[미래기술25]현대차·SK·두산 '연료전지 퍼스트 무버' 노린다

[이데일리 경계영 기자] 전 세계가 수소 연료전지를 주목하고 있습니다. 환경친화적인 데다 에너지 효율까지 높습니다. 자동차와 드론, 도심항공교통(UAM) 등 모빌리티에 탑재하면 친환경 이동수단으로 활용할 수 있고 발전용에 적용하면 분산형 전력망을 구축하는 데도 제격입니다.

관련 업계에 따르면 2021년 6월 기준 발전용 수소 연료전지 보급량은 △한국 622MW △미국 527MW △일본 352MW 등으로 집계됐습니다. 10년 후인 2030년 전 세계 발전용 연료전지 시장 규모는 2030년 최대 25.4GW 규모로 확대될 것으로 점쳐집니다. 유럽연합(EU), 미국, 중국 등 주요국이 수소 경제로의 전환에 나서면서 수소를 활용한 전력 생산이 필수가 됐기 때문입니다.

2021년 세계 최초로 수소법을 제정한 우리나라만 보더라도 발전용 연료전지 시장을 2040년까지 내수 8GW를 포함해 총 15GW까지 확대하겠다는 계획입니다. 가정·건물용 연료전지까지 포함하면 연료전지 규모만 17GW를 웃돌 전망입니다.

두산퓨얼셀이 연료전지를 공급한 한화 대산 수소 연료전지 발전소. (사진=두산퓨얼셀)

국내에서 발전용 연료전지 실적이 가장 앞서 있는 기업은 두산퓨얼셀입니다. 두산퓨얼셀은 ㈜두산이 2014년 인수한 미국 UTC파워 연료전지 사업부가 그 시초로 2019년 10월 ㈜두산에서 분할되며 전문성을 강화하고 있습니다. 세계 최대 부생수소 발전소로 꼽히는 한화 대산부생수소발전소를 포함해 국내 수주 1위를 3년 연속 기록했습니다. 이미 34곳에 연료전지 344MW를 설치했고 9곳에 144MW를 설치하고 있습니다. 2021년 9월엔 중국 난하이에 440kW 수소 연료전지 4기를 공급하기로 하며 국내 업체 가운데 첫 수출 기록을 세웠습니다.

두산퓨얼셀은 이미 고분자전해질형 연료전지(PEMFC)와 인산형 연료전지(PAFC) 원천기술을 확보한 데서 나아가 고체산화물 연료전지(SOFC)까지 개발에 착수했습니다. 전기와 열, 수소를 동시 생산할 수 있는 트라이젠(TRI-GENERATION) 시스템 상용화에도 힘쓰고 있습니다. 두산퓨얼셀은 2030년 0.6GW 규모로 성장할 것으로 예상되는 선박 연료전지 시장에 진출하고 PEM 기반 수전해 시장에 진출하는 등 수소 에너지 분야에서 세계 1위 기업으로 자리 잡겠다는 목표입니다.

SK에코플랜트가 시공한 화성연료전지 발전소 전경. (사진=SK에코플랜트)

SK에코플랜트는 2019년 9월 세계적 연료전지 주기기 제작업체인 미국 블룸에너지와 합작법인 블룸SK퓨얼셀을 설립하면서 연료전지 시장에 뛰어들었습니다. 지분은 블룸에너지가 51%, SK에코플랜트가 49% 각각 보유합니다.

블룸SK퓨얼셀은 2020년 10월엔 경상북도 구미시에 연료전지 제조공장을 지었으며 현재 생산 규모가 연간 50MW지만 2027년 400MW까지 점진적으로 확대할 예정입니다. 에너지 효율이 상대적으로 높은 SOFC 연료전지를 기반으로 두산퓨얼셀이 독주하던 시장에 제동을 걸고 있습니다.

특히 SK에코플랜트는 2021년 초 연료전지사업에 더해 수소사업 담당 조직을 신설하며 수소사업추진단으로 조직을 확대 개편하고 사업에 더욱 박차를 가하고 있다. 2021년 4월부터 블룸에너지·SK어드밴스드와 협력해 부생수소를 100% 연료로 주입하는 순수 수소 SOFC 실증 사업에도 돌입하는 등 연료전지 사용·설치 고객층과 시장을 넓혀갈 계획입니다.

연료전지 시장에 모습을 드러낸 또 다른 강자는 현대자동차그룹입니다. 현대차그룹은 수소전기차 넥쏘와 수소전기트럭을 개발·양산하면서 갖춘 연료전지 기술력을 기반으로 2020년 9월 유럽 에너지 솔루션 스타트업에 연료전지 시스템을 수출하기도 했습니다.

현대차그룹은 2021년 1월 ‘에이치투’(HTWO)라는 독자 브랜드를 선뵈며 연료전지 시장 진출에 신호탄을 쏘아 올렸고 2022년 하반기 완공을 목표로 중국 광저우에 연료전지 시스템 전용공장 ‘HTWO 광저우’를 짓고 있습니다. 이곳에선 연료전지가 연간 6500기 생산될 예정입니다.

계열사 가운데 현대모비스는 2018년 충주에 연간 생산량 2만3000기 수준의 수소 연료전지 일관 생산 체제를 구축한 데 이어 2021년 10월 인천 청라와 울산에 연간 생산량 10만기 규모의 수소 연료전지 스택을 생산하는 공장을 착공했습니다. 인천·울산 공장은 2023년 하반기 양산이 목표이며 1조3000억원가량을 투자할 예정입니다. 현대차그룹은 세계 최고 연료전지 기술을 갖춘 ‘퍼스트 무버’(First Mover)로 세계 연료전지 시스템 시장에서 리더십을 확보하겠다는 방침입니다.

울산에서 시범 운영 중인 현대차의 연료전지 발전소. (사진=현대차)