연료전지 산업기반 조성·초기시장 확립 위해 선택과 집중 필요

연료전지 운영 보조금 제도 등 현실 가능한 방안 도입해야

분산전원 지원방안 제도개선 및 규제완화 등 법제정 필요

연료전지와 수소를 신재생에너지면에서 고려하면 수소는 천연에너지원이 아닌 인공에너지 미디어라는 특징이 있다. 이는 수소생산을 위해서는 천연가스 등 다른 에너지원이 필요하며 연료전지의 에너지지원으로 부생가스, 물의 전기분해, 원자력의 배열을 이용한 수소 등이 고려될 수 있다.

다시 말하면 수소를 이용한 연료전지의 시장 형성을 위해서는 화석에너지 등을 이용한다는 연료전지의 가장 큰 단점을 극복하는 것이 가장 시급한 문제라고 할 수 있다.

또한 폭발의 위험성 등 사회적 수용성의 불확실을 해소해야 한다. 그럼에도 불구하고 연료전지는 발전기, 배터리, 엔진을 폭넓게 대체할 수 있고 운동부품이 없으며 열역학적 효율한계의 약점을 보완할 수 있다는 점 등 산업 전반에 걸친 확산효과가 지대하다는 면에서 에너지의 한 축을 담당할 것으로 기대되고 있는 것도 사실이다.

연료전지의 조기시장 창출을 위해서는 이러한 단점을 해소하고 장점을 전략적으로 확대하는 것이 가장 시급한 성공을 위해 해결해야 할 요인이라고 생각된다. 

본고에서는 연료전지의 성공사례와 우리나라의 연료전지 현황을 비교 분석하고 우리나라의 현실에서 연료전지의 조기시장 창출을 위해 필요한 것은 무엇인지 고찰해 보았다. 

일본의 연료전지 산업화 성공

일본은 NEDO라는 컨트롤 타워를 중심으로 에너지회사와 연료전지 제작 기업을 중심으로 관련업계가 대동단결하여 가장 성공적으로 연료전지 산업을 주도하고 있다. 대규모 실증사업을 통한 상업화 준비와 특화된 기술력이 성공요인으로 분석되고 있고 이를 통해 에너팜이라는 가정용 연료전지의 12만대 이상 보급과 연료전지 자동차의 상업화 성공으로 두 바퀴가 가동되어 안정적인 사업화를 위해 속도를 높이고 있다.   

일본의 가정용 연료전지 분야를 리드하고 있는 토시바사는 ‘연료전지라고 하는 선택-200년 전의 꿈을 이룬 에너팜이야기’라는 도서에서 ‘1978년부터 만 삼천일의 연료전지 개발 여정’에 대해 소개하고 연료전지 사업의 성공을 자축하고 있는 분위기다. 2020년 140만대, 2030년 530만대의 보급을 자신하며 일본의 새로운 성장 동력산업으로 적극적인 육성이 추진되고 있다.

우리나라의 연료전지 상업화 현황

기술개발 이후 양산에 이른 과정은 흔히 ‘죽음의 계곡’에 비유된다. 이 계곡을 건너는 기술은 1% 정도이다. 죽음의 계곡을 건넌 기업을 기다리는 것이 ‘다윈의 바다’인데 이 바다에서 살아나와 수익을 내는 기업으로 성장하는 확률은 또 절반으로 줄어든다. 우리나라 연료전지 산업은 죽음의 계곡 앞에서 혼돈의 벽을 두고 사투를 벌이고 있는 실정이다.

우리나라의 연료전지분야 국가 R&D 계획에 따르면 연료전지의 경우 2016년 다음과 같은 기획방향으로 연료전지 상업화를 위한 R&D가 진행될 계획이다.

전문가들은 건물용 연료전지의 경우 양산이란 년 1만대 수준의 생산 보급이 형성되는 시장으로 보고 있다. 산업화를 위한 정책제안으로 연료전지 전용 도시가스 요금제 신설로 가스냉방 전용 요금제와 같이 기존 가스요금에서 25~30%의 할인요금 적용이 제안되고 있으나 에너지 요금제도의 개선은 열병합 등 타 산업과의 형평성 등의 문제로 더욱 많은 논의가 필요하고 연료전지 운영 보조금 제도 등 현실 가능한 방안이 우선 도입되기를 기대한다. 

연료전지 설치 법규 및 인증제도의 경우 설치를 위한 점검 제도를 단순화하고 일원화하는 것이 요구되고 있다. 가정용 연료전지를 가전제품으로 분류하고 전기안전검사를 인증으로 대체하고 한국에너지공단 설치확인과 가스안전 담당자 방문을 일원화하는 등 법규의 제도 개선이 요구된다.

발전용 연료전지의 경우 포스코에너지를 중심으로 양산화가 이루어지고 있고 세계적으로 가장 큰 시장이 형성되고 있지만 이는 발전용에 대한 FIT(2002년~2011년) 및 RPS(2012년~)를 통해 이루어진 의무화시장이 대부분이다. 발전용 연료전지 산업의 이슈로는 민간의 적극적인 투자에 따른 지속적인 원가절감 노력에도 불구하고 수익 불확실성으로 투자 심리가 위축되고 있는 실정이다.

발전수익감소의 경우 수익은 전력판매(SMP)와 공급인증서(REC)에 의존하며 최근 SMP가격 하락과 REC 시장 침체로 발전 수익이 감소하고 있다. 발전용 연료전지 산업 활성화를 위한 추진 전략과제로 보급 측면에서는 수도권 분산전원의무화, 신재생기술 융복합산업의 추진이 필요하다. 정책적으로는 분산전원 지원방안, 제도개선 및 규제완화 그리고 장기적으로 수소사회 이행을 위한 법제정 등이 요구되고 있다. 기술개발 측면에서는 원가절감, 복합화를 통한 발전효율 향상 그리고 장기적으로는 수소, 수전해 등 연료다변화가 거론되고 있다.

맺음말

- 일본은 NEDO라는 컨트롤 타워를 중심으로 에너지회사와 연료전지 제작 기업을 중심으로 관련업계가 대동단결하여 가장 성공적으로 연료전지 산업을 주도하고 있다. 대규모 실증사업을 통한 상업화 준비와 특화된 기술력이 성공요인으로 분석되고 있고 이를 통해 에너팜이라는 가정용 연료전지의 12만대 이상 보급과 연료전지 자동차의 상업화 성공으로 두 바퀴가 가동되어 안정적인 사업화를 위해 속도를 높이고 있다.

- 우리나라의 경우 기술개발, 실증연구 등을 통해 초기 산업기반 형성과 일부 부품에 대한 국산화 등 산업발전 가능성은 확인하였다. 그러나 타 에너지원에 비해 높은 가격, 수소기반 사회가 도래하기 전까지 화석연료(LNG 등)를 사용해야 하는 한계, 짧은 내구성과 낮은 상용화 기술, Supply Chain 미형성 등이 산업화 지연으로 작용하고 있다.

- 국내 연료전지의 산업기반 조성과 초기시장 확립을 위해선 강력한 컨트롤 타워, 선택과 집중을 통한 전략적 기술개발과 인프라 구축이 필요하며 이와 병행하여 대규모 실증사업을 통해 안정적인 초기시장과 상업화를 위한 기술개발에 집중할 필요가 있다.