블룸에너지 재팬, 국내 연료전지 시장 진출남동발전 분당발전소에 입찰 참여해 최종 낙찰.

블룸에너지 재팬, 국내 연료전지 시장 진출남동발전 분당발전소에 입찰 참여해 최종 낙찰
SK건설과 손잡고 SOFC 총 8.35㎿규모 건설
지난해 12월 계약 완료, 올 10월 준공 예정

 2018.01.12

▲ 블룸에너지 재팬이 남동발전 분당화력발전소에 설치할 SOFC 시스템 '블룸에너지 서버' (사진제공=블룸에너지 재팬)

가스신문=남영태 기자] 미국 고체산화물연료전지(SOFC) 전문기업 블룸에너지와 일본 소프트뱅크(SoftBank)의 합작회사인 블룸에너지 재팬(Bloom Energy Japan)이 국내 시장에 진출했다. 블룸에너지 재팬이 첫 해외 사업으로 국내 시장에 진입했다는 점에서 이목이 집중된다.

블룸에너지 재팬 측은 지난 9일 한국남동발전이 발주한 분당화력발전소 연료전지발전설비구축사업에 SK건설과 공동 입찰에 참여, 사업을 수주했다고 밝혔다.

한국남동발전에 확인한 결과 이번 사업 추진을 위해 지난해 12월 계약을 완료하고, 최근 킥오프(Kick-off)회의를 갖는 등 오는 10월 준공을 목표로 사업을 진행 중인 것으로 밝혀졌다.

남동발전 관계자는 “이번 사업은 지난 5단계까지의 연료전지발전설비 구축 사업처럼 자체 신재생에너지공급의무화(RPS)제도에 대응키 위해 추진됐다”면서 “경쟁입찰에서 블룸에너지 재팬이 제시한 연료전지시스템의 경제성과 입찰가 등 모든 사항을 종합한 결과 최종 사업자로 결정됐다”고 설명했다.

이번 계약 체결로 블룸에너지 재팬은 한국남동발전 분당화력발전소의 연료전지발전설비 구축 6단계 사업으로 SOFC시스템 총 8.35㎿규모(300㎾급×27대, 250㎾급×1대)를 설치해, 기존 LNG설비를 통해 가스를 수급한다.

또한 남동발전 측에 따르면 이번 8.35㎿규모의 연료전지발전설비에서 생산된 전력은 REC판매를 통해 RPS제도에 대응하고, 생산된 열은 인근 지역난방공사에 전량 판매한다.

SK건설 관계자는 “이번 사업은 그간 열 판매 등 입지적 제한에 벗어나 다용도로 연료전지발전설비 구축 할 수 있는 좋은 발판이 마련됐다는 점에서 의미가 크다”고 말했다.

또한 블룸에너지 재팬 관계자는 “이번 한국 수주건은 블룸에너지 재팬이 해외 사업에 첫 진출한 의미있는 사업”이라며 “이번 사업을 계기로 일본뿐만 아니라 해외에서도 재해에 강하고 깨끗한 분산형 전원인 연료전지 보급에 공헌하겠다”고 말했다.

한편, 지난 2013년 5월 설립된 블룸에너지 재팬은 안정적인 분산형 전력공급을 위해 설립, 소프트뱅크㈜와 블룸에너지㈜가 각각 50%씩 투자지분을 소유하고 있다

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블룸에너지 재팬 나가시마 마모루 영업관리 부장

 2018.03.07  

“한국 RPS제도 연료전지시장 매력적” 한국남동발전 8.35㎿ 수주 성공적 마무리 위해 매진 한국시장 진출 추가 여부, 본사 계획에 따라 움직여 [가스신문=남영태 기자] “한국남동발전으로부터 수주한 8.35㎿규모의 연료전지발전설비 공급 사업은 오는 4월 공사가 시작될 예정입니다. 아시는 바와 같이 오는 10월 완공을 목표하고 있는 만큼 만전을 기해 성공적으로 사업을 마무리할 계획입니다.” FC EXPO 2018에서 만난 블룸에너지 재팬 나가시마 마모루 영업관리 부장은 한국시장에 진출하게 된 이유를 “RPS제도에 따른 REC 가중치 2배가 매력적”이라고 말했다. 그는 “제도에 대한 매력도 느꼈지만 무엇보다 한국 정부에서 연료전지발전설비를 도입하기 위한 적극적인 의지를 가지고 있다는 점에서도 진출을 결심했다”면서 “그 첫 사례로 한국남동발전으로부터 사업을 수주하게 돼 기쁘게 생각하며, 첫 사례라인 만큼 어깨가 무겁다”고 말했다. 그는 블룸에너지社의 200·250㎾급 고체산화물연료전지(SOFC)시스템은 종합효율은 최대 60%이며 40~50㎾규모의 시스템을 연결시켜 설치하는 구조라고 설명했다. 때문에 시스템의 빠른 설치가 가능하다고 덧붙였다. “블룸에너지 재팬이 이번 남동발전의 사업 수주로 인해 공사기간이 짧아 한국기업들이 많이 의아해 하고 있는 것으로 알고 있습니다. 연료전지시스템을 빨리 설치할 수 있는 비결은 전기 및 가스배관은 별도 설치해야 하지만, 완성품을 현장에서 조립·접촉만 시키면 되기 때문에 시간이 단축됩니다.” 나가시마 마모루 부장에게 추가적인 한국시장 진출에 대해 묻는 질문에 그는 “블룸에너지 아메리카(본사)가 한국시장에서 얼마만큼 대응하느냐에 따라 다르다”며 말을 아꼈다. 그러나 그는 한국시장에서 블룸에너지라는 연료전지 브랜드 가치가 좀 더 성장했으면 한다는 바람을 밝혔다. 특히 블룸에너지 재팬이 국내 시장에 진출하면서 많은 우려를 야기했던 낮은 가격으로 국내 산업을 저해시킬 수 있는 점에 대해서 그에게 물었다. 그는 “자국기업을 보호해야 하는 것은 이해하지만, 시장원리라고 생각한다”고 답했다. “어느 국가나 자국기업을 보호해야 하는 것은 맞습니다. 그러나 한국남동발전의 연료전지발전설비 구축 사업권은 블룸에너지 재팬이 입찰에 참여한 기업들과 공정하고 정당한 절차를 거쳐 수주한 것입니다. 경쟁을 통해 수주한 것이기 때문에 이는 시장의 원리라고 판단합니다.” 또한 그는 이번 사업을 수주하면서 체결한 LTSA에 따라 체결기간 내에는 어떠한 문제도 발생하지 않도록 하겠다는 의지도 표했다. 즉 LTSA 계약 기간인 10년 동안 불미스러운 일은 없을 것이기 때문에 한국의 연료전지 기업 및 관련 시장에 안심해도 좋다고 말했다. 다만 향후 계약기간 만료 후 기간 연장 등에 대해선 아직 확답할 수 없다고. 끝으로 그는 시장확대를 위해 한국기업과 힘을 합쳤으면 한다고 했다. “한국에는 포스코에너지, 두산 등 발전시장에서 두각을 보이는 연료전지기업이 있고, 현재 SOFC에 몰두하는 기업들이 있는 것으로 알고 있습니다. 블룸에너지라는 회사는 한국입장에서 외국 기업입니다. 그러나 한국 연료전지시장 확대를 위해 블룸에너지는 앞으로 노력할 계획이며, 이에 한국 기업들도 ‘연료전지 시장 확대’라는 의미에서 함께 의기투합 했으면 좋겠습니다.” < 저작권자 © 가스신문 무단전재 및 재배포금지 >

------------- 발전용 SOFC 시장성, 에너지업계 ‘반신반의’ 최덕환 기자 승인 2018.02.04  RPS시장서 폐기물 축소·폐지 시 시장확대 기대 美 실증시험서 기대치 밑돈 효율·수명 등 우려 [이투뉴스] 국내에 처음으로 도입되는 발전용 고체산화물연료전지(SOFC)시스템을 바라보는 에너지산업계의 시각이 ‘기대 반, 우려 반’이다. 여타 연료전지시스템 대비 전력생산 측면이 특화된 만큼, 향후 정부가 신재생에너지 공급의무화제도(RPS)시장에서 폐기물을 축소·폐지할 때 뛰어난 전력 공급안전성으로 효용성이 크다는 분석이 나온다. 반면 대형 발전시설로선 해외시장에서 부실한 성적을 거두거나 제대로 검증조차 이뤄지지 않았다는 점에서 성급하다는 주장도 적지 않다. 남동발전 분당화력발전소는 연료전지발전설비 구축 6단계 사업으로 오는 10월까지 블룸에너지 재팬에서 들여온 8.35㎿규모 SOFC발전설비(300kW급×27대, 250kW급×1대)를 설치한다. 블룸에너지 재팬은 미국 SOFC전문기업 블룸에너지와 일본 소프트뱅크가 각각 절반씩 지분을 투자해 설립한 합작사다. 지난 연말 SK건설과 공동으로 입찰에 참여해 해당 사업을 수주했다. SOFC는 고체 세라믹을 고온(700~1000℃)에서 운전하는 연료전지로, 전해질 손실·보충이나 전지 부식문제가 없다. 폐열 발생으로 열병합발전까지 가능하나 열을 회수하지 않는 경우가 많다. 이번 불룸에너지 재팬이 도입한 제품도 열을 회수치 않고 스택(stack)을 덥혀 발전효율을 높이는 방식이다. 무엇보다 전력생산 측면에서 50%이상 높은 발전효율을 갖고 있다. 국내 연료전지 업체가 가진 발전효율 30~40%대의 PAFC(인산형 연료전지)나 MCFC(용융 탄산염연료전지)보다 높은 효율을 지닌다.  이번 발전용 SOFC시스템 도입에 대한 재생에너지 발전사업계의 관심은 지대하다.  풍력·태양광·연료전지·LNG발전·복합화력 등 다양한 형태의 발전사업을 전개하고 있는 한 대기업 관계자는 “정부가 IEA등 국제 기준에 따라 재생에너지 폐기물을 축소·폐지하는 안을 적극 고려 중”이라고 말했다. 그는 또 “RPS시장에서 막대한 비중을 차지한 폐기물을 대신하는 신규 전원으로 부상할 수 있어 눈여겨보고 있다"고 밝혔다. 2016년말 기준으로 전체 신재생에너지 발전량에서 폐기물은 56%를 차지한다. 이어 전력계통 변동성이 심한 풍력·태양광 등 재생에너지의 단점을 보완하는 도심형 백업(Back Up)전원으로 가치도 가늠하고 있다고 말했다.  반면 실제 효율적 측면에서 문제점이 많다는 목소리도크다 . 학계 전문가들은 SOFC가 자체 열로 스택을 덥혀 발전효율을 제고하는 방식으로 열 회수가 어려워 열·전기를 포함한 전체 에너지효율은 예상보다 낮다고 지적한다. 지난해 미국 캘리포니아 SGIP(자가발전 인센티브 제도)실험에서 PAFC(CHP, 열병합방식), MCFC(CHP, 열병합방식), SOFC(블룸에너지 제품, 전기만 생산)등을 대상으로 스택 수명을 5년으로 똑같이 적용한 결과, 가장 높은 효율을 기록한 것은 MCFC CHP방식이었다. 반면 블룸에너지의 SOFC 스택은 수명 5년을 견뎌내지 못한 것으로 알려지고 있다. 또 SGIP기준에선 제품수명이 끝나는 시점에서 에너지효율(열·전기포함) 60%이상을 달성해야 하나 블룸에너지 제품(제품수명 10년)은 이 기준을 충족하지 못한 실정이다.  이외에도 연료전지 업계에 따르면 블룸에너지는 미국 델라웨어 주립대학교에서 시행한 시범사업에서 정부와 약속한 이산화탄소 감축과 고용효과(목표 900명)를 달성치 못해 올해부터 패널티를 적용받는다. 미국에서 수년간 보조금을 지원받았고, 주립대 내에 공장도 설립했으나 조건을 충족시키지 못한 것이다. 특히 이산화탄소 감축 목표를 달성하지 못한 건 예상보다 발전효율이 낮다는 방증이라는 설명이다. 한 연구기관 관계자는 “아직 8㎿이상 발전용 SOFC도입은 분명 모험이라 볼 수 있다. 특히 전력생산만을 보상해주는 RPS제도 등 정부의 지원시책이 오히려 시장을 잘못된 방향으로 끌고 갈 수 있다는 분석도 가능하다”고 말했다. 또한 “전체 에너지사용에서 전력비중은 25%대 수준이다. 오히려 열이 40%를 차지하고 있다. 열부문에서 도심지역 에너지이용률을 높이는 방안으론 현재 국내 연료전지 기업이 생산하는 MCFC나 PAFC 등이 더 적합하다고 본다”고 덧붙였다.   최덕환 기자 hwan0324@e2news.com

---------------- 美 연료전지 양대산맥 손잡다 블룸에너지·파워씨큐어, 캘리포니아·뉴욕의 12개 에퀴닉스 데이터 센터서 37MW급 전력구매계약 월간수소경제 편집부 h2news@h2news.kr 등록 2017.09.26 10:44:56 목록 메일 프린트 스크랩 글씨크기 크게 글씨크기 작게 [월간수소경제] 연료전지 제조 업체인 블룸에너지(Bloom Energy)사와 서던컴퍼니사의 자회사인 파워씨큐어(Power Secure)사는 초기 자금 및 전력구매계약을 통해 50MW급의 연료전지 공급을 위한 파트너쉽을 맺는다고 최근 발표했다. 지난달 16일 두 업체는 그들의 가장 큰 고객인 에퀴닉스 데이터 센터 회사와 37MW급 연료전지 계약을 맺기로 했다. 그린테크미디어(greentechmedia)에 따르면, 향후 2년 동안, 두 업체는 캘리포니아와 뉴욕에 있는 12개의 에퀴닉스 데이터 센터에 블룸사의 고체산화 및 천연가스연료 ‘에너지 서버’를 설치할 것이며, 이는 에퀴닉스사의 탄소 배출을 저감하고, 에너지 공급에 대한 제어를 강화하며, 15년간의 전력구매계약을 통해 전력요금을 낮출 예정이다. 이것은 블룸사 및 업계를 통틀어 현재까지 가장 큰 연료전지 공사다. 미국 에너지부(the Department of Energy)의 지난해 11월 보고서에 따르면, 미국은 지난해 중반까지 약 235MW의 대규모 발전용 연료전지가 가동 중이며 대부분 캘리포니아에 위치해 있다. 하지만 지금까지 최대 규모의 단일 프로젝트는 코네티컷에 있는 퓨얼셀에너지(FuelCell Energy)사의 15MW급이며, 종전까지의 기록은 블룸사가 델마바파워(Delmarva Power)사의 공공 변전소에 설치한 30MW급의 연료전지다. 이번 계약으로 에퀴닉스 데이터 센터의 전력계 뒤에 위치할 내장형 연료전지〮인버터〮제어시스템을 포함하는 블룸사의 ‘에너지 서버’가 설치될 것이며, 장치는 각 부분에 총 전기 사용량의 일부를 지속적으로 공급할 예정이다. 이 장치들은 실리콘밸리 내 7개의 에퀴닉스 데이터 센터와 3개의 뉴욕지역과 2개의 로스앤젤레스 지역에 배치될 것이며, 그 중 가장 큰 단일 지역은 5.2MW급이 들어선다. 200MW 이상의 연료전지시스템을 구축했다고 전하는 블룸사는 잘 알려진 노스캐롤라이나에 위치한 애플(Apple) 데이터 센터와의 10MW급 계약과 더불어 과거 이베이(eBay)사와 센츄리링크(CenturyLink)사와 같은 데이터 센터에 연료전지를 판매해왔다. 그러나 에퀴닉스사와의 거래는 파트너쉽을 맺은 파워씨큐어사의 모기업인 사우스이스턴 유틸리티 서던컴퍼니(Southeastern utility Southern Company)사를 겨냥한 첫 번째 대형 프로젝트이며, 이로써 세계 분산 에너지 시장을 차지하기 위한 첫 발을 내디뎠다. 블룸사의 아심 후싸인(Asim Hussain) 마케팅 VP는 “이러한 구조의 가장 멋진 부분은 각 당사자가 핵심 역량에 집중할 수 있도록 하는 것”이라고 인터뷰를 통해 밝혔다. 이어 “에퀴닉스사는 세상에서 가장 효율적이고 안정적인 데이터 센터를 운영하길 원한다. 우리는 청정한 고품질의 전기를 제공한다. 그리고 자금은 국내에서 가장 큰 공기업에서 투자 받고 있다. 이것이 바로 발전용 에너지를 확장할 수 있는 이유”라고 전했다. 블룸사의 연료전지는 에퀴닉스사에 새롭지 않다. 2015년 이래로 산호세 데이터 센터에서 1MW급을 실증해 왔으며, 이에 대해 데이비드 리나드(David Rinard) 국제적 지속가능성 및 전략적 구매팀 전무이사는 “이 사업은 효율적〮재정적 관점에서 사업성을 뛰어넘었다”고 말했다. 그는 “이러한 경험을 바탕으로 우리는 국내에서 이 사업을 확장시킬 수 있는 곳을 물색했다”고 전했다. 또한 에퀴닉스사가 연료전지 에너지의 가격이 그리드 전력 가격에 부합하고, 지역 및 주 공기질 규정이 있어 천연가스 터빈이나 다른 융합기반형태의 발전기를 제한하는 지역을 찾아 다녔다고 전했다. 그는 에퀴닉스사가 연료전지 발전을 위해 체결한 전력구매계약의 재정적 세부사항을 밝히지는 않았다. 리나드는 지역별 금액편차를 고려하며 “지속될 수 있는 많은 재정지원활동이 이뤄지고 있다”고 말했다. 그러나 그는 이전에 이뤄졌던 대규모 풍력 전력구매계약과 같은 지속가능성 있는 재생에너지에 대한 회사의 노력이 계속되었음을 강조하며 “우리는 기본적으로 그리드 비용과 동일한 친환경 제품을 구입하길 바란다”고 전했다. 블룸사의 연료전지는 여전히 천연가스를 사용하면서 이산화탄소를 배출한다는 점에서 재생 또는 탄소중립 에너지원과는 동떨어져있다. 그러나 이 기업들에 따르면, 배치된 37MW급 연료전지는 동급의 송전망보다 탄소집약도가 20~45% 낮은 전력을 제공할 것이다. 후싸인은 이 수치가 연료전지로 인해 대체되는 설비전력 한계의 탄소배출량을 EPA의 배출 및 생성 자원 통합 데이터베이스(eGRID: EPA’s Emission & Generation Resource Integrated Database)를 이용해 계산됐다고 설명했다. 연료전지 장치들은 전력 신뢰성에 대한 에퀴닉스사의 엄격한 요구항목에 맞닥뜨렸으며, 이는 전세계의 데이터 센터에서 몰려드는 거대한 양의 인터넷 통신량으로 인해 발생하는 중대한 사안이다. 지난해 중반까지 블룸사에서 설치한 절반 정도의 시스템은 고객의 지속적인 에너지 수요 증가에 맞춘 것뿐만 아니라 무정전 백업 전원을 제공하는데 사용됐다. 에퀴닉스사는 아직 기존의 비상 백업 전원 시스템을 블룸사의 연료전지로 대체할 계획이 없지만, 현장에서 성능을 테스트해왔다. 리나드는 “우리는 언젠가 대체된 모습을 볼 수 있을 것”이라고 말했다. 마찬가지로 블룸사와 파워씨큐어사는 비상 백업 및 기초 전원 공급을 위한 연료전지 배터리 융합 저장 시스템을 테스트 중에 있다. 아직 이러한 융합 시스템이 설치된 현장은 없지만, “우리는 블룸사와 우리의 전문 기술로 지속적인 평가를 진행하고 있다”고 에릭 듀폰트(Eric Dupont) 파워씨큐어 최고 경영자는 전했다. 블룸사는 분명하게도 비용 불만에 대한 비판에 직면해있다. 델마바파워와의 계약은 공공기관의 납세자들에게 부과되는 추징금에 관한 공개적인 세부항목들이 드러난 이래로 가장 강력한 정밀조사가 이뤄지고 있다. 이러한 추징금은 프로그램의 첫 4년동안 1억3000만 달러가 부과된다고 뉴스저널(The News Journal)이 전했다. 또한 캘리포니아의 자가발전 장려 프로그램(SGIP: Self-Generation Incentive Program)으로 연료전지 자금을 충당한다는 비난도 받고 있다. 캘리포니아의 에퀴닉스사에 배치된 제품들은 SGIP 자금이 사용되지 않았다. 후싸인은 “주의 장려 공공기금이 사용되는 일은 없을 것”이라고 못박았다. 에퀴닉스사는 캘리포니아에 위치한 블룸사의 시스템을 통해 천연가스 계약으로 전기료를 잡을 수 있는 능력과 같은 또 다른 가치를 창출할 것으로 보인다. 이 기업은 제한된 수의 대형 상업 전력 고객들이 공공요금구조를 벗어나 전기를 구매할 수 있도록 허용하는 직접 접근 프로그램에 가입할 수 없다. 그러나 리나드는 “우리는 장기적인 가스 계약을 맺을 수 있으며, 이것이 우리가 대부분의 다른 관할권에서 전기를 구매하는 방식”이라고 전했다. 블룸사는 환경문제에 대한 정밀 조사에 직면했으며, 그리드 전원에 비해 탄소발생이 더 적어 보이기 위해 수치를 선별했다는 주장이 제기되고 있다. 또한 블룸사의 연료전지가 위험한 물질로 분류되어 온 고체 폐기물을 생성함에 있어 가치를 상실한다는 주장에 대해선 부산물의 재활용을 통해 문제를 해결하겠다는 입장이다. 이 기업은 2001년 이래로 클레이너 퍼킨스 카우필드 앤 바이어스(Kleiner Perkins Caufield & Byers)를 포함한 투자자들을 통해 12억 달러 이상의 자금을 모았으나, 아직 투자자들을 위한 출구를 찾지 못했다. 지난해 말, 뉴스 보도에 따르면 블룸사는 공개공모를 통해 연 매출 10억 달러 미만인 회사들에 대한 보충 절차를 진행했는데, 그린테크미디어는 이에 대해 아직까지 IPO 계획에 대한 어떠한 소식도 들을 수 없었다고 전했다. 월간수소경제 편집부 의 전

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[녹색경영마케팅] 블룸 에너지, 에너지 업계의 구글?

2010-03-09 이기석 미국 실리콘밸리무역관

 

블룸 에너지, 에너지 업계의 구글?

- 차세대 에너지로 주목받는 블룸 에너지 -

- 일부 기술적문제 해결될 경우 구글의 주식상장에 필적할 사건될 듯 -

 

 

 

□ 개요

 

 ○ 블룸 에너지 사가 연료전지 방식의 전력 공급장치를 공개하고 미국 CBS 방송인 '60분'의 일요 특집에 소개되면서 이 회사의 자가발전기인 블룸 박스에 대한 관심이 집중되고 있음. 특히 발표 행사에 아놀드 슈왈츠제너거 캘리포니아 주지사, 콜린 파월 전 국무장관, 구글의 공동설립자 래리 페이지 및 실리콘밸리의 독보적 벤처 캐피털 투자가 존 도어, 그리고 이베이, 월마트, 코카콜라, 페덱스 등의 임원들이 대거 참석하며 큰 주목을 끌었음.

 

 ○ K.R. 스리다르(KR Sridhar) 블룸 에너지 공동 창업자 및 CEO는 애리조나 주립대의 우주 테크놀로지 연구소 재직 당시 수행했던 다수의 미항공우주국(NASA) 화성 프로젝트의 일환으로 인간이 화성에 거주하기 위해 필요한 기반 기술을 연구하면서 획기적인 연료전지 기술을 착안하게 됐다고 설명함. 한편 블룸 에너지에 투자하는 벤처 캐피털 클라이너 퍼킨스의 존 도어는 “이번 발표회가 구글 주식 상장에 필적할 만한 사건”이라고 언급함.

 

□ 블룸 에너지의 블룸 박스

 

 ○ 넷스케이프, 아마존, 구글 등에 초기 투자함으로써 엄청난 수익을 낸 벤처 캐피털리스트 존 도어가 처음으로 투자한 클린테크 회사이기도 한 블룸 에너지는 그 어떤 벤처 기업보다도 큰 규모의 자본 투자가 이루어진 회사임. 업계 관계자에 따르면 지금까지 4억 달러 정도가 투자된 것으로 파악됨. 투자 금액에 비례해 블룸 에너지 제품의 상용화 가능성에 대한 관심이 높음.

 

이베이 중앙에 설치된 블룸 박스

    

자료원 : 블룸 에너지

 

 ○ 블룸 에너지사가 공개한 블룸 박스는 독자적으로 전력을 생산해 자체 공급하는 혁신적 발전기임. 세라믹 멤브레인(액체·기체 등의 혼합 물질에서 원하는 입자만을 선택적 투과 및 분리하는 제품) 연료전지를 이용하는 이 제품은 연료전지 셀이 설치된 대형 냉장고 크기의 박스를 통해 회사나 가정에 필요한 전기를 자가 발전할 수 있도록 해줌. 구글, 이베이, 월마트, 코카콜라 등에 설치돼 베타 테스트가 진행 중임.

 

 ○ 미국 CBS 방송 ‘60분’에서 진행된 인터뷰에서 이베이는 차량 1대 주차 공간 정도가 필요한 블룸 박스를 5개 설치해 본사 전력의 15%를 공급받으며 이미 몇 십만 달러의 전기료 절감효과가 나타나고 있다고 언급함. 두 곳의 점포에서 블룸 박스를 시험 운영 중인 월마트도 각 점포가 필요한 전력의 60~80%를 블룸 박스로 해결하고 있다며 이베이와 유사한 언급을 했음.

 

 ○ K.R. 스리다르 공동 창업자 및 CEO에 따르면 블룸 박스 연료전지 셀의 기본 원료는 모래임. 즉 모래를 구워 세라믹을 만든 후 이에 블룸사가 개발한 비밀 잉크로 코팅 처리를 거치면 전기를 생산하는 연료전지가 만들어짐. 그리고 값싼 합금판이 중간에 삽입된 연료전지 층에 가스가 주입되면 복합된 힘으로 산소 이온이 멤브레인을 통과하게 되면서 전기가 발생하는 원리라고 설명함.

 

블룸 전기 생산 원리

자료원: 블룸 에너지

 

 ○ 한 장의 연료전지는 약 25W의 전력을 생산할 수 있으며 64장의 연료전지는 스타벅스 점포 한 개에 동력을 공급할 수 있다고 함. 이에 대기업용 100㎾ 발전기를 70만~80만 달러(미국은 이 중 20%는 정부 보조금, 30%는 연방정부 세금 혜택을 주고 있어 실질 가격은 35만~40만 달러 수준)에 공급하는 블룸 에너지는 향후 1가구에 필요한 용량인 1㎾ 수준의 가정용 발전기를 제조해 3000달러에 공급할 예정이라고 함. 작은 시스템이 상용화되기 전까지는 구글, 페덱스, 이베이 및 다른 회사들이 사용 중인 100㎾ 발전기에 주력할 계획임.

 

 ○ 실제 무선전화가 유선전화를 대체하고, 노트북 컴퓨터가 데스크톱을 대체했듯 블룸 박스가 배전망(전기·가스 등의 공급용)을 대체하는 것을 꿈꾸는 스리다르 최고경영자는 블룸 박스가 현재 전력회사 배전망보다 2배 이상 효율이 좋아 전력회사가 사용하는 절반의 연로만으로 동일한 전력을 생산할 수 있다고 주장함. 투자가 존 도어도 향후에는 전력 회사가 블룸 에너지의 블룸 박스를 구매·설치함으로써 수익을 창출할 것이라고 언급함.

 

 ○ 물론 블룸 박스도 향후 극복해야 할 문제점이 있음. 그린테크 미디어, 하버드 비즈니스.org 등 여러 곳에서 제기한 블룸 박스의 근본적인 이슈는 상용화 부분임. 블룸 에너지사는 자사의 기술이 규모의 경제를 달성하지 못했을 뿐 태생적으로 타 기술에 비해 생산 비용 및 확장성 측면에서 뛰어나다고 주장하나 많은 업계 애널리스트들은 동사의 기술이 규모의 경제 효과를 보기 위해서는 여러 부문의 기술적 개선이 뒤따라야 한다고 언급

 

□ 전망 및 시사점

 

 ○ 일부에서 제기하는 바와 같이 연료전지 자체는 새로운 기술이 아님. 하지만 블룸 에너지가 주장하는 바가 사실이라면 이 회사의 기술은 1) 에탄올, 메탄, 천연가스뿐만 아니라 재생 가능한 연료를 전력으로 변환해 사용할 수 있으므로 환경을 파괴하는 탄소 배출량을 '0'으로 만들 수 있으며, 2) 효율성과 경제성 측면에서 한 단계 도약을 한 것임. 하지만 아직까지는 이 회사 기술에 대한 긍정적·부정적 시각이 팽팽한 상황임.

 

 ○ 이번 제품 설명회가 상대적으로 흥미롭게 느껴졌던 이유는 블룸 에너지사의 프리젠테이션 때문이었을 것임. 정계, 업계의 주요 인사의 설명회 대거 참여는 블룸 에너지사에 대한 일반인들의 궁금증을 유발하기에 충분했으며 더 나아가 미국의 차세대 에너지 이슈를 일반인들도 인지하게 만드는 기회로 작용했음. 국내도 LG와 같은 대기업들을 선두로 연료전지에 대한 연구·개발이 이뤄지는데 차세대 에너지 이슈를 조금 더 공론화 할 필요가 있음.

 

 ○ 앞서 언급한 바와 같이 블룸 에너지사는 그 어떤 벤처 기업보다도 큰 규모의 자본 투자가 이뤄진 회사로 업계 관계자에 따르면 회사설립 2001년부터 현재까지 4억 달러 이상이 투자된 것으로 파악됨. NASA 프로젝트를 주도했던 엔지니어들과 그들의 아이디어에 4억 달러 이상이 투자된 것임. 벤처기업의 창의적인 아이디어를 믿고 4억 달러 이상을 투자할 수 있는 벤처캐피털 시스템이 블룸에너지를 상용화하는 결정적 계기가 된 것으로 보임. 실리콘밸리 저명 벤처캐피털리스트 페리하 CEO는 “에너지 효율 및 재생을 의미하는 신재생에너지 분야는 향후 경기회복으로 국제유가가 치솟을 경우 지속적으로 투자가와 각국 정부의 관심을 받는 핵심분야”가 될 것으로 전망함.

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블룸에너지사에서 개발한 삼층구조 고체산화물 연료전지 - Bloom Box

2017.11

출처:

http://www.mercurynews.com/breaking-news/ci_14461347

Bloom Box의 작동원리

1) 증기와 연료를 음극판에 넣어 산화시킨다.

2) 뜨거운 공기를 양극판으로 흘려보낸다

3) 산소이온이 전해질판(해빈사로 만든 세라믹 타일)을 통해 양극판에서 음극판으로 이동한다

4) 산소이온이 산화연료와 결합하여 전기, 물, 열 그리고 적은 양의 이산화탄소를 발생시킨다. 물과 열은 회수하여 발전에 재활용한다.

연료전지 1개 = 25와트 - 전구 1개의 전기사용량

연료스택 1개(연료전지 40개) = 1킬로와트 - 미국 주택 1채의 전기사용량

연료모듈 1개(연료스택 25개) = 25킬로와트 - 소형 상점 1곳의 전기사용량

연료서버 1개(연료모듈 4개 이상) = 100킬로와트 - 연면적 3만 평방피트(2,787 평방미터 또는 843평) 사무용 건물의 전기사용량

블룸박스의 경제성 분석(출처: http://en.wikipedia.org/wiki/Bloom_Energy_Server)

항목명	값						단위 / 해설
200 kW짜리 연료서버의 연료(천연가스)유량	1.32						MMBtu/hr
연료유량당 에너지 (1 MMBTU/hr CH4 = 293 kW)	386.76						kW
연료비	$3.96						per hour
발전량	200						kW
천연가스 - 전기 변환효율	52%						천연가스 에너지가 전기에너지로 변환되는 효율
전기가격	$0.10						per kWh
발전수입	$20.00						per hour
CO2 배출량	773						lb/MWh
연료서버 가동수입(발전수입 - 연료비)	$16.04						per hour
24/7 가동시 연수입	$140,510.40						per year
자본경비	$800,000.00						200kW짜리 연료서버 1개
연 유지보수비/운영비	6%						자본경비에 대한 비율
유지보수비/운영비를 뺀 나머지 수입	$92,510.40						per year
손익분기점	8.6						years

음...혹시 해당 연료서버에서 나오는 전기로 비트코인 채굴기를 돌리면 얼마나 수익이 나올까요?

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친환경·低價 연료전지 개발, 구글·이케아 등 60여곳에 공급, 두자릿수 성장 시장의 3분의 1 차지

• 박종민 딜로이트 안진회계법인 선임연구원　
• 
  입력 : 2016.07.28 14:55
  

[이코노미조선: CASE STUDY 美 블룸에너지]
　

아침에 일어나면 날씨와 함께 미세먼지 수준을 확인하는 일은 어느덧 일상이 됐다. 이제는 수도권 및 전국 각지의 미세먼지 수준이 좋음을 기록하는 날이 드물 지경이다. 날로 악화되는 대기질의 원인을 놓고 논란이 이어지고 있는데 중국에서 유입되는 오염 물질, 경유차, 석탄화력발전소의 배출 가스 등이 1차 원인으로 지적되고 있다. 특히 석탄화력발전소가 내뿜는 질소산화물과 이산화황은 공기 중 화학반응을 통해 2차 초미세먼지를 생성하는 것으로 알려졌다.

실제로 올해 국립환경과학원과 미국 항공우주국(NASA)이 수행한 국내 대기질 공동조사에서 수도권의 2차 미세먼지 발생에 정유시설과 석탄화력발전소가 상당한 영향을 미친다고 잠정적 결론이 도출됐다. 날로 악화되는 대기질의 개선을 위해 전기자동차 및 청정에너지에 대한 관심이 높아지고 있는 가운데, 태양광 및 풍력 발전과 같은 전통적인 신재생에너지 외에도 연료전지를 통한 발전 상용화가 급속히 진행되고 있다. 특히 미국에서는 여러 업체들이 지속적으로 기술을 발전시키고 있는데 그 중 가장 앞서가는 업체가 ‘블룸에너지(Bloom Energy)’다.

대규모 데이터센터를 운영하는 대기업들은 정전 등 비상사태에서도 안정적으로 전력을 공급할 수 있는 독립적인 전력 공급원 확보에 열을 올리고 있다. 블룸에너지의 연료 전지는 이베이 데이터센터의 주전원을 맡는가 하면 구글, 이케아 같은 주요 대기업에 공급되고 있다. /블룸버그

인도 이민자 출신인 스리다(KR Sridhar)는 미 아리조나대 교수로 근무하던 당시 NASA로부터 화성에서 인간이 거주하는 데 필요한 기반 기술을 연구해달라는 요청을 받았다. 그는 연구팀과 함께 태양광 패널로 발전한 전기를 이용해 화성의 이산화탄소를 분해, 산소와 연료를 생산하는 장치를 개발했었다.

그러나 2001년 NASA가 화성탐사 계획을 폐기하면서 연구지원을 중단했다. 그는 이 장치를 거꾸로 활용할 수 있겠다고 생각했다. 공정을 뒤집어 산소와 연료를 투입해 에너지를 생산하는 연료전지를 만드는 것이다. 화학반응을 통해 장기간 발전이 가능한 연료전지는 매우 매력적인 기술이지만, 실용성에 있어 몇 가지 문제가 있었다. 일반적인 연료전지는 수소와 산소의 결합을 통해 물이 만들어지는 과정에서 발생하는 에너지를 이용한다. 그런데 수소는 생산 및 보관이 어려운 문제가 있고 화학반응을 일으키는 촉매로 백금이나 지르코늄 같은 고가의 금속이 필요하며 전해액으로 산성용액을 사용하는 경우가 많았다. 이러한 이유로 경제성 및 안전성이 떨어지는 연료전지는 우주탐사 등 특수용도나 실험실 수준을 벗어나지 못하고 있었다. 하지만 스리다는 기존 연료전지를 능가하는 혁신적인 제품을 만들 수 있는 가능성을 연구 과정에서 발견했다.

스리다 블룸에너지 CEO. /연합뉴스

모래와 금속합금으로 연료전지 제작

이제 자금이 필요했다. 2001년 10월 스리다는 유명 실리콘밸리 벤처투자사 클라이너 퍼킨스(Kleiner Perkins)의 파트너인 존 도어(John Doerr)와 만났다. 그는 넷스케이프, 아마존, 구글 등을 발굴해 투자한 것으로 유명했다. “구글은 2500만달러(약 287억원)의 투자를 요구했습니다. 당신은 얼마가 필요합니까?” “1억달러가 필요합니다.” 당돌한 요구였음에도 존 도어는 청정 에너지시장의 성장 가능성에 주목하고 투자를 결정했다. 스리다와 연구팀은 투자금으로 몇년간 연구를 계속해 기존 연료전지의 약점을 극복할 수 있는 새로운 기술을 완성시키는 데 집중했다. 우선 기존 연료전지와 달리 모래를 구워 세라믹판을 만든 후 한쪽에는 녹색, 다른 쪽에는 검은색의 자체 개발한 특수 물질을 입혀 연료전지의 본체를 만들었다. 여기에 공기와 연료를 접촉시키면 한 개의 판에서 전구 1개를 켤 수 있는 수준인 25와트(W)의 전기가 발생한다. 더 많은 전력을 생산하기 위해서는 이를 여러 개 쌓아 올리면 되는데 연료전지 간의 연결을 위해 판 사이에 금속판을 넣는다. 이때 백금 같은 고가의 물질이 아닌 값싼 금속합금을 사용할 수 있게 했다. 여러 개의 연료전지를 쌓아 올리는 방식을 모듈화해 시스템으로 만들어 ‘에너지 서버’라는 이름으로 제품화했다.

에너지 서버는 수소가 아닌 천연가스, 바이오가스 등 다양한 일반적인 화석연료를 사용할 수 있다. 그리고 연료가 연소과정 없이 화학반응을 통해 물과 에너지로 변환되기 때문에 오염물질이 적게 발생한다. 화학반응으로 인한 열과 소음이 있긴 하지만 일반적인 발전소와는 비교가 안 될 정도로 미미한 수준이다. 처음 발전을 시작하기 위해 에너지를 별도로 공급해 줄 필요도 없다. 이렇게 연구팀은 수년간의 연구 끝에 낮은 원재료 비용 및 원료비, 사용 가능한 연료의 다양성 그리고 높은 발전 효율성을 달성했다.

블룸에너지의 연료 전지. 세라믹판에 특수 물질을 입혀 본체를 만들었다. /블룸에너지

블룸에너지는 2006년 초 현장 테스트를 위한 5킬로와트(kW) 출력 규모의 시제품을 출시했고 그 후 2년 동안 테네시, 캘리포니아, 알래스카에서 성공적으로 현장 검증을 완료했다. 최초의 상업용 제품(100kW)을 2008년 7월 구글에 공급했고 새로운 기술에 관심을 보이는 기업들에 계속해서 에너지 서버를 제공했다. 2010년 조용하게 실적을 쌓아가던 블룸에너지는 투자자들의 요청으로 미국 방송국 CBS의‘60분’이란 시사프로그램을 통해 제품과 사업현황을 공개했고 전국적으로 유명세를 탔다.

이때 공개한 제품은 200kW의 출력을 가졌는데 이는 미국의 평균 가정 160여곳의 기본 전력을 충족시킬 만한 수준이었다. CBS 방송 이전부터 이미 구글, 코카콜라, 이베이 등 20여 곳의 유명 대기업들이 소리소문 없이 블룸에너지의 에너지 서버를 구매해 시험 사용을 하고 있었다. 이들 대기업은 정전 사태에서도 안정적인 전력 공급이 필수적인 대규모 데이터센터를 보유하고 있었기에 독립적인 전력 공급원 대안을 찾고 있었다. 구글은 블룸에너지에서 공급받은 4대의 발전장치를 18개월 동안시험 사용했었고 이베이도 데이터 센터용으로 5기를 9개월 동안 가동하고 있었다.

블룸에너지 발전기. /블룸버그

오염 배출 적고 전력공급 안정적

당시 1세대 제품의 가격을 고려하면 1kW당 7000~8000달러의 투자가 필요해 경제성이 크게 떨어졌다. 그럼에도 대기업들이 관심을 가진 이유가 무엇일까. 우선 이산화탄소 및 오염물질의 배출량을 줄일 수 있다는 점과 일반적인 전력 공급체계에서 벗어나 발전에 대한 독자적인 통제권을 확보할 수 있는 점이 매력적이었다. 전력의 소비처에서 직접 전력을 생산하는 체계인 분산발전은 중앙 집중화된 발전소에서 생산되는 고압전기의 송전과 배전에서 발생하는 복잡성, 비효율성, 종속성, 비용을 제거할 수 있다. 분산발전에는 태양광이 가장 널리 사용되지만, 날씨의 영향을 받기 때문에 원하는 때에 필요한 만큼의 전력을 확보하고 안정적인 전력 공급을 유지하기가 어렵다. 이러한 상황에서 블룸에너지의 에너지 서버가 이를 해결할 수 있는 대안으로 등장한 것이다. 녹색기술 사용에 대한 캘리포니아 주정부의 보조금 지급과 연방정부의 세금 감면 정책을 적용받아 실제 비용을 낮출 수 있다는 점도 기업들이 블룸에너지를 선택한 중요한 이유였다.

/이코노미조선

이런 갑작스러운 유명세를 치른 후에도 블룸에너지는 계속해서 제품을 개선하고 사업을 확장시켜 나갔다. 2015년 7월 전력 생산량을 기존제품 대비 2배로 높인 제품을 내놓는 등 꾸준히 성능을 개선했다. 블룸에너지는 발전용량 1kW당 2000달러 수준으로 제품 가격 경쟁력을 높이는 것을 목표로 하고 있다.

기업 고객들도 계속해서 늘려가고 있다. 이베이는 2013년 6메가와트(MW) 규모의 블룸에너지 서버를 설치해 데이터센터의 주전원을 연료전지로 대체하고 일반 전력망은 백업 전력으로 용도를 변경했다. 이케아는 2016년 여름 샌프란시스코 유통매장 2곳에 블룸에너지 서버를 설치하기로 했다. 이외에도 애플, AT&T, 모건스탠리, AEG 등 60여곳 이상의 대기업들을 회사의 고객으로 확보하면서 2015년 기준으로 연료전지 시스템의 누적 공급 규모가 200MW 이상에 달했다.

블룸에너지의 시장공략 행보 중 눈여겨볼 항목은 전력회사와의 전략적 제휴다. 2014년 <포천> 500대 기업이자 미국 중부 최대 전력회사 엑셀론(Exelon)과 협약을 맺고 21MW 규모의 연료전지 공급에 대한 자금지원 계약을 체결했다. 이어 2015년엔 엑셀론의 자회사인 콘스텔레이션(Constellation)과 40MW 규모의 연료전지 공급에 대한 자금지원 협약을 맺었다. 전력회사들이 청정에너지 프로젝트를 추진하는 기업 고객들을 위한 대안, 그리고 자체적인 지속가능 목표나 정부 규제에 맞추기 위한 저탄소 발전원 확대 방안으로서 블룸에너지를 인정했음을 보여주는 사건이었다. 이 계약을 통해 공급되는 연료전지는 AT&T, 하트포드시, 월마트 등을 대상 고객으로 2016년 말까지 캘리포니아, 코네티 컷, 뉴저지, 뉴욕에 설치될 예정이다. 또한 블룸에너지는 고객들의 초기투자 부담을 덜어주기 위해 판매 방식을 다양화했다. 장기리스 방식 외에도, 은행 혹은 전력회사가 연료전지 설비에 대한 소유권을 가지고 유지비용을 부담하면서 고객은 전기료와 이자 비용을 장기에 걸쳐 이들에게 치르는 방식도 도입했다.

한편 해외 진출도 추진해 2013년 일본의 소프트뱅크와 제휴를 통해 블룸에너지 재팬을 설립해 친환경 연료전지 산업을 일본에서 진행하고 있다.

블룸에너지는 2013년 일본의 소프트뱅크와 제휴를 맺고 블룸에너지 재팬을 설립했다. 사진은 2014년 6월 손정의 소프트뱅크 사장(왼쪽)과 스리다 블룸에너지 CEO가 블룸에너지 재팬 본사에 발전기를 설치한 뒤 기념 촬영한 모습. /블룸버그

글로벌 시장 2024년 31조원

하지만 극복해야 할 문제도 많이 남아있다. 최소한 태양광 수준으로 발전 단가를 낮춰야 하며, 정부의 보조금이 중단될 경우 경제성을 유지할 수 있는 방안을 찾아야 한다. GE(제너럴일렉트릭)나 지멘스 같은 기술력을 갖춘 대기업들이 연료전지 시장의 성장에 따라 경쟁에 뛰어들 기회를 노리고 있다는 점도 또 다른 위협이다. 다행히도 업계 환경은 회사에 호의적이다. 미국에너지국에 따르면 연료전지 산업은 2013년 13억달러에서 2014년 22억달러로 약 70%의 급격한 성장을 기록했다. 2014년 한 해 동안 81MW 이상의 대형 연료전지 시설이 설치되거나 주문됐고 블룸에너지는 이 중 3분의 1이 넘는 32MW 이상을 담당했다.

앞으로의 성장 전망도 밝다. 최근의 한 시장조사 결과는 글로벌 연료전지 시장의 총수익 규모가 2024년까지 272억5000만달러(약 31조원)에 달할 것으로 전망했다. 또한 유가 하락으로 저렴해진 천연가스 가격도 연료전지의 경제성 향상에 도움이 되고 있다. 이런 환경 변화로 인해 기업들의 연료전지에 대한 관심도 높아져 현재 <포천> 500대 기업들의 약 10%가 연료전지 발전을 사용하고 있다.

청정한 주거환경, 삶의 질에 대한 관심이 높아지는 환경에서 친환경에너지에 대한 수요는 점점 증가할 것이다. 선도 기업들의 틈새시장 개척 노력으로 시장 활성화를 눈앞에 둔 시점에서 기존의 신재생에너지 외에 또 다른 대안으로서 연료전지 시장에 관심을 가질 필요가 있을 것이다. 2016년 미국 CNBC 선정 디스럽터(disruptor·새로운 시장을 만들어내고 혁신을 주도하는 스타트업) 기업 6위, 누적 투자금액 11억달러(1조2600억원), 기업가치 30억달러(3조4400억원)를 기록하고 있는 블룸에너지는 시장의 성장 가능성을 훌륭히 증명하고 있다