 십분 활용해 2019년까지 부안 신재생에너지단지 내에 연료전지 관련 기업 1개를 유치할 계획”이라고 밝혔다.

△세계수준 기술력 확보

현재 수소연료전지는 연구개발(R&D)에서 상용화로 넘어가는 단계다. 윤 센터장과 정 선임연구원, 이 기술원 등은 전북이 수소연료전지 연구개발의 리더로 유리한 고지를 선점했다고 평가한다.

2016년 9월 입사한 정치영 선임연구원은 입사 전, 홍콩과 영국에서 연료전지를 연구했다. 2년간 홍콩과학기술대학에서 연료전지 전극, 1년간 영국 임페리얼 컬리지(Imperial College) 런던에서 버스용 스택 모델을 연구하면서 국제적인 감각을 쌓았다.

정 연구원은 “한국의 연료전지 기술은 선진국과 비교해도 굉장히 높은 수준”이라며 “그동안 한국은 선진국의 ‘기술 팔로워’ 입장에서 각 산업에 대한 연구개발을 진행했지만, 수소연료전지 산업은 한국이 북미나 유럽 등 선진국보다 선제적으로 대응하는 단계”라고 밝혔다.

또 이종민 기술원도 수소연료전지의 시대가 멀지 않았음을 실감한다고 했다. 전북대 화학공학과를 졸업한 이 기술원은 도시가스회사에서 근무하다 2015년 12월 센터에 들어왔다. 수소도 고압가스이므로 도시가스회사만큼 안전 관리에 각별한 주의를 요한다.

이 기술원은 “외부에서 본 연료전지 산업과 내부에서 체감한 연료전지 산업은 크게 달랐다”며 “수많은 기업들이 부품·시스템 개발을 추진하고, 성능·실증 평가를 진행하는 것을 눈으로 확인하면서 수소연료전지의 시대가 현실로 다가왔음을 느낀다”고 말했다.

그러나 수소연료전지 자동차 상용화를 위해 해결해야 할 과제도 많다. 수소연료전지 자동차의 충전 인프라인 수소스테이션을 확충하고, 이에 앞서 수소스테이션 설치와 관련한 고압가스 안전 관리법 등 법규를 보완하는 작업이 요구된다. 수소연료전지 자동차에의 안정성 우려를 불식해 수용성을 높이고, 대량 생산으로 가격 경쟁력을 갖추는 것이 필요하다.

● [전북 신재생에너지산업은] 생산량 연평균 11% 증가…2015년 매출액 1조 넘어

전북의 신재생에너지산업은 태양광, 풍력, 연료전지, 에너지저장장치(ESS) 등으로 구분된다. 그 중심에 부안 신재생에너지단지가 있다. 부안 신재생에너지단지 내에는 한국산업기술시험원, 전북대 소재개발지원센터, 한국기계연구원·재료연구소, 한국에너지기술연구원 수소연료전지산학연협력센터 등 연구기관이 있다.

전북의 신재생에너지 생산량과 발전량은 증가세를 기록했다. 2015년 기준 전북의 신재생에너지 생산량은 55만5000TOE(석유환산톤)로 전국 1329만2000TOE의 4.1%를 차지한다. 2011~2015년까지 전북 신재생에너지 생산량은 연평균 11.32% 증가했다. 같은 기간 전북의 신재생에너지 발전량은 125만2700㎿로 전국 3707만8800㎿의 3.3%를 점유한다.

특히 2015년 전북의 태양광 신규 설비용량은 20만5200㎾로 전남 31만7000㎾ 다음으로 높다. 누적 설비용량은 66만2700㎾다.

또 2015년 기준 전북의 신재생에너지 기업체는 25개, 고용 인원은 2080명, 매출액은 1조3348억원을 기록했다. 신재생에너지원별 고용인원으로 살펴보면 태양광이 1772명(85%)으로 대부분이고 폐기물 85명(4%), 풍력 82명(4%), 연료전지 79명(2%), 바이오 51명(2%) 등의 순이다.

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