[수소연료전지발전 가능성과 우려 2.] 수소에너지를 공급하는 부산 해운대

① 세계가 주목하는 수소연료전지

③ 제주도 그린수소산업 선두주자

④ 수소연료전지발전소 들어서는 고성

↑↑ 부산해운대 수소연료전지발전소가 준공돼 청정에너지 난방을 공급하고 있다.

ⓒ 고성신문

부산시가 2050년까지 신재생에너지 발전 비율을 100%까지 올리겠다고 선포한 가운데 부산 도심에 청정 신재생에너지 시설인 수소연료전지 발전시설이 들어서 본격 가동에 들어갔다.
부산시는 부산 해운대구 좌동 신시가지 집단에너지공급시설 안에 수소연료전지 발전시설을 준공했다.
수소연료전지 발전시설은 천연가스에서 수소를 분리해 공기 중 산소를 수집하고 전기반응으로 전기와 열을 생산하는 친환경 도심 분산형 전력생산시설이다.
발전효율이 높고 매연 등이 없는 청정에너지 생산시설이다.
부산 해운대 신시가지는 1990년대 조성됐다. 수소연료전지 발전시설이 있는 터에 대규모 지역 난방시설을 지어, 쓰레기 소각 과정에서 발생하는 열과 도시가스를 연료로 사용하는 보일러를 가동해 난방에 이용한다. 지난 2012년부터 준비과정을 거쳐 부산시, 한국수력원자력(주), ㈜부산도시가스, 삼성물산(주)의 참여로 ▲2015년 1월 특수목적법인인 부산그린에너지(주)를 설립하고 ▲발전규모 30.8㎿(0.44㎿×70대)의 ‘수소연료전지 발전시설’을 2015년 8월에 착공해 2년여 간의 건설공사와 시운전을 완료하고 2017년 8월 29일 준공식을 갖게 되었다. 
‘수소연료전지 발전시설’은 천연가스에서 수소를 분리하여 공기 중 산소를 수집 전기반응으로 전기와 열을 생산하는 친환경 도심 분산형 전력생산 시설이다.발전효율이 높고 매연 등이 없는 청정에너지 생산시설로 연간 약 3만 톤의 이산화탄소 저감 효과와 해운대신시가지 지역난방 열원의 안정적 확보가 기대된다.  연간 25만MWh의 전기를 생산, 해운대구 좌동 전력 사용량의 약 77%를 생산할 수 있으며, 동시에 열을 연간 24만G㎈ 생산, 해운대 신시가지 4만3천여 세대에 난방열로 사용하게 된다.
그러나 부산 강서구 생곡매립장에 생활폐기물 연료화 발전시설이 들어서면서 해운대 소각장 쓰레기 반입 물량이 절반으로 줄자 소각장 시설 두 곳 가운데 하나를 폐쇄했다. 신시가지 주민들의 난방비가 21% 가량 오를 형편에 놓이자 부산시는 새로운 대체에너지원을 찾았는데, 도심이라는 것을 고려해 청정 수소연료전지 발전시설을 계획했다.
부산시는 2012년 12월 수소연료전지 발전사업을 원전시설 운영 공기업인 한국수력원자력(한수원)에 제의했다. 2014년 4월 부산시와 한수원, 부산도시가스, 삼성물산은 특수목적법인을 설립해, 시비 118억 원에 민간자본 1천690억 원을 보탠 1천808억 원을 들여 수소연료전지 발전시설을 짓게 됐다. 2015년 착공해 지난 6월 완공하고 상업 운전에 들어갔다.
해운대 수소연료전지 발전시설은 전체 발전규모가 30.8㎿인데 0.44㎿ 규모의 연료전지 70대로 구성됐다. 해운대구 전체 전기 사용량의 13.8%에 해당하는 연간 25만㎿h의 전기를 생산해 한전에 판매한다. 또 연간 24만G㎈(기가칼로리)의 열을 생산해 해운대 신시가지 4만3천여 가구에 난방열로 공급한다. 부산시는 연간 3만t의 이산화탄소 감축과 신시가지의 난방비 절감 효과를 기대하고 있다.
수소연료전지 발전시설은 올해를 클린에너지 도시 원년으로 선포한 부산시 정책과도 맞아 떨어진다. 앞서 1월 부산시는 올해 6월 영구 가동 중단에 들어간 고리원전 1호기를 포함해 현재 가동 중이거나 들어설 예정인 고리와 신고리원전 10기 모두를 가동하지 않고 태양광·풍력 등 신재생에너지를 사용하는 청정에너지 도시를 2050년까지 만들겠다고 밝혔다.
부산시가 2017년에 2050년까지 시 소비전력 전체를 신재생 에너지로 감당하겠다는 계획을 세우고 태양광, 풍력, 수소발전 등 신재생에너지를 사용하는 청정에너지 도시를 만들겠다는 비전을 선포했다.
그 계획안에 부산그린에너지도 제 역할을 해내고 있는 셈이다.
부산그린에너지는 연간 25만 ㎿를 생산해 해운대구 전체의 연간 전력 사용량 180만 ㎿의 14%를 담당한다. 이는 해운대 신시가지 전력의 75%에 달한다.
이와 함께 24만 G㎈(기가 칼로리)의 열도 함께 만들어낸다. 해운대 신시가지 난방의 80%를 이로 충당할 수 있다. 연료전지는 전기화학반응으로 전기와 열을 생산해내므로 오염물질 배출이 거의 없는 청정 에너지원이다. 악취나 오·폐수 배출이 전혀 없는 데다 생산과정에서 공기 속 미세먼지 제거 효과까지 누릴 수 있다.
부산그린에너지 임태호 팀장은 수소연료전지발전소는 안정적이고 저렴한 지역난방비용을 점감하고 무공해시설로 해운대 신도시지역의 청정도시 이미지를 높이는 효과를 가져오고 있다“고 말했다.
게다가 수소연료전지의 발전 효율은 95%로 태양광발전 17%나 풍력발전 25.8%에 비해 월등히 높다. 발전해 전기를 공급하며 생기는 송전 손실이나 송전탑 등을 구축하는 데 발생하는 사회적 비용이 없는 점도 장점이다. 연료전지는 태양광ㆍ풍력과 비교해 에너지밀도 및 설비이용률이 월등히 높아 발전량이 태양광 대비 6배, 4배의 이산화탄소 감축효과를 보이고 있다.
이처럼 높은 효율과 이산화탄소 감축효과에 힘입어 부산시는 해운대 신도시외에 서부산에 조성될 신도시에도 같은 형태의 신재생에너지를 공급할 계획이다.
올해 뉴욕에서 진행하는 상반기 결산 ‘2020 가치경영 대상’에서 혁신기술 부문을 수상한 부산대학교 사회환경시스템공학과 권순철 교수에게 수소에너지의 앞으로 전망과 발전에 대해 견해를 들어봤다.
권순철 교수는 세계 경제 침체에도 불구하고 그린 열풍은 거세다. 미국의 ‘그린 뉴딜(Green New Deal)’을 비롯하여 한국의 ‘저탄소 녹색성장’, EU의 ’20-20-20 정책(2020년까지 신재생에너지 비율 20% 달성, 온실가스 20% 감축)’ 등 정부 주도의적극적인 움직임은 환경과 경제라는 두 마리 토끼를 한꺼번에 잡겠다는 의도로 해석되며 그 중심에 신재생에너지가 있다고 해도 과언이 아니다.
때문에 세계 각국이 석유를 대체할 새로운 에너지의 개발, 신재생에너지 기술개발에 많은 노력을 집중하고 있는 가운데 특히 기존 화석연료 중심의 에너지 시스템을 큰 충격 없이 흡수할 가능성이 있는 ‘수소에너지’에 크게 주목하고 있다.
수소는 안전하게 사용하면 우리 인류에게 큰 에너지원이 되는 중요한 에너지 매체이며, ‘수소혁명(The Hydrogen Economy)’의 저자 제러미 리프킨은 화석연료의 고갈에 따른 대체재로 수소를 지목하고, 이를 통해 수소 기반의 경제가 도래할 것이라고 주장한 바 있다.

↑↑ 부산대학 권순철 교수

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부산대학교 사회환경시스템공학과 권순철 교수가 자연보존과 과학기술이 공존하는 친환경 에너지 개발에 앞장서며 새로운 미래 가치를 창조해 나가는 데 일조하고 있다.
LID 기법을 활용한 전기 물분해 반응을 통해 수소를 생산하고, 수소연료전지를 구동하는 기술력으로 자립형 에너지 시스템의 수립을 통해 보다 진보된 신재생 에너지 시스템을 구축해 가고 있는 권 교수는 특히 세계 최초로 물을 수소로 분해하고 다시 합치는 과정에서 발생하는 전기를 이용한 ‘워터보트’를 개발해 학계의 주목을 받았다. 수전해시스템으로 수소를 생산하여 동력을 얻는 시도는 세계 최초이며, 수소연료전지를 선박에 이용한 것은 국내 최초의 시도다.
권순철 교수는 핵심 기술인 LID 기법(Low Impact Development, 저영향 개발기법)을 활용해 수소를 생산, 수소연료전지를 구동하는 기술력을 선보였다.
이는 LID 기법으로 집수된 우수를 재활용하여 신재생 에너지 생산 및 저장시스템을 구축하는 기술로 우수의 정화과정을 거쳐 정수를 제조한 후 전기 물 분해 반응으로 수소를 생산하고 수소연료전지를 구동해 건물 내 에너지원으로 사용하는 신재생 에너지 시스템 구축을 목표로 하고 있다.
한편 권 교수는 조직적이고 체계적인 기술력 확보를 위해 부산대 기술지주회사인 케이워터크래프트(www.kwatercraft.com)를 설립, 물로 구동하는 에너지 자립형 수소보트인 ‘워터보트’를 세계 최초로 개발한 데 이어 산소발생 공기청정기인 ‘워터에어’와 수전해 기반 에너지 생산저장 시스템을 이용한 발전기인 ‘워터스테이션’도 개발했다.
권순철 교수는 “앞으로도 신재생에너지 산업 부양을 위한 기술개발에 매진해 수소 공학의 정확한 이해를 도모하고 국민적 관심을 확대해 나가겠다”고 의지를 피력했다.

“본 취재는 경상남도 지역신문발전지원사업 보조금을 지원받았습니다.”