도심형 수소추출기와 직접 수소연료전지가 연계된 시스템이 현장 실증을 앞두고 있어 상용화에 대한 기대감이 커지고 있다.
에이치앤파워(대표 강인용)는 31일 공공건물 대상 수소추출기 연계형 연료전지 실증과제에 착수했다고 밝혔다.
에이치앤파워는 지난 2020년 국내 최초로 공공건물 내 도심형 수소추출 기술과 직접 수소연료전지를 연계하는 실증사업을 시작했다. 이 사업은 도심지 현장에 수소추출기와 연료전지(SOFC, PEMFC)를 설치하고, 수소추출기를 통해 도시가스에서 추출한 수소를 직접 연료전지에 투입해 전기와 열을 생산하는 기술을 실증하는 사업이다.
올해가 사업 수행 기간의 마지막 해로 올 하반기에 충북테크노파크 내 실증부지에 수소추출기와 연료전지를 설치해 장기운전 및 안전성 실증을 진행할 계획이다.
에이치앤파워는 한국가스공사와 한국에너지기술평가원의 R&D(연구개발) 과제 지원으로 2022년 1월 국내 최초로 도시가스를 이용한 10N㎥/h급 수소추출기 하이지10(HyG-10) 개발을 완료했다. 1년간의 자체 실증 이후 표준과학연구원의 수소순도 공인시험 평가에서 수소농도 99.9994%, 일산화탄소 농도 0.03ppm을 달성해 PEMFC를 활용하는 다양한 모빌리티 적용 가능성을 인정받았다.
에이치앤파워는 수소 지게차 등 소형 수소 모빌리티 및 직접 수소연료전지 시장에 하이지10을 공급할 계획이다. 특히 충북도와 함께 하이지10을 직접 수소연료전지와 연계한 건물용 발전 실증사업에 나서 올 하반기에 충북테크노파크 내 스마트 IT관 실증부지에서 운전할 수 있게 됐다.
도시가스 개질형 SOFC를 먼저 개발한 에이치앤파워는 국내 최초로 ‘3kW 직접 수소 SOFC 시스템’도 개발하고, 충남규제자유특구를 통해 SPG수소의 당진 현장에 설치해 지난해 7월 12일부터 SPG수소로부터 제철소의 부생수소를 공급받아 500시간의 실증 운전을 진행했다. 이를 통해 직접 수소 SOFC의 기동, 정격운전, 정지, 대기, 부하 변동 등 다양한 운전조건을 검사해 안전성을 확인하고 시스템 운전 최적화와 시스템 보완을 진행했다.
에이치앤파워 관계자는 “직접수소 SOFC는 당사가 개발한 수소추출기인 ‘HyG-10’과 연계해 수소 도시와 같은 지역에서 융합형 수소발전기술로써 수소 생산, 발전, 저장, 운송의 수소 전주기에 모두 활용할 수 있다”라며 “올 하반기에 근거리 수소배관과 연결하는 도심형 직접수소 SOFC·PEMFC 하이브리드 실증을 추진할 예정”이라고 밝혔다.
이번 실증을 위해 에이치앤파워를 비롯한 참여기관들은 수소추출기 및 직접수소 연료전지의 수소용품 인증 등 실증과 관련한 모든 준비를 마쳤다. 실증에 활용되는 수소추출기 1종, 연료전지 시스템 4종 인증 획득을 완료한 것이다. 연료전지 시스템 4종은 에이치앤파워의 SOFC 1종, 범한퓨얼셀의 PEMFC 2종, 두산퓨얼셀의 PEMFC 1종이다.
이번 실증은 건물의 규모 및 수요패턴에 따라 수소를 활용한 통합 에너지 솔루션 개발과 도심의 수소에너지 적용에 대한 안전기준 마련을 목표로 하고 있다. 또 정부가 추진 중인 제로에너지건축물 인증, 분산에너지특별법 등 주요제도 내에서 수소에너지 적용을 확대할 수 있는 기준을 마련한다는 점에서 의미가 크다.
도심형 수소 융복합시스템 적용을 위한 안전기준이 마련되면 향후 ‘도심 및 산업폐기물’(열분해유, 바이오가스 등)을 활용한 수소추출시장 확대를 통해 자원순환모델을 가능케 하고, 기존 수소충전소의 슈퍼스테이션 전환·변경 가능성을 제고하는 등 수소 인프라 분야의 신규 시장 창출에도 기여할 것으로 기대된다.
강인용 에이치앤파워 대표는 "이번 실증사업의 주관기관으로서 참여기관들과의 긴밀한 협력을 통해 연구과제를 성공적으로 마칠 수 있도록 최선을 다하겠다"라며 “국내 최초로 도심형 수소추출기와 직접수소 연료전지의 건물 적용 실증을 통해 수소사용시설 신청·허가 전문업체로 도약할 계획”이라고 밝혔다.