생활 속 연료전지 이해

정경화

충북도 생활에너지팀장

요즘 우리는 전기자동차, 전기자전거, 핸드폰 등 충전제품의 확대 보급으로 이차전지에 대해 대략적으로 잘 이해를 하고 있다.

수시로 충전과 방전을 오가며 화학적 에너지와 전기적 에너지가 양방향으로 변환되는 것이 이차전지인데 우리는 흔히 배터리라 부른다.

반면, 1차 전지는 화학에너지가 전기에너지로 한 방향으로만 변환되는 것인데 건전지가 대표적이다.

그렇다면 연료전지란 무엇일까.

연료전지는 지속적으로 LNG, LPG, 메탄올, 수소 등의 연료와 산소의 공급을 받아서 화학반응을 통해 지속적으로 전기를 공급하는 일종의 연료건전지인 셈이다.

연료전지는 셀(화학물을 전기로 바꾸어주는 얇은 막 형태의 장치)을 시루떡 형태로 여러 개를 연결하여 만든 것이다.

이를 적정규모로 만들어 자동차에 적용한 것이 현재 시판되고 있는 수소 전기자동차 넥쏘이다.

또한 시범용으로 버스도 생산하고 있으며, 앞으로는 트럭, 열차, 선박 등 점진적으로 운송수단 전반에 확대될 것이다.

또한, 연료전지는 제조·사용·사후관리의 편리성 때문에 발전용으로도 쓰인다.

1~300㎾정도의 용량으로 제조하여 건물의 크기에 따라 1~10개 세트로 설치하는 자가발전(잠실 롯데타워, 여의도 파크원타워 등)이 있고, 발전사업자가 지역별로 전기가 필요한 도심지, 산업단지, 기존발전소 잉여부지 등에 ㎿단위로 설치·운영하는 발전사업이 있다.

현재 전국 많은 시·군에서는 원자력발전을 대체하고 친환경 신재생에너지로써 연료전지 발전소를 설치 중이거나 설치 계획을 갖고 있으며 이와 별도로 대도시를 중심으로 가정·상업용으로 0.6~15㎾급 연료전지가 보급·운영 중에 있다.

현재 사용하는 대부분의 연료전지는 공급의 용이성 때문에 도시가스(LNG)에서 수소를 추출하여 사용하는 방식으로 설치된다.

도시가스 배관에서 직접 수소를 얻어 즉각 사용함으로써 가스폭발사고로부터 조금 더 안전을 담보할 수 있다.

단순히 일단 수소를 사용하기에 위험하다는 선입관을 배척하는 지혜가 필요하다고 본다.

연료전지 발전소를 추진하면서 민원이 있는 곳도 있지만 괴산군 지역에서는 도시가스를 공급하기 어려운 지역에 있는 산단에 연료전지를 건설하면서 신규로 도시가스배관을 설치하여 2개 산단 및 인근마을(140세대)에 도시가스를 공급해주는 서로 간 상생하는 사업을 추진하는 경우도 있다.

한편, 수소 연료전지는 연료인 수소와 공기필터를 거친 산소 중 일부가 사용되고, 나머지는 배출된다.

이때 공기필터를 거침으로써 대기 중 미세먼지 등 오염물질이 정화되는 효과가 나타난다.

또한 민원이 많은 고전압 송전선도 줄일 수 있고, 연료전지 발전소(2㎿초과)도 원자력·화력·수력발전소처럼 발전소주변지역 지원에 관한 법률에 따라 반경 5㎞이내의 지역은 재정적 지원을 일부 받을 수 있는데 이렇게 보면 연료전지 발전소는 복덩이가 아닐까 생각해 본다.