세상愛발견
수소 기반의 경제 체계를 일컫는 '수소 경제'는 화석연료의 단점인 지구 온난화와 자원 고갈을 해결할 열쇠로 주목받고 있는 미래경제입니다. 친환경성은 물론, 수소를 에너지화할 수 있는 기술력만 있다면 지리적 이점을 가진 일부국가 중심의 탄소 경제 에너지 공급 사슬에서 벗어나 에너지 평등의 경제 체계를 구축할 수 있다는 것이 수소 경제의 장점입니다. 무한한 에너지 매개체인 수소를 에너지원으로 활용할 수 있으려면 '연료 전지'가 필요합니다. 수소사회 성장을 주도하는 연료전지에 대해 알아봅니다.
[정리 편집실 일러스트 김원만]
수소 경제의 핵심, 연료전지
연료전지는 산소와 수소의 전기화학 반응을 이용해 연료의 화학적 에너지를 전기에너지로 변환시키는 발전장치입니다. 외부에서 연료를 지속해서 공급할 수만 있으면 계속해서 전기를 발생시킬 수 있고, 에너지 전환효율도 높습니다. 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키기 때문에 기계적 손실이 없으며, 열에너지도 이용할 수 있기 때문입니다. 전기적 효율은 40~50%, 열효율까지 고려한 종합 효율은 80% 이상을 자랑합니다.
친환경·고효율 에너지 기술
연료전지는 친환경적인 에너지 기술입니다. 대기오염물질인 질소산화물, 황산화물, 미세먼지 등이 거의 배출되지 않으며, 이산화탄소 배출량도 적습니다. LNG 발전과 비교하면 약 45%의 이산화탄소 저감 효과가 있으며 미세먼지 배출량 또한 2500분의 1 정도 수준입니다. 이외에도 전력소비지역 부근에 발전설비를 설치해 이용하는 분산전원방식으로, 국가적으로 송전손실과 설비 부담을 줄일 수 있는 대안입니다. 연료전지는 타 발전원에 비해 설치면적이 작고, 공해 및 소음이 적으므로 수요지 근방에 설치하기 용이합니다.
연료전지 활용 범위
연료전지는 고체 산화물형, 고분자 전해질형, 직접 메탄올 연료 전지 등 세 가지로 나눌 수 있습니다. 고체 산화물형 연료전지의 경우 수소뿐 아니라 천연가스 등 다양한 연료를 사용할 수 있으며 대형건물의 분산형 전원으로 주로 이용됩니다. 고분자 전해질형 연료전지는 수소자동차 등 자동차 응용에 가장 중요한 역할을 하며 소형화로 가정용, 이동용 전원으로도 이용할 수 있습니다. 실용화 및 상용화가 가장 빠르게 진행되고 있는 방식입니다. 직접 메탄올 연료전지는 제어장치가 필요 없어 소 형화하고 경량화하기 가장 좋은 연료 전지 제품으로, 휴대전화나 노트북 등의 전원으로 이용할 수 있습니다.
KOGAS 연료전지
한국가스공사에서도 미래 에너지원으로 각광받고 있는 수소의 중요성을 잘 알고 있기에 2000년부터 신재생에너지 기술개발의 일환으로 천연가스로부터 수소를 제조하는 수소제조장치 개발, 연료전지자동차에 수소를 공급해주는 수소충전소 실증연구 등 연료전지 관련 다양한 연구를 진행 중이며, 2017년 12월에는 대구지역 사회복지시설에 연료전지 설치도 지원한바있습니다. 또한 2025년까지 연료전지를 포함한 신사업 분야에 1조 원 규모를 투자할 예정입니다. 이를 바탕으로 한국가스공사는 향후 수소/연료전지 기술개발 및 보급 활성화에 선도적인 역할을 수행할 계획입니다
