▲ 9월 4일 열린 포스코 발전용 연료전지 공장 준공식에 참석한 이윤호 장관(사진 앞줄 가운데)과 이구택 포스코 회장(사진 앞줄 왼쪽) 등 내외 귀빈들이 진지한 표정으로 공장 설비를 둘러보고 있다.(포항=박재구 기자)

포스코가 세계 최대 규모의 발전용 연료전지 공장을 준공하고 상업생산을 시작했다. 이에 따라 포스코는 신재생에너지 보급과 기술개발에 부응하는 한편 연료전지 시장 확대를 위한 기반을 마련했다.

포스코는 9월 4일 포항 영일만항 산업단지 내에 위치한 연료전지공장에서 이구택 포스코 회장과 이윤호 지식경제부장관, 이상득 국회의원, 박승호 포항시장 등 관계자 300여명이 참석한 가운데 발전용 연료전지 공장 준공식을 가졌다.

이구택 포스코 회장은 이날 기념사에서 “연료전지 사업은 인류가 직면하고 있는 화석연료 고갈과 지구환경 오염 문제를 해결할 수 있는 최적의 대안” 이라며 “정부의 저탄소 녹색성장 정책에 부응해 대량생산체제를 구축하고 지속적인 기술개발을 통해 연료전지의 사업의 글로벌 비즈니스화를 실현함과 동시에 포항을 세계적 연료전지 사업의 메카로 육성하겠다”고 밝혔다.

이어 이윤호 지식경제부 장관은 “연료전지를 비롯한 신재생에너지 시장은 미래성장동력으로 부상할 것”이라며 “수소·연료전지, 태양광, 풍력 등 3대 분야는 수출산업으로 적극 육성할 계획”이라고 밝혔다. 아울러 이 장관은 “정부에서는 신재생에너지 보급을 가속화하고 기업들의 기술개발에 아낌없는 지원을 하겠다”고 강조했다.

이날 준공식을 가진 연료전지공장은 연간 50MW 규모의 발전용 연료전지를 생산하는 세계 최대 공장으로 기존 최대 규모인 미국 코네티컷주 FCE(FuelCell Energy)사 공장의 2배다. 여기서 생산하는 연료전지는 일반주택 약 17,000가구가 사용 가능한 전력을 만들어 낼 수 있다.

미래성장동력 육성 위해 2012년까지 1,700억원 투자 계획

발전용 연료전지는 석탄 등 화학에너지를 열에너지→운동에너지→전기에너지로 순차적으로 변환시켜 전기로 만드는 기존 화력발전과 달리, 수소와 공기 중의 산소를 전기화학 반응시켜 직접 전기에너지로 만들기 때문에 에너지 손실이 없어, 투입되는 에너지량 대비 발전량인 발전효율이 47% 수준으로 일반 화력발전의 35% 보다 높을 뿐 아니라 이산화탄소 저감효과가 크다. 

또한 수백 kW부터 수백 MW까지 용량 조정이 자유롭고, 야외, 지하, 건물옥상 등 다양한 장소에 설치할 수 있다. 따라서 대형 발전소, 공장은 물론 아파트단지, 호텔, 병원 등 도심지에도 발전설비 설치가 가능해 활용범위가 매우 넓다.

현재 연료전지 시장은 전세계적으로 연평균 80% 이상의 높은 성장세를 보이고 있다. 시장조사기관인 ABI 리서치는 연료전지 시장규모가 2020년에는 800억 달러까지 확대될 것으로 전망하고 있다. 이에 따라 미국, 유럽, 일본 등 선진국 정부와 기업들이 이 사업에 적극 나서고 있다.

2003년부터 차세대 성장동력의 하나로 연료전지 사업을 적극 추진해 오고 있는 포스코는 연료전지산업을 미래 국가 수출산업이자 성장동력으로 육성하기 위해 2012년까지 1,700억원을 투자할 계획으로 있다.

이날 준공한 공장 인근에 2011년까지 50MW 규모 공장 1기를 추가로 건설하는 한편 전문 연구센터를 세워 RIST(포항산업 과학연구원), 포스텍 등과 함께 발전용 연료전지 원천기술을 확보해 현재보다 발전효율이 10% 이상 높고, 생산원가가 20% 이상 낮은 차세대 연료전지 개발에도 적극 나설 계획이다.

기술집약적인 연료전지산업은 전세계적으로 아직 초기단계로 선진국과 후발주자들 간 기술격차가 크지 않아 포스코가 적극적 투자와 기술개발에 나선다면 대부분 해외에 의존하고 있는 신재생에너지 기술을 국산화해 경쟁력이 뛰어난 수출산업으로 육성할 수 있을 것으로 기대된다.

또한 대우조선해양 인수를 추진하고 있는 포스코는 해양플랜트에 연료전지 발전기술을 접목해 바다 위에 환경오염물질 배출이 없는 청정 원유 생산시설을 건설할 수 있고, 전기 발생 시 소음이 거의 없는 연료전지를 활용해 무소음 잠수함 등 고부가가치 선박을 생산할 수 있어 국내 조선산업이 새로운 영역을 개척하는 데 큰 도움이 될 것으로 기대하고 있다.

한편, 현재 국내 발전용 연료전지는 지난 2005년 4월부터 2006년 4월까지 포스코가 FCE사 제품을 RIST, 서울 탄천하수처리장, 광주 조선대학교 병원 등 3곳에 설치했고, 2006년 11월에는 국내최초로 남동발전 분당발전소에 상업용 발전용 연료전지 1기를 설치해 정상 가동 중에 있다.

포스코는 올해 9월까지 포항, 전주, 군산, 보령 4개 지역에 총 7.5MW 규모의 신규 연료전지를 추가 설치할 계획이다.

포스코퓨얼셀이란

포스코파워, 기술개발에서 사후관리까지 논스톱 서비스 추구

포스코가 생산하는 발전용 연료전지인 ‘포스코퓨얼셀’은 미국 FuelCell Energy(FCE社)와 기술제휴를 통해 독점공급하는 세계에서 가장 앞선 상용화 발전용 연료전지시스템인 용융탄산염 연료전지(MCFC: Molten Carbonate Fuel Cell)를 뜻한다. 포스코파워는 포스코퓨어셀의 국산기술 개발, 제조, 설치 및 사후관리까지 논스톱 서비스를 추구하고 있다.

연료전지시스템은 크게 연료공급기(MBOP)와 발전기(Stack), 그리고 전력변환기(EBOP)로 구성되어 있다.

MBOP는 수소와 산소를 Stack에 공급하는 역할을 담당하고, Stack은 수소와 산소의 전기화학반응으로 전기, 열, 물을 발생한다. 그리고 EBOP는 Stack에서 발생된 직류전기를 교류전기로 변환공급하는 역할을 한다.

포스코퓨얼셀은 대규모 발전, 분산전원을 위한 최적의 설비로 다음과 같은 특징을 지니고 있다. ▲40~60%에 이르는 발전효율로 에너지 비용을 비약적으로 절약할 수 있고, 부가적으로 생산되는 양질의 열효율을 포함할 시 종합효율이 90%에 달한다. ▲대기오염물질 및 소음이 거의 없는 무공해·친환경 에너지 기술로 인간과 기술, 환경을 모두 생각하는 깨끗한 에너지 설비다.

▲시스템을 모듈화하고 분산화할 수 있어서 적재적소에 분산 배치해 다른 발전시스템과 연계해 운영할 수 있다. ▲날씨 등 가후여건에 영향을 받지 않아 24시간 무정전이 요구되는 병원, 방송국, 데이터센터 등의 공공시설에 적합하다. ▲천연가스, 바이오가스(하수처리 발생가스, 매립지 가스, 부생가스), 석탄가스, 수소 등 다양한 연료를 사용할 수 있어 연료공급이 수월하다. ▲인터넷을 통한 원격운전이 가능해 인력운용이 수월하다.

포스코퓨얼셀은 국내에서 실증을 완료한 유일한 발전용연료전지로 국내 환경에 적합한 설치, 운영 노하우를 보유하고 있다. 또 다년간의 서비스 노하우를 쌓은 최고의 전문인력들이 고객맞춤형 서비스를 통해 최상의 신뢰를 제공한다.

현재 포스코가 생산 공급하는 연료전지 제품인 MCFC시스템은 DFC300MA, DFC1500, DFC3000 등 세 가지 모델이다.

DFC300MA 모델은 단위시간당 350kW의 전력을 생산한다. 설치면적이 40~50평 이내로 동일한 수준의 타 발전기보다 월등히 작다. 다양한 지역에 설치가 가능해 혐기성 소화조 가스를 배출하는 식품·음료 생산공장을 비롯한 소규모 생산설비, 호텔, 대학 등에 활용할 수 있다.

DFC1500 모델은 단위시간당 1,400kW의 전력을 생산한다. 100~150평의 작은 설치면적으로 하수처리장, 쓰레기매립장, 대형 호텔 및 병원, 생산시설 등에서 폭넓게 이용할 수 있다.

DFC3000 모델은 단위시간당 2800kW의 전력을 생산한다. 6개 모듈로 구성돼 설치환경에 따라 200~300평까지 다양한 모양으로 설치가 가능하다. 이 제품은 대규모 전력을 공급하는 발전소에 적합하며, 용량 대비 면적이 작아 비교적 적은 넓이의 부지에서 대용량 출력이 가능하다.