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[르포]'오직 수소로"...전기, 물, 깨끗한 공기를 한번에

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[머니투데이 서산(충남)=민동훈 기자] [수소엑스포 2020-그린수소 게임체인저⑦]한국동서발전 대산 수소 연료전지 발전소

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(서산=뉴스1) 김기태 기자 = 충남 서산 대산그린에너지가 운영하는 대산 수소연료전지 발전소 시설 전경. 2020.7.28/뉴스1

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장대비가 쏟아지던 지난 6일 정부 세종청사에서 1시간 반 거리를 차로 달리니 우뚝 솟은 수많은 굴뚝이 시야에 들어왔다. 울산과 전남 여수에 이은 국내 제3의 석유화학단지인 대산산업단지다. 이곳에 위치한 한화토탈 정문에서 좀더 더 달려가면 대형마트 옥외주차장을 연상케 하는 대산그린에너지 수소 연료전지 발전소(이하 대산 수소발전소)가 눈에 들어온다.

연간 40만MWh 전력을 생산하는 세계 최초, 최대 수소연료전지 발전소다. 지난 6월부터 본격적인 상업운전에 돌입했다. 한국전력공사 발전 자회사인 한국동서발전이 지분 35%를 투자했다.


세계 최초, 최대 수소연료전지 발전소

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충남 서산 대죽리 대산산업단지에 위치한 대산그린에너지 수소 연료전지 발전소 전경/사진제공=한국동서발전

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"물과 깨끗한 공기 외에는 어떠한 오염물질도 나오지 않습니다."

동서발전 당진발전소에서 근무하다 대산그린에너지로 자리를 옮긴 조수현 대산 수소발전소장은 "화력발전과는 비교도 할 수 없는, 오직 수소만 사용해 물과 산소만 배출하는 무공해 청정에너지"라고 소개했다.

수소발전소 내부엔 440kW 두산퓨얼셀 연료전지 114기가 집적돼 있다. 연료로 사용하는 수소는 길 건너편에 위치한 한화토탈 대산석유화학단지에서 공급해주는 부생수소만 사용한다. 나프타를 개질해 휘발류 등을 생산하는 과정에서 자연적으로 발생하는 수소다. 국내는 물론 전 세계적으로 대산 수소발전소처럼 부생수소를 원료로 하는 대규모 발전설비를 갖춘 곳은 없다. 미국, 독일 등 선진국에서도 부생수소 발전은 1MW 정도 실증 수준에 불과하다.

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발전소에 설치한 수소연료전지 114개가 생산하는 전기는 연간 16만 가구가 일상생활에 사용할 수 있는 전력량이다. 두산퓨얼셀이 만든 인산형 연료전지(PAFC)를 사용한다. PAFC는 인산염을 전해질로 사용해 소음이나, 분진, 백연(흰 연기) 현상이 나타나지 않는다.

전력생산 이후 연료전지 밖으로 배출되는 건 전기 외에 수소와 산소가 결합 순수한 물(온수)과 반응 후 남은 공기 뿐이다. 화학반응로 생성된 40~50도 온수는 다시 한화토탈 공장으로 유상공급한다. 대산그린에너지 입장에선 가외 수입이다. 김창대 대산그린에너지 대리는 "추후 도심지역에 수소연료전지 발전소가 구축되면 지역난방 등에 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.

수소발전소는 탁월한 효율이 가장 큰 장점이다. 수소발전소는 50% 이상의 발전효율을 유지하는데, 이는 33%인 석탄화력보다 높다. 전기 1MW를 생산하는데 필요한 면적은 연료전지가 약 179㎡인데 반해, 태양광은 1만9800㎡, 풍력은 3만9600㎡에 달한다. 태양광이 111배, 풍력은 221배 더 많은 공간이 있어야 한다. 조수현 발전소장은 "발전용량을 늘리려면 별도 부지를 확보할 필요없이 층을 높여 설비를 설치하면 된다"며 "부생수소만 충분히 확보할 수 있다면 좁은 부지라도 충분한 양의 전기를 생산할 수 있다"고 말했다.


동서발전형 수소경제…"2030년까지 5.8조 투자"

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(서산=뉴스1) 김기태 기자 = 정세균 국무총리(왼쪽 3번째)가 28일 오후 충남 서산 대산그린에너지에서 열린 대산 수소연료전지 발전소 준공식에 참석해 박일전 한국동서발전사장(왼쪽 첫번째)과 정인섭 한화에너지 사장(왼쪽2번째), 양승조 충남지사(왼쪽 4번째), 김명선 충남도 의원 등과 준공식 퍼포먼스를 하고 있다. 2020.7.28/뉴스1

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대산그린에너지는 동서발전이 수소경제 활성화를 위해 공을 들인 사업장이다. 그동안 주력이었던 석탄화력 발전이 사양화되면서 LNG, 신재생에너지로의 전환은 생존을 위한 필수과제다.

이에 따라 동서발전은 신재생에너지 확대를 위해 전략적으로 수소발전소 구축을 추진해 왔다. 최근에는 정부의 '수소경제 활성화 로드맵'에 발맞춰 2030년까지 5조8000억원을 투자해 연료전지 설비용량을 1GW까지 확대하는 내용을 담은 '동서발전형 수소산업 중장기 로드맵’을 수립했다.

수소연료전지 사업이 사회적 가치 실현과 국민 삶의 질 향상으로 이어질 수 있도록 생활SOC형 사업 모델도 추진하고 있다. 도시가스가 공급되지 않는 파주시 농촌지역에 소용량(8.1㎿급) 연료전지발전소를 설치해 지역주민들에게 도시가스 공급을 지원한다.

동서발전 관계자는 "수소경제에 대한 차별화된 전략과 핵심기술 선도로 국내 수소산업의 경쟁력을 강화하고, 수소경제 활성화를 통한 일자리 창출에 기여할 방침"이라고 말했다.

서산(충남)=민동훈 기자 mdh5246@mt.co.kr

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