포항시 영일만 항 배후단지 내 연료전지 주변설비(BOP) 제조공장 옆 4만3000㎡ 부지. 이곳에서는 지금 연료전지의 핵심설비인 스택 제조공장 건설 공사가 한창이다.
포스코파워가 지난 4월 공장 건설비 300억원, 기술이전 비용 400억원을 들여 착공한 이 공장이 예정대로 완공되면 발전용 연료전지 스택의 100% 국산화 이뤄지게 된다.
그동안 외국 기업의 전유물로 여겨졌던 연료전지 스택 제조 기술 확보를 위해 과감한 투자를 단행해왔던 포스코파워가 창립 4년 만에 세계 정상권의 발전용 연료전지 전문 기업으로 재탄생하게 되는 것이다.
◇발전용 연료전지의 최강자=1839년 영국의 윌리엄 R. 그로브는 메탄올·석탄 등의 연료에서 얻은 수소와 공기 중에 있는 산소의 화학에너지를 직접 전기에너지로 바꾸는 연료전지를 개발한다. 하지만, 당시는 지금과 달리 석탄과 석유를 마음놓고 사용하던 시절. 더욱이 온실가스라는 개념은 아직 생겨나기도 이전이었기 때문에 연료전지는 화력발전에 빌려 빛을 보지 못했다.
그로부터 170년이 지난 지금. 연료전지는 화석에너지의 대체는 물론 온실가스를 배출하지 않는 새로운 에너지원으로 각광받고 있다.
에너지기술평가원에 따르면 발전용 연료전지 시장은 연평균 50％ 이상의 급성장이 예상되는 떠오르는 시장이다. 특히 기술수준이 외국과 비교해 차이가 크지 않기 때문에 핵심 기술을 조기에 확보하면 발전용 연료전지를 우리나라 차세대 세계시장 석권 제품으로 육성 가능하다고 분석하고 있다.
포스코파워는 우리나라 발전용 연료전지 시장을 이끌고 있는 기업이다. 포스코파워가 연료전지 사업에 본격적으로 뛰어든 것은 지난 2007년이다. 2003년 연료전지사업 진출을 모색하던 모기업 포스코가 2007년 세계 일류 연료전지 상용화 기술인 용융탄산염 연료전지(MCFC)기술을 보유한 미국 퓨얼셀에너지(FCE)와 기술제휴를 맺고 에너지출자사인 포스코파워에 연료전지사업을 이관하면서부터다. 그로부터 4년이 지난 지금까지 포스코 파워는 MCFC의 주요 제조 과정을 국산화하는데 성공하고 국내에 독점공급하고 있다.
2007년 서비스 기술(연료전지의 운전과 보수)을 확보했고 2008년에는 BOP(스택을 운전하기 위해 연료와 공기를 주입하고 폐가스의 열을 회수하는 등 연료전지의 구동에 필요한 주변장치) 공장을 준공했다. 올해에는 스택 기술(셀을 쌓아서 원하는 용량의 스택을 설계하고 제작)을 확보했다.
특히 스택 제조 공장이 내년부터 본격적으로 가동되면 연산 100㎿(일반주택 12만 가구 사용)의 연료전지 제품을 생산할 수 있는 체제가 완비된다.
MCFC는 수백㎾에서 수백 ㎿까지 용량구성을 자유롭게 할 수 있고 다양한 부생가스를 활용할 수 있는 것이 장점이다. 뿐만 아니라 다양한 장소에 설치할 수 있어 수요 또한 앞으로 더욱 늘어날 전망이다.
2006년 국내 최초로 남동발전에 상업용 발전용 연료전지 1기를 보급하고 지금까지 국내 12개 지역에 25㎿의 연료전지를 설치한 포스코파워는 국산화와 대량생산이 가능해지는 올해를 기점으로 연료전지를 국가대표 녹색산업으로 성장시킨다는 계획이다.
우선 국내에서 2012년부터 시행하는 신재생에너지 의무할당제(RPS)를 대비해 연료전지의 생산능력을 확대해 나가고 있다. 이와 함께 대형선박 엔진으로 사용하는 선박용, 정전사고시 가동하는 비상전원용, 도심지 빌딩 안에 설치해 분산발전하는 건물용 등 사용 용도에 따른 연료전지의 개발에도 주력하고 있다. 건물용은 2012년, 비상전원용은 2013년, 선박용은 2015년까지 시장에 선보일 계획이다.
또한, 현존하는 발전기술 중 가장 높은 발전효율 60%의 고체산화물 연료전지(SOFC) 개발에도 박차를 가하고 있다. MCFC가 2세대 연료전지라면 SOFC는 3세대 연료전지로 불리고 있다. MCFC에 비해 발전 효율이 높고 다양한 형태의 제품 개발이 가능해 많은 기업의 개발 경쟁이 진행되고 있다. 포스코파워는 SOFC개발을 위해 포항산업과학연구원(RIST)·포스텍·한국과학기술원(KAIST) 등 국내외 4개 대학 6개 연구소와 협력 네트워크를 구성하고 있다.
2007년 개발에 착수한 이래 현재까지 25㎾ 출력에 성공했으며, 올해는 50㎾에 도전하고 있다. 특히 세계 최초 상용화를 목표로 연간 250억원을 투자해 2012년까지 180㎾ 급 발전시스템을 개발한다는 목표를 수립해놓고 있다. 만약 목표대로 MCFC 국산화 및 SOFC독자 개발을 완료하게 되면 포스코파워는 연료전지 분야에서 세계 1위 기업으로 발돋움하게 된다.
포스코파워는 해외시장 진출을 위한 준비도 한창이다. 특히 가스가격이 저렴하고 전기가격은 상대적으로 비싼 중동·동남아시아 국가들을 대상으로 국산 연료전지의 수출을 협의하고 있다.
◇미래성장 동력 확보를 위한 과감한 노력=1972년 국내 최초 민간 발전소로 출발해 오늘날까지 안정적이고 친환경적인 전력공급에 주력하고 있는 포스코파워는 지난해 ‘월드 베스트 그린 에너지 컴퍼니’라는 새로운 비전을 수립하고 제2의 도약을 선포했다.
이에 따라 인천발전소 증설, 부생가스발전, 연료전지 사업 등 이미 수행하고 있는 사업을 확대하고 환경규제에 대응한 신재생에너지 사업추진 및 해외 발전사업 진출로 지속성장을 위한 기반을 마련한다는 중장기 계획을 수립하고 있다.
먼저, 2011년까지 인천발전소에 1200㎿급 가스터빈-증기터빈 LNG복합화력발전 방식의 5, 6호기를 증설하고 2014년께에는 7, 8호기를 추가로 설치할 예정이다.
현재 광양·제철소에서 발생하는 잉여 부생가스를 활용해 운영하고 있는 복합화력발전소는 내년 3월 추가로 시설을 가동할 예정이다.
포스코파워는 이와 함께 연료전지 분야에서는 최근 서울 상암동 월드컵공원(노을공원)에 2.4㎿급 연료전지발전소 건설에 들어갔다. 150억원이 투입된 이 공사는 오는 9월 준공을 앞두고 있다.
포스코파워는 이미 2008년 서울시와 연료전지발전소 건설사업 추진협약을 맺고 발전소 건설과 15년간의 유지관리 및 시설 운영을 맡기로 한 바 있다. 서울시는 설치 부지 제공과 발전사업 허가 등의 사업을 지원하기로 했다. 지난해 5월 노원 열병합발전소 안에 2.4㎿ 급 연료전지발전소를 준공해 가동 중이다.
이외에도 RPS 등 정부 정책 및 기술개발 추이에 따라 신재생에너지를 확대한다는 계획에 따라 안정적 수익기반 확보가 가능한 태양광발전 같은 신사업에도 적극적으로 나설 계획이다.
해외 발전 사업분야에 진출하기 위해 포스코건설과 함께 그룹역량을 극대화해 전력수요가 높은 개도국에 석탄 화력발전 사업을 추진하기 위해 눈여겨보고 있다.
특히 최근에는 연료전지사업의 BOP부문 통합으로 시너지 효과를 창출하고 주력사업으로 밀고 있는 연료전지분야에 가속도를 내기 위해 포스코ICT로부터 연료전지 사업의 자산을 405억원에 양수받았다.
최호기자 snoop@etnews.co.kr
