[과학세계]미래형 발전기술 ‘연료전지’ 주목해야

전기를 만드는 ‘발전’ 방법은 주로 어떤 연료를 이용하느냐에 따라 결정된다. 석탄화력발전, 가스터빈발전, 원자력발전 등 저마다 장단점이 있다. 화력발전은 대량의 전기를 싼값에 꾸준히 생산하기 유리하지만, 미세먼지 발생 등 환경오염을 피하기 어렵다. 가스터빈 발전은 가격이 비싸고, 원자력발전은 폐기물이 골칫거리다. 태양광 발전은 넓은 부지가 필요하고, 해가 보이지 않으면 전기를 생산하지 못한다. 풍력발전은 바람이 불어야 하고 소음을 발생한다. 전기를 안정적으로 얻으면서도 환경오염을 최소화할 수 있는 전천후 발전 방법은 찾을 수 없는 것일까.

완전한 기술은 존재할 수 없지만, 최선의 대안은 있다. ‘연료전지(FC)’다. 화학반응에 의해 수소, 알코올, 천연가스 등의 연료를 즉시 전기로 변환하는 장치다. 최근 수소 시대의 도래로 보통 연료전지라고 이야기하면 수소연료전지(HFC)를 생각하는 경우가 많다. 연료전지는 화학반응에 의해 열과 전기만을 만들어 내므로, 공해물질을 거의 배출하지 않는다. 국내 연료전지 발전 시스템 중 가장 규모가 큰 곳은 남부발전이 건설한 ‘신인천빛드림 발전소’가 꼽히는데, 설비용량만 80㎿에 달한다.

연료전지는 운송 수단용으로 인기가 높다. 우선 트럭 등 대형 자동차의 미래 동력 시스템으로 큰 주목을 받고 있다. 또 초대형 선박 하나를 운영하려면 매일 수백 톤의 연료가 필요하다. 이를 수소연료전지+전기추진 엔진으로 대체하면 사실상 완전한 친환경 선박으로 거듭날 수 있게 된다. 항공기에도 연료전지를 도입하려는 움직임이 일고 있다.

2018년 2조2000억 원 수준이던 전 세계 연료전지 시장은 연평균 30% 성장해 2030년에는 약 50조원 규모에 달할 것이라는 보고가 있다. 이 시기에 정부는 물론 여러 기업이 지속해서 관련 기술을 확보하고 시장에 대응해 나갈 필요가 있다. 미래는 준비하는 자들의 것이다.

전승민 과학기술 전문 저술가