<긴급진단>
2018.01.02
에너지전환 정책서 친환경·고효율 연료전지 확대 필수
붕괴 직전 연료전지산업 일으켜 국가성장동력으로 삼아야
부산 해운대 연료전지발전소.(사진=부산시)
[월간수소경제 이종수 기자] 이미 세계적인 시장과 기술을 보유한 국내 연료전지산업이 생사 기로에 섰다. 연료전지산업은 지난 2007년 이후 정부의 지원정책에 힘입어 포스코, 두산, LG, 현대, 코오롱 등의 기업들이 연료전지 제조공장 건설, 해외기업 인수, 핵심기술 연구개발 등에 대한 투자를 확대하면서 글로벌 기업들과 어깨를 견줄만한 수준의 기술력을 확보하고 연관산업 생태계를 구축한 바 있다.
하지만 이 과정에서 상당수 기업이 사업을 포기하거나 철수하는 사례가 생기는 등 연료전지산업이 침체 국면에서 벗어나지 못하고 있다. 정부의 그간 지원정책이 연료전지산업 활성화를 유도하기에는 역부족이었던 셈이다.
새 정부 출범 이후 에너지전환 정책이 추진되면서 연료전지가 다시 주목받고 있지만 연료전지산업 활성화를 위한 획기적인 모멘텀이 마련되지 않으면 연료전지산업이 붕괴될 것이라는 말도 서슴지 않고 나오는 실정이다.
정부가 발표한 ‘재생에너지 3020’ 계획(안)에서 신에너지인 연료전지가 뒤로 밀려나면서 연료전지업계의 위기감이 더욱 고조되고 있다. 연료전지에 대한 정부의 보다 적극적인 관심과 지원이 절실한 상황이다.
포스코에너지 직원이 연료전지 생산라인에서 제품을 점검하고 있다.
연료전지 지원정책 불구 연료전지산업 성장 한계
연소반응 없이 전기와 열을 생산하는 친환경·고효율 에너지기술인 연료전지는 미래 수소에너지 사회의 핵심 에너지전환 기술로 평가되고 있다.
신재생에너지원 중 가장 높은 성장률을 기록하면서 신재생에너지 보급목표 달성 및 분산전원 비중 확대에 기여하는 등 정부 정책에 부합하고 현존 발전기술 중 가장 높은 발전효율(단독 42~60%, 열 포함 시 종합효율 80% 이상)을 보유하고 있다. 연소과정이 없어 온실가스(CO2), 공해물질(SOX, NOX) 및 소음이 거의 없는 청정에너지다.
또 국내의 풍부한 도시가스 배관망 활용이 가능하고 신재생에너지원 중 설치면적도 가장 작은 데다가 중앙집중형 전력공급체계의 문제점을 해소하고 재생에너지의 간헐성을 보완할 수 있는 최적의 도시형 분산전원 솔루션으로 평가된다.
정부는 지난 2004년 연료전지, 태양광, 풍력을 3대 신재생에너지로 선정하고 2006년 발전차액지원제도(FIT)를 신설한 데 이어 2012년부터는 신재생에너지 공급 의무화제도(RPS)를 시행하면서 신재생에너지 보급확대를 지원해 왔다.
연료전지는 2009년 국가대표 3대 신성장동력, 2014년 국가 과학기술자문회의의 기후변화 대응 6대 핵심기술로 각각 선정되는 등 미래 발전 가능성도 인정받았다.
산업부는 지난해까지 연료전지 분야에 부품·소재 국산화 등을 위해 약 5,600억원(누적)의 연구개발비용을 지원했다. 가정용 연료전지는 PEMFC를 중심으로 정부보급사업을 통해 2017년 9월까지 총 2,641가구(1,889kW)에 설치 보조금을 지원했다. 건물용은 공공기관 설치의무화, 건물지원(설치 보조금) 등을 통해 총 2,485kW를 보급했다.
두산퓨얼셀의 연료전지시스템.
에스퓨얼셀의 건물용연료전지가 설치돼 있는 모습.
전병근 산업통상자원부 신재생에너지과장은 한 토론회에 나와 “연료전지 설치단가가 다른 신재생에너지원 대비 매우 높아 연료전지 설치 보조금도 높은 수준으로 지원하고 있다”라며 “높은 설치단가는 연료전지 보급 확대의 장애요인”이라고 분석했다.
연료전지업계는 꾸준한 기술개발과 제조능력 확충 등으로 설비단가가 연 5% 이상 인하돼 2007년 대비 2016년 설치단가가 50% 정도 하락했다고 말하지만 아직은 정부와 업계가 바라보는 연료전지의 가격 경쟁력에 대한 온도차가 심한 것으로 보인다.
산업부는 또 지난해 9월까지 총 905억원의 연료전지 시설 및 생산자금에 대한 장기 저리의 금융을 지원했다. 발전용 연료전지는 2012년 RPS 본격 시행으로 해상풍력과 함께 최고수준의 가중치(2.0)를 부여하고 있다는 게 산업부의 설명이다.
연료전지업계의 자체적인 투자 확대와 함께 정부의 지원정책이 맞물리면서 국내 연료전지 기술은 미국, 일본 등 선진국과 동등한 수준(선진국 대비 90% 선까지 도달)까지 성장했고 본격적인 상용화·보급 확대를 위한 수직계열화도 완성하는 단계에 진입했다.
이로 인해 연료전지는 신재생에너지원 중 가장 높은 성장률을 기록했다. 2010~2015년 3대 신재생에너지 성장률을 보면 태양광 39%, 연료전지 41%, 풍력 10%를 나타냈다. 하지만 실제 연료전지 시장 규모는 태양광, 풍력에 비해 상당히 초라하다.
산업부에 따르면 2016년 기준 신재생에너지 발전량 중 폐기물·바이오가 71.3%, 태양광 12.6%, 연료전지는 2.8%를 기록했다. 신재생에너지원 중 연료전지 내수는 2,254억원(5%), 수출은 747억원(2%)을 기록했다. 연료전지 내수는 풍력(2,707억원, 7%)과 비교 시 유사한 수준이지만 태양광(2조777억원, 50%)과는 크게 차이가 난다. 수출 역시 태양광(2조8,650억원, 81%), 풍력(5,471억원, 15%)과 비교하면 한참 뒤쳐져 있다.
연료전지산업발전협의회가 지난해 7월 감사원에 제출한 ‘연료전지발전 프로젝트 현황’ 자료에 따르면 14개의 프로젝트(총 403.3MW) 중 7건은 무산됐고 나머지 7건은 지체되고 있는 것으로 파악됐다. 실제 연료전지 발전소 설치도 2013년 14개소로 정점을 찍은 후 하향세를 보이고 있다.
전병근 과장은 “신재생에너지산업은 산업유발효과가 큰 태양광 중심으로 성장했지만 정부의 신재생에너지 보급 확대 정책에 기반해 연료전지산업도 확대 중”이라며 “연료전지산업 활성화에 맞춰진 다양한 정부 지원제도가 있고 앞으로도 지원을 지속할 계획”이라고 밝혔다.
정부의 그간 지원정책에도 불구하고 연료전지산업이 침체기를 벗어나지 못하고 있는 이유는 뭘까. 물론 업계의 기술개발 및 투자 확대 등의 노력도 중요하지만 가장 큰 요인은 연료전지에 대한 정부의 인식 부족과 중장기 육성 로드맵에 근거한 적극적인 지원책이 마련돼 있지 않기 때문으로 해석된다.
산업부가 향후 추진방향으로 △가격 경쟁력 확보를 위한 LNG 발전 효율 극복 및 발전단가 저감 △내구성 향상(발전·건물용 10년, 수송용 5만 시간) △부품소재 산업 생태계 강화 △인프라 구축 및 해외시장 진출(성능평가, 장기 신뢰성 검증을 위한 테스트베드 강화) △파급산업 동반 육성(선박·드론·건설기계·철도 등 고부가가치 BM 개발, 스마트시티 분산발전, 에너지저장시스템 등)을 제시하고 있지만 기술개발 지원에 한정돼 있고 구체적인 계획도 나와 있지 않은 상태다.
다만 테스트베드 강화의 일환으로 현재 울산지역의 부생수소를 활용한 연료전지 실증기반 조성사업인 ‘친환경 연료전지융합실증화단지’가 구축 중으로 올해 완공돼 실증운영에 들어갈 예정이다. 이를 계기로 대규모 산업단지가 형성돼 있는 대산 및 여수산업단지 등에 실증단지를 구축해 연료전지 분산발전 모델을 전파하고 지역의 수소산업 인프라 등과의 융복합을 지원한다는 계획이다.
연료전지산업 활성화 과제.
연료전지, ‘재생에너지 3020’ 계획서 뒤로 밀려나
산업부는 지난해 12월20일 2030년까지 재생에너지 발전량 비중 20% 달성을 위한 ‘재생에너지 3020 이행계획(안)’을 발표했다. 기존 폐기물·바이오 중심에서 벗어나 태양광·풍력을 중심으로 재생에너지를 보급한다는 것이 핵심이다. 신규 설비용량의 95% 이상을 태양광·풍력 등 청정에너지로 공급해 2030년 재생에너지 설비용량(누적)을 63.8GW까지 보급할 계획이다.
이번 계획안에서의 ‘재생에너지’라는 용어에서도 알 수 있듯이 정부가 지난 2004년 선정한 3대 신재생에너지에서 신에너지에 속하는 연료전지만 제외된 셈이다. 정부 정책의 일관성 부족이라는 지적이 제기되는 동시에 연료전지가 태양광, 풍력과의 경쟁에서 제대로 힘을 발휘하지 못했다는 것을 방증한다.
그렇다고 정부가 연료전지를 아예 배제한 것은 아니지만 제시된 지원방안이 단순하기 그지없다. 연료전지는 분산전원 기반 에너지신산업 차원으로 육성된다. 도시가스 낙후·소외 지역에 연료전지발전소 설치를 확대한다는 것으로 사업자의 경제성을 고려해 인센티브를 제공하는 방안을 고려하는 것으로 알려졌다.
중장기적으로는 ‘Power to Gas’ 체계를 구축하기 위해 재생에너지 잉여전력을 활용, 수소가스를 생산하고 가정·발전소·차량에 활용한다는 방침이며 올해부터 2022년까지 실증 연구개발을 지원할 계획이다.
이번 계획안에서의 연료전지에 대한 보다 상세한 방향과 계획을 듣고 싶었다.
윤재웅 산업통상자원부 신재생에너지과 사무관은 “엄밀히 말하면 연료전지는 재생에너지가 아니기 때문에 당초 계획안에서는 연료전지에 대해 언급하지 않으려고 했지만 연관산업 육성 차원에서 연료전지 보급 확대에 대한 컨셉 정도만 넣게 됐다”라며 “‘Power to Gas’의 경우 지금은 상용화 단계가 아니어서 신재생에너지 R&D 형태로 계획안에 반영했다”고 설명했다.
산업부는 올해 상반기 중으로 이번 계획안을 토대로 ‘제4차 신재생에너지기본계획 수정안’을 확정할 예정이다.
전병근 과장이 지난해 12월 연료전지 정책 국회토론회에서 이번 계획과 관련해 “폐기물·우드펠릿 등에 대한 REC 가중치를 축소하고 국제기준 및 국내여건을 감안해 비재생 폐기물을 재생에너지에서 제외하면 연료전지 수요가 증가할 것으로 예상된다”고 밝히며 연료전지업계에 희망을 주기는 했지만 보다 현실적인 연료전지 활성화 정책이 제시돼야 한다는 목소리가 크다.
전병근 산업통상자원부 신재생에너지과장이 지난해 12월4일 국회의원회관에서 열린 ‘연료전지의 지속가능한 발전을 위한 정책 토론회’에서 연료전지 정책방향에 대한 설명을 하고 있다.
정부, 연료전지 활성화 방안 검토…국회도 연료전지 ‘관심’
연료전지업계는 신정부가 추진하는 에너지전환 정책이 연료전지산업의 재도약 발판을 마련할 수 있는 기회로 보고 있다.
연료전지산업발전협의회에 따르면 실제 포스코에너지, 두산퓨얼셀, LG, 에스퓨얼셀 등의 기업들이 대규모 투자를 통해 새로운 도약을 준비 중이다.
건물용은 그간 모니터링 및 그린홈 보급 사업으로 2,000여 세대에 보급하고 부품 공급망을 구축 중이다. 발전용은 세계 최대의 생산체제를 갖추고 국내에서만 200MW 이상의 설치·운영 경험과 품질인증 획득 등으로 제품 신뢰성을 확보 중이다.
업계는 또 대량생산 체제, 핵심소재 국산화, 기술개발 등을 통해 동일면적 대비 출력향상과 스택 수명을 늘려 연료전지의 생산원가 및 발전단가 경쟁력을 확보할 수 있다고 말한다.
포스코에너지가 설치한 포항연료전지발전소.
이명박 정부부터 준비해오다가 일시 중단된 중동 및 아시아 등의 해외시장 진출계획도 새 정부의 적극적인 연료전지 지원정책이 시행될 경우 본격화할 수 있는 가능성이 있는 것으로 알려졌다.
이에 따라 오는 2020년까지 국내 일자리 2만명, 강소기업 3,000여개 이상으로 확대해 매출 8조원, 수출 2조원 규모의 신규 시장이 창출될 것으로 연료전지산업발전협의회는 내다보고 있다.
연료전지산업발전협의회는 “연료전지산업은 세계적인 수준의 부품 및 시스템 제조 핵심 역량을 보유해 향후 수출산업으로 도약할 가능성이 매우 크다”라며 “국가의 새로운 신성장 동력 산업으로서의 위상 정립도 빠르게 진행될 것”이라고 밝혔다.
업계는 연료전지 보급 확대를 위한 종합적이고 체계적인 로드맵이 필요하다는 입장이다. 이를 위해 전력수급계획, 에너지기본계획, 신재생에너지기본계획 등 국가 에너지계획에 구체적인 전략과제를 반영해야 할 것을 주문하고 있다.
먼저 사업안정성 및 경제성을 확보하는 것이 시급하다. 연료전지는 다른 재생에너지와 달리 LNG가격 변동에 따른 연료비 리스크가 추가로 발생한다. 실제 발전사업 허가를 받은 3개의 연료전지발전 프로젝트가 연료비 문제로 인해 철회된 사례가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 연료비 가격변동성을 REC 가중치에 반영하고 현행 가스요금제에 발전용 연료전지 요금제를 신설해야 한다는 의견이다.
발전사업자의 사업위험을 줄이기 위해서는 발전원가 산정에서 연료비를 제외하는 개념 도입도 제안하고 있다. 간단히 말하면 전력 수매자인 한전이 연료(LNG)를 구매해 발전사업자에게 공급하는 방식이다.
중장기 방안으로는 △신재생에너지 융복합 분산전원(태양광, 연료전지, ESS 등)에 대한 FIT 지원 △분산전원 내 자가발전·자가소비 방식을 최우선 지원대상으로 지정해 다양한 인센티브 제공 △분산전원 전력공급 방식에 따라 정부 보조금 차등 지원 △전기차·수소전기차 동시 충전이 가능한 삼중발전형 연료전지 충전소 도입(생산 전력에 대한 REC 발급) △부하밀집지역 분산전원 의무화 △분산전원 목표관리 제도 △바이오가스, 부생가스, 재생에너지·원자력 수소 등 연료 다변화 기술개발 및 실증 등을 제시하고 있다.
연료전지산업발전협의회는 이 같은 연료전지 활성화 방안을 정부에 건의했다. 산업부가 적극 검토 중이라는 의견을 보이고 있어 얼마나 정책적으로 반영될지 지켜볼 일이다.
국회에서도 연료전지에 많은 관심을 보이고 있다. 지난해 국회 주도(김규환 국회의원)로 발족한 ‘미래연료전지발전포럼’은 연료전지산업의 육성방향을 제시하고 제도개선에도 적극 나설 예정이다.
포럼의 자문위원장을 수락한 김규환 의원은 “향후 3개의 워킹그룹을 만들어 각 그룹에서 협의해 제시된 의견을 토대로 정책 반영과 관련법 개정에 나설 계획이다”라며 “온실가스 감축과 에너지자립에 적극적인 현 정부가 관련정책에 가장 부합하는 연료전지에 대한 지원을 마다할 이유가 없는 만큼 아낌없는 지원이 이뤄져야 할 것”이라고 말했다.
이종수 기자 jslee@h2news.kr