쉽게 읽는 수소에너지
연료전지 PAFC
PEMFC에 이어서 PAFC도 살펴보아요!
PAFC는 두산퓨얼셀이 제조하여 납품하고 있는 연료전지 방식입니다.
미국에 있던 UTC파워라는 회사를 두산이 인수해서,
국내에 새롭게 만든 회사가 두산퓨얼셀이에요.
즉, UTC파워라는 회사가 가지고 있던 PAFC 기술을 모조리 가져온 것이죠.
그 기술을 국내로 다 들여오기까지 매우 험난한 일들이 많았습니다만
두산퓨얼셀은 국산화에 성공해서
대부분의 기자재를 국내 업체로부터 납품받아 생산하고 있습니다.
꽤나 귀여운 모습의 기계이지 않아요? / 출처 두산퓨얼셀인수했음 그냥 들고 오면 되는 거 아냐?라고 문득 의문이 드시겠지만..
미국사람들이 한순간에 한국회사가 주인이 되었다고,
자기가 가진 기술과 노하우를 냅다 여깄습니다~ 저의 새로운 주인님~ 하겠습니까..
가서 옆에 붙어 직접 보고, 알려달라 하고, 배우고
그걸 국내 기술자들에게 전달해서 해보고, 안되는 거 다시 미국에 들고 가고..
부품생산이 가능한 업체를 수배해서 함께 하자고 설득하고..
그런 시간이 지나고,
생산되기 시작한 두산퓨얼셀의 PAFC는 1대당 약 0.44MW의 전력을 생산합니다.
PAFC는 PEMFC에 비해 작동온도가 조금 더 높고, 크기도 큽니다.
하지만 그만큼 생산되는 전력과 열의 양도 큽니다.
따라서, 작은 건물 1개보다는 좀 더 큰 규모에 적용되거나
혹은 여려 개를 병렬식으로 연결하여 발전소로 운용이 됩니다.
미국에서 생산했던 PAFC는 어디 어디에 있는가.. 보면,
아폴로 11호에도 있었고, 코카콜라 공장에도 들어가 있고,
월드트레이드센터가 무너진 자리에 새로이 들어선 프리덤타워에도 들어가 있습니다.
아이가스저널 모바일 사이트, [수소연료] UTC Power社, 코카콜라에 연료전지발전시스템 공급
국내의 경우에는
대산그린에너지, 부산그린에너지 등을 포함한 발전소들이 운영 중이거나 건설 중입니다.
부산그린에너지 / 출처 부산그린에너지부산그린에너지, 도심 내 최대 규모 수소연료전지 발전소… 전국구 모범사례로 각광 : 국제신문
PEMFC도 사람이 올라타는 차에 적용될 정도로 안전성이 많이 확보된 것처럼
PAFC도 사람이 거주하는 아파트 단지에 인접하여 설치될 정도로 안전합니다.
'수소'하면 떠올려지는 이미지가 폭탄, 폭발이라서
수소연료전지발전소가 들어온다면 피켓 들고 반대하시는 분들도 많은데요
굴뚝에서 연기가 나는 것도 아니고,
소음이 발생되는 것도 아니고,
지나가다 보면 컨테이너들만 보여서 발전소인지 모르시고 지나가는 경우도 있습니다.
게다가 PAFC에서 발생한 열을 싸게 공급받아서
인근 주민들은 난방비도 절약한다고 알고 있어요.
그럼 이 좋은 PAFC로 전부 발전소 지으면 되겠네? 하겠지만,
생각처럼 쉽지는 않습니다.
국내 발전소의 용량을 보면,
최근 지어지는 발전소들은 1,000MW 급이고
이전에도 800MW, 500MW 등 매우 큰 규모의 발전소가 일반적이었습니다.
이는 전기를 만들어내던 방식인 화력발전소, 원자력발전소에 필요한 기자재가
작은 규모로 해서는 영~ 수지타산이 안 맞았기 때문입니다.
석탄을 태워서 물을 끓여 수증기를 만들고,
그 수증기가 터빈을 돌리는데.. 30MW.. 뭐 이런 크기일 수는 없잖아요.
그리고 그 힘든 갖가지 규제며, 사업과정을 하나하나 통과해 나가야 하는데,
특히나 반대하는 주민들 한 분 한 분 만나가며 설득해서 짓는데..
그 많은 노력을 들여서 몇십 MW 라니요..
원자력발전소는 그 위험도만큼 시설도 엄격하고,
확보해야 하는 부지도 크죠. 그런데 작은 규모 일 수가 없잖아요.
그런데 연료전지는 현재로선 몇 백 MW 단위로 건설하기가 힘듭니다.
국내에도 몇십 MW로만 건설이 되고 있어요.
하지만, 연료전지 PEMFC와 PAFC가 가진 장점!
바로 끄고 키는 것이 가능하다는 점이 흥미롭게 여겨지게 됩니다.
(SOFC는 안돼요.. 이건 다음 글에서..)
태양광, 풍력 등 신재생에너지가 전체 전력 생산량에서 많은 비중을 차지하면 할수록
전력망은 불안정해지게 되는데,
이 불안정한 상황을 막아줄 방법 중에 하나가
연료전지 일 수 있다는 것 때문입니다.
전력시장 혁신을 야기하는 ‘덕 커브’ 현상, 왜 발생할까? < 에너지그래픽 < 기사본문 - 에너지플랫폼뉴스
전력망은 매우 매우 예민해서..
많은 전기가 흘러도 안되고, 적은 전기가 흘러도 안됩니다.
모자라면 정전이 일어난다는 것은 다들 아시겠지만
넘쳐나도 정전이 일어날 수 있다는 것도 알고 계셨는가요?!
이전에는 국가에서 필요한 전력을 계산해서
원자력발전소는 이만큼, 화력발전소는 조만큼, LNG발전소는 요만큼 만들어! 하면
각 발전소들이 요청받은 전력만큼 생산해서 이 양을 맞췄는데요,
태양광과 풍력은..
태양 뜨지 마라.. 혹은 구름 날아가라..
바람 불지 마라.. 더 불어라.. 못하니까요.
전력량 예측에 상당한 어려움이 있고,
실제로 초과 생산되는 경우에는
아예 선을 일시적으로 끊어버리는 경우도 생겨나고 있습니다.
제주에서 발생하는 출력 제어 기사를
신문과 뉴스에서 보신 적이 있으실 텐데요,
이 때문에 신재생에너지가 과잉 생산될 때는 전기 생산량을 줄이고,
과소 생산될 때는 전기 생산량을 늘릴 수 있는
일명, 유연성 전원으로서 연료전지를 생각해 보게 됩니다.
유연성 전원이라는 건,
말 그대로 생산량을 유연하게 조절할 수 있는 전기 발생원인데요
PEMFC는 유연한 건 맞으나 그 규모가 얼마나 커질 수 있느냐의 문제가 있고요,
PAFC는 일부 조절은 가능하나
조절 시 출력량과 열 발생량에서 효율이 좀 떨어질 수 있다는 점과
기기 안정성이 낮아질 수 있다는 점이 같이 고려되어야 합니다.
그러나 출력 변동이 가능하다는 건 맞으니까요,
좀 더 기술이 개발된다면 충분히 적용될 수 있지 않을까요?
아, 두산퓨얼셀의 PAFC 가 재밌는 게 한 가지 더 있어요.
바로 수소도 동시에 생산해 낼 수 있다는 겁니다.
"전력·수소·열·가스 활용" 화성에 신재생에너지 허브 구축 | 연합뉴스
연료전지의 원료는 수소입니다만,
현재 수소가 많지 않아 천연가스를 개질하여 수소를 만들고,
만든 수소를 전기로 생산하고 있습니다.
이때, 만들어진 수소 전부를 전기로 생산하는 것이 아니라
일부를 빼내서 수소충전용으로 사용하는 거지요.
실제 경기도 화성시에는 한국가스공사가 수소, 전기, 열 에너지 등
3가지 에너지를 동시에 활용하는 시범 사업을 진행한 복합에너지허브가 있습니다.
실증은 완료되었는데요, 상용화는 조금 더 기다려봐야 할 것 같아요.
PAFC는 여기까지!
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