두산퓨얼셀㈜

두산퓨얼셀㈜은 발전용 연료전지를 주력으로 개발하는 대한민국의 배터리 회사이다. 두산그룹에 속하는 계열사이다.

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개요

두산퓨얼셀㈜는 2019년 10월 두산그룹에서 인적분할하여 발전용 수소연료전지 사업을 영위하는 회사이다. 수십년 간 검증된 안정적인 미국의 클리어엣지파워(UTC)를 인수하여 확보한 기술을 바탕으로 발전용 연료전지 시장을 선도하고 있다. 주력 제품인 M400모델은 440KW의 전력 및 열 생산이 가능한 제품으로 발전소, 냉동창고, 대형 빌딩, 온천 등 다양한 용도로 활용 가능하다. 또한 천연가스, LPG, 수소를 비롯한 다양한 연료 사용이 가능하다. 두산퓨얼셀㈜은 액체 인산을 전해질로 이용하는 인산형 연료전지(PAFC, Phosphoric Acid Fuel Cell) 기술을 사용한다. 높은 내구성을 바탕으로 다양한 연료를 이용 가능하며, 실시간 부하변동에 적시 대응 가능한 빠른 응답성을 자랑한다. 200도씨 미만으로 유지되는 작동 온도와 안정화된 스택 기술로 긴 시스템 수명을 자랑한다. 두산퓨얼셀㈜은 앞으로도 정부의 신재생에너지 보급 정책에 발맞추어 친환경 고효율의 발전용 연료전지의 개발 및 보급에 앞장 설 예정이다.

연혁

• 1969년 : 클리어엣지파워 연료전지 아폴로 우주왕복선 설치
• 2014년 ~ 2015년 : 퓨얼셀 출범(미국 UTC 인수)
• 2017년 ~ 2018년 : 익산 공장 63MW 규모 준공, 누적 수주 100MW
• 2019년 : 세계 최대 부생수소 발전소 수주, 대산그린에너지 50.16MW

기술

선박용 연료전지

선박용 연료전지는 두산퓨얼셀이 글로벌 선사 나빅8(Navig8)과 손잡고 개발한 친환경 연료전지이다. 이는 발전용 연료전지 사업을 주력으로 삼아온 두산퓨얼셀이 수소산업과 연계된 새로운 사업 모델을 발굴한 첫 번째 사례이다. 이를 위해 나빅8과 선박 추진·발전용 연료전지 공동개발을 위한 양해각서를 체결했다. 나빅8은 140여 척의 석유화학제품 및 원유 운반선을 보유한 싱가포르에 본사를 두고 있는 글로벌 해운회사이다. 두산퓨얼셀은 현재 개발 중인 한국형 고효율 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell)를 나빅8가 발주할 5만톤급 석유화학제품운반선에 탑재하고 추진동력 및 선박내 전원으로서의 실증을 진행할 계획이다. 나빅8는 한국선급 등 관련 기관과 함께 선박 설계 검토와 더불어 실제 적용을 위한 다양한 기술 지원을 담당하게 된다. 선박용 연료전지는 선박 온실가스 배출 규제에 대응할 수 있는 미래 친환경 에너지원으로 꼽힌다. 국제해사기구(IMO)는 해운산업의 온실가스 배출을 줄이기 위해 2050년까지 2008년 대비 온실가스 배출량을 50% 감축하는 강력한 규제를 발표한 바 있다. 이에 따라 해운업계는 저유황유 사용과 탈황장치 부착을 비롯해 암모니아, 수소 등 친환경 에너지원 발굴에 나서고 있다. 영국 조선해운 분석기관인 클락슨리서치(Clarkson Research)에 따르면 선박 신규 발주는 연평균 3000만 CGT(표준화물선 환산톤수)에 달한다. 국제해사기구 환경규제를 충족하기 위해 엔진을 연료전지로 전환한다면 2050년까지 총 300GW 규모의 선박용 연료전지 신규 발주가 예상된다. 뿐만 아니라 선박용 연료전지는 기존 선박유에 비해 발전 효율이 높고 선박 내부에 자유롭게 연료전지 모듈을 배치할 수 있어 선박 기본 설계의 혁신을 이끌 수 있을 것으로 기대된다.

특징

• 친환경 에너지 : 기존의 발전 방식대비 현저히 낮은 배출 가스와 소음 수준을 자랑하며, 수소를 이용시 무공해 발전이 가능하다.
• 안전한 기술 : 발전 과정에서 높은 압력과 연소 과정이 필요 없는 안전한 기술로서 미국의 나사 프로젝트에 첫 적용된 이후 현재까지 그 안전성이 입증되었다. 국제 기준에 부합하는 설계와 각종 안전 관련 검사 및 인증을 취득하여 주거 및 사용 건물에 적용될 만큼 높은 수준의 안전 관리를 유지하고 있다. 두산퓨얼셀㈜은 수소와 산소의 전기화학반응을 통해 전기를 생산하는 비연소 발전 방식이기 때문에 화재 위험성이 없다. 또한 전 과정에 걸쳐 상압 상태로 연료 공급 및 처리가 되며, 저장되는 연료가 없어 폭발 위험성이 없어 안전하다. 그리고 연료 누출에 대비한 2중(single failure), 3중(double failure) 안전장치가 70개 이상 설치되어 있어 예측 불허한 사고에 대응 가능하다. 두산퓨어셀은 국제 기준에 부합한 설계가 반영, 주기적인 안전 검사 및 각종 인증을 통해 그 안전성이 검증됨
• 고효율 발전 : 낮은 에너지 손실과 높은 효율로 전기와 열을 공급 가능하여 생산성을 극대화 할 수 있다. 또한 적은 설치 면적과 다양한 설치 조건에 유연하게 대응이 가능하여 초기 투자비용을 최소화할 수 있다.
• 높은 신뢰성 : 뛰어난 설비 이용률과 빠른 응답성으로 고객에게 보다 안정적으로 에너지를 공급한다. 오랜 상용화 기간을 걸쳐 축적된 노하우와 기술 데이터를 통해 신뢰할 수 있는 서비스를 제공한다.

시장 점유율

두산퓨얼셀㈜이 경기도 화성시 남양 연료전지발전소에 연료전지 시스템을 공급한다. 2021년 9월에만 두 건의 대형 연료전지발전소 사업에 참여하면서 시장점유율이 더욱 확대되었다. 2021년 9월 21일 한국서부발전과 700억 원 규모의 연료전지 시스템 공급 계약을 체결했다. 공급하는 시스템은 서부발전이 추진 중인 남양 연료전지발전소에 들어가는 설비이다. 해당 계약은 에스케이에코플랜트와 미국 연료전지 시스템 기업 블룸에너지의 합작사인 에스케이블룸퓨얼셀의 독주를 막을 전환점으로 평가된다. 에스케이블룸퓨얼셀은 2021년 한국전력공사 계열 주요 발전사들의 연료전지 시스템 수주를 싹쓸이하면서 90%에 근접한 시장점유율을 보였다. 두산퓨얼셀㈜은 2020년까지 70% 수준의 시장점유율을 보유했으나 2020년에 에스케이블룸퓨얼셀에 계약이 몰리면서 2021년 상반기 기준 점유율이 10%까지 내려앉았다. 두산퓨얼셀㈜과 에스케이블룸퓨얼셀의 연료전지 시스템은 성능보다는 기능적인 측면에서 차이가 있다. 에스케이블룸퓨얼셀은 3세대 연료전지로 불리는 고체산화물 연료전지(SOFC)를 사용하여 전기 생산 효율이 높은 것이 특징이다. 두산퓨얼셀㈜은 인산형 연료전지를 사용한다. 전기 생산 효율은 고체산화물 연료전지보다 떨어지지만 전기와 동시에 열을 만든다는 특징이 있어 에너지 효율 자체는 높다. 정부의 신재생에너지 정책의 영향을 크게 받는 한국전력 계열 주요 발전사들은 그동안 전기 생산 효율만을 따져 에스케이블룸퓨얼셀의 고체산화물 연료전지를 선호해 왔다. 하지만 일부 발전사들이 전체적인 에너지 효율이 높은 인산형 연료전지로 눈을 돌리면서 두산퓨얼셀㈜은 반등의 기회를 잡았다. 두산퓨얼셀㈜은 2021년 9월 6일에는 울산 미포조선 연료전지 시범사업에 참여하기로 하고 현대자동차, 태광산업, 한국수력원자력, 엘에스일렉트릭, 에스케이가스 등과 공동개발 업무협약을 체결했다.

제휴

• 한국서부발전 : 두산퓨어셀은 한국서부발전, 한국전력기술과 함께 생활형 바이오가스(청정수소) 활용 연료전지 공동사업에 대한 업무협약(MOU)을 체결했다. 두산퓨얼셀은 정부의 수소경제 정책과 청정수소의무화제도(CHPS)에 적극 대응하기 위한 방안 중 하나로서 생활 오폐수, 음식물, 가축분뇨 등에서 나오는 미활용 바이오가스와 같이 버려지고 있는 자원을 효율적으로 활용하기 위해 이 사업에 참여했다. 현재 연간 생산되는 바이오가스 중에서 발전, 자체이용 등으로 활용되는 양은 80% 수준이며 나머지 20%는 활용되지 않고 있다. 세 회사는 미활용되고 있는 바이오가스에서 불순물을 제거한 순수 바이오가스를 수소연료전지에 직접 투입하는 친환경, 고효율 에너지 사업을 전개한다. 두산퓨얼셀은 순바이오가스 전용 수소연료전지 기술을 개발하고 주기기를 공급할 계획이며 한국서부발전, 한국전력기술은 각각 사업총괄과 전처리설비 설계 및 시공을 담당한다. 바이오가스에 있는 메탄을 농축하고, 이산화탄소를 포집하면 천연가스로 활용할 수 있지만 처리하는 과정에서 추가적인 시간과 비용이 투입된다. 이 바이오가스를 직접 활용함으로써 친환경, 고효율 에너지원을 확보할 수 있어 새로운 사업모델로 이어질 것으로 기대된다.

사회 공헌

두산퓨얼셀은 서울 중구에 위치한 사랑의열매 회관에서 열린 기부금 전달식을 통해 사회복지공동모금회에 6400만 원을 전달했다. 두산퓨얼셀 임직원들의 자발적인 참여로 조성한 3000만 원은 사랑의열매를 통해 사단법인 한국아동청소년그룹홈협의회에 전달돼 에너지효율개선사업에 쓰인다. 이 사업은 사회복지시설의 노후된 보일러, 가스레인지 등을 환경 친화적이고 안전한 제품으로 교체함으로써 대기 환경 개선, 온실가스 감축, 안전사고 예방, 주거복지 환경 개선 등을 목적으로 한다. 또한 회사에서 기부한 3400만 원은 지역사회 복지 시설에 전달해 소외계층에게 필요한 생필품 제공에 활용된다.

참고자료

• 두산퓨얼셀㈜ 공식 홈페이지 - https://www.doosanfuelcell.com/kr/intro/intr-0301/
• 김성현 기자, 〈(단독) 두산퓨얼셀, 서부발전에 연료전지 시스템 공급...점유율 청신호〉, 《아주경제》, 2021-09-30
• 옥승욱 기자, 〈두산퓨얼셀, 사랑의열매에 기부금 6400만원 전달〉, 《뉴시스》, 2022-01-13
• 김영수 기자, 〈두산퓨얼셀, 친환경 ‘선박용 연료전지’ 개발 나선다〉, 《이데일리》, 2020-11-10
• 정민하 기자, 〈두산퓨얼셀, 바이오가스 활용한 연료전지 공동사업 MOU 체결〉, 《조선비즈》, 2021-10-22

같이 보기

• 두산그룹
• 수소연료전지

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