▲전라남도지사 김영록, 아이티에너지(주) 김동석 회장, 한국서부발전(주) 김병숙사장, 장흥군수 정종순은 지난 4월 26일
서울 롯데호텔 36층 칼튼스위트룸에서 수소연료전지 발전소 건립을 위한 양해각서(MOU)를 체결했다.

●수소(hydrogen , 水素)란?

수소는 인간이 현재까지 발견한 원소들 중 우주에서 가장 풍부하며, 가장 가볍고 간단한 구조를 가져 원자 번호가 가장 작은 원소로 색깔과 맛, 냄새가 없어 인간이 감지하는 것은 불가능하다. 수소 기체는 연소 후 물만이 생성될 뿐 화석연료의 연소 시 발생되는 황산화물 및 질소산화물 등 오염물질 및 지구 온난화의 원인인 이산화탄소가 만들어지지 않는 청정에너지원이다.

수소는 석유를 내연기관에 사용하기 이전에도 주목을 받았었지만 반응이 불안정해서 제어가 어려웠기 때문에 과거엔 사용이 어려웠으나 기술발달로 인해 제어가 가능해진 지금은 많은 에너지를 얻을 수 있어 수소자동차 등 전통적인 내연기관을 대체할 새로운 에너지원으로 주목받고 있다. 또한 굳이 연소시키지 않더라도 연료전지의 연료로 사용되어 에너지를 생성할 수 있으며, 연소 반응을 일으키지 않으므로 보다 수소에너지를 안전하게 사용할 수 있는 방법이기도 하다.

●수소연료전지발전이란?

수소연료전지발전은 수소와 산소의 화학반응으로 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 발전 기술로 수소와 산소의 화학반응에 의하여 전기와 물이 생성된다. 연료전지는 기존의 발전방식과 달리 연료의 연소를 통한 에너지변환과정을 거치지 않고 바로 전기를 생산하므로 에너지 손실이 적어 발전효율이 높다.

연료전지 개발을 위한 연구의 기원은 1800년대까지 거슬러 올라간다. 1830년대 유럽에서 최초로수소연료전지 연구가 시작되어 약 200여년의 역사를 가지고 있으며, 1960년대 미국의 NASA를 비롯한 우주 분야를 중심으로 연구/개발이 크게 진척되었다. 이는 제한된 공간에서 많은 에너지를 만들내야 하며 그 과정에서 발생되는 오염물질이 없어야 하는 우주선 내 공간적 제약을 연료전지 발전 기술이 해결할 수 있었기 때문이다.

1980년대 이후 에너지 위기와 화석연료 발전 등으로 인한 환경문제에 직면하면서, 발전용 연료전지의 개발도 본격적으로 진행되어, 현재에 이르고 있으며 몸에 해로운 오염물질(예: SOx, NOx)의 배출이 없고 발전 효율이 높은데다 최근 기술의 발전으로 소음발생이 최소화 되어 도심 지역에도 연료전지 발전소가 가능해지고 있다. 실제로 글로벌 기업인 구글 및 야후의 본사, 월마트의 매장과 미국에 있는 병원 및 대학교 등에서는 건물내에 연료전지를 설치하여 필요한 전기를 연료전지 발전을 통해 생산하고 있다. 글로벌 기업들 및 사회복지 기관들이 연료전지를 전력원으로 선택하고 선호하는 주 이유는 발전에 대한 신뢰성 (reliability), 탄력성 (resiliency) 및 친환경성 (sustainability) 때문이다.

▲김동석 회장과 정종순 군수

●환경에 문제는 없는지?

연료전지는 수소와 산소의 전기화학 반응으로 전력을 생산하며, 생성물이 전력, 물 및 열 뿐이므로 환경오염에 미치는 영향이 거의 없는 무공해 에너지라 할 수 있다. 소음 수준 역시 화력발전소에 비해 현저히 낮은 65dB수준이다.

또한 연료전지에서 발생하는 질소산화물(NOx) 및 황산화물(SOx)의 배출은 없으며, 이산화탄소(CO2) 배출량은 679~833 lbs/MWh 수준으로 천연가스를 연소하여 전기를 생산하는 LNG복합화력발전소에 비하여 발전효율이 높아 같은 양의 전기를 만들기 위해 사용하는 천연가스의 양이 적어 이산화탄소의 배출양도 LNG화력 발전소 대비 절반수준이며, 석탄화력발전소 대비 1/3 수준이다. 이마저도 직접 수소를 공급받아 연료전지 발전기를 운영하는 경우 연료전지의 이산화탄소 배출량은 ~0 lbs/Mwh 수준으로 감소하게 된다. 또한, 석탄화력발전소 및 LNG복합화력발전소의 경우 화석연료의 연소반응으로 인하여 질소산화물 및 황산화물과 각종 미세먼지의 배출로 인하여 환경오염 문제를 일으키고 있는 점을 고려할 때, 연료전지 발전은 기존 화석연료 발전대비 환경오염에 대한 노출 우려가 현저히 적다고 볼 수 있다.
지난 3월25일 광주시는 광산구와 남구에 각 100MW 규모의 수소연료전지발전소 건설을 위한 협약을 체결했다. 환경부분에 대한 보도자료 내용은 다음과 같다.

연료전지 발전은 화력발전에 비해 미세먼지와 황산화물, 질소산화물 배출이 전혀 없다.이산화탄소 배출도 8분의 1 수준의 고효율 친환경 설비다. 전기와 열을 생산하는 연료전지는 미래 에너지와 공해 문제를 한꺼번에 해결할 대안으로 도심내 분산 에너지원으로 크게 각광받고 있다. 광주과학기술원 홍성안 교수는 “세계 최고수준의 수소경제 선진국가로 도약하고 정부정책에도 부합하는 유해물질 배출이 없는 연료전지가 미래 분산전원으로 유망하다”고 말했다.

●수소연료전지발전소의 폭발 위험성은 없는가?

최근 강릉에서 발생한 수소탱크 폭발사고는 태양광발전을 통해 생산한 전기로 물을 전기분해하여생산 된 수소가 저장되어 있는 수소탱크가 폭발한 사고로 연료전지 발전기술 자체나 연료전지 스택의 안전성과는 전혀 무관하다.
연료전지 발전소는 일반적으로 천연가스를 연료로 사용하는데, LNG 발전소처럼 천연가스를 태우지 않는다. LNG와 섭씨 600도 이상의 고온의 수증기를 반응시키면, 수소가 분리돼 떨어져 나오는데, 이를 개질(reforming)이라고 한다. 연료전지 발전은 이렇게 천연가스의 개질을 통해 생산된 수소를 바로 연료전지 스택에 투입하므로 별도의 수소 저장탱크가 필요하지 않아, 저장탱크의 관리 소홀 및 부주의로 인한 폭발사고의 가능성이 없다.

●강릉 수소 폭발과 장흥에 건설할 발전소의 차이는?

이번 강릉 수소폭발 사고는 S업체에서 연료전지-재생에너지 하이브리드 발전기술 개발을 위한 실증절차를 진행하며 발생한 사고이다. 연료전지-재생에너지 하이브리드 기술이란 기존 친환경 재생에너지(태양광/풍력)의 단점인 시간적/공간적 제약을 극복하기 위하여 연구되고 있는 기술이다.

위 기술은 태양광/풍력등 재생에너지원을 토대로 전력을 생산하되, 사용되고 남는 전기를 수전해 장치를 이용하여 물의 전기분해를 통해 수소를 생산하고, 생산된 수소를 저장해 두었다가 태양광이 없는 야간 또는 일조량이 부족한 시점에 연료전지에 투입하여 전력을 생산하는 시스템이다.
이는 야간에는 전력생산이 불가능한 태양광이나 바람 상황에 따라 전력생산의 변동이 큰 풍력발전 등 재생에너지 발전의 최대 약점인 전력 수급 불안정성을 극복하기 위하여 고안된 아이디어로, 적절한 시점에 저장된 수소를 연료전지에 공급하여 전력을 생산하여야 하므로 기술 개발의 핵심은 수전해 기술(물을 전기 분해하여 수소를 생산하는 기술)을 통해 생산된 수소를 한정된 공간에 고압으로(최대한 많은 양을 저장할 수 있도록) 안정적으로 저장하는 기술이다.
이번 사고는 수전해기술을 통해 생산된 수소를 저장해 놓은 고압탱크가 폭발한 사고로서, 연료전지의 발전기술 자체와는 무관하다.

현재 장흥에 추진되고 있는 연료전지 발전소는 천연가스의 개질을 통해 생산된 수소를 바로 스택에 투입하므로 별도의 수소저장탱크가 필요하지 않고 투입 직후 전극을 통해 전자가 분리되어 수소이온화 됨으로써 수소 그 자체로 존재하는 시간이 짧은 점 및 스택에 공기(산소)가 공급되어 스택내 수소 이온이 즉시 물로 변환된다는 점 등 수소를 탱크에 저장하는 것 자체를 목적으로 하는 강릉 재생에너지 실증단지와는 근본적인 차이점이 존재한다.

●1조2천억원 사업비 조달 가능한가?

이번 연료전지발전소 건설 사업을 위해서는 총 1조 2천억원의 사업비가 필요한 것으로 알려졌으며, 아이티에너지는 프로젝트파이낸싱(PF)을 통해 이번 사업을 위해 필요한 자금을 조달할 예정이다. 프로젝트파이낸싱은 개발사업주체와 법적으로 독립된 개발프로젝트에서 발생하는 미래의 수익을 상환 재원으로 하여 자금을 조달하는 금융기법으로 대규모의 자본 투자가 필요한 발전사업에서 일반적으로 쓰이는 재원조달 방법이다.

김동석 회장의 사업파트너인 이지스프라이빗에쿼티와 이지스리얼에셋투자운용(이지스PE그룹)은 인프라/발전/신재생에너지 산업에 대한 투자를 전문으로 하고 있고 소속 인력들이 글로벌 투자은행 및 국내 굴지의 회계 법인에서의 풍부한 대규모 발전사업의 재원조달 경험을 보유하고 있으며 또 다른 사업 참여자인 한국서부발전 또한 발전공기업으로서 풍부한 발전사업 진행 경험이 있어 이번 사업의 원활한 자금 조달 또한 가능할 것으로 보인다.

그 동안의 국내 다수의 발전PF 사례들에서 사업에 참여하는 발전공기업이 내부 승인 절차 등 사업진행을 신속하게 추진하고 사업의 안정성 제고 측면에서 적극적으로 참여하는 경우 금융기관들로부터의 자금 조달이 원활한 경우가 많았던 점을 감안할 경우, 이번 장흥해당산단 연료전지 발전사업 또한 이런 점에서 한국서부발전의 적극적인 참여 및 사업진행의지가 원활한 사업 및 금융절차 진행에 상당한 영향을 끼칠 것으로 보인다.
또한, 아이티에너지와 한국서부발전은 인허가 절차 등으로 인해 예정된 일정에 차질이 빚어지지 않도록 장흥군의 적극적인 행정적 지원을 기대하고 있다.

●발전소주변지역 지원에 관한 법률은 무엇 인가요?

제1조 이 법률의 목적은 “발전소 주변지역에 대한 지원 사업을 효율적으로 추진하고 전력사업에 대한 국민의 이해를 증진하여 전원(電源)개발을 촉진하고 발전소의 원활한 운영을 도모하며 지역발전에 기여함을 목적으로 한다”라고 되어 있다.
발전소가 들어서면 법률에 따라 특별지원금은 발전소 소재지 지방자치단체장에게 건설기간 중 발전소 건설비의 1.5%를 지원하며, 기본지원금으로 발전소 5Km 이내의 읍·면·동에 주민숙원사업비로 지원금을 산정하여 년 1회씩 발전기간 동안 지급되어 주민숙원사업을 할 수 있게 제정된 법이다.
추가로 지역의 각종 행사 시 기부금 및 예산지원, 지역사회 활성화를 위한 사업비 지원 등을 받을 수 있다. 또 세수 발생으로 지자체 재정건전성 확보와 재정 자립도 강화로 사업에 재투자도 가능하도록 하는 재정지원 효과도 있다.
정확한 금액은 사업 규모가 확정되면 법률에 따라 집행 된다.

●지역 일자리 창출 효과는 어느 정도 되나요?

수소연료발전지발전소의 건설을 위해서는 사업 준비 기간(1년)과 연료전비발전설비건설(2년)연료전지발전설비운영(20년)으로 진행된다.
한국은행 업종별고용유발계수(건설업 10억투자시 10.2명 고용창출)에 의하면 1조2천억원이라면 12,240명의 고용창출을 기대할 수 있으나 인·허가가 완료되어야 정확한 일자리 창출을 산출할 수 있겠으나 각종 보도를 통하여 6,000명은 예측 가능하다

사업자측은 일자리 창출 및 지역경제 활성화를 위하여 토목, 건축, 기계 및 전기설비 건설 인력, 크레인, 지게차 등 중장비 및 건설자재 운반 등은 지역 업체에 우선적으로 일감을 배정하며 지역 내 기술자를 우선 고용하고 관리 인력도 지역인재를 채용한다고 밝혔다.
지난 4월26일 장흥해당산단에 수소연료전지발전소 건설을 위한 업무협약을 하였고 전남개발공사는 해당산단이 바이오식품산업단지로 발전소 입주가 현재로는 불가능하여 산업단지 입주업체변경 용역 발주를 위한 입찰을 진행하고 5월24일 개찰 후 낙찰자 결정을 위한 적격심사 중으로 다음 주 용역설계업체가 결정되며 5월30일 장흥군, 투자사, 서부발전 업무협의 회의를 갖는 등 순조로운 진행을 하고 있다.
지역에 일자리 창출과 고용 효과는 클 것으로 예측되나 현재 사업진행업무협의 중으로 사업 규모나 진행 과정이 결정되면 정확한 통계산출이 가능할 것이다.

▲한국서부발전주식회사 본사 전경
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