고체산화물 연료전지 개념

서울시가 수소연료전지 국내기술 활성화를 위해 민간이 개발한 기술을 실증할 수 있도록 시 기관을 테스트베드로 제공, 건물 에너지원 ‘수소화’에 속도를 내고 있다.

서울시는 ㈜미코가 개발한 2kW급 ‘고체산화물 연료전지(SOFC, Solid Oxide Fuel Cell)’를 서울물연구원에 8월 초 설치해 실증운전을 시작한다고 밝혔다.

㈜미코는 순수 국내기술로 고체산화물 연료전지(SOFC) 시스템(상표명 TUCY)을 개발한 기업이다. 지난해 11월 산업통상자원부 에너지기술개발사업(전담기관: 한국에너지기술평가원)으로 추진되는 ‘kW급 건물용 SOFC 시스템 실용화 기술개발 사업’에 최종 참여기업으로 선정돼 본격적인 시스템 상용화를 위한 실증 기반을 마련했다. 

이번에 설치되는 2kW급 고체산화물 수소연료전지는 용량은 작지만 발전효율이 높은 연료전지다. 투입하는 가스 열량 대비 생산하는 전기량 비율을 의미하는 발전효율이 최대 51.3%로, 2kW급 수소연료전지 중 국내 공식 최고효율을 기록하고 있다. 지난해 상용화한 일본 교세라의 3kW 건물용 고체산화물 연료전지 시스템의 발전효율(52%)과 비슷한 수준이다.

수소연료전지는 수소와 산소의 화학적 반응을 통해 전기 에너지와 열 에너지를 생산하는 신재생에너지 설비로, 연료를 태우지 않고 화학반응으로 전기를 생산해 대기 오염물질 배출이 미미하다. 화학반응이 일어나는 전해질의 종류에 따라 연료전지 형식이 ▲PEMFC ▲PAFC ▲MCFC ▲SOFC로 구분된다.

이중 발전효율이 가장 높은 고체산화물(SOFC) 수소연료전지는 건물 관리를 위해 24시간 전력이 필요한 중‧대형 건물이 많은 대도시에 적합하다. SOFC는 미국‧일본 등에서는 상용화돼 건물에서 운영되고 있으며 국내에서는 올해 1월 경기도 분당에 발전 사업용으로 미국산 제품을 최초로 도입해 운영 중이다.

이와 관련해 서울시는 오늘 24일 서소문청사에서 ㈜미코와 차세대 수소연료전지(고체산화물 연료전지, SOFC) 실증을 위한 업무협약을 체결했다.

아울러 서울시는 지난 5월 중‧대형 민간 건물에도 고체산화물 연료전지(SOFC)가 도입될 수 있도록 설계기준을 마련한다고 밝혔다. 연면적 10만㎡이상 환경영향평가 대상 건물부터 적용할 예정이며, 내년부터 3,000㎡이상 서울시 녹색건축물 설계기준 심의대상 건물 전체로 확대한다는 계획이다.

국내 업체에서 개발 중인 건물용 고체산화물 연료전지(SOFC) 제품들이 상용화를 앞두고 있고 정부에서도 올해 초 발표한 ‘수소경제 활성화 로드맵’에 따라 R&D를 지원 중인만큼, 설계기준 마련 및 건물 연료전지 실증을 통해 건물용 수소연료전지 시장을 선도적으로 정착시키고 수소경제 활성화에도 기여한다는 것이 서울시의 목표다.

하태형 ㈜미코 부회장은 “새로 설치될 시스템은 국내 최초로 가스안전공사의 인증을 받은 2kW 시스템으로 이번 협력과 실증을 통해 SOFC의 실용화를 추진할 예정”이라며 “SOFC 시스템의 친환경성과 안전성을 적극 홍보해 연료전지의 사회적 수용성을 확대해 나갈 수 있도록 노력할 것”이라고 밝혔다.

김의승 서울시 기후환경본부장은 “서울시는 2009년부터 저탄소 고효율 분산 발전원인 연료전지 발전소 유치, 수소차 보급 등 수소경제 활성화에 힘써 왔다”며 “순수 국내기술로 개발한 차세대 연료전지인 고체산화물 연료전지(SOFC) 시장을 서울시가 선도적으로 이끌어 수소산업 발전에 기여하겠다”고 말했다.

이영성 기자  yk6848@

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