에너지 손실 '0' 도전, 연료전지 메카 담금질

그린 포스코 '환경입국' 꿈꾼다

<하>3세대 연료전지 기술 확보
탄소 줄이고 녹색 기업으로


포항제철소에서 북쪽으로 40여분 거리에 위치한 홍해읍 죽천리,

이곳에는 포스코가 지난해 9월 준공한 세계 최대 규모의 발전용 연료전지 공장이 자리잡고 있다.

연간 50MW 규모의 발전용 연료전지를 생산하는 이 공장은 기존 최대 규모인 미국 코네티컷주 FCE(Fuel Cell Energy)사 공장의 2배 규모로, 공장에서 생산하는 연료전지는 일반주택 1만 7000여 가구가 사용 가능한 전력을 만들어 낼 수 있다.

공장 앞자리에는 포스코그룹의 연료전지 사업을 담당하고 있는 포스코파워 연료전지부문 사옥이 버티고 있다. 올해로 예정된 연료전지 스택(발전기) 공장과 연구ㆍ개발센터 입주가 완료되면 '제철산업의 메카'였던 포항은 세계에서 손꼽히는 '연료전지산업의 산실'로 탈바꿈하게 된다.

◆왜 연료전지?= 발전용 연료전지는 석탄 등 화학에너지를 열에너지ㆍ운동에너지ㆍ전기에너지로 순차적으로 변환시키는 기존 화력발전과 달리, 수소와 공기 중의 산소를 전기화학 반응시켜 직접 전기에너지로 만들기 때문에 에너지 손실이 없다. 또한 투입되는 에너지량 대비 발전량인 발전효율이 47% 수준으로 일반 화력발전의 35%보다 높을 뿐만 아니라 이산화탄소 저감효과도 크다. 또한 연료전지 시장은 전 세계적으로 연평균 80% 이상의 높은 성장세를 보이고 있으며, 2020년에는 시장규모가 800억 달러까지 확대될 전망이다.

이러한 배경은 철강업계 최고의 경쟁력을 보유한 포스코 사업 진출의 가장 큰 요인으로 작용했다. 대표적인 이산화탄소 배출기업에서 친환경 녹색기업으로 탈바꿈하려는 포스코에게 연료전지사업만큼 확실한 분야는 없기 때문이다.

포스코는 지난 2003년부터 작년까지 1500억원을 연료전지 분야에 투입한데 이어 2013년까지 1조7464억 원을 추가로 쏟아 부을 계획이다. 특히 포스코가 목표로 하는 분야는 발전용 연료전지다. 2018년 매출 239억달러, 시장점유율 40%로 차세대 발전 시스템 시장 세계 1위로 올라선다는 목표다.


◆3세대 연료전지까지 원천기술 확보= 포스코의 연료전지사업은 자회사인 포스코파워를 통해 추진되고 있다. 포스코파워는 세계 유일의 상용화 발전용 연료전지 시스템인 용융탄산염 연료전지(MCFC, Molten Cabonate Fuel Cell)라는 제품을 국내에 독점 공급하고 있다.

MCFC는 수백KW~수백 MW까지 용량 구성이 자유로운 친환경ㆍ고효율 발전설비일 뿐 아니라, 다양한 부생가스를 활용할 수 있어 도심지 환경에 최적화된 전력공급원으로 평가받고 있다. 설치장소도 다양해 대규모 발전소, 공장, 쓰레기 매립지는 물론 아파트단지ㆍ호텔ㆍ병원ㆍ대학 등에 다양하게 적용할 수 있다.

MCFC는 지난 2007년 미국 퓨얼셀에너지와 기술제휴를 통해 양산한 2세대 연료전지다. 이제 포스코는 차세대 제품인 3세대 고체 산화물 연료전지(SOFC)의 독자 개발에 나서고 있다.

SOFC는 MCFC에 비해 발전 효율이 높고 다양한 형태의 제품 개발이 가능해 많은 기업이 눈독을 들이고 있다. SOFC 개발을 위해 포스코파워는 항산업과학연구원(RIST), 포스텍, 한국과학기술원 등 국내외 4개 대학 6개 연구소와 협력 네트워크를 구성하고 있다. 오는 2013년까지 MCFC 국산화 및 SOFC독자 개발을 완료하게 되면 포스코는 명실상부한 연료전지 부문 세계 1위 기업으로 발돋움하게 된다.

◆친환경 서울 주도한다= 한편 포스코파워는 서울시와 공동으로 추진해 온 노원 열병합발전소 부지내에 들어서는 수소연료전지 발전소를 지난달 15일 준공했다. 약 150억원의 예산을 들여 완공된 발전소는 노원구 지역내 3200세대에 전력을, 1000세대에 난방에너지를 제공할 수 있는 규모다.

서울시는 포스코파워와 함께 서울시 특성에 적합한 수소연료전지 분야를 집중 육성하겠다고 밝혔다. 마곡지구에 최고 20MW 규모로 수소연료전지발전소 건설, 재개발ㆍ재건축 사업, 도심대형건물 신축시 연료전지 설치 적극 권장, 수소연료전지차량 도입, 가정용 연료전지 보급도 적극 추진한다는 것이다. 이를 통해 서울시는 신재생 에너지 이용목표인 10%를 2020년까지 달성하고, 이 중 30%를 수소연료전지로 공급한다는 계획이다.

포스코 관계자는 "올해 안으로 대치동 포스코센터에 300kW 규모의 발전용 연료전지를 올해중 설치하고 향후 대형건물에 대한 보급을 확대할 계획"이라면서 "서울시와 공동으로 집단에너지사업, 도시개발사업 등에 연료전지 보급을 연계하고 공공청사, 대형건물 등에 대한 연료전지 보급 시범사업도 공동 추진해 '친환경 서울' 구현에 기여할 것"이라고 말했다.

채명석 기자 oricms@asiae.co.kr