車 업계 "수소차 연료전지를 친환경 발전소로"

↑ 현대자동차가 넥쏘 수소전기차 기술 기반의 수소연료전지 발전 시스템으로 전력을 생산해 수소 산업 확대에 앞장서고 있다. 한국동서발전, 덕양과 업무협약을 체결하고 울산 화력발전소 내 수소연료전지 발전 시스템을 구축했다. [사진 제공 = 현대자동차]

최근 글로벌 완성차 업체를 중심으로 수소전기차용 연료전지를 이용해 발전시스템을 구축하려는 시도가 이어지는 가운데 향후 관련 시장이 커질 것이라는 분석이 나왔다.
7일 한국자동차연구원은 산업동향 보고서를 통해 현대자동차와 일본 도요타자동차, 독일 다임러 AG 등의 수소전기차용 연료전지 연구 사례를 소개했다. 이어 재생에너지 발전과 수소전기차 시장 확대에 따라 수소차용 연료전지의 활용이 빠르게 확대될 것이라는 전망을 내놨다.

↑ 현대자동차가 넥쏘 수소전기차 기술 기반의 수소연료전지 발전 시스템으로 전력을 생산해 수소 산업 확대에 앞장서고 있다. 한국동서발전, 덕양과 업무협약을 체결하고 울산 화력발전소 내 수소연료전지 발전 시스템을 구축했다. [사진 제공 = 현대자동차]

현대차는 지난 2월부터 한국동서발전, 덕양 등과 공동으로 수소차 넥쏘에 탑재되는 연료전 지를 활용한 1메가와트(mW)급 발전시스템 실증을 시작했다. 현대차는 앞서 지난 2018년 울산테크노파크에서 500킬로와트(kW) 급 연료전지 발전시스템을, 2020년 여수 엑스포에서 100kW급 발전시스템을 각각 운영한 바 있는데 이를 개선·보완했다.
일본 도요타자동차는 수소차 미라이의 연료전지를 활용해 2019년 9월부터 자사 곶앙에서 100kW급 발전기를, 지난해 6월부터는 도쿠야마 제조소의 부생수소를 이용한 50kW급 발전기를 실증하고 있다.
독일 다임러 AG와 영국 롤스로이스는 다임러와 볼보가 공동으로 개발하는 연료전지 시스템을 이용한 비상발전기 개발에 협력한다는 계획을 작년 5월 발표했다.
연구원은 수소전기차에 탑재되는 고분자전해질형 연료전지(PEMFC)가 신뢰성과 가동성이 우수해 다양한 용도로 활용될 수 있다고 설명했다. PEMFC는 고체 전해질을 사용해 부식이나 전해질 관리 등 문제가 상대적으로 적고, 다른 연료전지에 비해 낮은 온도(통상 80℃ 이하)에서 작동하므로 빠른 시동이 가능하다. 또한 발전용으로 사용시 입지조건이 까다롭지 않고 고정형·이동형, 소형·중형·대형 등 다양하게 사용할 수 있다.
다만 높은 효율을 내기 위해서는 연료인 수소의 불순물이 없어야 하고 저온으로 가동해 폐열 활용이 상대적으로 어렵다는 단점이 있다. 또한 백금을 촉매로 활용해야 해 단가가 다른 유형의 연료전지보다 상대적으로 비싸다.
연구원은 단기간 내 대규모 발전에 활용이 어렵지만 향후 분산형 재생에너지 발전 시스템과 그린수소 생산·사용체계가 활성화되면 PEMFC의 장점이 부각될 것으로 전망했다. 특히 수송을 비롯한 다양한 분야에 폭넓게 활용될 수 있어 대량 생산 체제를 통한 단가 하락은 물론 모듈화 발전에도 유리할 것으로 평가했다. 이와 관련 두산그룹의 수소 드론, 한국철도기술연구원의 액화수소열차 등 다양한 모빌리티 분야에서 연구가 이뤄지고 있다.
[박윤구 기자]