제4장 가정용 연료전지 상업화 전략
가정용 연료전지 분야 세계 선두 주자인 일본은 연료전지 스택 등 핵심 장비와 부품 소재를 100% 국산화하고 대중 보급 단계에 있음에 비해 우리나라는 아직 정부 보급 단계에 있다. 일본 시스템과 국산 시 스템 간 내구성을 보면, 일본은 5만 시간 우리 시스템은 4만 시간으로 1만 시간의 격차가 있으나 실질적인 시스템 기술 수준은 이미 대등하 다는 것이 전문가의 지적이다. 다만 부품의 내구성이 문제이다.
모니터링 사업 결과에서 서술한 바와 같이 일반 부품의 내구성이 문제가 됨은 물론 시스템의 원가 절감과 관련하여 가격 인하 가능성 을 엿보는 수준이었으며, 완성도를 제고하는 과정에서 원가 절감 여지 를 확인하는 단계에 있다.
예상치 못한 고장발생 빈도는 가동 이후 1년 정도 지나는 시점에 1에 가까운 고장 빈도를 나타내고 있다. 이는 기 설치된 연료전지 시스템 이 일 년에 한 번 정도 고장으로 가동이 중단되었음을 의미한다. NEF
(2009)에 따르면 일본에서 기대하는 고장 빈도는 0.3 이하를 상업화에
서 요구하는 최대 허용치로 보고 있는데 이러한 점에서 볼 때 일본의 경우도 아직은 본격적인 상업화에 들어가기는 고장이 잦다는 것으로 해석된다. 우리나라의 모니터링 사업에서는 고장 빈도에 대한 결과 값 을 찾아볼 수 없어 단정적으로 이야기할 근거는 없지만 일본과 유사 하거나 높은 수준에 있다면 가정용 연료전지의 보급 장애 요인이 시 장 규모만의 문제는 아닐 것이라는 판단이다.
고장 부품 면에서 보면, 우리나라의 모니터링 사업 결과에서 고장을 유발하는 부품이 스택이나 개질기 등의 주요 부품이 아닌 펌프나 필 터 같은 일반 부품(BOP)인 것으로 평가하고 있는데 일본의 경우도 연 료 처리장치, 공기 주입장치, 물 주입장치, 컨트롤러 등 일반 부품인 것으로 제시하고 있어 우리와 유사한 것으로 보인다. 다시 말하면 일 본에서도 가정용 연료전지 상업화를 위해서 필수적인 개선이 요구되 는 부품을 일반 부품으로 지적하는 것처럼 우리도 이에 대한 개선이 반드시 이루어져야 할 것으로 보인다.
또한 우리나라 3차년도 모니터링 사업이 2011년 11월 완료되었지 만 결과 정보를 아직 접할 수 없어 다른 문제점이 무엇인지 구체적이 진 않지만 가정용 연료전지의 보급 장애 요인으로 지적되는 것으로 화재 위험성, 소음 그리고 시스템의 크기 등도 있다.46) 우리의 주택 구조상 아파트 비율이 다른 나라에 비해 상대적으로 높은 점을 감안
46) 한겨레 2011.9.13. 20:49
하다면 소음 문제는 다른 어떤 요인 보다 중요할 수 있다.47) 가정용 연료전지는 특성상 24시간 가동되어야 하는데 아파트에서 지속적으로 높은 수준의 소음을 유발한다면 이웃의 거센 항의는 물론 소비자 자 신도 힘든 상황 하에서 지내야 할 것이기 때문이다.48)
한편 연료전지 가동을 위해서는 상수도에 연결해야하는데 연료전지 에 들어가는 수질이 좋지 않은 경우 스택의 막 가습기 오염이나 개질 기 오염 등의 유발 가능성이 높기 때문에 장기 운전 안정성 확보를 위 해서는 연료전지 시스템 내부로 부유물이 들어가지 못하도록 차단해 주는 필터장치 개선도 필요해 보인다.49)
하위 시스템 예상하지 못한 가동중지 빈도
연료 처리 연료 흐름의 미터기와 센서의 기능 불량 3
물 관리 변형된 월터펌프의 고장 4
열 회수 열 교환기 난방기기의 기능 불량 1
인버터 인버터의 기능 불량 1
컨트롤러 음극 송풍기의 파라미터 변화 차단 밸브의 파라미터 변화 온수 탱크의 투입/산출 온도 조정
5
합 계 14
<표 4-1> FY 2008년 설치 시스템의 예상하지 못한 가동중지에 관한 상세한 사항들 (일본)
주: 2008년 10월부터 12월까지 도시가스와 LPG를 사용하는 193개 시스템에서 얻 은 데이터
47) 일본 파나소닉사 기준으로 38db이며, 내연기관엔진 소음은 43db 임(Kani, 2011).
48) 전국 400여 가구 중 30% 정도가 소음문제를 지적 (한겨레2011.9.13.) 49) 박달영(2009)
한편 높은 설치비 역시 장애 요소로 작용한다. 현재는 정부가 보조 금을 지급하고 있어 실제 비용보다 현격히 낮은 가격에 연료전지를 설치할 수 있으나 정부 보조 하에서도 300만 원 이상을 들여야 한다 는 점을 지적할 수 있다. 만약 상업화 과정에서 가격이 인하되지 않는 다면 고정비 부담도 크고 운영비 측면에서도 천연가스 가격 변화에 따른 변동 요인이 반영되는 부담을 가질 수밖에 없다.