[e테크]연료전지-연료전지의 문제점

◆연료전지의 문제점

◇높은 자본비용=연료전지는 경쟁기술에 비해 상용화 후 몇년간은 높은 자본비용을 수반할 것으로 예상된다. 이에 따라 연료전지는 높은 용량의 이용률을 가진 응용분야와 높은 리스크를 감당할 수 있는 구매자, 낮은 금융비용 등을 필요로 한다.

　연료전지 자동차조차도 용량이용이 낮기 때문에 10분의 1 이상으로 연료전지 단가가 줄어들어야 한다.

　IFC(International Fuel Cells Corp)사는 200㎾ PAFC(Phosphoric Acid Fuel Cell)의 생산단가를 30개월 동안 50% 줄였다. 그러나 여전히 판매가는 ㎾당 4000달러에 달한다. 미국의 니치시장에는 그같은 가격이 가능하지만 고정 연료전지 사용의 확산을 위해서는 ㎾당 1000달러 심지어는 600달러까지 떨어뜨려야 한다. 유럽과 일본은 약간 비싼 비용을 감당할 수도 있을 것이다. EPRI(Electric Power Research Institute)는 ERC(Energy Research Corporation)가 운영하는 200개의 2㎿ MCFC(Molten Carbonate Fuel Cell)의 초기 운영비용이 ㎾당 1500달러 정도인 것으로 평가하고 있다.

◇재료선택의 제한성=연료전지는 재료를 위한 환경을 필요로 한다. 재료는 적절한 구조적, 전기적, 화학적, 촉매적 특성을 유지하면서 온도 스트레스와 변화, 연료의 오염물질, 산소흐름, 오랫동안의 부식 등을 버텨내야 한다. 개발자는 종종 값비싼 재료를 사용하고 이같은 요구를 맞추기 위해 조심한다. 그렇다 하더라도 일부 연료전지 기술은 현장 조건에서 충분히 영구적으로 사용할 수 있다는 것이 증명되지 않았다. 연료전지의 상용화는 낮은 재료단가와 성능개선 등 끊임없는 진전을 필요로 한다.

◇안전우려=수소는 산소와 함께 존재할 경우 폭발성이 강해 안전이 중요한 문제가 된다. MCFC와 SOFC(Solid Oxide Fuel Cell)는 내부 재처리로 문제가 발생하지 않으며 재처리기와 고정 연료전지는 가정용 난로 이상으로 위험하지 않다는 것이 증명될 것이다. 이동용 연료전지는 (특히 재처리기 대신에 저장수소연료를 사용하는 시스템이) 초기에 사고피해에 대한 우려 때문에 일부 규제당국의 반대에 직면할 것으로 예상된다. 그러나 대부분의 전문가들은 수소의 안전문제가 심각한 시장장벽이 되지는 않을 것으로 전망한다.

　메탄올 연료를 사용하는 소비자는 안전을 위해 교육받은 소매상과 사용자를 이용할 것이다. 메탄올은 독성이 강하고 섭취, 피부접촉, 증기흡입 등에 의해 사망을 유발할 수 있다.

　휴대형 연료전지를 위한 비교적 높은 수소저장밀도를 가지며 연료 재처리기가 없는 화학적 변종전지는 일반적으로 소비자가 사용하기에는 위험하다.

◇연료보급과 저장=연료전지가 최종적으로 소비하는 연료는 수소다. 수소는 탄화수소 연료보다 생산하기에 비용이 많이 들고 수송과 저장이 어렵고 비용이 많이 들어 대부분의 고정식 상용 연료전지 제품은 편리한 액체나 가스 탄화수소 연료를 사용할 것이다. 사용이 편리한 연료는 곧 유용성과 저장성이 좋은 연료다. 비록 생산이 쉽고 많은 산업국가에서 사용하는 천연가스조차도 약간의 필요조건이 있다. 천연가스는 급격히 전기수요가 일고 있는 전세계 모든 지역에서 가능하지가 않다.

　비용이 싸며 폭넓게 사용 가능한 휘발률, 디젤 등 수송용 연료의 편리한 탑재 재처리기는 연료전지로는 심각한 도전이다. 메탄올은 초기 연료전지 차량에서 각광받았지만 보급 인프라스트럭처의 부족과 에너지밀도가 휘발률의 절반에 불과한 것이 문제다. 압축수소가스(휴대형 및 이동 가능한 연료전지용)는 제한된 지역에서만 가능하고 유용한 에너지 저장밀도를 얻기 위해 아주 높은 압력을 필요로 한다. 금속 수소화물 또는 탄소 기반 수소저장 물질은 고압용기보다 안전하지만 저장밀도와 다른 성능 매개변수의 개선이 요구된다. 화학적 수소화물은 비교적 높은 저장밀도를 제공하지만 소매 배포망에서 취급되기에는 너무 위험하다.