한국퓨얼셀㈜

한국퓨어셀㈜

한국퓨얼셀㈜는 포스코그룹 계열사 중 하나이며, 열연코일/냉연강판/후판/선재/스테인리스 등 제조하고 연료전지 제조 및 서비스 등을 주력으로 세계 최대 연료전지 전문 제조업체이다.

개요

포스코그룹의 계열사로 2019년 11월1일에 설립되었으며 대표는 이근배이다. 한국퓨얼셀㈜는 송전망이 필요 없는 친환경/고효율 분산전원인 연료전지 사업을 추진하여 연료전지 발전시스템의 기술개발, 제조, 설치 및 시공, 유지보수 등 토털 솔루션을 제공하고 있다. 연료전지의 원천기술 확보와 상용기술 개발, 생산시설 구축을 위해 2007년부터 연구개발 및 투자를 진행해왔다. 완제품 수입판매-피오피 국산화-스택 국산화-셀 국산화 총 4단계를 통해 연료전지 설치 및 시공부터 핵심 기술인 셀(Cell)까지 단계적으로 진행하여 100% 국산화를 이뤘다. 2020년 기준, 연료전지 발전은 국내 20여곳 설치 운영 중이며 총166.7MV이다. 연료전지를 제조하고 서비스를 제공하는 곳은 연간 생산능력 50MV인 포항 연료전지 제조공장에서 이루어진다. 직원 수는 185명이며 본사는 경북 포항시 남구 동해안로 6261에 있다.

연혁

• 2019년 11월 : 연료전지 사업부분 한국퓨얼셀㈜로 분할 독립
• 2015년 12월 : 포항 연료전지 셀(Cell)제조공장 준공
• 2012년 02월 : 포스코에너지㈜로 사명 변경
• 2011년 03월 : 포항 연료전지 스택 제조공장 준공
• 2008년 09월 : 포항 연료전지 비오피(BOP) 제조공장 준공
• 2007년 02월 : 포스코파워㈜에 연료전지 사업본부 창설

연료전지

소개

연료전지는 연료와 산화제를 전기화학적으로 반응시키어 전기에너지를 발생시키는 장치이다. 보통의 전지는 전지 내에 미리 채워놓은 화학물질에서 나오는 화학 에너지를 전기 에너지로 전환하지만 연료전지는 지속적으로 연료와 산소의 공급을 받아서 화학반응을 통해 지속적으로 전기를 공급한다. 1개의 연료전지는 전기 퍼텐셜이 0.7V에 불과해서 충분한 전력을 만들어내기 위해 여러 개를 직렬연결하여 쌓아서 만든다. 전기 에너지이외에도 연료전지는 물과 열을 발생시킬 수 있는데, 간혹 연료전지의 종류에 따라서 이산화질소와 같은 다른 화학 배출물을 조금 발생시키기도 한다. 연료전지의 에너지효율은 통상 40–60%이지만 배출된 열을 사용할 수 있다면 효율이 85%까지 가능하다. 연료전지는 사용되는 전해질과 시작하는 데 걸리는 시간(시동시간)에 따라 분류되며 시동시간이 1초인 고분자전해질 연료전지(PEMFC)부터 10분인 고체산화물 연료전지(SOFC)까지 있다. 현재 수소연료전지를 이용한 수소차가 시중에 판매가 되고 있다. 외부에서 수소를 공급받고 주변 공기를 빨아들여 전기를 만들어 수소연료전지 자동차는 수소와 산소가 만나 물이 생성될 뿐이므로 유해한 배기가스가 전혀 나오지 않아 공기정화기로써의 기능도 수행할 수 있다. 물론 공기 중 질소가 산소와 반응해 일부 이산화질소로 변환되므로 완전한 무공해는 아니지만 기존의 화석연료를 사용하는 자동차에 비해 배출량이 상대적으로 적다. 하지만 친환경 자동차로 부르기에는 추가적인 기술 개발이 더 필요한 상황이다.

종류

연료전지 종류	발전온도	전해질	주연료	기술수준	적용대상
고분자 전해질형	상온~100°C	이온 전도성 고분자 막	수소, 메탄올	개발 및 실증단계	소형전원 자동차
인산형	150~200°C	인산	수소	상용화단계	분산전원
용융탄산염	600~700°C	용융탄산염	천연가스, 수소	개발단계	복합발전, 열병합발전
고체산화물	700~1,000°C	고체산화물	천연가스, 수소	개발단계	복합발전, 열병합발전
알칼리형	상온~100°C	KOH	수소	현재 우주산업에서 주로 사용	특수목적

장점

연료전지는 수소와 산소의 전기화학반응을 통해 연소과정 없이 전기와 열을 생산하는 차세대 발전설비로서, 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환하여 에너지 손실이 적고 최고 수준의 발전 효율을 가지고 있다. 또한 365일 24시간 안정적으로 발전이 가능하여 운용 안정성을 가지고 있으며, 설치면적 대비 높은 발전량을 가지고 있어 공간 효율성이 좋다. 따라서 입지 제약을 거의 받지 않는 무공해, 저소음 친환경 분산전원이다.

발전원리

연료전지 발전 원리(MBOP-STACK-EBOP)

총 3가지 단계로 이루어져 있다. 첫 번째는 엠비오피(MBOP)로 스택과 시스템의 내구성을 향상시키고, 운영되기에 최적화된 연료와 공기를 공급해주는 시스템이다. 즉 엘엔지(LNG)/바이오가스/비오지(BOG)에게 수소(H2)와 산소(O2)를 만나게 해주는 장치로 열교환기, 가습기, 개질기 등에 사용된다. 두번째는 스택으로 단위 전지를 수십장, 수백장 쌓아올린 본체를 뜻하며 고분자 전해질막, 전극, 촉매층, 가스확산층, 분리판 등으로 구성이 되어있다. 이 단계에서는 전극, 전해질 및 분리판으로 구성된 셀이 적층된 스택에서 수소와 산소의 전기화학적 반응이 일어나 전기가 생산되는 원리를 가지고 있다. 마지막 단계는 전력 변환기(EBOP)와 배열 회수기(HRU) 단계이다. 전력 변환기는 전기적 신호를 제어할 수 있으며 직류 전압을 교류 전압으로 변형시키는 변환장치로 전력 변환기를 통해 전력을 생산하고 나머지는 배열 회수기를 통해 수증기, 온수로 변환된다.

주요 제품

25MW 제품

한국퓨얼셀㈜은 2.5MW 연료전지 제품을 개발, 생산하고 있다. 또한 국내 20여 곳에 총 166.7MW의 연료전지를 운영하며 신재생에너지 확대에 기여하고 있다. 2.5MW 제품은 500m² 즉 150평의 면적에서 약 3,200여 가구가 사용할 수 있는 전기와 870여 가구가 사용할 수 있는 열에너지를 생산한다. 또한 나무 약 45만 그루의 식재 효과와 1,500대 차량에서 배출되는 질소산화물(NOx) 저감효과를 갖는다. 이 연료전지는 발전소, 대형건물, 쓰레기 매립지 등에서 활용되어 사용된다. 한국퓨얼셀㈜의 연료전지는 세계 최대 연료전지발전소인 경기그린에너지를 포함, 총 166.7MW의 연료전지를 국내 20여 개소에서 운영중입니다.

• 주요 설치 사례 : 주요 설치 사례는 총 4곳으로 첫 번째는 서울 상암에 위치한 도심형 분산전원 노을그린에너지로 2016년 12월 기준 설비용량은 20MW이고 약 45,000가구가 사용할 수 있는 전력을 생산한다. 서울시 최대 규모의 연료전지 활용 분산 전원 구축 사례로 서울시 전력자립도를 향상시켰다. 두 번째는 비오지 활용 연료전지를 사용하는 강원도 삼척에 있는 한국가스공사이다. 2014년 12월 기준 0.3MW 설비용량을 가졌으며 엘엔지 생산기지 내에 비오지를 활용히여 세계 최대 비오지를 활용한 연료전지 사례이다. 세 번째는 구역형 연료전지를 사용하는 경기도 화성에 위치한 경기그린에너지로 2013년 6월 기준 58.8MW 설비용량을 가졌으며 화성시에 있는 가정 전력 소비량의 70%를 공급하고 열 소비량 10%를 공급하여 세계 최대 규모의 연료전지 발전소이다. 마지막으로 바오지 가스를 활용한 연료전지인 부산 하수처리장 벽산엔지니어링이다. 2010년 5월 기준 1.2MW 설비용량을 가졌으며 국내 최초 비오지 가스를 이용한 연료전지 사례이며 부산 사하구 부산환경공단 강변사업소 내 바이오가스를 활용한 곳이다.
• 주요 서비스 : 한국퓨얼셀㈜은 국내에서 실증 완료한 연료전지 발전 시스템으로서 국내 환경에 적합한 운전, 정비, 운영 노하우를 보유하고 있다. 다년간의 서비스 노하우를 쌓은 최고의 전문 인력들이 고객 맞춤형 서비스를 통해 최상의 신뢰를 제공한다. 대표적인 서비스는 장기 서비스 계약(LTSA, Long Term Service Agreement)으로 연료전지의 약정출력과 안정적 운용을 보장한다. 크게 4가지의 세부 서비스가 존재하는데 첫 번째는 원격으로 24시간 모니터링 및 응급상황 시 신속대응이 가능한 통신체계를 구축하였고 설비의 신뢰도와 가동률 제고를 위해 플랜트의 일정수준 발전량을 보증하여 플랜트 운전상태를 보증하고 원격 감시를 통해 이상 징후 감지 시 신속히 정상상태로 복구할 수 있는 돌발 정비 서비스와 마지막으로 계획된 일정에 맞춰 기술적인 서비스, 부품, 소모품 등을 공급/교체 및 검사하는 예방 정비 서비스를 제공한다.

참고자료

• 한국퓨얼셀㈜ 공식 홈페이지 - http://www.kfuelcell.com/index.php
• 〈연료전지〉, 《네이버 지식백과》
• 〈연료전지〉, 《나무위키》

같이 보기

• 포스코그룹
• 연료전지

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