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건물용 연료전지보급 활성화 방안, 어떤 것이 있나
분산전원 순기능 위한 ‘경제성 확보 지원책’ 마련 시급

보급 의무화시장 설치 경제성 미미해 운전 꺼려
분산전원 장점 극대화시킬 REC·인센티브 부여 등 대안
남영태 기자  |  nam@gasnews.com
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[1328호] 승인 2018.01.03  23:28:50
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[가스신문=남영태 기자] 전 세계는 지난 2015년 파리기후협약 체결로 온실가스 감축과 미세먼지 저감의 대안으로써 신재생에너지에 대한 과감한 투자를 단행하고 있다. 특히 이 가운데 전력과 열을 자급자족할 수 있다는 점에서 연료전지에 대한 관심도가 뜨거워 연구·개발을 비롯한 보급을 집중적으로 추진 중이다. 이에 우리 중앙·지방정부에서도 에너지자립도 향상을 위한 건물용 연료전지를 보급 의무화를 통해 보급하고 있지만, 설치만 될 뿐 운영 경제성 측면을 뒷받침해 줄 제도적 장치 미비로 정상 가동이 되고 있지 않은 상황이다. 이에 이번 기획에서는 건물용 연료전지가 보급에 끝나지 않고 분산전원으로서의 장점이 적극 활용될 수 있는 방안을 모색해보고자 한다.

 

   

건물용 연료전지를 통해 국내 첫 RPS시장에 대능하고 있는 익산 유일산업의 PAFC시스템.

전기+열 생산 자가소비 최고

연료전지발전은 기존 복합·화력·원자력발전과는 달리 연소과정이 없기 때문에 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx) 등 유해물질을 배출하지 않으면서 천연가스, 바이오가스 등 다양한 연료를 사용해 기저부하를 감당할 수 있는 최적의 분산발전원이다.

특히 전기와 열이 필요한 곳에서 전력기반 시설인 송·배전 시설의 설치 없이 에너지를 생산해 보급할 수 있다는 점에서 유일하게 도심지에 설치할 수 있는 장점이 있다.

또한 타 신재생에너지원과 달리 계절·기후조건에 영향을 받지 않고 연중 상시 가동이 가능해 주기기 정비를 제외하면 85~90%의 가동률을 보인다. 더불어 기존 발전시스템과 비교했을 때 약 31%의 1차 에너지 절감효과와 약 45%의 이산화탄소 저감효과를 가진 발전원이다.

이러한 연료전지의 장점을 우리 정부도 인지해 보급을 위한 다양한 지원제도를 펼치고 있다.

건물용 연료전지의 경우 정부의 ‘공공건물 신재생에너지설치 의무화제도’와 서울시의 ‘녹색건축물 설계기준 시행’ 등에 의거해 공공·민간건물에 보급되고 있다. 또 건물지원사업과 신재생에너지 융·복합지원사업 등의 지원으로 보급이 추진되고 있다.

 

경제성 벽에 부딪힌 건물용

정부가 이렇게 건물용 연료전지보급을 위해 다양한 지원제도를 펼치고 있으나, 문제는 설치 후 가동을 뒷받침해 줄 제도적 장치가 없어 건물용 연료전지는 현재 ‘돌리면 돌릴수록 손해’라는 후문이 생겨났다.

산업통상자원부가 지난 달 4일 미래연료전지발전포럼 창립대회에서 발표한 자료에 따르면 지난 2010년부터 2017년 9월까지 총 2485㎾의 건물용 연료전지가 보급됐다.

또한 관련업계 자료에 따르면 올해 건물용 연료전지의 민간 의무화로 약 3200㎾, 정부지원으로 약 650㎾가 보급될 것이라고 전망됐으며, 특히 지난 2015년 이후 민간규제가 본격적으로 적용된 서울시에만 올해 대규모 시장이 형성될 것으로 전망했다.

건물용 연료전지의 경우 전력·열에너지를 24시간 사용할 수 있는 목욕시설, 사우나, 호텔, 병원 등 에너지다소비건물이 설치에 최적의 대상지다.

하지만 관련업계는 정부의 의무·보조금정책으로 보급률은 증가할 것이지만, 건물용 연료전지가 분산전원으로 순기능을 할 수 있는 제도적 근거가 미비해, 설치에만 그치고 있다는 지적이다.

따라서 의무·보조금시장으로 보급되고 있는 현 시점에서 이를 뒷받침해 줄 수 있는 최적의 대안책으로 분산발전원에 대한 신재생에너지공급인증서(REC)와 계통한계가격(SMP) 등이 대안으로 판단된다.

 

SMP+REC 부여 첫 사업모델 실현

이렇게 운영 경제성을 확보할 수 있는 사업모델이 지난해 10월 국내 첫 익산지역에서 시작됐다. 일본 후지전기의 100㎾급 시스템으로 그간 대규모 발전사업자만이 대응하던 신재생에너지공급의무화제도에 진입, 개인발전사업자는 SMP+REC로 경제성을 확보하고 있다.

또한 개인발전사업자 측은 연료전지시스템에서 생산된 열을 활용하기 위해 인근 사우나시설까지 열 배관망 등을 매설해 경제성을 극대화시킬 계획이라고 밝혔다.

이 사업모델의 경우 생산된 전기는 한전에 전량 판매하고 REC+SMP를 부여받는다. 또 대형 연료전지발전설비와는 달리 전력 생산량이 소규모인 점에서 현물시장에서 REC가 거래된다.

개인발전사업자의 경제성을 분석해본 결과, LTSA 비용은 시스템 설치 용량에 따라 상이하다는 점을 감안해 전기(SMP+REC, REC 가중치 2)와 열을 합산한 운영이득은 398.1원/㎾h에서 도시가스요금 125.68원/㎾h를 뺀 순 이득은 272.42원/㎾h로 분석됐다.

특히 건물용 연료전지를 이용한 첫 개인발전사업자 등장으로 정부가 신재생에너지 분산발전을 장려하고 있는 상황에서, 연료전지 이용에 따른 편익을 소비자에게 부여한다면 에너지믹싱과 에너지전환, 고용창출 등이 가능할 것으로 판단된다.

 

설치된 건물용, 경제성 미미 여전

관련 전문가들은 미국의 자가발전보조사업(SGIP, Self Generation Incentive Program)에 주목해, 국내에도 운영 경제성을 확보할 수 있는 제도적 장치 마련이 중요하다고 강조하고 있다.

미국에너지부에 따르면 캘리포니아주는 지난 2001년 SGIP를 첫 시작했다. 2011년 미국 연료전지 정책지원제도 자료에서는 캘리포니아주는 1㎿ 이하의 자가소비용 연료전지발전소에 대해 각각 ㎾당 2500달러(천연가스), 4500달러(바이오가스)의 초기투자비를 지원했다.

또 최근 미국에너지부 자료를 살펴보면 풍력 터빈, 연료전지 등 다양한 열병합발전(CHP) 및 고급에너지저장장치로 전기를 생산하는 발전사업자에게 인센티브를 제공, 이 가운데 연료전지를 신기술로 분류했다. 이에 W당 1.49달러의 인센티브를 부여하는 등 연료전지를 최적의 분산전원으로 판단해 시장 규모를 점차 확대한다는 정책을 펼치고 있다.

그러나 우리나라의 경우 보급활성화를 위한 제도가 지지부진하다. 최근 연료전지전용요금제 신설로 건물용뿐만 아니라 발전용까지 경제성을 확보할 수 있을 것이라는 전망이 있으나, 이와 함께 자가발전에 대한 인센티브제가 필요하다고 관련업계는 강력히 주장하고 있다.

분석결과, 건물용 연료전지의 운영 경제성은 ㎾h당 36.82원으로 분석됐다. 이를 5㎾급 연료전지시스템 대상으로 운영비용인 도시가스비용을 제외한 연간 순이익으로 환산하면 약 136만원의 비용이 발생한다.

그러나 여기에 발전용 시장에서 부여 받고 있는 SMP+REC(REC 가중치 2)를 건물용 연료전지가 부여받는다면 ㎾h당 약 227.84원으로 같은 용량의 시스템으로 연간 순이익은 약 1000만원이 발생하는 것으로 분석됐다.

때문에 건물용 연료전지에서 소비 후 잉여전력을 판매에 따른 제도적 장치가 마련된다면 그에 따른 가동률을 높일 수 있고, 경제성을 확보할 수 있어 사업자도 보호할 수 있는 일석다조의 효과가 나타날 것으로 판단된다. 또한 도시가스를 주 연료로 사용하기 때문에 도시가스사업자는 판매량을 증대시킬 수 있는 신산업으로 자리매김할 수 있다.

더불어 관련업계는 건물용 연료전지 설치에 따른 인센티브제 마련과 정부·지자체의 사후관리도 강화해야 한다는 지적이다. 보급 목표만 관심이 있고, 설치 후 운영 관리 등에 대한 책임에 대해선 회피하고 있다는 점도 가동률 저해요인 중 하나라는 이유에서다.

즉, 자가소비형 분산발전원인 연료전지가 정부정책에 맞춰 건물에 설치됐을 때 연료전지가 가동될 수 있도록 인센티브제가 부여된다면, 업계가 요구하는 사후관리 강화책도 자연스럽게 마련될 것으로 판단된다.

또한 건물 등 도심지 내 설치된 연료전지에 인센티브제가 부여돼 성장곡선을 그린다면, 현재 중앙·지방정부가 사활을 걸고 있는 분산발전 확산정책을 성공적으로 이행할 수 있는 방안이다. 

   
 

 

 

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