자동차硏 "수소차용 연료전지, 친환경 발전소로 거듭난다"
자동차硏 "수소차용 연료전지, 친환경 발전소로 거듭난다"
  • 오시림 기자
  • 승인 2021.06.07 22:53
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현대차 수소 연료전지 발전시스템 


수소전기차용 연료전지 시장이 커질 것이라는 전망이 나왔다.

한국자동차연구원은 7일 '친환경 발전소로 거듭나는 수소차용 연료전지' 보고서를 통해 "국내외 주요 완성차 기업을 중심으로 수소전기차용 연료전지를 이용한 발전시스템을 구축하려는 시도들이 이루어지고 있다"며 이같이 소개했다.

이미 현대차는 지난 2월부터 한국동서발전, 덕양 등과 공동으로 수소차 넥쏘에 탑재되는 연료전지를 이용한 1MW급 발전시스템 실증을 시작했다.

일본 토요타도 수소차 미라이의 연료전지를 활용해 지난 2019년 9월부터 본사공장에서 100kW급 발전기를, 지난해 6월부터 토쿠야마 제조소의 부생수소를 이용해 50kW급 발전기를 실증하고 있다.

독일 다임러트럭AG와 영국 롤스로이스는 연료전지 시스템을 이용한 비상발전기 개발을 위한 협력 계획을 발표했다.

자동차 회사들이 수소전기차에 탑재되는 고분자전해질형 연료전지(PEMFC)를 이용한 발전시스템 구축에 나선 것은 신뢰성과 가동성이 우수해 유연한 적용이 가능하기 때문이다.

연료전지는 전해질로 사용되는 물질의 종류 등에 따라 구분된다. 현대와 토요타, 혼다 등의 수소차는 PEMFC(Polymer/Proton Electrolyte Membrane Fuel Cell)를 탑재하고 있다.

고분자전해질형 연료전지가 고체 전해질을 사용해 부식이나 전해질 관리의 문제가 상대적으로 적고, 다른 연료전지에 비해 낮은 온도(통상 80℃ 이하)에서도 작동하기 때문이다. 또 자동차용 소형 PEMFC를 발전용으로 설치 시 입지 제약이 적고 추후 용량 확대도 용이하다.

자동차연구원은 "높은 신뢰성, 빠른 초기 가동 속도 및 저온 가동성을 갖춰 발전용으로 사용 시 입지조건이 덜 까다롭고 고정형‧이동형, 소형‧중형‧대형 등으로 다양한 용도로 사용 가능하다"고 평가했다.

다만 높은 효율을 내기 위해 연료(수소)의 불순물이 없어야 하고, 저온 가동으로 인해 폐열 활용이 상대적으로 어려운 것은 단점으로 꼽힌다. 또 백금 촉매 활용 등으로 인해 단가도 상대적으로 비싸다.

그럼에도 자동차연구원은 재생에너지 발전과 수소전기차 시장 확대에 따라 고분자전해질형 연료전지의 활용도 빠르게 확대될 것으로 내다봤다.

수소 공급이 필요해 단기 내 대규모 발전은 어렵지만, 앞으로 '분산형 재생에너지 발전-현지 그린수소 생산‧사용 체계'가 활성화되면 장점이 더 부각될 것이라는 판단이다.

또 수송 분야 및 다양한 분야에 폭넓게 활용될 수 있어 대량생산을 통한 단가하락도 가능하고, 수소차용 연료전지를 모듈화해 발전에 활용하는 것도 용이하다고 봤다.

자동차 연구원 관계자는 "수소차 연료전지의 기술변화는 자동차 출시와 같은 5년 내외로 내구연한에 도달한 연료전지의 교체 시 성능개선, 효율향상이 가능하다"고 말했다.