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LNG 쓰는 ‘수소 연료전지 발전소’ 재생에너지 맞나?
입력 2019.12.05 (11:02) 취재K
강릉 수소탱크폭발 사고 이후 곳곳 "수소 반대"
수소 연료전지 발전소 추진 16곳…반발 잇따라
수소 만들어 곧바로 쓰기에 위험 낮다고
LNG 사용해 열병합 발전과 탄소 배출은 비슷
앞다퉈 짓는 이유 '신재생 발전 비율' 때문
LNG 쓰는 ‘수소 연료전지 발전소’ 재생에너지 맞나?
경기도 화성시 동탄의 수소 연료전지 발전소다. 2개 동이 2만 5천 세대에 전기를 공급하고 9천 세대에 열을 공급한다.

지난 8월, 조용한 고장 경남 함양에 플래카드가 등장했다. 세계 최대 규모의 수소 연료전지발전소 건설이 추진됐기 때문이다. 일부 주민들은 강릉 수소탱크 폭발사고를 떠올리면서 안전 문제를 제기했고 지금은 일단 사업자가 추진을 보류했지만, 갈등의 불씨는 남아있다.

이런 곳이 함양뿐 아니다. 경남 지역에만 양산, 함안, 고성 등에서 연료전지 발전소가 추진되고 있다. 에너지기술평가원의 발표로는 전국적으로 16곳에서 연료전지 발전소 건설을 추진 중이다. 그러나 강릉 사고 이후 주민 반발이 점차 거세지고 있다.

수소 연료전지 발전기는 천연가스(LNG)를 수소로 바꾼 뒤 전기와 열을 생산한다.수소 연료전지 발전기는 천연가스(LNG)를 수소로 바꾼 뒤 전기와 열을 생산한다.

"LNG로 수소 만들어 곧바로 전기 생산…수소 가스통 없어 안전"

한국에너지공단 측은 이런 우려는 오해라고 주장한다. 수소 연료발전은 천연가스(LNG)를 먼저 수소로 만든 뒤 산소와 반응시켜 전기를 생산하는 방식이다. 이때 수소는 생산되는 즉시 사용되기 때문에 별도의 수소가스 보관이 없다. 보관하지 않으니 폭발도 하지 않는다는 논리다.

LNG 가스가 폭발하지 않을까 하는 우려에 대해서도 "가정용 LNG와 같은 저압 가스이기 때문에 특별히 위험한 것은 아니다"라고 주장한다. 한국에너지기술평가원 측도 "미국과 캐나다, 유럽의 인증을 확보했다"면서 안전성을 자신했다.

에너지공단과 에기평은 안전성을 자신하는 입장이다. 그러나 지역 주민들에게 정확한 정보를 제공하고 공감대를 모으려는 노력이 필요해 보인다. 그런데 여기서 보다 근본적인 의문이 떠오른다. 화석연료인 LNG를 쓰는 수소 연료전지가 과연 친환경 재생에너지원일까?

"최신 화력발전소보다 25% 탄소 저감…열 병합 발전과는 비슷"

두 기관 전문가들은 화력발전소에 비해서는 '탄소 저감효과'가 있다고 주장한다. 똑같은 화석연료인 LNG를 쓴다면 발전 효율을 토대로 이산화탄소 저감 효과를 추정할 수 있다.

경기도 화성시 동탄에 건설된 수소 연료전지 발전소의 효율은 80~90%라고 한다. (발전소 관계자는 전기 자체의 발전 효율은 49%가량이지만 열효율이 41% 가량 된다고 한다.) 최신 기술(LNG H-Class)의 화력발전소의 효율이 60% 정도이기 때문에 연료전지 쪽이 약 25% 정도 효율이 높고 그만큼 이산화탄소 배출량이 감축된다고 볼 수 있다.

하지만 열병합발전소와 비교하면 큰 차이가 없다. LNG를 연료로 쓰는 동탄 열병합발전소의 효율이 이미 80%이기 때문에 수소연료발전을 한다고 해서 기존 열병합발전보다 탄소 줄이기는 크게 기대할 수 없다.

확실한 장점은 저소음…단점은 건설비 7배

기존 열병합발전소와 비교했을 때 확실한 장점은 '저소음'이다. 열병합발전소도 터빈을 돌리기 때문에 터빈의 소음과 냉각수와 관련된 소음이 있을 수밖에 없다. 하지만 화학반응을 통해서 전기를 생산하는 연료전지 방식은 소음을 줄일 수 있다. 열병합발전에 비해 소음이 얼마나 적은지 정확한 수치는 없지만, 에너지공단이 밝힌 연료전지발전의 소음은 65dB(데시벨)로, 전화벨 소리 수준의 소음이다.

하지만 비용은 큰 차이가 난다. 발전소 측이 밝힌 1MW 수소연료전지 발전시설 건설비가 5억 원 가량인데 이는 일반적인 열병합발전소 건설비의 7배에 해당한다고 한다. 발전회사 입장에서는 비용이 부담될 수밖에 없다.

곳곳 건설 이유는 '신재생에너지 비율' 맞추기 위해

그런데도 이미 국내에는 50곳의 연료전지 발전소가 가동 중이고 추진도 활발하다. 이유는 발전량 중 일정 비율을 신재생에너지로 채우도록 한 제도 탓이 크다. 올해 발전사업자는 발전량의 6%를 신재생에너지로 공급해야 하고 내년에는 7%, 4년 뒤에는 10%를 신재생으로 공급해야 한다.

신재생에너지의 대표주자인 태양광과 풍력도 있지만, 이들은 일단 넓은 땅이 필요하다. 태양광 발전은 수소 연료전지보다 최소 40배의 땅이 들고 풍력은 약 300배 이상의 땅이 필요하다. 게다가 태양광과 풍력은 흐리거나 바람이 멈추면 발전이 어렵다. 90%인 연료전지 이용률과 15%인 태양광 이용률, 25%인 풍력 이용률까지 고려하면 같은 규모의 발전을 위해서는 수백 배에서 1천 배 이상의 땅이 있어야 신재생에너지 공급량 규제를 맞출 수 있다. 결국 '신재생에너지 비율'을 맞춰야 하는 발전회사들로서는 어쩔 수 없이 수소 연료전지 발전을 하지 않을 수 없다.

세계 연료전지 40%가 한국에 집중…3년 뒤 4배로 더 많아져

그러나 연료전지는 LNG라는 화석연료를 사용한다는 점에서 완전한 친환경이라고 볼 수 있는지 의문이 남는다. 에너지기후정책연구소 관계자는 "부생 수소나 LNG를 사용하는 발전은 친환경이 아니라는 것은 분명하다"고 잘라 말했다. 석유화학 공업에서 나오는 부생 수소를 활용한다 할지라도 석유화학 산업 자체를 전제하기에 친환경으로 보기 어렵고 LNG를 사용하는 경우는 말할 필요도 없다는 것이다.

세계적으로 1GW 규모의 연료전지가 운영 중인데 40% 가까운 0.38GW가 우리나라에 설치돼 있다. 게다가 앞으로 폭발적으로 증가할 것으로 보인다. 에너지공단이 밝힌 2022년 보급 목표는 1.5GW로 지금의 4배이고 2040년에는 지금의 40배인 15GW를 연료전지로 공급할 예정이다. 안전에 대한 우려 해소뿐 아니라 '진짜 친환경인가'하는 점에 대해서 분명히 정리할 필요가 있는 이유다.

"재생에너지는 아니지만 신(新)에너지다"…연료전지가 필요한 이유는?

'화석연료를 쓰는 연료전지는 재생에너지가 아니지 않나?'라는 질문에 에너지기술평가원 측은 '재생에너지는 아니다'라고 답했다. 우리나라에서 부르는 '신재생에너지'에는 '재생에너지'와 '신(新)에너지'가 포함되는데 연료전지는 재생에너지는 아니지만, 신에너지에는 속한다고 했다.

그러면서 연료전지는 이래서 중요하다고 했다. 태양광과 풍력은 24시간 전기를 공급할 수 없기에 전기를 저장하는 것이 중요하다. 수소의 형태로 전기를 보관할 경우에 연료전지 발전이 의미가 있다는 것이다. 또, 장거리 송전으로 4% 가량의 전기가 손실되기 때문에 저소음으로 단거리에서 발전해 송전이 가능한 연료전지 발전이 필요한 경우도 있다.

하지만 수소를 보관할 경우, 안전성 문제는 새롭게 제기될 수 있다. 에기평 측은 "수소 경제의 안전성은 입증되어 있고 문제가 있어도 앞으로 기술의 발전이 해결할 것이다"고 주장한다. 기술에 대한 신뢰와 안전성에 대한 의문의 불일치가 있는 상황이다. 투명한 정보 공개와 검증이 필요해 보인다.
  • LNG 쓰는 ‘수소 연료전지 발전소’ 재생에너지 맞나?
    • 입력 2019.12.05 (11:02)
    취재K
강릉 수소탱크폭발 사고 이후 곳곳 "수소 반대"
수소 연료전지 발전소 추진 16곳…반발 잇따라
수소 만들어 곧바로 쓰기에 위험 낮다고
LNG 사용해 열병합 발전과 탄소 배출은 비슷
앞다퉈 짓는 이유 '신재생 발전 비율' 때문
LNG 쓰는 ‘수소 연료전지 발전소’ 재생에너지 맞나?
경기도 화성시 동탄의 수소 연료전지 발전소다. 2개 동이 2만 5천 세대에 전기를 공급하고 9천 세대에 열을 공급한다.

지난 8월, 조용한 고장 경남 함양에 플래카드가 등장했다. 세계 최대 규모의 수소 연료전지발전소 건설이 추진됐기 때문이다. 일부 주민들은 강릉 수소탱크 폭발사고를 떠올리면서 안전 문제를 제기했고 지금은 일단 사업자가 추진을 보류했지만, 갈등의 불씨는 남아있다.

이런 곳이 함양뿐 아니다. 경남 지역에만 양산, 함안, 고성 등에서 연료전지 발전소가 추진되고 있다. 에너지기술평가원의 발표로는 전국적으로 16곳에서 연료전지 발전소 건설을 추진 중이다. 그러나 강릉 사고 이후 주민 반발이 점차 거세지고 있다.

수소 연료전지 발전기는 천연가스(LNG)를 수소로 바꾼 뒤 전기와 열을 생산한다.수소 연료전지 발전기는 천연가스(LNG)를 수소로 바꾼 뒤 전기와 열을 생산한다.

"LNG로 수소 만들어 곧바로 전기 생산…수소 가스통 없어 안전"

한국에너지공단 측은 이런 우려는 오해라고 주장한다. 수소 연료발전은 천연가스(LNG)를 먼저 수소로 만든 뒤 산소와 반응시켜 전기를 생산하는 방식이다. 이때 수소는 생산되는 즉시 사용되기 때문에 별도의 수소가스 보관이 없다. 보관하지 않으니 폭발도 하지 않는다는 논리다.

LNG 가스가 폭발하지 않을까 하는 우려에 대해서도 "가정용 LNG와 같은 저압 가스이기 때문에 특별히 위험한 것은 아니다"라고 주장한다. 한국에너지기술평가원 측도 "미국과 캐나다, 유럽의 인증을 확보했다"면서 안전성을 자신했다.

에너지공단과 에기평은 안전성을 자신하는 입장이다. 그러나 지역 주민들에게 정확한 정보를 제공하고 공감대를 모으려는 노력이 필요해 보인다. 그런데 여기서 보다 근본적인 의문이 떠오른다. 화석연료인 LNG를 쓰는 수소 연료전지가 과연 친환경 재생에너지원일까?

"최신 화력발전소보다 25% 탄소 저감…열 병합 발전과는 비슷"

두 기관 전문가들은 화력발전소에 비해서는 '탄소 저감효과'가 있다고 주장한다. 똑같은 화석연료인 LNG를 쓴다면 발전 효율을 토대로 이산화탄소 저감 효과를 추정할 수 있다.

경기도 화성시 동탄에 건설된 수소 연료전지 발전소의 효율은 80~90%라고 한다. (발전소 관계자는 전기 자체의 발전 효율은 49%가량이지만 열효율이 41% 가량 된다고 한다.) 최신 기술(LNG H-Class)의 화력발전소의 효율이 60% 정도이기 때문에 연료전지 쪽이 약 25% 정도 효율이 높고 그만큼 이산화탄소 배출량이 감축된다고 볼 수 있다.

하지만 열병합발전소와 비교하면 큰 차이가 없다. LNG를 연료로 쓰는 동탄 열병합발전소의 효율이 이미 80%이기 때문에 수소연료발전을 한다고 해서 기존 열병합발전보다 탄소 줄이기는 크게 기대할 수 없다.

확실한 장점은 저소음…단점은 건설비 7배

기존 열병합발전소와 비교했을 때 확실한 장점은 '저소음'이다. 열병합발전소도 터빈을 돌리기 때문에 터빈의 소음과 냉각수와 관련된 소음이 있을 수밖에 없다. 하지만 화학반응을 통해서 전기를 생산하는 연료전지 방식은 소음을 줄일 수 있다. 열병합발전에 비해 소음이 얼마나 적은지 정확한 수치는 없지만, 에너지공단이 밝힌 연료전지발전의 소음은 65dB(데시벨)로, 전화벨 소리 수준의 소음이다.

하지만 비용은 큰 차이가 난다. 발전소 측이 밝힌 1MW 수소연료전지 발전시설 건설비가 5억 원 가량인데 이는 일반적인 열병합발전소 건설비의 7배에 해당한다고 한다. 발전회사 입장에서는 비용이 부담될 수밖에 없다.

곳곳 건설 이유는 '신재생에너지 비율' 맞추기 위해

그런데도 이미 국내에는 50곳의 연료전지 발전소가 가동 중이고 추진도 활발하다. 이유는 발전량 중 일정 비율을 신재생에너지로 채우도록 한 제도 탓이 크다. 올해 발전사업자는 발전량의 6%를 신재생에너지로 공급해야 하고 내년에는 7%, 4년 뒤에는 10%를 신재생으로 공급해야 한다.

신재생에너지의 대표주자인 태양광과 풍력도 있지만, 이들은 일단 넓은 땅이 필요하다. 태양광 발전은 수소 연료전지보다 최소 40배의 땅이 들고 풍력은 약 300배 이상의 땅이 필요하다. 게다가 태양광과 풍력은 흐리거나 바람이 멈추면 발전이 어렵다. 90%인 연료전지 이용률과 15%인 태양광 이용률, 25%인 풍력 이용률까지 고려하면 같은 규모의 발전을 위해서는 수백 배에서 1천 배 이상의 땅이 있어야 신재생에너지 공급량 규제를 맞출 수 있다. 결국 '신재생에너지 비율'을 맞춰야 하는 발전회사들로서는 어쩔 수 없이 수소 연료전지 발전을 하지 않을 수 없다.

세계 연료전지 40%가 한국에 집중…3년 뒤 4배로 더 많아져

그러나 연료전지는 LNG라는 화석연료를 사용한다는 점에서 완전한 친환경이라고 볼 수 있는지 의문이 남는다. 에너지기후정책연구소 관계자는 "부생 수소나 LNG를 사용하는 발전은 친환경이 아니라는 것은 분명하다"고 잘라 말했다. 석유화학 공업에서 나오는 부생 수소를 활용한다 할지라도 석유화학 산업 자체를 전제하기에 친환경으로 보기 어렵고 LNG를 사용하는 경우는 말할 필요도 없다는 것이다.

세계적으로 1GW 규모의 연료전지가 운영 중인데 40% 가까운 0.38GW가 우리나라에 설치돼 있다. 게다가 앞으로 폭발적으로 증가할 것으로 보인다. 에너지공단이 밝힌 2022년 보급 목표는 1.5GW로 지금의 4배이고 2040년에는 지금의 40배인 15GW를 연료전지로 공급할 예정이다. 안전에 대한 우려 해소뿐 아니라 '진짜 친환경인가'하는 점에 대해서 분명히 정리할 필요가 있는 이유다.

"재생에너지는 아니지만 신(新)에너지다"…연료전지가 필요한 이유는?

'화석연료를 쓰는 연료전지는 재생에너지가 아니지 않나?'라는 질문에 에너지기술평가원 측은 '재생에너지는 아니다'라고 답했다. 우리나라에서 부르는 '신재생에너지'에는 '재생에너지'와 '신(新)에너지'가 포함되는데 연료전지는 재생에너지는 아니지만, 신에너지에는 속한다고 했다.

그러면서 연료전지는 이래서 중요하다고 했다. 태양광과 풍력은 24시간 전기를 공급할 수 없기에 전기를 저장하는 것이 중요하다. 수소의 형태로 전기를 보관할 경우에 연료전지 발전이 의미가 있다는 것이다. 또, 장거리 송전으로 4% 가량의 전기가 손실되기 때문에 저소음으로 단거리에서 발전해 송전이 가능한 연료전지 발전이 필요한 경우도 있다.

하지만 수소를 보관할 경우, 안전성 문제는 새롭게 제기될 수 있다. 에기평 측은 "수소 경제의 안전성은 입증되어 있고 문제가 있어도 앞으로 기술의 발전이 해결할 것이다"고 주장한다. 기술에 대한 신뢰와 안전성에 대한 의문의 불일치가 있는 상황이다. 투명한 정보 공개와 검증이 필요해 보인다.
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