국내외 연료전지 산업의 현황 및 전망

경제협력개발기구인 OECD 가입국 중에 한국의 경제수준은 높은 편에 속한다. 하지만 아이러니하게도 에너지 수입 의존도는 97%에 달하는 것이 현실이다. 우리가 사용하는 에너지 자원인 원자력과 화력의 수입 의존도가 높기 때문인데, 원자력의 경우 우라늄을 전량 수입하고, 화력은 석유, 천연가스, 무연탄 등 대부분을 수입하고 있는 상황이다.

신재생에너지로의 전환에 앞서 현재 가장 대세 에너지인 액화천연가스 LNG의 경우도 마찬가지이다. LNG는 다른 에너지 자원에 비해 그나마 공해가 적기 때문에 수요가 꾸준히 늘고 있는 에너지 자원으로, 한국은 지금까지 LNG를 대부분 중동과 동남아에서 수입했었다. 최근에와서야 위험 분산을 위해 수입선을 다각화했지만, 원초적인 문제를 해결할 수 있는 방안은 아니라고 생각한다. 답은 이미 나와있듯이 결국 에너지 자립률을 높이는 방안을 강구해야만 한다.

여러 신재생에너지 분야가 있지만, 개인적으로 연료전지는 현재 존재하는 발전설비 중에 효율이 가장 높고, 다가올 수소경제사회의 핵심에너지이기 때문에 정부가 적극적으로 지원해야하는 분야라고 생각한다. 게다가 기존 화석연료 발전소 같이 대규모의 집중 전원이 아니라, 소규모의 분산 전원이므로 전력을 소비하는 지역에만 발전설비를 설치하면 된다는 특징을 가지고 있다. 또한 소음이나 공해도 적으며, 설치 비용 및 송전 시의 전력 손실까지 감소시킬 수 있는 에너지 자원이라고 생각한다. 그래서 이번에는 연료전지 분야의 현상황과 앞으로의 전망에 대해 알아보고자 한다.

그렇다면 현재 해외 연료전지 산업은 어느정도 수준인가?

에너지 관련기관에 따르면, 작년 국내 연료전지 분야의 관심이 급격히 줄어들었다고 한다. 하지만 전세계 연료전지 판매물량은 2016년과 비교했을 때, 30% 이상의 성장세를 보였다고 한다. 한마디로 연료전지 시장을 장악한 국가들만 이득을 봤다는 말인 셈이다. 그럼 현재 연료전지 시장을 장악하고 있는 나라는 어디일까?

연료전지 시장은 미국과 일본, 유럽이 주도하고 있는데, 후발주자인 한국이 여기에 가까스로 포함된다. 연료전지 시장을 좀 더 세분화 해보면 수소전기차, 발전용, 주택건물용 시장이 있다. 수소전기차 시장은 미국, 일본, 유럽이 주도하고 있고, 발전용 연료전지 시장은 미국과 한국이 주도하고 있으며, 주택건물용 시장은 일본이 독보적으로 주도하고 있는 상황이다.

우선 정부 주도하에 다양한 신재생에너지 분야를 연구개발하고 있는 이웃나라 일본과 유럽의 상황을 알아보자. 실제로 일본 정부는 2040년 수소경제사회로 진입하겠다는 목표를 발표했다. 또한 이에 맞게 다양한 정책을 추진하고 있는데, 가장 눈여겨 볼 정책은 대량의 수소를 제조부터 저장, 운송, 이용하는데까지 전체 사이클에 대한 연구개발을 지원하는 정책이다.

이 정책은 수소전기차 및 수소충전소 보급 확대에 따른 정책으로 보이는데, 2016년 기준 도요타와 혼다에서 생산한 수소차는 약 1,800대로 집계됐다. 2년 전의 수량이므로 현재는 그 수량이 더 늘어났을 것으로 예상된다. 국내 브랜드인 현대자동차에서도 수소차를 생산해서 판매하고 있는데, 일본의 수량과는 10배 가량 차이가 나는 것이 현실이다.

주택건물용 연료전지의 경우, 1kW이하의 연료전지가 일본에만 약 22만 대 보급돼있으며, 세계에서 가장 많은 수량이다. 유럽의 경우, 독일을 필두로 신재생에너지 개발과 보급이 확대되고 있으며, 잉여전력을 수소 형태로 저장하고, 이것을 이용하는 프로젝트가 현재 실증단계에 있다.

최근에는 공장 등에서 사용하는 물류운반차량의 배터리를 대체하는 방안으로 연료전지를 적용하고 있다. 일례로 미국에서는 연료전지를 적용한 물류운반차량이 2만대 정도가 판매됐고, BMW 미국공장의 생산라인에는 연료전지를 적용한 물류운반차량이 300대 정도 사용되고 있다. 이 시장이 급격히 성장하고 있는 상황이므로 앞으로 눈여겨 볼 필요가 있다고 생각한다.

국내 연료전지 산업의 현황 및 전망

국내의 경우, 내로라하는 기업들이 지속적인 연구개발을 통해 선진국 수준의 기술력을 확보했으며, 이를통한 생산력까지도 확보한 상태이다. 먼저 현대자동차는 연간 1,000대 이상의 수소차를 생산할 수 있고, 포스코에너지는 연간 100MW의 전력을 생산할 수 있는 발전용 연료전지인 MCFC 설비를 보유하고 있다. 두산중공업은 연간 100MW의 전력 생산이 가능한 발전용 연료전지인 PAFC 설비와 연간 3,000대 가량 건물용 연료전지 생산 라인까지 보유하고 있다.

하지만 현재 연료전지에 사용되는 수소의 85% 가량이 LNG 및 LPG에서 추출하고 있는 상황이다. 때문에 연료전지를 신재생에너지로 보면 안된다는 목소리도 들린다. 게다가 다른 신재생에너지에 비해 가격적인 부분에서 경쟁력이 떨어지는 문제점을 개선해야만 하는 상황이다. 이 부분에서 돌파구를 마련한다면, 분명 한국의 연료전지 산업은 전세계 시장을 주도할 수 있을 것이라고 생각한다.