■분산에너지법 '날개' 단 3000조 시장 수소연료전지 산업

1969년 7월 16일 아폴로 11호는 달을 향해 날아갔다. 4일 동안 쉼 없이 날아간 뒤 닐 암스트롱은 인류 역사상 처음으로 달에 첫발

을 내딛었다. 달에 도착하기 위한 인류의 꿈을 실현하는 데 수소연료전지가 핵심적인 역할을 했다.

미국항공우주국(NASA)은 당시 우주선의 에너지원으로 핵연료와 2차전지를 우선 고려했지만 핵연료는 안전성 우려, 2차 전지는

우주에서 충전이 불가능하다는 점 때문에 결국 수소연료전지를 선택했다.

1대당 2300W까지 전력을 생산하는 수소연료전지 3대를 탑재했다. 수소연료전지는 우주선내 무수히 많은 기기를 작동시킬 전기

를 생산했고 발전 과정에서 생긴 순수한 물은 우주비행사들의 생명수가 됐다.

수소연료전지는 연료 연소 없이 수소와 산소를 화학적으로 반응시켜 전기와 열을 동시에 생산하는 발전원이다. 이름만 보면 전기

를 저장하는 전지(배터리)로 생각되지만 실제로는 직접 전기를 만드는 발전기의 일종이다.

수소연료전지는 전해질, 양극, 음극으로 구성된다. 수소연료전지에 공급된 수소가 음극에서 수소와 전자로 분리되고 분리된 전자

가 음극에서 양극으로 흐르며 전기를 생산한다. 한편으로 전해질을 통과한 수소는 산소와 결합해 물로 배출되는 구조다

수소연료전지는 수소 생산과정 외에 전기 생산과정에서는 온실가스 배출이 전혀 없다. 더 나아가 소음과 진동이 적고 공기를 정화

하는 기능도 있다. 일반적인 발전은 연료를 연소시켜 열에너지를 생산하고, 터빈을 활용한 운동에너지를 통해 전기를 생산하므로

에너지 형태가 변환된다.

이 과정에서 에너지 손실이 발생한다. 그러나 수소연료전지는 수소를 전기로 직접 변환하기 때문에 에너지 손실이 적다.

연료전지는 신에너지법 이전인 1987년 ‘대체에너지개발촉진법’ 제정 당시부터 대체에너지의 일종으로 법에 규정됐다. 2005년 신

재생에너지법 체제에서는 신에너지의 일종으로 자리매김 했다.

2021년 수소경제 이행 촉진을 위한 기반 조성 및과 수소산업의 체계화를 위해 수소법이 제정됐다. 수소법은 수소전문기업 육성을

위한 각종 지원제도와 함께 수소연료전지를 비롯한 수소연료공급시설의 설치 확대를 유인하기 위한 규정을 담고 있다.

최근 개정된 수소법은 청정수소발전 의무화제도를 두면서 세계 최초로 수소발전입찰시장을 열었다. 신재생에너지법을 통한 수소

연료전지 촉진의 한계를 수소법을 통해 넘어서겠다는 의도다.

최근 제정된 분산에너지활성화특별법은 연료전지발전사업을 분산에너지로 규정해 수소연료전지 발전이 더욱 활성화 될 수 있는

제도적 기반을 마련했다. 분산에너지활성화특별법 제13조 이하는 대규모 건물의 소유자, 대규모 개발사업의 시행자에게 분산에

너지시설 설치를 의무화했다.

택지개발사업의 시행자, 도시개발사업의 시행자, 도시재생사업의 관리자, 혁신도시의 관리자, 산업단지의 관리자와 같이 대규모

에너지 사용이 예상이 되는 경우 일정 규모의 분산에너지를 반드시 설치해야 한다.

이를 이행하지 않은 경우 과징금을 부과하도록 규정했다. 연료전지는 설치공간이 작고, 소음과 진동이 적게 발생하고 전기 생산과

정에서 안전사고 발생 우려가 적어 분산에너지의무 설치자로부터 상당한 선택을 받을 것을 보인다.

한편으로 분산에너지법 제23조 이하의 전력계통영향평가제도는 전력계통영향평가 대상 지역에서 일정 규모 이상의 전기를 사용

하려는 사업자에게 전력계통영향평가를 하도록 하고 있다.

전력계통 영향평가 제도를 통해 데이터센터와 같은 대규모 전기를 사용하려는 사업자에게 분산에너지의 설치를 유도하는 효과가

있을 것으로 보인다. 데이터센터는 수만 대의 컴퓨터 서버와 서버를 하루 24시간, 주 7일 가동하고 사용할 수 있도록 하는데 필요

한 장비로 가득 찬 공간이다.

데이터센터는 정전이 발생해도 서버는 계속 가동될 수 있어야 한다. 이에따라 데이터센터 운영자는 정전 발생에 대비한 백업전원

구축에 신경을 쓴다.

마이크로소프트는 2030년까지 탄소 네거티브를 달성하기 위해 연료전지를 선택했다. 마이크로소프트는 지난해 미국 뉴욕 라담에

있는 데이터센터에서 진행된 3MW급 데이터센터 비상전원용 연료전지 실증에 성공했다.

우리나라도 급증하는 데이터센터와 함께 호흡할 파트너로 수소연료전지발전소가 각광받을 것으로 보인다. 향후 청정수소를 통한

수소연료전지발전이 사업경쟁력을 확보하고 활성화된다면 탄소중립과 대형발전소 및 송전망 건설회피라는 분산에너지활성화특

별법의 목적을 달성하는데 기여하게 될 것이다.

더 나아가 연료전지발전이 해외 수출로 이어져 국가경제에도 기여하는 효자 발전원으로 거듭날 것으로 기대한다

□비나텍의 슈퍼커패시터와 탄소소재 기술, 녹색사회 필수 기술

비나텍이 녹색 사회로 전환을 주도할 기술력을 보유한 핵심기업으로 꼽혔다

기존 주력사업인 슈퍼커패시터 관련 기술과 더불어 수소연료전지에 적용되는 탄소소재 취급 기술 등은 녹색사회로 가는 데 중요

한 경쟁력이 될 것으로 분석됐다

비나텍이 주력으로 생산하는 슈퍼커패시터가 사용되는 영역은 AMR 스마트계량기 리모컨 등을 시작으로 전기차(EV) 회생제동,

신재생에너지 발전설비, 에너지저장장치(ESS) 등으로 점점 확대되는 추세

슈퍼커패시터는 전기에너지를 저장할 수 있다는 측면에서 2차전지와 비교되곤 한다. 2차전지는 화학반응을 통해 에너지를 저장

하는 형태라면 슈퍼커패시터는 이온의 물리적 이동을 활용해 에너지를 저장하는 형태다. 

슈퍼커패시터는 이온의 화학적 반응을 거치지 않는다는 점에서 충전 시간이 상대적으로 빠르고 빠르게 방출도 가능하기 때문에

출력을 높일 수 있다는 특징을 지닌다. 

전기에너지 변동성이 큰 신재생에너지 발전설비와 에너지저장장치의 결합은 선택이 아닌 필수요소로 자리매김할 가능성이 크다

주력사업인 슈퍼커패시터뿐 아니라 탄소소재 취급 기술을 통해 수소 분야로도 사업영역을 넓힐 수 있을 것으로 전망됐다. 

비나텍은 2002년 탄소나노섬유(CNF) 원천 기술을 개발한 뒤 활성탄소 처리 기술, 탄소 형상 제저, 금속 촉매 합성·점착 기술 등의

상용화에 성공했다.

이는 고분자전해질(PEM) 형태 수소연료전지의 근간이 되는 핵심 기술로 평가된다. 

현재 비나텍은 고분자전해질연료전지(PEMFC) 막전극접합체(MEA)부터 스택 모듈까지 생산 가능한 시스템을 구축한 상태다. 

수소모빌리티에 주로 적용되는 고분자전해질연료전지의 특성상 차세대 모빌리티 사업을 추진하는 글로벌 기업들의 높은 관심을

받고 있는 상황으로 원소재를 직접 다루는 기술을 보유함으로써 충분한 원가 경쟁력 확보가 가능할 것으로  예상 이는 비용 절감

을 추구하는 다양한 글로벌 기업들의 관심으로 이어질 가능성이 크다

한편 비나텍은  현재 수소연료전지 부품의 양산 준비 후 고객사와 물량 수주에 대한 논의를 시작한 것으로 알려졌다. 테

스트 단계를 넘어서 실질적인 협의 단계로 관측된다

비나텍은 수소연료전지 부품의 양산 준비를 위해 완주 1공장 완공 이후 고객사들과 접촉을 하고 있다.

비나텍은 현재 수소연료전지 부품은 아직 매출 기여는 크지 않지만 고객사와 콘택트(접촉) 중으로  테스트 단계 넘어서

가시권 물량 수주에 대한 논의가 이뤄지고 있어 앞으로 본격적인 매출증가로 이어질것으로 보인다

비나텍은 현재 완주 테크노밸리내 약 6만평방 메터부지에 860억원을 투자해 신공장을 건립중이며 24년말까지 완공

을 목표로 하고있다