발전효율 최대 60%로 현존 최고 ‘고체산화물형 연료전지(SOFC)’ 도입 추진
설계안 설계기준 하반기 고시, 연면적 10만㎡ 이상 건물에 즉시 적용
서울시는 화석연료인 석유‧석탄이 고갈되어 가고 환경오염에 대한 경각심이 커지면서 수소에너지가 그 대안으로 떠오르고 있는 가운데, 서울시가 새로 짓는 민간 중‧대형 건물에 기존 방식보다 발전효율이 10% 이상 높은 차세대 수소연료전지(고체산화물형 연료전지, SOFC)가 도입될 수 있도록 설계기준 마련에 나선다.
수소연료전지는 수소와 산소의 화학적 반응을 통해 전기 에너지와 열 에너지를 생산하는 신재생에너지 설비다.
화력발전처럼 연료를 태워 내뿜는 대기오염물질이 없어 친환경적이고, 태양광의 1/300, 풍력의 1/30 정도의 공간밖에 차지하지 않아 설비 크기 대비 에너지 생산량이 가장 높다.
차세대 고효율 연료전지인 고체산화물형 연료전지는 발전효율이 최대 60%로 현존하는 수소연료전지 가운데 가장 높아 ‘발전특화’ 연료전지로 각광받고 있다.
특히, 건물 관리를 위해 야간에도 항상 전력이 필요한 중‧대형 건물이 많은 대도시에 적합하다는 평이다. 미국‧일본 등에서는 이미 상용화돼 건물‧주택에서 운영되고 있으며, 국내에서는 올해 1월 경기도 분당에 발전 사업용으로 최초 도입돼 운영 중이다.
서울시는 새로 짓는 중‧대형 민간 건물에도 고체산화물형 연료전지가 도입될 수 있도록 설계기준(성능표준값)을 마련한다고 밝혔다. 하반기 중 고시하고, 고시 즉시 적용한다는 계획이다. 우선 연면적 10만㎡ 이상인 환경영향평가 대상 건물부터 적용하고 내년부터는 연면적 3천㎡ 이상 건물로 확대한다.
서울시 신축 건물은 고분자전해질형 연료전지(PEMFC), 인산형 연료전지(PAFC), 고체산화물형 연료전지(SOFC) 등 선택 가능한 연료전지 종류가 총 3종으로 확대돼 건물의 크기와 용도, 에너지사용 패턴 등을 고려해 맞춤형 연료전지를 선택 가능해질 것으로 기대된다. 또, 이달 초 기존보다 6.5% 인하된 ‘연료전지용 가스요금’이 신설돼 수소추출에 사용되는 도시가스 요금 대비 전기발전 실익이 커지는 만큼, 실가동률도 증가할 것으로 기대된다.
또한 연료전지 설계기준은 설치 용량당 어느 정도의 에너지를 생산하는지를 나타내는 것으로, 건물에 실제 도입하려면 설계기준에 따라 설계안에 반영해야 한다. 서울시는 '12년부터 민간 건물 신축 시 건물이 필요한 에너지 일정 비율 이상을 신재생에너지로 자급하도록하여, 서울시 건물에는 태양광, 수소 연료전지 같은 신재생에너지 설비 보급용량이 지속적으로 증가하고 있다.
서울시는 국내 업체에서 개발 중인 건물용 고체산화물형 연료전지(SOFC) 제품들의 상용화가 목전에 있고 정부도 올초 발표한 '수소경제 활성화 로드맵'에 따라 이 분야의 R&D를 지원 중인 만큼, 이번 설계기준 마련을 통해 건물용 수소연료전지 시장을 선도적으로 정착시키고 수소경제 활성화에도 기여한다는 목표다.
실제, 현재 STX중공업, ㈜미코, 경동나비엔 등 국내 업체에서 개발한 건물용 제품이 상용화에 앞서 실증시험('18.~'20.) 중에 있다.
서울시는 '12년부터 시작한 원전하나줄이기 정책에 따라 민간건물의 수소연료전지 설치가 점점 늘고 있으며, 올해 총 400kW 규모로 신규설치가 예상돼 연간 100억 원대의 건물용 연료전지 시장이 조성될 것으로 전망하고 있다.
이런 추세를 고려하면 향후 5년 간 총 102MW(▴발전용 100MW ▴건물용 2MW) 고체산화물형 연료전지(SOFC)가 보급될 것으로 시는 예상하고 있다. 생산 전력량은 18만 가구가 1년 동안 사용하는 것과 맞먹는 규모(7억9천만kWh)로 에너지자립도시를 위한 주요설비로 자리매김할 것으로 기대된다.
황보연 서울시 기후환경본부장은 “서울시는 2009년부터 연료전지 발전소 유치, 수소연료전지차량 충전소 운영 등 누구보다 항상 먼저 수소경제 활성화를 위해 움직여 왔다.”며 “국내 업체에서도 개발 중인 발전특화 연료전지인 SOFC의 건물용 연료전지 시장을 서울시가 선도적으로 조성해 수소 산업 발전 및 수소경제 활성화를 이끌도록 하겠다.”고 말했다.
