5월 KS표준(안) 도출…제도정비 지연 시 업계 퇴보 위기
 

SOFC시스템社 2019년경 양산체계 돌입 목표
국산화율 71~90%…양산 시 일자리창출 기대

그러나 현실은 KS인증 부재로 인증기반 없어
실증사업과 연계 가능토록 조속 마련 고무적
 

SOFC는 산소 또는 수소이온을 투과시킬 수 있는 고체산화물을 전해질로 사용한다. 때문에 6가지 연료전지 타입 가운데 가장 높은 온도인 700~1000℃에서 작동하기에 귀금속 촉매가 필요하지 않으며, 직접 내부개질을 통한 연료공급이 가능하다.

특히 이러한 장점을 살려 LNG는 물론 LPG, 바이오가스, 수소 등 SOFC는 연료의 다양성을 지녀 높은 발전효율과 고온의 가스를 배출해 배열을 이용한 열복합발전도 가능하다.

국내 연구계에서도 이러한 SOFC를 발전시키기 위해 지난 1990년대 초부터 한국과학기술연구원은 평판형 SOFC 개발 연구를 수행했고 이후 전력연구원, 한국에너지기술연구원, 한국기계연구원, 한국과학기술원, 포항산업과학연구원 등 연구기관에서 SOFC와 관련한 연구개발을 현재까지 진행하고 있다.

뿐만 아니라 국내 SOFC 관련 기업들 역시 향후 SOFC시스템을 건물·발전시장을 마켓수요로 판단, 국내 SOFC시스템 제조사들 계획에 따라 내년 시스템이 국내 연료전지시장에서 모습을 나타낼 것으로 점쳐진다. [표1]

국내 SOFC 국산화로 700W~3㎾ 준비

현재까지 알려진 바에 따르면 국내 기업들은 700W~3㎾급으로 SOFC시스템 개발을 추진하고 있다. 각 제조사별 차이는 있으나 2019년~2020년 상용화를 목표로 시스템 제품화를 위한 마무리 단계에 접어들었다.

국내 보일러社 가운데 유일하게 SOFC시스템을 개발하고 있는 경동나비엔은 지난 2011년 국책 과제로 진행된 ‘그린홈 연계현 건물용 SOFC시스템 개발 및 실증’을 통해 국내 중소·중견기업과 협력해 700W급 건물용 SOFC시스템을 개발했다.

경동나비엔 자료에 따르면 이 시스템은 현재까지 비상정지 및 계획정지를 포함해 총 26회의 on/off를 포함, 4500시간의 운전시간데이터를 확보했다. 그 결과 45%의 발전효율과 41%의 열효율로 종합효율은 86%를 확보했다. 특히 사용자의 편의성을 위해 룸콘에서 원격제어가 가능토롱 설계·제작됐다.

스택·시스템제조사인 미코는 지난 2008년부터 2015년까지 SOFC용 스택 개발 노하우를 바탕으로 2016년 2㎾급 SOFC시스템을 프로토타입으로 개발해, 현재 가격경쟁력 확보와 성능개선을 위한 연구개발 중이다. 미코 역시 약 3000시간 이상의 시스템 운전으로 현재 발전효율 45%와 40%의 열효율로 종합효율 85%의 운전데이터를 확보했다.

특히 미코는 SOFC시스템의 내구성(수명) 확보에 집중했다. 미코 측에 따르면 현재 최소 5년 이상의 스택 수명을 목표하고 있으며, 시스템 수명은 스택 1회 교체를 포함해 10년 내구성을 목표한다.

개질기 전문업체인 에이치앤파워는 한국전력과 공동으로 3㎾급 시스템을 개발하고 있다. 오는 10월 과제종료와 함께 선보일 이 시스템에 적용된 개질기는 현재까지 5000시간 이상 연속운전으로 개질기 검증을 완료했으며, 시스템 역시 1000시간 연속운전으로 전기효율 52%, 열효율 38%로 종합효율 90%를 확보했다. 또 향후 스택 수명을 4년 이상 확보한다는 것이 회사 측의 설명이다.

특히 최근 국내 첫 SOFC시스템에 대한 KGS 검사 합격을 획득한 STX중공업은 1㎾급 SOFC시스템을 개발해, 국내 시장에서 첫 선보였다. 현재까지 약 4000시간 이상의 시스템 운전 누적시간 데이터를 통해 발전·열효율을 각 45%씩 확보하는 등 90%의 종합효율을 보이고 있다.

STX중공업은 2019년 하반기 상용화를 목표하고 있으며 최소 8000시간 이상의 내구성을 기본으로 발전효율을 47%까지 향상시켜 종합효율은 92% 이상 달성 목표한다. [표2]

높은 국산화율로 2019년 상용화 목표

SOFC시스템은 타 연료전지에 비해 세라믹소재를 기반으로 해 국산화율이 가장 높은 것으로 알려졌다.

이에 각 제조사별 스택, Hot·Cool 박스 등 시스템 부품들에 대한 국산화 비율을 조사한 결과, 71~90%로 집계됐다. 각 업체별 시스템 용량에 따른 개발 범위가 다르지만 촉매와 펌프류 등 일부 소재부품들을 제외한 부품들에 대해선 국내 기업들과 협력하고 있는 것으로 나타났다.

이러한 상황에서 국산화율이 높은 SOFC시스템이 상용화 단계에 진입할 경우 현 정부의 정책기조인 일자리창출과 관련해 SOFC산업이 큰 역할을 담당할 수 있을 것으로 점쳐진다.

정부 정책에 발맞추기 위해 SOFC 관련업계는 2019~2020년 시스템 상용화를 목표로 해 국내 연료전지시장에 진입한다는 목표를 수립했다. 이를 위해 우선적으로 한국가스안전공사의 가스기기 검사 합격을 취득하기 위해 올해 중순부터 내년 중순까지 1년간 매진한다는 입장이다.

신재생에너지설비 KS인증 부재 발목

향후 SOFC시스템이 국내 연료전지시장에서 선보이기 위해선 반드시 신재생에너지설비 KS인증제도가 법적 근거로 마련돼야 한다. KS인증제도는 신재생에너지설비가 정부보급사업 참여를 독려시키는 것은 물론 해외 수출 시에도 중요한 역할을 담당하기 때문이다.

신재생에너지설비 KS인증제도(이하 KS인증)는 국가 신재생에너지정책 목표 달성을 위해 정부가 허용한 국가인증제도다. 보조금을 투입하거나 의무적으로 설치할 필요성이 있는 신재생에너지 인증대상 설비의 제조공장심사 및 제품심사를 실시해, 정부가 규정한 인증심사기준과 제품의 성능·품질기준을 모두 충족할 경우 인증서를 발급하고 KS마크 표시를 허용한다.

특히 신재생에너지설비가 KS인증을 획득하면 △정부 신재생에너지설비 설치지원 및 의무화사업, RPS 등에 최우선 적용 △국가기관·지자체·공공기관 및 공공단체 물품 구매, 용역조달에 우선 구매 △국가를 당사자로 하는 계약에 대한 지명 미 지명 경쟁 입찰 등 입찰계약 특례 등이 주요 혜택으로 주어진다.

5월, SOFC KS 표준(안) 도출

정부도 이러한 KS인증제도 취지와 더불어 미래 산업 육성을 위해 제품의 신뢰성 확보를 목적으로 SOFC에 관련한 KS표준화작업을 추진하고 있다.

한국에너지공단은 신재생에너지 표준화 및 인증지원 사업으로 ‘SOFC 발전시스템 성능평가 기반구축’과제를 통해 이달 SOFC 신재생에너지설비 KS표준(안)을 도출할 예정이다.

정부도 차세대 연료전지인 SOFC를 성장시키기 위해 반드시 KS인증이 필요하다고 인지해, 표준(안) 도출작업에 착수한 것으로 풀이된다.

KS표준(안)이 도출되면 표준(안)을 바탕으로 기업 및 전문가 공청회 등을 거친다. 이 과정을 통해 수정·보완된 표준(안)을 국가기술표준원에서 해당 에너지원의 필요성, 시장보급현황, 미래 전망성 등 다방면의 검토가 진행된다.

국가기술표준원의 심의를 거쳐 인증마련이 확정되면 이후 한국에너지공단은 인증기관 선정을 위한 작업에 착수한다. 이 과정에서는 물망에 오른 인증기관이 해당 신재생에너지원의 인증기반이 마련돼 있는지도 중점으로 평가된다.

SOFC KS인증 내년 초 마련 필수적

정부가 SOFC산업계를 지원하기 위해 제도마련에 돌입했음에도 불구하고, 관련업계는 늦어도 내년 상반기에는 SOFC KS인증제도 마련이 완료돼야 한다고 강하게 주장하고 있다.

이도 그럴만한 것이 2019~2020년 상용화를 준비하고 있는 상황에서 시기에 맞춰 정부가 KS인증을 마련하지 못할 경우 SOFC 산업계에는 난항이 예측되기 때문이다.

또 선행으로 추진된 고분자전해질연료전지의 경우 KS인증이 마련되기까지 약 7년의 시간이 소요됐고, 지난해 SOFC와 같은 과제로 한국에너지공단이 도출한 직접메탄올연료전지와 관련한 KS 표준(안)은 국가기술표준원에 심의되지도 못한 채 아직까지도 한국에너지공단에 묶여있기 때문이다.

전문가들은 국가기술표준원의 심의 과정에서 빠르면 수개월, 늦으면 수년이 걸린다고 입을 모으고 있다.

또 이후 필요성에 따라 국표원이 KS인증을 승인한다 하더라도 인증기관까지 선정해야 하기 때문에 많은 시간이 소요돼, 현 시점에서 정부의 추진력이 무엇보다 가장 중요하다고 꼬집고 있다.

국내 SOFC 산업계는 대부분 중소·중견기업으로 이루어져 있다. 즉 산업계가 제품을 시장에 선보일 준비를 완료했음에도 불구하고, 정부의 발 빠른 뒷받침이 없다면 세계시장을 리드하기는커녕 전폐하는 최악의 상황을 초래할 수 있다.

SOFC는 연료전지 가운데서도 차세대 유망 발전원으로 떠오르고 있다. 우리나라도 자체 기술을 토대로 SOFC시스템이 제품화 단계에 이른 만큼, 지금까지의 노력이 헛되지 않도록 정부의 조속한 지원책 마련을 위해 나설 때이다.