'화석연료' 전기 대신 '수소연료' 전기 시대 열린다

한국전력 발전자회사들이 민간기업들과 손잡고 '수소발전시대'를 앞당기고 있다.

발전용 수소연료전지 분야에서 세계 최대 설비 보유국으로 올라선 우리나라는 연료전지발전 설비 확대와 더불어 수소발전시대의 성패를 좌우할 필수전제인 '경제성 높은 수소의 대량 공급'을 위해 역량을 모으고 있다.
한국남부발전은 지난달 26일 두산퓨얼셀과 손잡고 인천 서구에 단일단지로는 세계 최대 규모를 자랑하는 80메가와트(㎿)급 '신인천빛드림 수소연료전지 발전소'를 준공했다. 국내 25만가구가 사용할 수 있는 전력을 생산할 수 있는 수소발전시설이다.

같은 달 29일 한국서부발전도 똑같은 인천 서구에서 두산퓨얼셀과 함께 국내 2위 규모인 77㎿급 '서인천 연료전지 발전소'를 공사를 완료했다. 오는 2024년에는 경기도 화성시에 80㎿급 '화성 양감 연료전지 발전소'도 선보일 계획이다.

이어 한국동서발전은 이달 3일 SK에코플랜트와 협력해 전남 여수에 호남권 첫 수소연료전지 발전소인 15㎿급 '호남연료전지'를 준공했다.

지난 2006년 경기도 분당 연료전지 준공으로 '국내 최초 수소연료전지발전 상용화' 타이틀을 얻은 한국남동발전은 세계 최초로 연료전지를 복층으로 쌓는 기술을 도입하는 등 분당, 안산, 화성, 전남 여수 등에서 총 70㎿ 이상의 연료전지 발전소들을 운영하고 있다.

두산건설 등과 파트너를 이룬 한국중부발전 역시 광주, 인천, 충남 보령 등에 총 60㎿ 이상의 연료전지 발전소를 운영 또는 추진 중이다.

민간기업과 협업 체제를 이룬 발전5사들이 서로 경쟁하듯 연료전지발전소를 잇따라 선보이면서 '대한민국 수소발전시대'가 본궤도 진입과 함께 성장 속도를 내고 있는 것이다.
수소연료전지 발전소는 수소와 산소를 전기화학적으로 반응시켜 전기를 생산하고 순수한 물을 배출시키는 친환경 발전원이다.

발전과정에 온실가스나 대기오염물질이 발생하지 않고, 폭발 위험이 없으며, 소음과 오폐수 배출도 적어 도심 한복판이나 대형빌딩 지하 등에 설치되고 있다.

분산형 전원인 만큼 대규모 송전선로 비용이나 송전 중 전력손실도 줄일 수 있다. 최근 탄소중립 시대를 맞아 친환경 에너지원으로 더욱 각광받고 있다.

발전업계에 따르면, 지난 6월 기준 발전용 수소연료전지 설치용량은 한국이 662㎿로 세계에서 가장 많고, 이어 미국 527㎿, 일본 352㎿ 순이다.

풍력발전 비중이 높은 유럽은 연료전지 발전비중이 미미하고, 일본은 1킬로와트(㎾) 규모의 소용량 가정용 연료전지를 중심으로 운영되고 있다.

한국이 유독 중대형 규모의 발전용 연료전지 설치에 활발한 만큼 수소발전시대의 성공을 위한 과제도 분명해 보인다. 대규모 발전용 연료로 사용할 수 있을 만큼 '경제성 뛰어난 수소' 확보가 시급한 과제다.

그러나 업계에 따르면 향후 수년간 국내 중대형 연료전지에 공급되는 수소의 종류는 액화천연가스(LNG)를 개질해 생산하는 '그레이 수소'가 주종을 이룰 전망이다.

LNG에서 수소를 추출할 때 부득이 온실가스를 배출할 뿐 아니라, 현재 연료전지의 발전단가는 원자력 발전단가는 물론 LNG 발전단가보다도 1.5배 높다는 경제성의 한계를 안고 있다.

발전업계 관계자는 "정부는 탄소중립 시나리오에 따라 오는 2050년까지 수소연료전지 발전 비중을 10.1%까지 늘린다는 목표"라며 "이를 달성하기 위해서는 현재 5% 미만인 그린수소 생산비중을 크게 늘리고, 연료전지 발전단가를 최소한 LNG 발전단가보다는 낮아지도록 수소 가격을 낮추는 것이 관건"이라고 설명했다.


김철훈 글로벌이코노믹 기자 kch0054@g-enews.com