수소차 연료전지 활용한 발전시스템 국내외 확산

[헤럴드경제 원호연 기자]현대자동차 그룹 등 국내외 완성차 업체를 중심으로 수소전기차용 연료전지를 발전 시스템으로 활용하려는 움직임이 확산되고 있다. 수송 분야 뿐 아니라 다양한 분야에 폭넓게 활용될 수 있어 관련 시장이 빠르게 확대될 전망이다.

7일 한국자동차연구원이 발간한 '친환경 발전소로 거듭나는 수소차용 연료전지' 보고서에 따르면 현대차그룹과 일본 토요타, 독일 다임러트럭AG와 영국 롤스로이스 등이 수소차용 연료전지를 활용한 발전시스템 개발에 나섰다.

현대차그룹은 지난 2월부터 한국동서발전, 덕양 등과 공동으로 수소차 넥쏘에 탑재되는 연료전지를 이용한 1㎿급 발전시스템의 실증 작업을 시작했다. 현대차그룹은 지난 2012년 여수엑스포에서 100㎾급과 500㎾급 연료전지 발전 시스템을 실증운전한 이후 시스템을 개선, 보완했다.

일본 토요타는 수소차 미라이의 연료전지를 활용해 지난 2019년 9월부터 본사 공장에서 100㎾급 발전기를, 지난해 6월부터는 토쿠야마 제조소의 부생수소를 이용해 50㎾ 발전기를 실증하는데 성공했다.

독일 다임러트럭AG와 영국 롤스로이스는 다임러와 볼보가 공동개발하는 연료전기 시스템을 이용한 비상 발전기 개발을 위해 협력하겠다는 계획을 지난해 5월 발표했다.

수소전기차에 탑재되는 고분자전해질형 연료전지(PEMFC)는 신뢰성과 가동성이 우수해 다양한 용도로 활용이 가능하다. 고체전해질을 사용해 부식이나 전해질 관리 문제가 상대적으로 적기 때문이다.

초기 가동속도가 빠르고 저온(80℃)에서도 문제없이 가동돼 발전시스템으로 활용할 때 입지 제약이 적다.

다만 높은 효율을 내기 위해서는 연료가되는 수소 내 불순물이 없어야 하고 폐열 활용이 상대적으로 어렵다는 단점이 있다. 촉매로 사용되는 백금이 단가가 높다는 점도 문제다.

따라서 빠른 시간 내 대규모 발전은 어렵지만 분산형 재생에너지 발전에 활용될 가능성이 높다는 게 관련 업계와 학계의 평가다. 열차나 드론 등 다양한 모빌리티에서도 활용방안이 연구되고 있어 대량생산될 경우 단가하락도 기대할 수 있다.

김세엽 한국자동차연구원 책임연구원은 "수소차 연료전기의 기술변화는 자동차 신모델 출시와 같은 5년 내외로 연료전지의 성능개선과 효율 향상이 이루어지기 좋은 여건이어서 신기술 도입이 빨라질 것"이라고 내다봤다.