특별기획
NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS, Vol. 27, No. 1, 2009…27
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홍 성 안
KIST 수소·연료전지사업단장 sah@kist.re.kr
연료전지는 수소와 산소를 연료로 사용하여 기존의 발전 방식과는 달리 수소가 갖고 있는 화학에너지 를 직접 전기에너지로 전환하는 고효율, 친환경 발전 장치이다. 현재는 과도기적으로 천연가스, 석유, 석 탄 등의 화석연료로부터 수소를 제조하여 연료전지에 이용하고 있으나 궁극적으로는 태양에너지, 풍력, 바이오에너지 등의 자연에너지와 연계되어 물로부터 수소를 제조, 생산하는 기술이 개발될 것으로 예상 된다.
연료전지 발전기술은 수소에너지로 대표되는 미래에너지 경제구도 즉“수소경제”구도에 있어서 풍력, 태양에너지 등과 같은 자연에너지의 수급상 불균형을 가장 경제적으로 조절, 보완할 수 있는 전력 산업 용 에너지 기술이며, 또한 자동차 동력원 및 휴대전원용 등 그 응용범위가 매우 넓어 향후 에너지 시장을 주도할 대표적 기술로서 경제적 개발 가치도 매우 큰 것으로 평가되고 있다. 이러한 연유로 연료전지기 술은 인류가 당면하고 있는 에너지와 환경문제를 동시에 해결할 수 있는 수소에너지를 가장 효율적으로 활용할 수 있는 핵심기술이다.
석탄을 에너지원으로 한 동력원으로서 증기기관이 개발되어 과거 산업혁명이 이루어졌고, 석유시대에 는 내연기관이 개발되어 20세기의 산업발전을 주도하였듯이, 연료전지는 수소에너지를 전기에너지와 열 에너지로 전환시키는 고효율, 친환경 발전장치로 21세기 수소에너지 시대를 가능하게 할 새로운 동력원 으로 평가되고 있다.
향후 30~40년에 예상되는 수소에너지시대, 즉 수소경제의 비젼이 달성될 때 수소이용기술인 연료전 지 기술은 경제성을 확보하여 새로 건설되는 발전소는 현지 설치형 연료전지 발전소가 대부분일 것이며, 가정과 대형 건물에도 연료전지가 설치될 것이다. 또한 운행되는 상당부분의 승용차와 버스가 연료전지 차량이며, 이에 상응해 주유소의 대부분이 연료전지 차량에 수소를 공급하는 수소충전소로 대체될 것이 다. 그러나 이러한 비전을 달성하기 위해서는 수소에너지 체계의 핵심인 연료전지 기술의 상용화는 물론, 풍력, 태양 등을 이용한 대체에너지원으로부터의 수소생산기술, 수소저장, 운송에 이러는 수소 인프라 구 축 등 해결되어야 할 과제가 적지 않다. 본 특별기획에서는 수소이용기술의 대표적 기술인 연료전지 기 술의 개발 현황과 전망을 응용 분야별로 즉 휴대용, 가정/건물용, 수송용, 발전용으로 구분하여 소개하고 자 한다. 특히 연료전지 기술을 조기 상용화하고자 하는 각국의 노력을 기술적, 정책적 측면에서 소개하 고 응용분야별로 해결되어야 할 기술적 문제 등을 소개한다.
