연료전지 90대로 인천 동구에 완벽한 '도심형 분산전원'구현

연간 11만가구 사용 전력, 2만6000가구 사용 열 동시에 생산

건설 당시 주민 민원 극복 성공사례...REC가격 등 현실화 필요 

인천연료전지 발전소 전경. 440kW급 인산형 연료전지(PAFC)가 6대씩 한 라인을 이뤄 변압기에 물려 있다. 사진=정세영 기자 

인천항 북항에 가까운 인천연료전지 발전소. 인근 아파트단지와 유통센터에 둘러싸인 축구장 1개(약 8920㎡) 면적의 발전소 입구에 들어서자 90대의 연료전지가 대로변 소음에 묻힌 채 돌아가고 있다. 작업자들은 분주하게 움직이며 연료전지 컨테이너를 일일이 열어 확인했다.

인천연료전지 발전소는 한국수력원자력, 도시가스 공급사인 삼천리와 두산건설이 함께 추진한 프로젝트다. 연간 약 11만가구(3억2000만kWh)가 사용할 수 있는 전력과 약 2만6000가구(16만4000Gcal)가 사용할 수 있는 열을 생산한다.

발전소 반대쪽엔 작업자가 연료전지 컨테이너 안에 들어가 안전밸브를 점검하고 있었다. 현장을 지키던 인천연료전지 관계자는 “매년 평균 1대꼴로 고장이 나고 해가 갈수록 출력이 낮아져 정격출력(440kW)보다 살짝 낮춰 운전하고 있지만, 상업운전 2주년을 맞아 이용률 96.04%, 종합효율 66.90%를 기록할 정도로 안정화됐다”고 자평했다.

김이택 인천연료전지 기술실장이 주제어실에서 발전소 운영현황에 대해 설명하고 있다. 사진=정세영 기자
 

◆인천 동구에 완벽한 ‘도심형 분산전원’ 구현

인천연료전지 발전소는 도심형 분산전원의 대표사례로 꼽힌다. 이곳에서 생산된 전력은 2km 떨어진 송현변전소를 거쳐 인천 동구 내 수요지에 공급된다. 반면에 송전망을 타고 이 지역 밖으로 흘러 나가는 전력은 없다. 이 지역에 한해선 송전선로를 추가로 짓지 않고도 에너지자립을 구현한 셈이다. 발전소에서 발생하는 소음과 전자파도 기준 이하로 낮다.

사무동 옥상에 오르자 두산퓨얼셀이 제작한 440kW급 인산형 연료전지(PAFC)가 6대씩 한 라인을 이뤄 변압기에 물려 있는 모습을 확인할 수 있었다. 각 연료전지에서 나온 480V의 전기를 229kV로 승압하고, 2개의 배전선로를 통해 송현변전소로 보낸다. 이어 송전 손실 없이 불과 200m 거리의 대규모 아파트단지 등에 고품질 전력이 공급된다. 인천연료전지 관계자는 “연 3억2000만kWh의 전기를 생산하는데, 평균적으로 따지면 약 11만가구가 쓸 수 있는 규모”라고 말했다.

발전소 반대쪽을 내려다보니 두산퓨얼셀 직원들이 연료전지가 탑재된 컨테이너의 문을 연 채로 점검 작업을 진행하고 있었다. 연료전지의 핵심 설비인 셀과 스택, 수소 추출설비는 10년마다 교체하게 돼 있다. 게다가 90대의 연료전지가 설치돼 있다 보니 매년 평균 1대꼴로 고장이나 부품 교체 등의 사유로 가동을 멈추기 마련이다.

인천연료전지 관계자는 “스택 성능저하 등의 사유로 갈수록 출력이 떨어질 수밖에 없어 정상 가동되는 연료전지도 정격출력(440kW)보다 살짝 낮은 420kW대 출력을 내고 있다”며 “가동 초기부터 안정적인 운전을 위해 6개월의 시운전과 선행 연료전지 발전사 벤치마킹을 통해 꾸준히 노력해왔다. 특히 주기기 장기서비스 계약(LTSA)를 맺은 두산퓨얼셀과 함께 노력한 끝에 이용률 96.04%를 유지하고 있는 건 고무적”이라고 말했다.

인천연료전지 발전소는 전력 생산이 주목적이지만, 열에너지 공급에도 나서고 있다. 중온수 생산이 가능한 PAFC의 장점을 십분 활용한다는 차원에서다. 주된 열 수급처는 인천종합에너지를 포함한 인근의 열 공급사다. 일종의 열 도매상 역할을 맡는 것이다. LNG로 발전해 열을 공급하는 것과 비교할 때 40%대의 싼값에 공급하다 보니 아예 연간 단위 계약을 맺었다고 한다.

◆건설 당시 지역반대 극복…REC 가격 현실화 필요

인천연료전지 발전소는 건설할 당시 지역주민의 반대를 극복하고 지역 상생에 성공한 대표적인 사례이기도 하다. 지난 2018년 한수원과 삼천리, 두산건설의 공동출자로 인천연료전지㈜가 설립돼 같은 해 인천 동구청으로부터 건축허가를 취득했지만, 주민 반대에 부딪혀 이듬해 1월부터 10개월 동안 건설이 중단됐다.

건축허가부터 준공에 이르기까지 많은 어려움이 있었지만, 전국 최초로 기초단위 지자체 간 합의를 통해 발전소주변지역지원금을 각 기초지자체에 배분하지 않고, 인천연료전지 발전소의 소재지인 인천 동구에 일괄 지원함으로써 발전소 입지로 인한 경제적 효과를 극대화했다. 그 결과 2019년 11월 인천시, 인천동구청, 건립반대비대위, 인천연료전지㈜ 4자간 최종 합의를 맺고, 2021년 6월 상업운전을 개시할 수 있었다.

이후에도 인천연료전지 발전소는 민관환경·안전위원회를 정례화해 연료전지 운영정보를 공유하고, 주민들과의 소통으로 안전성·환경성에 대한 우려를 꾸준히 해소하고 있다.

인천연료전지 관계자는 “2020년 1월부터 인천시, 인천시 동구, 동구 행정동별 주민대표 11인으로 구성된 위원회를 분기마다 운영하면서, 주민대표의 입회하에 주기적으로 연료전지 인근 소음과 대기질을 측정해 위원회에 공개하고, 발전소 현장을 둘러봄으로써 연료전지가 안전하고 환경적으로 위해하지 않다는 점을 확인하고 있다”고 설명했다.

다만 전력판매량에 따른 신재생에너지구매인증서(REC)와 계통한계가격(SMP), 열 판매액 등 외부요인에 의해 매출액이 결정되는 사업구조의 특성상 경영성과 개선은 여전히 과제다. 원료인 도시가스 요금의 상승을 REC나 SMP가 커버하지 못하다 보니 적자가 지속되는 실정이다. 인천연료전지 관계자는 “지난 7월 고시된 REC가격이 5만7448원으로 현물가격 7만원 대비 현저히 낮은 편”이라며 “REC 가격이 현실화돼야만 경영정상화를 기할 수 있다”고 말했다.

김형섭 인천연료전지㈜ 사장은 “인천연료전지㈜는 지난 2021년 가동 이후 단 한 번의 사고 없이 안정적으로 발전소를 운영하면서 건설 당시 주민들의 막연한 불안감을 불식하고 인천 동구 지역사회의 발전에 이바지하는 기업체로 성장하고 있다”며 “연료비 상승, 전력판매단가 하락 등 경영환경이 녹록지 않지만, 실질적인 경영개선에 집중하고 인천지역은 물론 우리나라 전체의 분산형 전원의 가치를 극대화하는 데 기여하겠다”고 말했다.

출처 : 전기신문(https://www.electimes.com)