한국전력공사(사장 김종갑) 전력연구원은 에스퓨얼셀(주), 전남대학교, 강원대학교, 광주과학기술원과 공동으로 건물용 5kW급 연료전지와 배터리의 하이브리드 시스템을 세계 최초로 개발하고 한전 군산지사 사옥에 설치·실증에 성공했다.
연료전지는 수소를 연로로 촉매를 활용해 산소와 반응시켜 전기와 열을 생산한다. 연소 과정이 없고 전력을 생산 후 순수한 물만을 배출해 공해물질 배출도 없는 청정에너지이다. 하지만 석탄화력이나 원자력발전과 같이 전력생산량은 높은 반면 순간적인 전력변화에 대응할 수 있는 능력은 부족하다. 반면 배터리는 에너지저장장치 등에 사용돼 짧은 시간 동안 순간적인 전력 부족에 대비할 수 있지만 충전 용량의 한계로 지속적으로 전력을 공급하기 어렵다.
전력연구원이 세계 최초로 개발한 ‘연료전지-배터리 하이브리드 시스템’은 연료전지와 배터리의 장점을 결합해 연료전지가 생산한 전력의 일부를 배터리에 충전했다가 전력 수요가 많은 시간대에 연료전지와 배터리에서 동시에 전력을 공급할 수 있다. 또한 순간적인 전력 변화에 배터리에 저장된 전력을 방전하거나 충전해 연료전지의 안정적인 운용은 물론 주파수 조정과 같은 에너지저장장치의 역할을 수행할 수 있다.
아울러 전력연구원은 다른 연료전지에 비해 작동온도가 100℃이하로 낮아 예열 시 전기소모량이 적고 빠른 기동시간을 가진 고분자전해질막 연료전지를 하이브리드 시스템에 적용했다.
우리나라는 2019년 1월 수소경제 선도 국가로 도약키 위한 수소경제 활성화 로드맵을 발표했다. 로드맵에 따르면 2018년 가정 및 건물용으로 총 7MW의 연료전지가 보급돼 있으며, 2022년까지 2018년 대비 7배 수준인 50MW의 연료전지를 설치할 계획으로 전력연구원은 연료전지-배터리 하이브리드 시스템의 개발을 통해 연료전지 확대 보급의 선제적 대응이 가능할 것으로 기대하고 있다.
전력연구원 관계자는 “세계 최초로 전력연구원이 개발한 연료전지-배터리 하이브리드 시스템은 한전 사옥을 대상으로 실증까지 성공적으로 완료했다”며 “기술이전 및 신재생에너지 설비 인증을 받아 이 시스템이 국내에 확대 보급 되도록 노력하겠다”고 밝혔다.
