한국자동차연구원, 산업동향보고서 발표

[가스신문=최인영 기자] 수소전기차가 정전(blackout) 등 비상상황에서 분산전원으로서의 가치를 인정받고 있다. 차량 내 연료전지에서 나오는 전기를 활용하는 셈이다.

한국자동차연구원(이하 한자연)은 7일 산업동향보고서를 통해 최근 국내외 주요 완성차업체가 수소전기차용 연료전지를 활용한 발전사업에 투자하고 있다고 밝혔다.

수소차용 연료전지인 PEMFC(고분자형 연료전지)는 저온가동뿐 아니라 유연한 설계도 가능하기 때문에 높은 잠재력을 지니고 있다.

글로벌 차량제조사 ‘연료전지발전’ 연구

현대자동차와 일본의 도요타, 독일의 다임러 등 주요 완성차 기업은 수소차용 연료전지를 개발‧상용화한데 이어 이를 활용한 연료전지 발전사업에도 속도를 내고 있다.

현대차는 올해 2월부터 한국동서발전, 덕양 등과 울산에서 1㎿급 발전시스템을 실증하고 있다. 수소차 넥쏘(NEXO)에 들어가는 연료전지를 이용한 발전이다.

앞서 지난 2012년 5월 여수엑스포에서 현대차는 수소차용 연료전지를 활용해 100㎾급 연료전지 발전시스템을 실증운전했다. 이후 2018년 12월에는 500㎾급 연료전지 발전시스템을 울산테크노파크에서 실증운전하면서 개선‧보완까지 마쳤다.

일본 도요타는 수소차 미라이의 연료전지를 활용해 발전하고 있다. 지난 2019년 9월부터 도요타 본사 공장에서 100㎾급 발전기에 이어 지난해 6월부터는 도쿠야마 제조소의 부생수소를 이용한 50㎾급 발전기를 실증하고 있다.

독일 다임러트럭AG와 영국 롤스로이스는 비상발전기 개발에 협력하고 있다. 지난해 5월 비상발전기 개발계획을 발표하면서 다임러와 볼보가 공동개발 중인 연료전지시스템을 쓰고 있다.

다임러와 볼보는 지난해 4월 대형 상용차 등에 쓰이는 연료전지를 개발‧생산‧상용화하기 위해 조인트벤처(JV) 설립에 합의했다.

수소차 연료전지 ‘시장잠재력’ 향상

수소차에 탑재되는 PEMFC는 통상 80℃ 이하 저온에서 작동하기 때문에 가동속도가 빠른 장점을 지니고 있다. 비상시 빠른 속도로 작동될 수 있는 셈이다. 또한 고정‧이동형뿐 아니라 소형, 중형, 대형 등 다양한 형태로 제작할 수 있어 입지제약을 극복할 수 있다. 추후 용량확대도 용이하다.

한자연 관계자는 “수소전기차와 재생에너지 발전 시장이 확대되면서 PEMFC의 활용도도 빠르게 높아지고 있다”며 “차량용 연료전지는 자동차 출시 시기와 맞물려 5년 내외의 내구연한을 갖게 되면서 교체 시 성능과 효율 향상도 가능해질 것”이라고 설명했다.

한자연은 수소에너지원을 이용한 분산발전은 단기간에 규모를 확장하기는 어렵지만 입지조건의 유연성을 고려하면 큰 폭으로 성장할 것으로 내다봤다. 향후 분산형 재생에너지발전과 연계한 현지 그린수소 생산‧사용체계가 확립되면 성장속도는 더 빨라질 것으로 예상하고 있다.

이를 위해 수소차용 연료전지를 모듈화해 발전하는 방식을 제안하고 있다. 이와 함께 철도, 드론 등 다양한 분야에서 연료전지를 폭넓게 활용하면 대량생산을 통한 단가하락도 가능할 것으로 예측하고 있다.

국내에서는 두산그룹과 한국철도기술연구원이 각각 수소드론과 액화수소열차 등을 연구하고 있다.