연면적 10만㎡ 이상 건물 적용→내년 3,000㎡ 이상 건물로 확대

향후 5년 간 102㎿ 규모 보급 예상

연료전지 가운데 높은 효율성과 양질의 열을 생산할 수 있어 차세대 분산발전원으로 주목받고 있는 고체산화물연료전지가 중·대형 민간건물에 설치될 길이 열렸다.

서울시는 지난 5월 28일 신축 민간 중·대형 건물에 기존 방식보다 발전효율이 약 10% 이상 높은 차세대 연료전지인 고체산화물연료전지(SOFC)를 도입하도록 설계기준 마련에 나선다고 밝혔다.

차세대 고효율 연료전지인 SOFC는 연료전지 종류 가운데 가장 높은 온도인 700~1,000℃에서 작동하며 내부개질을 통한 연료공급이 가능하다. 특히 타 연료전지와 마찬가지로 LNG, LPG를 연료로 사용함은 물론 바이오가스, 수소 등으로도 발전할 수 있는 연료의 다양성을 지닌 것이 특징이다.

또한 SOFC는 연료전지 종류 가운데 발전효율이 최대 60%로 가장 높아 ‘발전특화’ 연료전지로 각광 받고 있으며 건물관리를 위해 야간에도 항상 전력이 필요한 중·대형 건물이 많은 대도시에 적합한 것으로 평가받고 있다.

현재 미국과 일본 등에서는 이미 상용화돼 건물·주택에서 운영되고 있으며 국내에서는 지난 1월 경기도 분당에 발전사업용으로 최초 도입돼 운영 중에 있다.

이에 서울시는 정부의 수소경제 활성화 정책 이행과 더불어 향후 분산발전원으로써 SOFC의 잠재력을 높게 평가해 SOFC가 민간 중·대형 건물에 도입될 수 있도록 설계기준(성능표준값)을 마련할 방침이며 올해 하반기 중 고시하고 즉시 적용한다는 계획이다.

연료전지 설계기준은 설치 용량 당 어느 정도의 에너지를 생산하는 지를 나타내는 것으로 건물에 실제 도입하려면 설계기준에 따라 설계안에 반영해야 한다. 현재 연료전지 성능 표준 값은 고분자전해질연료전지(PEMFC)와 인산형연료전지(PAFC)만 마련돼 있는 상태이다.

이에 고시가 마련되면 우선 연면적 10만㎡ 이상인 환경영향평가 대상 건물부터 적용하고 이후 내년부터는 서울시 녹색건축물 설계기준 심의대상인 연면적 3,000㎡ 건물로 확대된다. 이렇게 되면 서울시내 신축 건물 내 연료전지발전원 설치 시 고분자전해질형 연료전지(PEMFC)와 인산형 연료전지(PAFC), 고체산화물형 연료전지(SOFC) 등 선택 가능한 연료전지 종류가 3종으로 확대돼 각기 다른 건물의 크기와 용도, 에너지 사용패턴 등을 고려한 맞춤형 연료전지발전설비를 선택 가능해 질 것으로 기대된다.

또한 건물용 연료전지는 그동안 경제성 확보 미비로 낮은 가동률을 보였으나 5월 초 산업부가 기존 연료전지 요금보다 6.5% 인하된 ‘연료전지용 가스요금’을 신설해 수소추출에 사용되는 도시가스 요금 대비 전기발전 실익이 커지는 만큼 실가동률이 증가할 것으로 기대되고 있다.

서울시는 국내 업체에서 개발 중인 건물용 고체산화물형 연료전지(SOFC) 제품들의 상용화가 목전에 있고 정부도 올 초 발표한 ‘수소경제 활성화 로드맵’에 따라 이 분야의 R&D를 지원 중인만큼 이번 설계기준 마련을 통해 건물용 수소연료전지 시장을 선도적으로 정착시키고 수소경제 활성화에도 기여한다는 목표를 세웠다.

서울시는 2012년부터 시작한 원전하나줄이기 정책에 따라 민간건물의 수소연료전지 설치가 점점 늘고 있으며 올해 총 400㎾ 규모로 신규설치가 예상돼 연간 100억원대의 건물용 연료전지 시장이 조성될 것으로 전망하고 있다. 이에 향후 5년 간 발전용 100㎿, 건물용 2㎿로 총 102㎿의 SOFC가 보급될 것으로 예측했다. 생산 전력량은 18만 가구가 1년 동안 사용하는 것과 맞먹는 규모(7억9천만㎾h)로 에너지자립도시를 위한 주요설비로 자리매김할 것으로 기대된다.

서울시 황보연 기후환경본부장은 “서울시는 2009년부터 연료전지발전소 유치, 수소전기차 충전소 운영 등 누구보다 항상 먼저 수소경제 활성화를 위해 움직여 왔다”면서 “국내 업계에서도 개발 중인 SOFC의 건물용 연료전지시장을 서울시가 선도적으로 조성해 수소산업 발전 및 수소경제 활성화를 이끌도록 하겠다”고 밝혔다.

한편 현재 국내에서는 ▲경동나비엔(700W급) ▲미코(2㎾급) ▲STX중공업(1㎾급) ▲에이치앤파워(3㎾급) 등이 SOFC시스템을 개발 및 상용화를 준비하고 있다.