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June2019년 6월호

SV를 추구하며 가장 중요한 것은 친환경입니다. 친환경은 사회적 가치 추진의 첫 걸음이지요. 우리회사 에너지기술사업부문 연료전지 담당은 그런 의미에서 SV의 선두주자로 꼽히고 있습니다. 연료전지는 수소와 산소가 가진 화학적 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 친환경 발전설비입니다. 태양광이나 풍력보다 높은 발전효율을 가져 신재생에너지의 차세대 주자로 떠오르고 있지요. 친환경 전력공급원으로 각광받고 있는 연료전지에 대해 더 자세히 알아보기 위해 이왕재 담당임원과 김범준 PL을 만나보았습니다.

연료전지란 수소와 산소를 전기화학반응(Electrochemical Reaction)시켜 전기를 만들어 내는 기술입니다. 물을 전기분해하여 수소와 산소로 분리하는 수전해(水電解)의 역반응이라고도 말할 수 있습니다. 연료에 있는 화학에너지를 태워서 열에너지를 만들고, 열에너지를 터빈에 넣어 운동에너지를 만든 후, 이를 전기에너지로 만드는 기존의 발전방식은 두단계의 에너지 변환과정에서 에너지손실이 발생하지만, 연료전지 기술은 화학에너지를 곧장 전기에너지로 만들기 때문에 더 높은 효율을 내는 기술이기도 합니다.
상대적으로 크기가 작기 때문에 소규모로 여러 곳에 설치해서, 송전에 따르는 여러가지 사회적 비용을 줄일 수 있는 장점도 있습니다. 무엇보다 연료를 태우지 않고 반응시켜 전기를 생산한다는 점이 장점인데, 이 과정에서 발생하는 부산물이 물이라서 공해도 일으키지 않지요. 이런 특성 때문에 연료전지는 인공위성의 독립전원으로 개발되었으며, 최근에는 대체 에너지원으로 사용하기 위한 대형 시스템이 개발되고 있습니다.

연료전지는 아직 대중적인 에너지원이 아니다 보니 생소하게 느끼시는 분들이 많습니다. 친환경에너지 연료전지를 통해 SV를 선도해 나가고 있는 이왕재 담당임원과 김범준 PL을 만나 자세한 이야기를 들어보았습니다.

연료전지 사업이 정확하게 어떤 사업인지 짧게 설명 부탁드립니다.

김범준 PL(이하 김) – 연료전지사업은 청정에너지를 만드는 발전 사업입니다. 연료전지가 이름만으로는 발전원리를 유추하는 것이 힘들어 많이 낯설어 하십니다. 연료전지사업은 전지반응을 통해 전기를 만들어내고, 만들어낸 전기를 판매하는 사업입니다. 수소와 산소를 전기화학반응(Electrochemical Reaction)시켜 전기를 만들어내는 발전사업이지요. 연료를 태우지 않기 때문에 청정한 에너지가 만들어집니다. 쉽게 생각하면 중학교때 물에 소금넣고 전기분해하는 것과 같은 원리인데요, 한 쪽엔 수소, 한 쪽엔 산소가 나왔는데 그것을 거꾸로 한다고 생각하시면 됩니다.

수전해(水電解) 역반응이지요. 물에서 수소와 산소를 분리할 땐 전기가 소비되지만 반대로 둘을 반응시킬 땐 전기가 튀어나온다고 생각하면 쉽습니다. 전기분해에서는 물에 녹인 소금이 전해질 역할을 하는데, 연료전지에도 여러가지 물질이 전해질로 쓰입니다. 우리회사의 주력 제품에는 제3세대 연료전지 기술로 분류되는 SOFC 기술이 사용되었고, 돌솥같이 열과 부식에 강한 고체산화물(Solid Oxide)을 전해질로 사용하고 있습니다.

이왕재 담당임원(이하 이)- 쉽게 말해 천연가스 같은 탄화수소계열 연료에서 수소를 뽑아내어 전기화학반응 시켜 전기를 생산하는 발전소를 개발하고 건설하는 사업입니다.

천연가스를 쓴다는 점에서 기존 연소식 가스 발전과 비교해 볼 수 있는데, 가스 발전은 가스를 태워 물을 끓여 만든 증기로 발전기를 돌려서 전기를 만듭니다. 그 과정에서 황화합물이나 질소화합물 같은 유해물질 배출이 필연적으로 발생하게 됩니다. 물론 그렇기 때문에 연소식 발전기에는 유해물질 제거장치가 잔뜩 붙을 수밖에 없는 것이지요. 이에 반해 연료전지는 천연가스를 쓰지만 탄소와 수소를 분리하여 수소를 반응시켜 전기를 만들어 내기 때문에 물 외에 부산물이 발생하지 않습니다.

연료전지에서 직접 수소를 쓰지 않고 천연가스를 쓰는 이유는, 아직까지 수소를 안전하고 경제적으로 생산, 운반, 저장하는 기술이 확보되지 않았기 때문인데요, 천연가스에서 수소를 추출하는 방법은 현재까지 가장 안전하고 깨끗하며 경제적인 방법으로 알려져 있습니다.

SV추진단에서 에너지기술사업부문을 우리회사 SV추구의 대표선수로 꼽았는데, 그 이유는 무엇일까요?

연료전지는 친환경적이고, 오염물질이 나오지 않거나 나오더라도 매우 적습니다. 천연가스에서 수소를 떼어내고 남은 이산화탄소가 나오긴 하지만 생산되는 전력량을 생각하면 매우 적은 양에 불과합니다. 효율이 좋은 설비일수록 친환경적이 되는 것과 같은 이치입니다. 결국 같은 에너지를 써서 전기를 훨씬 많이 생산할 수 있다는 의미이니까요.

또 연료전지를 사용하면 발전소를 지을 때도 태양광이나 풍력처럼 넓은 땅이 필요 없습니다. 300kW 단위로 확장이 가능한데 블럭처럼 집적하며 늘려 갈 수 있습니다. 바로 이런 이유로 연료전지는 대표적 신재생분산전원으로도 알려져 있는데요, 막대한 사회적 비용이 발생되는 송전설비 건설을 최소화할 수 있다는 점에서 많은 관심을 받고 있습니다. 송전선로 건설을 반대하는 지역주민들의 격렬한 시위는 여러 차례 보도되기도 하여 잘 아실 겁니다.

결국 도시에서 사용하는 막대한 양의 전기를 바닷가 등지에 위치한 발전소에서 만든 후 산과 들을 가로질러 송전탑과 선로를 건설하기 때문에 대형 발전소가 위치한 지역 주민뿐 아니라 송전선로가 가로지르는 지역의 주민들은 피해를 입을 수밖에 없다는 것이 이유입니다. 연료전지로 전기가 필요한 곳에서 직접 전력을 생산하게 되면 송전설비 건설이 필요 없기 때문에 비용절감뿐 아니라 사회적 갈등도 해소할 수 있게 됩니다.

연료전지는 이렇게 높은 효율을 바탕으로 한, 친환경성과 분산성으로 SV의 대표선수 역할을 하게 된 것 같습니다. 향후 기술개발에 따라 가격경쟁력이 강화된다면 사회적 가치가 더욱 커지게 될 것입니다.

에너지기술사업부문 연료전지담당이 추구하는 친환경적 비즈니스모델에 대해 구체적인 설명 부탁드립니다.

앞으로 연료전지는 다른 신재생 에너지와 결합해 언제든지 빠르게 분산 전원 방식으로 가는 것이 궁극적인 목표입니다. 태양광이나 풍력은 기후나 자연환경에 많은 제약을 받기 때문에 늘어나는 전력수요를 감당할 수가 없지요. 그런데 연료전지는 재생에너지의 한계점을 보완하면서 환경파괴없이 에너지를 만들어냅니다. 현재는 천연가스를 쓴다는 단점이 있지만 수소의 경제적 생산이 확보되면 수소를 직접 연료로 사용할 수 있게 되기 때문에 화석연료 사용에 따른 단점도 해소될 것으로 보고 있습니다.

우리나라에서 태양광은 15% 내외, 풍력은 25% 내외의 이용률을 보입니다. 태양광은 해가 있는 동안 발전하고 풍력은 바람 불때 발전하는 설비라는 점을 수치로 보여주는 것입니다. 재생에너지를 사용하여 전력을 생산하는 것은 매우 중요한 일입니다만, 전력수요 패턴은 매우 다양하여 재생에너지만으로는 대응하는 것이 불가능한 것이 현실입니다. 연료전지는 연료만 공급되면 상시 전력공급이 가능하므로 현존하는 에너지원 중에서도 높은 신뢰도를 자랑하여 재생에너지로 인한 공간을 메워줄 수 있는 에너지 솔루션으로 평가되고 있습니다. 뿐만 아니라 높은 효율로 인해 그리드 평균보다 이산화탄소를 적게 배출하는 특성 때문에 유엔에서 탄소저감설비로 인정받기도 했습니다.

연료전지담당에서 SV추구 활동을 하면서 가장 잘했다고 생각되는 부분은 어떤 것이 있을까요?

연료전지의 확산을 통한 신재생에너지의 공급 자체로도 SV 창출이 된다고 생각합니다만, 다양한 연료를 사용한 연료전지 발전을 통해 그 친환경성을 강화한 모델을 추구하려고 합니다. 바이오가스, 부생가스 등 메탄이 함유된 다양한 가스로 연료전지 발전을 하게 되면 화석연료를 사용하는 것보다 더 많은 SV를 창출할 수 있을 것으로 보고 있습니다.

또한, 도시가스 미공급지역에 연료전지발전소가 지어지게 되면, 저개발 지역에 도시가스를 공급할 수 있게 되므로 에너지 복지를 강화하는 차원에서 SV를 실천할 수 있는 측면도 있습니다. 바이오가스, 부생가스 등의 연료다변화와 저개발지역의 도시가스 공급 등을 SV 창출의 비즈니스모델로 추구할 예정이고 곧 실적으로 나올 것이라 기대합니다.

SV추구 활동을 하면서 어려운 점이나 아쉬운 점, 추후 보완 되었으면 하는 부분이 있다면 어떤 것이 있을까요?

SV를 염두하고 비즈니스모델을 개발하지만 과연 이게 얼마나 베네핏이 있을까 하는 생각에 고민이 많습니다. 우리가 가치 있다고 생각하여 추구하지만 SV라는 것이 정량화가 쉽지 않다 보니 SV 창출활동이 미흡하다는 시선도 있을 수 있습니다.

지금은 SV를 생각하며 사업을 한다는데 가치를 두고 있습니다. 지금은 주변에 이해가 폭넓지 않고 체감하는 효과가 크지 않아서 다소 어려운 점이 있습니다. 또한, 우리 연료전지담당은 연료전지사업을 추진하는 것이 우선이기 때문에 SV를 추진할 때에 범위가 좁아지는 것이 고민이기도 합니다.

SV와 관련하여 에너지기술사업부문 연료전지담당의 앞으로 계획은 무엇인가요?

모든 에너지는 쓰기 쉽고 다루기 편한 전기의 형태로 바뀌게 되는 경향을 전전화(全電化 )현상이라고 부릅니다. 개인 모바일 디바이스, AI, 전기차 등 미래 사회의 전력 사용량은 더욱 많아질 것이고, 이 수요를 감당하기 위해서는 친환경적이고 안정적인 전력생산이 필요합니다. 친환경적이고 안전하고 깨끗한 에너지를 원하는 미래의 수요에 대응하여 핵심 발전원으로 자리매김하기 위해 노력할 계획입니다. 친환경, 고효율, 분산 전원이라는 테마를 가지고 앞으로 다가올 전기시대를 리드할 수 있는 1등 사업자가 되는 것이 목표입니다.

연료전지분야의 발전을 통해 국내 산업생태계가 조성되었으면 하는 바람도 있습니다. 중소기업 상생의 측면에서 경쟁력을 가진 국내기업들이 부품공급을 하고 사업에 참여할 수 있도록 연료전지분야 사업을 확장해 나갈 계획입니다.

사보를 통해 SK건설 구성원들에게 전하고 싶은 말씀.

연료전지는 대형 발전부터 도심·자가소비형 발전까지 다양한 규모로 에너지 생산이 가능한 친환경 전력공급원입니다. 앞으로 분산형 전원 발전 사업이라는 장기 비전을 갖고 고객들에게 양질의 서비스 모델을 제공할 것입니다. 많은 응원 부탁드립니다.

현재 우리회사가 주력으로 공급하는 SOFC 제품을 생산하는 미국의 Bloom Energy社와 국내제조법인의 설립과 국내생산에 대해 긴밀하게 협의중에 있습니다. 건설회사에서 연료전지 생산, 개발에 손을 댄다는 것이 낯설겠지만, 이미 세계는 업종간의 경계가 없어진 무한 경쟁환경이 아닐까 생각합니다. 우리는 건설회사의 일반적 역할을 넘어 연료전지를 통해 미래시대에 부응하는 새로운 사업모델을 발굴하고 적용하고자 합니다. 많은 구성원들이 관심을 가지고 지지해주기를 바랍니다. 이런 유사한 사업들이 많이 생기면 회사의 사업모델이 풍부해지고 다양화해지는데 일조 할 수 있을 것이라 생각합니다.

앞으로 다가올 시대엔 전기가 더욱 많이 쓰일 텐데요. 친환경 에너지로 SV를 추구해 나가는 에너지기술사업부문의 연료전지담당의 계획에 더욱 눈길이 갑니다.

새로운 길을 개척해가는 에너지기술사업부문 연료전지담당에게 응원을 부탁드립니다.