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포스코에너지 메인.jpg

 

포스코에너지,

'연료전지, 발전, 신재생에너지로 종합에너지 기업 거듭나'
친환경 부생가스발전소, 60만 가구 1년 사용량 발전

 

 

 

국내 최초 민자발전사인 포스코에너지가 연료전지, 발전, 신재생에너지의 3대 핵심 사업을 추진하는 글로벌 종합에너지기업으로 도약하고 있다. 작년 매출 2조 9,000억 원, 영업이익 2,300억원이라는 창사 이래 최대 실적을 달성한 포스코에너지는 2020년까지 매출 12조의 ‘월드 베스트 그린 에너지(World Best GREEN Energy Company)’로 성장한다는 비전을 수립하고 세계 시장을 무대로 끊임없이 성장해 나가고 있다. 포스코에너지를 소개한다.

 

 

국내 최초 민자발전사인 포스코에너지가 연료전지, 발전, 신재생에너지 등 핵심 사업을 중심으로 글로벌 종합에너지기업으로 도약하고 있다.
포스코에너지는 3,000MW급의 인천 LNG복합발전소를 운영하며 수도권 지역에 안정적으로 전력을 공급하고 있다. 국내 최초로 제철소에서 발생하는 부생가스를 연료로 발전하는 300MW급 광양 부생가스 복합발전소와 세계 최초로 고로가스와 파이넥스 가스 혼합기술을 이용한 145MW급 포항 부생가스 복합발전소를 운영하고 있다.
국내에서 축적한 기술력을 바탕으로 포스코에너지는 올해 외국에서도 첫 성과를 냈다. 지난 1월 16일 인도네시아 찔레곤에서 첫 번째 해외발전소인 200MW급 부생가스발전소 준공식을 했다. 동남아 지역에 처음으로 준공한 일관제철소 부생가스발전소는 1, 2호기(각 100MW)로 구성돼 있다.
제철소에서 발생하는 잉여 부생가스를 연료로 시간당 20만kW의 전력을 생산한다. 이는 60만 가구가 1년 동안 사용할 수 있는 양이다. 기존에 버려지던 에너지를 재활용하는 부생가스발전은 화석연료를 대체하고 대기환경 오염도 줄여 친환경 발전이란 평가를 받고 있다. 화석연료를 대체하면서 이산화탄소 감축 효과는 연간 100만t에 달한다. 이 사업은 현지의 관심이 많아 인근 국가에서 추가 발주도 있을 것으로 기대하고 있다.
아울러 포스코에너지는 베트남 꽝난주에 1,200MW의 석탄 화력발전, 몽골 울란바토르에 450MW의 석탄열병합발전, 인도네시아 남부 수마트라 섬에 석탄화력발전사업 등을 추진하고 있다.
포스코에너지는 LNG복합발전이나 부생가스 복합발전뿐만 아니라 연료전지, 태양광, 자원순환 등 신재생에너지 분야의 사업 다변화에도 적극적으로 나서고 있다. 2007년 연료전지 사업을 시작한 이래 국내 21개 곳에 115.6MW를 설치했다. 우리나라에 설치한 대부분 연료전지는 포스코에너지가 설치했다. 이렇게 축적한 노하우와 기술을 바탕으로 포스코에너지는 해외시장으로 영토를 넓혀가고 있는 것이다.
또 작년 7월 전라남도 신안군 폐염전 부지에 총 7MW 태양광 발전단지를 완공해 연간 9,300MWh의 전력을 생산하고 있으며, 올 8월까지 7.5MW 발전단지를 추가 건설할 계획이다. 이 밖에도 지난해 11월, 국내 최초로 쓰레기를 연료로 발전하는 RDF(폐기물 고형연료화) 발전소를 준공했다. 부산시에서 발생하는 하루 총 4,000t의 생활폐기물 중 500t을 연료화해 연간 5만7,000가구가 사용할 수 있는 19만MWh의 전력을 생산하는 이 발전소는 쓰레기 처리와 에너지 생산이라는 ‘일거양득’의 효과를 발휘하는 획기적인 기술로 평가받고 있다. 
 

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포스코에너지, 연료전지 사업에 집중

포스코에너지는 신재생 산업 가운데 연료전지가 충분한 잠재력과 가능성이 있다고 보고 집중 투자하고 있다. 포스코에너지가 연료전지사업을 시작한 지 약 8년이 됐다. 그동안 포스코에너지는 한 걸음 두 걸음 속도를 내며 연료전지산업에서 새로운 역사를 쓰고 있다.
포스코에너지 연료전지사업 관계자는 “과거 신재생에너지 발전차액지원제도(FIT)부터 지금의 신재생에너지공급의무화제도(RPS)까지 큰 정책적 흐름에서 비교적 일관되게 가고 있는 듯하다”며 “초기에 정부가 연료전지를 포함한 신재생에너지산업육성에 강한 의지를 보였기에 우리도 정부의 의지와 우호적인 신재생에너지 정책을 신뢰하고 사업을 시작할 수 있었다”고 말했다.
정부의 신재생에너지 육성 정책에 더해 원전 및 정전사태와 밀양 송전탑 사태 등으로 분산전원의 필요성에 대한 공감대가 크게 형성되면서 좁은 국토 면적에 도심 지역 인구밀도가 높은 우리나라의 경우 더욱이 분산전원 형태의 수요가 필요한 상황에서 환경적 특성을 고려한다면 친환경 분산전원인 연료전지가 대안이 되고 있다.
포스코에너지는 지속적인 기술개발을 통한 품질향상과 원가절감을 실현해 나가고 있다. 포스코에너지는 그동안 포항에 BOP 및 스택공장을 준공한 데 이어 현재 셀 제조공장을 건설 중이며 내년 하반기부터 전 공정 국산화를 달성한 연료전지를 시장에 본격적으로 공급할 계획이다.
포스코에너지는 미국의 퓨얼셀에너지(FCE)와 전략적 기술제휴를 맺고 정비·설치·시공을 시작으로 BOP(주변설비), 스택제조기술까지 단계별 국산화를 실현하고 있다. 하지만 아직 셀 생산기술은 우리가 갖고 있지 않기 때문에 FCE에 의존할 수밖에 없는 상황인데 셀 제조공장 준공 후 본격적으로 제품을 생산하면 앞으로는 연료전지설비 공급에서 좀 더 탄력을 받을 것으로 보인다.
포스코에너지 관계자는 “전체 연료전지설비에서 셀 원가가 40%를 차지하는데 국내 생산체계가 마련되면 설비가격도 크게 낮출 수 있으며 또 품질문제도 완전히 해결할 수 있을 것”이라고 말했다.
셀 제조공장 준공을 통해 전 공정 국산화를 달성하면 이때부터는 해외시장 진출에도 적극 나설 계획이다. 이미 해외에 상당한 규모의 시장이 있다는 것을 확인했으며 현재 일본, 중국, 동남아, 중동 등 해외국과 전략을 협의 중이라고 한다.
또한, FCE와의 협상을 통해 아시아, 중동 지역에는 포스코에너지가 독점으로 연료전지제품을 수출할 수 있는 기반도 마련해 놨으며, 해외영업조직도 갖추는 등 상당한 준비 작업을 하고 있다. 포스코에너지는 연료전지사업을 국가대표 녹색사업으로 만들어 나갈 수 있도록 사업방향을 맞추고 집중하고 있다.

 

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성공 사례, 상암동 수소연료전지 발전소

서울 상암동 월드컵공원 내 노을공원 입구에 위치한 수소연료전지 발전소. 이 발전소는 인근 2,500~3,000가구에 총 2,400kW의 전력을 공급한다.
수소연료전지 발전은 천연액화가스(LNG)에서 추출된 수소와 공기 중 산소가 화학반응을 일으켜 전기를 생산하는 방식이다. 질산화물이나 황산화물 등 대기오염물질이 나오지 않는다. 소음도 다른 발전소에 비해 현저히 적다.
수소연료전지 발전소는 그 흔한 송전탑도 필요 없다. 전기가 필요한 곳에 설치해 바로바로 공급하는 분산전원이기 때문이다. 송전탑 건설로 인한 주민과의 갈등도 당연히 없다.
쉽게 지을 수 있는 이 친환경발전소는 그러나 아직 발전단가가 높다. 수소연료전지 발전소의 1kWh당 발전원가는 현재 약 250원. LNG복합발전소의 150원에 비해 100원이나 비싸다. 그나마 정부의 신재생에너지 공급의무화(RPS) 제도에 힘입어 그 차액을 보전받고 있다.
그런데 발전소를 운영하는 포스코에너지는 조만간 정부 지원 없이도 LNG, 또는 화력발전소의 발전원가에 근접한 수준으로 가격을 낮출 수 있을 것으로 기대하고 있다. 2007년 900만~1,000만원에 달했던 1kW당 투자비는 최근 400만원대까지 하락했다.
이르면 올 연말 포항 연료전지 단지 내 준공되는 셀(CELL, 수소연료전지의 핵심소재) 공장이 본격적으로 가동하면 발전원가는 더욱 하락하게 된다. 2만790m2 규모로 연간 70MW의 생산능력을 갖춘 셀 공장은 ‘연료전지 100% 국산화’의 최종 정착지이다.
포스코에너지는 2007년 미국 FCE사로부터 BOP(연료전지에 연료를 공급하고 생산된 전력을 변환하는 장치), 스택(전력과 열을 생산하는 연료전지 핵심부품) 제조 기술을 차례로 이전받았다. 이후 포항에 BOP와 스택 제조공장을 차례로 준공하면서 발전원가를 떨어드렸고, 올 연말 셀공장 완공으로 연료전지 전 부문의 수직계열화를 완성하게 된다.
포스코에너지는 경기그린에너지 연료전지단지를 비롯한 국내 21개소에 115.6MW를 설치했다. 포스코에너지는 원료인 LNG 가격이 저렴한 중국, 인도네시아, 중동 등에서 사업을 추진 중이다. 인도네시아 자카르타에 수출한 300kW급 연료전지설비는 올해 완공될 예정이다.
발전원가가 꾸준히 하락하면서 시장규모도 확대되는 양상이다. 관련 업계는 정부의 신재생에너지 지원정책에 힘입어 연 100MW까지 시장이 늘어날 것으로 보고 있다. 해외에서도 2030년까지 25조원 규모 시장이 형성될 전망이다. 이미 사업 잠재력을 엿본 LG가 연료전지 원천기술을 확보한 롤스로이스 퓨러셀시스템스를 인수해 조만간 상용화를 목표로 연구개발을 진행하고 있다. SK도 덴마크 톱소퓨얼과 기술제휴를 맺고 2015년 상용화를 목표로 공동개발을 진행 중이다.

 

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포스코에너지, 동양파워 인수전 합류

포스코에너지가 동양파워 인수에 나섰다. 동양파워 인수전에는 SK가스, 두산중공업, 현대산업개발·한화건설
컨소시엄, 대우건설 등이 뛰어든 바 있어 이들의 각축전이 예상된다.
포스코에너지는 최근 마감된 동양파워 예비입찰에서 인수의향서를 제출했다고 밝혔다.
회사 관계자는 “2년마다 결정되는 정부의 에너지 수급계획과 현 발전시장을 미뤄볼 때 신규 석탄화력발전소 허가가 나지 않으리라고 보인다”며 “이미 석탄발전소 사업권을 확보한 동양파워를 인수하기로 결정했다”고 말했다.
아울러 동양파워가 동양그룹의 구조조정 과정에서 매물로 나온 만큼 인수가격이 신규 투자와 비교하면 상대적으로 저렴할 것이란 계산도 깔렸다.
동양시멘트가 지분 55%를 보유한 동양파워는 지난해 동양시멘트의 삼척 폐광산 부지에 2,000MW 규모 석탄화력발전소를 건설·운영하는 사업권을 취득했다. 기업회생절차를 밟고 있는 동양시멘트는 지난 2월 법원의 허가를 받아 동양파워 매각 작업에 착수했다.


포스코에너지  www.poscoenergy.com

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 포스코에너지, 연료전지, 발전, 신재생에너지로 종합에너지 기업
:
Posted by 매실총각


 

 

2012년 상반기 영업이익률 64%, 민간발전기업 중 최고

 

SK그룹 내 효자기업으로… 셰일가스 개발, 집단에너지 사업으로 확대일로

 

 

민간발전기업 가운데 가장 잘나가는 기업은? 바로 SK E&S이다. 이 회사는 민간발전기업 가운데 60%대의 영업이익률을 기록하면서 SK그룹 내 효자기업으로 자리 잡았다. 관련업계는 영업이익을 발생시키는 사업구조에 관심이 쏠리고 있다.

한국전력공사 ‘주요 민간발전사 영업이익률 현황’ 자료에 따르면 SK E&S는 2012년 상반기 매출 6천121억원, 영업이익 3천975억원을 올려 64.9%의 영업이익률을 기록했다. 다른 민간발전기업사들의 10%대와 비교하면 단연 앞선다. 잘 나가는 기업 SK E&S를 소개한다.

 

   

SK E&S는 1999년 SK와 미국 에너지기업 엔론(Enron)의 공동 출자기업인 SK Enron으로 출범했다. 2005년 엔론이 철수하고 호주 투자은행인 맥쿼리가 새로운 파트너로 참여해 사명을 SK E&S로 변경했다. 2009년 5월 SK와 맥쿼리가 공동경영을 종료하면서 현재 SK와 SK C&C가 SK E&S의 주식을 보유하고 있다.

SK E&S는 SK그룹은 LNG 사업의 수직계열화 라인에 있다. LNG의 생산판매(SK이노베이션)부터 처리, 저장, 복합화력 발전용 인프라 구축(SK건설), 제품운송(SK해운), LNG 전력발전사업(SK E&S)까지 LNG 밸류 체인이 그것이다.

SK E&S는 LNG를 원료로 하는 도시가스ㆍ전력ㆍ집단에너지 사업을 하는 종합 에너지 회사다.

현재 7개 도시가스 자회사를 통해 전국에 도시가스를 공급하고 있다. 아울러 전국 7개 지구의 집단에너지 사업권을 획득해 6만여 가구(위탁운영 포함)에 열과 전기를 공급하고 있다. 2012년 매출은 6조원이 예상되는 가운데 2020년 매출 목표는 15조원이다.

이중 SK E&S는 도시가스사업, 집단에너지사업, 전력사업을 직영하고 있으며 국내에 도시가스사업 자회사 7개와 집단에너지 자회사 1개, LNG 트레이딩 회사 1개까지 총 9개의 자회사를 보유하고 있다. 중국에서 2개의 도시가스사업 조인트 벤처를 운영한다.

주요 사업인 도시가스 부문은 전국 300만개 수요처를 확보해 점유율 22%를 차지하고 있다. 집단에너지 사업은 서울 강동지구와 송파지구, 당진, 대전, 익산, 부산, 김천 등에서 진행한다. 전력사업으로 수도권 지역에 LNG복합화력발전소를 건설·운영하고 있으며 자가소비용 LNG 직도입과 이를 위한 LNG터미널 건설을 추진하고 있다.

SK E&S는 2011년 8월 케이파워를 흡수합병해 발전설비용량 537MW급 2기를 보유하고 있는 광양 LNG복합화력발전소(케이파워 부문)와 시너지를 기대하고 있다.

SK E&S는 2013년 1월까지 오성 복합화력발전소(800MW급), 2014년까지 장흥과 문산에 각각 800MW 규모의 복합발전소를 건설할 계획이다. 이렇게 되면 SK E&S 발전사업부문은 2015년까지 총 3천400MW급 이상의 복합화력발전 설비를 갖춰 국내 최대의 민간발전 기업으로 성장할 것으로 예상한다.

또한 호주 바로사-칼디타 가스전 지분을 3억1천만달러에 매입, 투자도 활발하게 진행하고 있다.

SK E&S의 경쟁력은 발전부문에서 LNG 직도입 체제를 갖춰 경쟁사 대비 원가를 낮출 수 있다는 점이다. 이 회사는 2004년 인도네시아 Tangguh PSC Contractor Parties와 장 장기계약을 통해 2025년까지 연간 50만~60만톤(t)의 LNG를 안정적으로 공급받고 있다.

현재 국내에 수입되고 있는 LNG의 90% 이상은 한국가스공사가 1차로 계약, 구입한 뒤에 민간발전사업자가 재구매하는 방식이다.

증권업계 따르면 지난해 1분기 기준으로 포스코파워, GS EPS, GS파워의 LNG 평균구입가격이 t당 99.5만원인 반면 SK E&S 발전부문은 32.4만원 수준으로 훨씬 싼 값에 LNG를 구입했다.

하이투자증권 기업보고서에 따르면 “지난 10년 동안 전력 수요는 매년 평균 5.7%씩 지속적인 성장세를 보이는 반면 전력 공급이 한정돼 있어서 최근 전력난이 반복되고 있다”며 “전력판매 방식을 고려할 때 SK E&S 발전부문의 가동률이 높아지면서 실적이 급성장하고 있다”고 평가했다.

 

 



 

 

라이벌과의 협력 통한 시장경쟁력 확보 적극 나서

 

SK E&S가 에너지업계에서 잘나가는 대표적인 사례로 최근 대표 경쟁사인 GS그룹과 손잡은 일이다. 1조원 규모의 액화천연가스(LNG) 터미널을 건설하기 위해 GS에너지와 내년 중 지분을 절반씩 보유하는 별도 법인을 설립, 두 그룹 간 첫 합작사를 세우기로 한 것.

지난해 말 중순 SK E&S는 GS에너지가 추진 중인 충남 보령 LNG 터미널 건설사업에 공동 투자키로 했다.

GS에너지와 SK E&S는 1차로 내년 7월께 1730억원씩 출자해 지분 50 대 50의 합작법인을 설립하고 LNG 터미널 건설에 들어갈 계획이다. 이후 재무적투자자(FI)를 유치해 2016년까지 단계적으로 총 1조원을 투자, 2017년 가동을 목표로 하고 있다.

이 사업은 GS그룹이 2006년부터 공을 들여왔던 대규모 프로젝트로 포스코에 이어 국내에선 두 번째로 민간 LNG 터미널을 건설하는 것이다. GS는 막대한 초기 투자비 부담을 덜고 일정한 수요처를 확보하기 위해 SK와 공동 투자를 결정한 것으로 알려졌다.

GS는 보령 영보산업단지 108만910m2(33만평) 부지를 사들이고 환경영향평가와 터미널 설계작업을 완료한 상태다.

LNG 터미널은 20만㎘짜리 저장탱크 3기와 기화설비 등 연간 300만t의 LNG를 처리할 수 있는 규모로 지어질 계획이다.

GS와 SK는 고도화설비 연료 등 자가소비용 LNG를 저장하고 운송하기 위해 LNG 터미널을 건설하는 것으로 전해졌다. 중장기적으로는 자가소비용 LNG뿐 아니라 직도입을 추진하는 다른 기업들을 대상으로 상업화한다는 포석도 깔렸다는 게 업계 분석이다.

애초 GS칼텍스가 진행하던 이 사업은 올해 초 물적 분할된 에너지 전문 지주사 GS에너지가 넘겨받았다. GS에너지는 LNG와 전기 등 에너지사업뿐 아니라 유전개발을 비롯해 GS그룹의 신규 사업을 주도하고 있다. GS에너지와 손잡은 SK E&S는 올해 3분기 누적 순이익이 5000억원에 가까운 SK(주)의 알짜 자회사로 LNG와 전력·집단에너지 사업을 하고 있다.

SK E&S가 천연가스에 관심이 많은 이유는 최근 10년간 전 세계적으로 천연가스는 환경 및 가격 상 이점으로 인해 다른 에너지원 대비 수요가 급증하고 있기 때문이다. 특히 진흙이 쌓인 퇴적암층(셰일층)에 존재하는 천연가스인 셰일가스에 특히 집중하고 있다.

 



 

 

국내 LNG 발전소 건설, 주민 반대 있지만….

 

SK E&S 신규 발전소 건설 사업이 지역주민의 반대로 제동이 걸렸다. 추진 중인 세 곳 가운데 한 곳은 협의가 마무리돼 착공 준비 중이지만 나머지 두 개 발전소는 진통이 예상된다.

SK E&S는 2011년부터 장흥·문산 천연가스(LNG)복합화력발전소를 시작으로 2012년 김제 석탄화력발전소, 양주 LNG복합화력발전소 등 세 개의 발전소 건설을 추진하고 있다.

건설 추진 중인 세 지역 모두 지역주민과 시의회의 반대에 부딪히고 있다. 2011년부터 파주읍에 건설을 추진하고 있는 장흥·문산 LNG복합화력발전소는 파주시의회가 건설을 반대하는 건의문을 채택했다. 반대 이유는 환경보호와 농경지 훼손 우려다.

SK E&S는 지역주민과 협의를 통해 환경피해 최소화 약속과 발전소 건설부지 매입가를 감정평가에 의한 적정 보상액으로 매입할 계획임을 밝히고 동의를 얻어냈다. 지역주민의 동의와 파주시의회의 추가 반대 의향이 없자 지식경제부는 지난 8월 이 발전소 건설을 승인했다. 현재 SK E&S는 발전소 착공을 준비하고 있다.

하지만 다른 두 곳은 상황이 전혀 다르다. 김제 석탄화력발전소 건설은 김제시의회와 지역주민이 반대하고 있다. 이 발전소가 건설되면 인근 군산항이 ‘석탄항’으로 전락할 수 있다는 이유다. 발전소가 건설되면 군산항을 통해 하루 평균 6,000톤, 대형트럭 200대 분량의 발전용 석탄이 운반된다.

양주 LNG복합화력발전소 역시 지역 주민과 협의할 시간이 부족해 동의를 얻지 못했다. SK E&S는 지난 7월 양주지역에 LNG복합화력발전소를 건설하는 내용의 의향서를 지식경제부에 제출했다. 그러나 신청서 마감기간인 지난 25일까지 주민과 시의회 동의서를 제출하지 못했다.

SK E&S 관계자는 “김제와 양주 지역 발전소 건설의향서를 제출한 업체는 SK E&S가 유일하다”며 “주민 동의를 얻기 위해 시간은 소요되겠지만 경쟁자가 없기 때문에 발전소 건설계획에는 차질이 없을 것”이라고 말했다.

 



 

 

SK E&S, 연료전지 발전 본격화

 

SK E&S가 연료전지 발전사업을 본격 추진하고 있다. SK E&S는 지난해 미국 UTC 파워로부터 400㎾급 연료전지 시스템인 ‘퓨어셀 모델 400(PureCell Model 400)’ 14기를 공급받고 있다.

SK E&S는 2013년 말까지 완전 가동을 목표로 총 2단계에 걸쳐 연료전지 발전소를 설립한다. 1단계로 경기도 평택시 소재 SK E&S 신규 발전소에 연료전지 7기를 설치, 올해 가을부터 수도권에 전력을 공급한다는 계획이다.

연료전지에서 발생하는 열은 고덕 국제 신도시에 공급할 예정이다. 2단계로 평택 발전소에 퓨어셀 시스템 7기를 추가 설치, 2013년 여름에 완전히 가동할 예정이다. 총 설치용량은 6MW 달한다. SK E&S는 연료전지를 통해 전력·집단에너지 공급능력을 확대하고 RPS 대응에 나선다는 복안이다.

 

SK E&S www.skens.com

:
Posted by 매실총각



 

 

 

포스코에너지, 연료전지 원천기술 확보

 

 

국내 업체가 연료전지 사업 시작한 지 5년 만에 연료전지 기술 자립 ‘성공’해 2012년 연료전지 산업부문의 단연 손꼽히는 뉴스다.

뉴스의 주인공은 포스코에너지. 지난 11월 포스코에 따르면 포스코에너지는 미국 퓨얼셀에너지(Fuel Cell Energy)와 연료전지의 핵심부품인 셀(Cell) 제조기술 이전계약을 체결했다고 밝혔다.

이로써 포스코에너지는 고효율·친환경 발전설비인 연료전지 사업을 시작한 지 5년 만에 연료전지 기술 자립을 실현하게 됐다.

이번 계약으로 포스코에너지는 연료전지 발전시스템의 원천기술을 확보하고, 2015년도 상반기까지 경북 포항 연료전지 공장단지 안에 2만 826m2(약 6,300평) 규모의 셀 공장을 준공, 연산 70MW 규모의 셀을 생산할 계획이다. 셀 공장 건설 관련 투자규모는 약 1천억 원이다.

포스코에너지는 지난 2007년부터 연료전지 서비스 기술을 시작으로, 연료 공급과 전력변환을 담당하는 설비인 BOP(Balance of Plant)와 전기를 생산하는 설비인 스택(stack)을 차례로 국산화해왔다.

 

 

경북 포항, 100MW 연료전지 생산공장 건설 생산 중

 

이와 관련, 경북 포항에 연산 100MW의 연료전지 생산공장을 건설했으며, 발전용(2.8MW, 1.4MW)과 건물용(300kW, 100kW) 제품을 생산 중이다.

포스코에너지 관계자는 “연료전지 원천기술의 핵심인 셀 국산화는 해외 의존에서 완전히 탈피, 독자적인 사업기반을 구축했다는 데 그 의미가 매우 크다”며 “원가절감, 부품소재 기업육성, 고용창출, 차세대 기술 조기 개발에 박차를 가하여 저탄소 녹색성장의 글로벌 리더로 나아가겠다”고 말했다.

연료전지는 기존 발전기술 대비, 효율이 높고 환경친화적이며 설치면적이 작아 도심형 그린에너지로 수요가 증대되고 있다. 이미 전국 20개 지역에 53MW의 연료전지를 설치, 가동 중인 포스코에너지는 현재 경기도 화성시에 세계 최대 규모인 60MW급 연료전지 발전단지를 건설할 계획이다.

이 밖에도 신재생에너지 의무할당제(RPS), 서울시의 원전 하나 줄이기 종합대책 시행 등에 따라 국내 연료전지 시장은 더욱 확대될 전망이다. 한편 포스코에너지는 연료전지 국산화의 완성을 발판으로 해외시장 개척에도 박차를 가할 계획이다. 내년 2월 인도네시아 자카르타에 300kW 연료전지발전소를 준공하며 향후 동남아시아와 중동, 일본 등에도 진출할 예정이다.

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 연료전지(Fuel Cell) 발전, 공해배출 없는 에너지

 

 

연료전지는 작동 온도와 주 연료의 형태에 따라 알카리형(AFC), 인산염형(PAGC), 용융 탄산염형(MCFC), 고체 전해질형(SOFC), 고분자 전해질형(PEMFC) 등으로 구분된다.

연료전지의 일반적인 특성은 연료가 전기화학적으로 반응하여 전기를 생산하는 과정에서 열도 발생하므로 총효율을 80% 이상으로 높이는 고효율 발전이 가능하며 기존의 화력 발전에 비해 효율이 높으므로 발전용 연료의 절감이 가능하고 열병합 발전도 가능하다. 또한 NOx와 CO2의 배출량이 석탄 화력 발전의 1/38과 1/3 정도이며 소음도 매우 적어 공해 배출 요인이 거의 없는 무공해 에너지 기술이다.

이와 더불어 모듈화에 의한 건설 기간의 단축, 설비 용량의 증감이 가능하고 입지선정이 용이하다. 따라서 도심 지역 또는 건물 내 설치가 가능하여 경제적으로 에너지를 공급할 수 있으며 천연가스, 도시가스, 나프타, 메탄올, 폐기물 가스 등 다양한 연료를 사용할 수 있으므로 기존의 화력 발전을 대체하고 분산 전원용 발전소, 열병합 발전소, 무공해 자동차 전원 등에 적용될 수 있다.

연료 전지 발전 시스템은 수소를 함유한 일반 연료(LPG, LNG, 메탄, 석탄가스 메탄올 등)로부터 연료 전지가 요구하는 수소를 많이 포함하는 가스로 변환하는 연료 개질 장치, 연료 개질 장치에서 들어오는 수소와 공기 중의 산소로 직류 전기와 물 및 부산물인 열을 발생시키는 연료 전지 본체, 그리고 연료 전지에서 나오는 직류를 교류로 변환시키는 전력 변환 장치로 구성된다. 이와 같은 기본적인 장치 외에도 플랜트의 효율을 높이기 위해서는 연료전지 반응에서 생기는 반응열과 연료 개질 과정에서 나오는 폐열 등을 이용하는 장치가 부수적으로 필요하다.

연료전지 기술을 선도하고 있는 미국은 1962년 제미니 계획에 의하여 우주 및 군용의 알칼리 연료 전지 연구를 처음 시작하였다. 그 후 1969년 28개 가스회사가 중심이 되어 주거용 및 상업용 인산염형 연료 전지 기술 개발을 위한 9년 계획인 TARGET(Team to Advanced Research for Gas Energy Transformation) 프로그램을 수립하고 이를 UTC(United Technology Corp, 현재 IFC: International Fuel Cell) 사에 개발을 위탁함으로써 시작되었다.

일본은 1981년부터 6년 동안 에너지 절약 기술 개발 계획(Moonlight Project)의 일환으로 연료전지의 신뢰성 향상과 고효율화 기술의 개발을 추진하였고 인산염형의 경우 1,000kW급 발전 설비의 독자 개발과 실증 실험, 200kW급 현지 설치형의 상용화를 목표로 하여 연구 개발을 추진하였다.

유럽의 연료전지 기술 개발은 미국과 일본의 기술 독점에 대한 방어적 개념에서 개발이 추진되고 있으며 연료 개질기, 전력 변환 및 System Engineering 관련 기술을 기업이 보유하고 있다. 네덜란드는 '86년부터 PEO주도로 미국의 IGT에서 핵심기술을 도입하여 ECN에서 MCFC를 개발하고 있다. 이탈리아는 '86년부터 ENEA 주도로 VOLTA 계획을 추진하여 PAFC, MCFC, SOFC를 개발하고 있다. 기타 국가는 기초 연구, 주변 기술(개질, 전력 변환)의 개발을 추진하고 있으며 Siemens, ABB, Haldor Topsoe A/S 등이 관련 기술을 보유하고 있다. 캐나다는 자동차용 고분자 전해질형 연료전지 개발을 주도하고 있으며 Ballard Power System Inc에서 연료 전지 버스와 승용차를 개발하고 있다.

 

 

 

국내 첫 연료전지 개발은 1985년 5.9kW급 인산염형

 

국내의 연료전지 기술 개발은 1985년부터 한국에너지기술연구소와 한전기술연구원 공동으로 5.9kW급 인산염형 연료전지 본체를 수입하여 국내 최초로 발전 시스템을 구성하여 성능 실험을 실시한 것이 효시이다. 이를 계기로 국내에서도 연료전지 개발의 중요성을 인식하게 되었으며 최근에는 연구 개발 사업이 활성화되어 인산염형, 용융 탄산염형, 고체 전해질형 및 고분자 전해질 연료 전지도 개발하고 있다.

이 연구소는 1987년부터 6년 동안 과기처 국책 연구 사업을 주관하여 연구소, 대학 등이 공동으로 참여하는 인산염형 연료 전지 개발 연구를 수행하였으며 '92년도에는 1kW 인산염형 연료 전지 본체를 성공적으로 개발한 바 있다. 이 사업은 '93년부터 시작된 국가 선도 기술 개발 사업으로 연계되어 산․학․연 공동 참여를 통해 실질적인 50kW급 인산염형 연료 전지의 실용화를 위한 요소 기술을 개발하고 있으며 2000년까지 200kW급 인산염형 연료전지 발전 시스템 개발을 목표로 설정하고 있다.

또한 1989년부터는 통상산업부의 대체 에너지 기술 개발 사업으로 40kW급 인산염형 연료전지 발전 시스템의 개발 사업을 수행하였다. 연료전지 본체 개발은 호남정유, 연료 개질기는 유공, 전력 변환 장치는 금성산전(현 LG산전), 계통 연계 기술 개발은 한국전기연구소가 담당하고 가스공사가 사업을 주관하는 공동 연구 체제를 구성하였다.

현재 국내의 기술 수준은 전반적으로 기초 연구 단계이나, 연료 전지 본체를 포함한 연료개질, 전력 변환 장치 등의 소규모 시제품 개발을 목표로 하여 추진 중이며 최근 10kW급 인산염형 발전시스템과 5kW급 고체고분자 발전시스템이 한국에너지기술연구소에 의해 개발되었으므로 이러한 발전추세로 보아 단기간 내 현재의 선진 기술 수준에 근접할 수 있을 것으로 전망된다.

 



 

 

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2013. 3. 22. 10:21

재생이 아닌 '신에너지'가 뜬다 전기산업특집2013. 3. 22. 10:21

재생이 아닌 '신에너지'가 뜬다

 

연료전지, 석탄액화, 수소, MHD, 태양연못 등 기술과 시장 확대 예상

 

 

지난 7월호 신재생에너지 특집 1탄에 이어 이번 호엔 신에너지에 대한 내용을 알아본다. 신에너지는 소수력, 연료전지, 석탄의 액화, 가스화 등 연료를 의미한다. 우리나라는 미래에 사용될 신재생에너지로 석유, 석탄, 원자력, 천연가스가 아닌 에너지로 11개 분야를 지정했다. 재생에너지는 태양열, 태양광발전, 바이오매스, 풍력, 소수력, 지열, 해양에너지, 폐기물에너지 등 8개 분야이고 신에너지는 연료전지, 석탄액화․가스화, 수소에너지 등 3개 분야다. 여기에 MHD 발전, 태양연못 등 에너지 분야를 한국에너지기술연구원의 자료를 통해 집중 조명해 본다.

이승재 편집장 sjlee@engnews.co.kr

 

   



 

 

 

소수력(Small Hydro Power)발전, 높은 에너지 밀도 보유

 

 

소수력(small Hydro Power)은 엄밀하게 정의를 내리기는 어려우나, 우리나라의 경우 설비용량이 10,000kW 이하인 수력발전을 말한다.

소수력 발전은 공해가 없는 청정에너지로서 국내에는 1,500MW 정도의 부존량이 확인되어 있으며 다른 대체 에너지원에 비해 높은 에너지 밀도를 가지고 있기 때문에 개발 가치가 큰 부존자원으로 평가되어 구미(歐美) 선진국을 중심으로 기술 개발과 개발 지원 사업이 경쟁적으로 활발하게 진행되고 있다.

소수력 자원의 적극적인 개발은 에너지원의 개발 차원뿐 아니라 경제․사회적으로 전력 수요 급증 시의 부하 평준화 효과 및 석유 수입 대체, 민간 주도의 반영구적 공익사업으로서 환경친화적인 에너지원의 개발을 통한 지역 개발의 촉진과 이로 인한 경제적 파급 효과의 극대화, 관련 기술의 수출 산업화 등의 부수적인 효과를 거둘 수 있다고 평가되고 있다.

구미(歐美) 선진국과 중국 등지에서는 일찍부터 소수력 개발의 사회․경제적 중요성을 인식하고 수문학적 자료를 비롯한 기초 통계 자료의 확보와 기술 개발 및 보급에 힘을 기울여 다음의 표에서 확인할 수 있는 것처럼 소수력 발전은 에너지원으로서뿐 아니라 주요 산업으로 자리를 잡아가고 있다.

소수력 발전 강국들은 토목 공사비를 절감하기 위한 방안으로 관개용 등 기존의 댐을 활용한 소용량 발전 시스템의 상용화와 사이폰식 저낙차(低落差) 시스템의 개발을 추진하고 있으며 발전용 댐 건설 기술의 개량과 댐 설계 및 운용의 최적화 기술의 개발에도 투자를 아끼지 않고 있으며 수차를 비롯한 다양한 소수력 발전 설비의 표준화를 추진하여 큰 성과를 거두고 있다.

우리나라에서는 '1982년 소수력개발 활성화 방안'이 공표되면서부터 소수력 자원의 개발이 본격적으로 추진되기 시작하였다. 국내의 소수력 자원은 약 1,500,000kW 정도가 개발이 가능한 것으로 평가되고 있으며 2007년 6월 말 현재 53개소에 65,222kW 용량의 소수력발전소가 가동되고 있다. 정부는 소수력 발전의 보급 확대를 위해 발전된 전력에 대한 매입 단가 보장, 장기 저리의 시설자금 융자 등의 보급확대 정책을 펴고 있다.

우리나라 소수력자원의 조사를 통하여 도출된 결과에 의하면 대부분의 소수력 발전 입지가 자연낙차가 크지 않다는 것을 알 수 있으며 자연낙차가 큰 소수력 발전입지는 매우 제한되어 있기 때문에 낙차가 작은 저낙차 소수력발전소의 건설에 노력을 기울일 필요가 있다.

또한 이와 병행하여 저낙차이면서도 고낙차(高落差) 소수력발전소에 비하여 경제성 면에서 뒤지지 않는 저낙차용 수차의 개발이 시급한 실정이다.

국내에서 가동되고 있는 소수력 발전소의 평균 설비용량은 약 1,200kW 정도이고 대부분이 낙차가 큰 곳에 위치해 있다. 그러나 낙차가 큰 입지가 줄어들고 있어 앞으로는 저낙차 소수력 자원을 효과적으로 개발할 수 있는 기술의 개발이 필요하다. 아울러 물 관련 기존 시설물의 미활용 소수력자원을 최대로 활용하는 방안도 검토되어야 할 것이다.

 

 

서울시 맞춤형 소수력발전기술 개발 나서

 

낙차가 크지는 않지만 유량이 풍부한 서울지역 상황에 맞는 국산 소수력발전기술이 개발될 전망이다.

서울시는 물재생센터와 아리수정수센터 등 낙차가 크지 않으나 유량이 풍부한 서울의 지형특성에 맞는 서울형 소수력발전설비 기술개발에 나선다.

소수력발전은 물의 낙차를 이용해 수차발전기를 회전시켜 전기를 생산하는 원리로 일반적으로 낙차가 2m 이상 되어야 상용발전이 가능한 것으로 알려졌다. 하지만 서울시는 올해부터 '서울형 녹색기술 육성을 위한 R&D지원사업'의 일환으로 2m 미만의 저낙차 조건에도 적용 가능한 고효율 수력발전설비 개발에 착수한다.

이에 따라 시는 고효율 수력발전설비 개발을 위한 사업자 모집 공고를 지난 8월 24일까지 신청받았다.

저낙차 소수력 기술개발은 서울시가 운영하고 있는 물재생센터와 아리수정수센터를 비롯해 서울소재 하천의 소수력 에너지까지 친환경에너지로 재탄생시키겠다는 의지를 담고 있다.

시는 이번 기술개발을 통해 4개 물재생센터 중 발전입지 여건이 가장 좋은 난지물재생센터에 우선으로 소수력발전시설을 설치하고 단계적으로 이를 확대한다는 계획이다.

 

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파력(Wave Force)

 

파력에너지(波力, Wave Energy)를 이용한 발전 기술 연구는 파력 자원이 풍부한 일본, 영국, 노르웨이 등에서 활발하게 추진되고 있다. 파력 발전은 심한 출력 변동과 대규모 발전 플랜트를 해상에 계류시키는데 기술적인 어려움이 있으나 2000년대 초에는 상용 발전이 가능할 것으로 전망되고 있다.

일본은 카이마이(Kaimei)에 240kW급의 해안 고정식 파력 발전 장치를 설치하여 시험 가동하고 있으며 해양 과학 기술 센터 주관으로 540kW급의 부유식 파력 발전소 건설을 진행하고 있다. 영국도 벨파스트의 퀸스(Queen's) 대학에 75kW급 파력 발전 장치를 설치하여 가동 중이고 덴마크는 34kW급 발전소에 대한 실증 실험을 진행하고 있으며 노르웨이도 500kW급 발전소를 건설하고 있다.

국내에서는 아직 파력 에너지의 개발에 관한 구체적인 연구가 시도된 바 없으나 파랑이 심하다고 알려진 일부 해역을 대상으로 타당성 검토를 선행시킬 필요성은 높다고 말할 수 있다.

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전국 방방곡곡 ‘신재생에너지’발전소 건설 

 

 

풍력·태양광·폐기물·바이오에너지·연료전지·수력발전  건설

 

 

신재생에너지 부문 건설현황은 크게 풍력발전태양광발전폐기물 소각발전바이오에너지 발전연료전지 발전수력발전으로 진행되고 있다.

풍력발전은  10 사업으로 331.6MW 시설용량이 추진되고 있고태양광 발전은 5 사업에서  43MW급이 건설되고 있다폐기물소각 발전은 1 사업에  20MW, 바이오에너지는 1 사업  30MW, 연료전지 발전은 2 사업  16.2MW급이 수력 발전은1 사업  60MW 시설이 설치되고 있다.

 



 

 

풍력발전전국 해안지역 중심 건설 완공 가동  

 

먼저 풍력발전 건설현황을 살펴보면태백풍력양산풍력김천풍력대기리풍력밀양풍력평창풍력삼무풍력무주풍력진안장수풍력 등이다남한의 해안을 따라 강원도에서 경상도 전라남도 지역을 주로 포진돼 있다. 

태백풍력 발전은 남부발전이 발전회사로 지정됐고강원도 태백시 하사미동에 건설된다발전용량은 18MW이며 지난 2010 사업허가를 승인받았다 공사비가 508억원이 들어가는 이번 공사는 올해 5 준공예정이다.

양산풍력발전은 경남 양산시 원동면 대리에 위치하며  발전용량은 12MW이다생산량은 연간 13,010MWh 2MW 6기가 돌아간다 90억원이 들어간 양산풍력발전은 08 준공돼 가동 중이다발전사업자는 동국S&C.

김천풍력은  3 가동에 들어갔으며 경북 김천시 봉산면과 어무면에 세워졌다 발전용량은 85MW이다 공사비가 2,186억원이 들어간 이곳 발전사업자는 ()김천풍력이다.

대기리 풍력발전은 강원도 강릉시 왕산면에 지난 2011 12월에 건립됐다 24MW 발전소로 2MW 12기가 돌아간다발전사업자는 강릉윈드파워()이다.

밀양풍력 발전은 경남 밀양시에 위치하며  공사비 993억원을 투자해 50MW 발전을 하고 있다한신DNP 발전사업자로 있으며연간 전력생산량은 140,933MWh이다.

평창풍력 발전은 강원도 평창군 회동리에 위치하고 있으며 남부발전이 서비스하고 있는데 발전 용량은 26MW이다지난해 부지측량을 맞히고 설치에 들어갔으며 올해 12 준공예정이다.

삼무(제주해상풍력 발전은 제주도 제주시 한경면 금동리에 위치하며  950억원을 투자해 3MW 10기가 돌아가며 발전하며 연간생산량은 7,380MMh이다발전 운영사업자는 ()엔씨이다.

무주풍력 발전은 전북 무주군 무풍면에 위치하며 발전사업자는 남부발전이다 1천억원이 투자됐으며 40MW 발전을 2013 12준공될 예정이다.

창죽풍력 발전은 강원도 태백시 매봉산 일대에 세워질 예정인데 16MW 발전을 기대하며 남부발전이 서비스할 예정이다공사비는 422억원 이다.

진안장수 풍력 발전은 전북 진안군장수군에 위치하며  750억원을 들여 2014 6 준공 목표하고 있다 발전용량은 30MW이다.

 

 

전남지역 중심 발전소 건설 완중 가동  

 

다음은 태양광발전 건설 현황은 보성태양광보령태양광쏠루체보성태양광삼미태양광디쏠라에너지태양광 발전 등이 건설되고있다.

보성태양광 발전은 ()YPP에너지가 서비스한다위치는 전남 보성권 겸백면에 자리했다 공사비 760억원이 들어가 지난 20088 준공했다시설용량은 10MW이다.

보령태양광은 충남 보령군 청소면에 위치하며  518억원을 투여해 2008 11 준공했다시설용량은 7MW이고 서비스 사업자는()엘지솔라에너지이다.

쏠루체보성태양광은 전남 보성군 노통면에 위치하며, 7MW 발전을 하고 있다준공은 2008 10 됐다.

삼미태양광 발전은 ()삼미가 발전사업자로 제주도 서귀포 남원읍 위미리에 세워졌다 발전 용량은 6MW이다. 

디쏠라에너지 태양광 발전은 전남 영광군 백수읍 하사리에 위치하며  1천억원의 공사비가 들어갔으며 발전용량은 13MW이다.

 

 

 

폐기물소각발전광주전남 혁신도시 발전, 20MW  6 준공

 

광주전남 혁신도시 발전은 전남 나주시 금천삼포면 일원에 건립되고  1,986억원을 투자해 2012 6 준공될 예정이다사용연료는 RDF  우드칩으로 시설용량은 20MW이다열병합 설비와 첨부부하 보일러 등이 설치됐다.

 

 

 

바이오에너지동해 목질계 바이오매스, 30MW 13 준공

 

동해 목질계 바이오매스는 강원도 동해시 구호동에 설립된다. 2013 3 준공 예정인  발전소는  공사비 1,415억원이 들어갔으며 시설용량은 30MW이다순환유동층 연소보일러가 설치됐고목질계 바이오매스가 연료로 사용되며 연간  182천톤이 소요될것으로 예상된다발전회사는 동서발전이다. 

 

 

 

연료전지송파거여 지구양주옥정 화천지구 9MW, 7.2MW

 

()SK E&S, 한난이 발전회사로 운영예정인 송파거여 지구 연료전지 단지는 LNG 연료를 사용하여 9MW 시설용량을 갖추게 된다.

 518억원이 투자된 이번 사업은 PAFC 3MW 3기가 설치되어 연간 56,673MWh 생산할 것으로 예상된다.

종합효율이 74.7% 전기 40.1%,  34.6 발생될 것으로 보인다.

양주옥정 회천지구 연료전지 단지는 경기도 양주시 옥정동 외에 설치되며 LNG연료를 통하여 7.2MW급의 시설용량을 갖추고 연간52,920MWh 생산하게 된다 공사비 345억원 투자된 이번 단지는 ()한진중공업한진도시가스한국남부발전, ()포스코건설이 발전사업자로 참여했다준공시기는 2020 10월이다.

 

 

 

수력발전 청평수력 4호기 60MW 가동중

 

청평수력 #4 경기도 가평군 설악면 희곡리에 만들어졌다한수원() 발전회사이며 781억원이 투자되어 지난해 12월에 최종준공됐다시설용량은 60MW이다형식은  수로식과 입축 카프란 수차를 이용한다연간 전력생산량은 47,700MWh이며 지난해1215일부터 상업운전을 시작했다.

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청정석탄(Clean Coal) 발전 시장 규모,

2020 850억달러 전망

 

재생에너지 시스템용 디바이스 시장 규모, 2016 318억달러 전망

 



 

 

()글로벌인포메이션은 최근 ‘청정석탄(Clean Coal) 기술’ 보고서에서 석탄은 가장 중요한 에너지원  하나이며세계에서 소비되는 전력의  42% 차지하는 연료원이라고 밝혔다.

석탄을 연소시키면 이산화탄소이산화황질소 산화물미립자가 배출되지만 석탄 발전의 환경 성과(Environmental Performance)향상시키는 청정석탄(Clean Coal) 기술이 지속적으로 유용한 연료원이   있게  것으로 기대하고 있다.

세계의 청정석탄 기술을 이용한 발전 시장 규모는 2020 850억달러로 확대될 전망이다석탄은 비용이 저렴하고 매장량이 풍부해서 앞으로도 발전을 위한 주요 연료원이  전망이다. 2010  세계에서  70 톤의 석탄이 생산되었으며전력의 40% 이상이 석탄 발전에 의한 것이었다.

세계 석탄 발전 시장은 균등화 발전원가 기준 4,000 달러 이상의 규모를 형성하고 있다그러나 기존의 석탄 발전은 세계적으로 온실가스 배출의 주원인이기 때문에 규제 강도가 높아졌으며장려하고 있지 않은 상태다또한 기존 화석연료의 경쟁 기술로서 청정재생에너지원이 부상하고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해  개의 청정석탄 기술이 적극적으로 개발되어 도입되기 시작했다 기술들을 이용함으로써 석탄 발전소의 효율을 높이고유해 배출가스를 줄일  있고이러한 기술들이 개발도입되면서 청정석탄 기술을 이용한 발전 시장은2010 630억달러 규모에서 2020 850억달러로 성장할 전망이다.

 

 

 

세계 재생에너지 시스템용 첨단 재료  디바이스 시장 규모, 2016 318억달러 전망

 

()글로벌인포메이션은 최근 ‘세계의 재생에너지용 첨단 재료  디바이스 시장’ 보고서에서 세계의 재생에너지용 첨단 재료  디바이스 시장은 연평균 성장(CAGR) 7.4% 성장해 2011  223억달러에서 2016 318억달러에 달할 전망이라고 밝혔다.

세계 재생에너지 시스템용 첨단 재료  디바이스 시장은 태양에너지풍력에너지소수력발전  해양에너지지열에너지의 4 부문으로 나눌  있다.

태양에너지(태양광발전  태양열발전부문은 연평균 성장률 3.4% 성장해 2011 183억달러에서 2016 216억달러에 달할 전망이다풍력에너지 부문은 연평균 성장률 18.3% 성장해 2011 39억달러에서 2016 91 달러에 달할 것으로 보인다소수력발전  해양에너지 부문은 연평균 성장률 102% 성장해 2011 2,890만달러에서 이후 2016 97,270만달러에 달할 것이며지열에너지 부문은 연평균 성장률 26.3% 성장해 2011 3,140만달러에서 2016 1100만달러로 성장할 것으로 예측된다.

재생에너지는 화석연료 이외의 에너지원으로부터 얻을  있는 자연 현상을 통해 단기적으로 보충 가능한 에너지라고 정의할  있는데 여기에는 풍력태양복사지열바이오매스와 수력(수력발전과 해양) 포함된다.

 

 

보조동력장치용 연료전지 2010 전체 시장의 20% 차지

 

()글로벌인포메이션가 “보조동력장치(APU) 애플리케이션용 연료전지” 보고서에서 보조동력장치(APU) 사용되는 연료전지는2010 전체 연료전지 시장의 20% 차지했지만, APU 이용되는 연료전지의 상업적 이용은 매우 제한되어 있다고 밝혔다.

2010  세계 연료전지 APU 출하량은 3,100개를 조금 넘어서는  불과했고이들  대부분이 유럽에서 제조되었다.

그러나 APU 용도로서의 연료전지 사용은 광범위한 분야로 확대되고 있다원래 항공 업계에서 사용되고 있던 “보조동력장치”라는용어는 주요 추진장치 이외에 예를 들어 난방과 조명  차량이 필요로 하는 전력을 공급하는 장치를 의미했다.

2020 예상 출하량은 5,000개를 조금 웃도는 정도로 연료 전지 APU 시장의 규모가 크지는 않지만향후  년간 강한 성장세를 보일것이다. Pike Research 보고서에서는 연료전지 APU 세계 매출이 2020 연간 6,600 달러에 달할 것으로 전망했으며, 2009년부터 2020년까지의 누적 투자액은 4억달러 이상에 이를 것으로 예측한다연료전지 APU 주요 4 분야는 해양트럭운송항공 RV차량이다 시장에서 연료전지 기술은 당초 차량의 APU 기능에 이용될 가능성이 있지만앞으로는 주요 추진장치를 보조하는데에 사용할 것으로 보인다.

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굴뚝과 소음이 없는 발전 ‘연료전지’가 온다 


2018년 글로벌 80억 달러 규모… 대기업·중소기업 등 적극 진출 나서


수소와 산소의 전기화학반응을 통해 연소과정 없이 전기와 열, 물을 생산하는 고효율ㆍ친환경발전설비인 연료전지가 최근 각광을 받고 있다. 

1839년 영국에서 처음 그 원리가 발견됐지만 환경파괴 이슈가 현재처럼 심각하지 않아 화석연료를 사용하던 과거에는 주목을 받지 못했다. 하지만 1990년대 상용화에 성공한 후 저변이 크게 확대되고 있다. 

연료전지 전문업체 관계자는 “석탄 등 화학에너지를 열에너지 → 운동에너지 → 전기에너지로 순차적으로 변환시켜 전기로 만드는 기존 화력발전과 달리, 연료의 화학에너지를 직접 전기에너지로 바꿔주기 때문에 에너지 손실이 적어 발전설비 중 효율이 가장 높다”고 말했다. 연료전지 원리는 ‘물의 전기분해’ 역반응. 물을 전기로 분해하면 수소와 산소가 발생하는데, 역으로 수소와 산소를 반응시켜 전기와 열을 얻는 원리다. 연료공급기(MBOP)가 수소와 산소를 발전기(Stack)에 공급하면, 발전기가 수소와 산소의 전기화학반응을 일으켜 전기와 열, 물을 생성한 뒤 전기를 전력변환기(EBOP)로 보내고, 이후 전력변환기는 생성된 직류전기를 교류전기로 변환해 각 가정 등에 공급한다. 

수소는 LNG나 석유, 메탄올 같은 화석연료로부터 얻고, 산소는 공기 중에서 얻는다. 수소를 얻기 위한 기초 연료가 화석연료지만 전기를 얻고 나오는 부산물이 화력발전에서는 이산화탄소인 반면, 연료전지는 물이어서 친환경 에너지로 분류된다. 이런 점 때문에 연료전지는 1969년 아폴로 11호에 탑재된 후 현재까지 우주선의 전력 및 식수 공급원으로 쓰이고 있다.







연료전지, 전세계 연평균 80% 이상 성장세  


현재 연료전지 시장은 전세계적으로 연평균 80% 이상의 높은 성장세를 보이고 있다. 정부도 2018년까지 글로벌 연료전지 시장규모가 60억달러까지 확대될 것으로 보고, 2009년 1월 향후 대한민국을 이끌 22개 신성장동력 중 연료전지 발전시스템을 선정했다. 2018년까지 전세계시장의 40%를 점유하고, 9대 국가 수출산업으로 키워 2013년 1만명, 2018년에는 6만8,000명의 고용창출효과를 낸다는 계획이다. 그러나 국내 업체들 가운데 세계 유수업체들과 어깨를 견줄 수 있는 곳은 아직 포스코파워뿐이다. 2007년 연료전지 사업 시작 이후 현재까지 서울, 부산, 대구 등 국내 16개 지역에 총 40MW 규모의 연료전지를 설치해 가동 중이다. 이는 연간 동탄신도시 규모의 5만 가구가 사용하는 전기와 1만7,000 가구가 사용할 수 있는 열을 생산하는 규모다. 특히 지난달에는 핵심설비인 발전기 제조공장을 준공해 연산 100MW 규모의 연료전지를 자체 생산할 수 있는 체제를 갖췄다. 

포스코파워는 이를 바탕으로 2013년까지 경기 화성 발안산업단지에 세계 최대 규모인 총 60MW 규모의 연료전지 발전소를 설치하기 위한 MOU도 다음달 7일 경기도 등과 체결하기도 했다. 전력거래소에 따르면 지난달 기준 국내 건설된 발전용 연료전지 규모는 39.25MW로 이 중 포스코파워가 31.65MW를 설치했다.

그러나 포스코파워가 독점한 발전용 연료전지 시장에 다른 국내기업들도 적극 뛰어들고 있어 경쟁체제가 조성될 조짐을 보이고 있다. 두산중공업은 국책과제와 자체개발을 통해 현재 포스코파워가 독점하고 있는 용융탄산염형 연료전지(MCFC·Molten Carbonate Fuel Cell) 분야에 도전장을 내밀었다. 300kW급을 상용화하고 향후 용량을 다양화한다는 전략이다.

특히 아직 상용화되지 않았으나 MCFC에 이은 차세대 연료전지로 인식되는 고체산화물형 연료전지(SOFC·Solid Oxide Fuel Cell)에는 현재 포스코파워와 삼성SDI 등이 연구를 진행하고 있다.




연료전지차 시장 10년 후 100만대 전망


연료전지 시장이 확대되면서 연료전지자동차에 대한 수요도 지속적으로 증가할 전망이다. 전문조사기관인 파이크리서치는 ‘연료전지자동차’라는 보고서에 따르면 전기자동차의 연속선상에 있는 연료전지자동차가 전세계 승용차와 버스운송 시장에서 점점 큰 점유율을 차지할 것이라고 밝혔다. 

보고서는 전기자동차와 달리 주행거리나 충전 횟수 제한같은 부문을 신경쓰지 않아도 탄소배출 제로의 효과를 볼 수 있다는 점을 연료전지자동차의 장점으로 꼽았다. 특히 여객 자동차 시장에서 연료전지방식이 각광을 받으며 2015년 상용화를 위한 본격적인 시장움직임이 일 것으로 예상했다. 

보고서는 2010년부터 본격적인 상용화 이전 기간인 2014년까지 약 1만대, 2015년까지 57,000대의 연료전지 자동차가 배치되고 이후부터 매년 39만대의 시장성장이 있을 것으로 예측했다. 

한편 3세대 태양전지로 일컬어지는 연료감응형 태양전지 관련 시장이 오는 2013년께 본격 열릴 것이라는 분석 결과가 나왔다. 전문조사기관 솔라앤에너지 최근 `염료감응형 태양전지의 기술 동향과 시장전망(2008~2015)'이라는 보고서에서 올해 초까지는 소형 염료감응형 태양전지가 시장의 대부분을 차지할 것으로 예상되나, 내년 이후로 삼성SDI, 동진쎄미켐, 티모와 같은 한국 업체와 코러스, 샤프, DNP, 3G 솔라등과 같은 해외 업체들의 제품이 출하되면서 오는 2013년경에는 본격적인 상업화가 이뤄질 것으로 전망했다.

또한 보고서는 염료감응형 태양전지의 응용제품으로는 현재 건물 일체형 태양전지(BIPV)가 가장 유력해 시장의 50% 이상을 차지할 것으로 보인다고 설명했다. 아울러 현재 주요 시장을 형성하고 있는 포터블 전자 기기용 충전기 시장도 20% 내외로 발전할 것으로 보인다고 덧붙였다. 염료감응형 태양전지는 기존의 실리콘 태양전지에는 못 미치지만 향후 10~11% 정도의 상용화 효율을 가지며 저가의 제조설비 및 공정기술로 인해 발전단가를 1/3~1/5 수준으로 낮출 수 있고, 유연한 기판에 투명한 태양전지로 응용 가능한 장점 등으로 전세계적으로 집중적인 연구가 행해지고 있다.

한편 대지진으로 원전폭발사고를 겪은 일본에선 원전대신 지열발전을 확대하고 있다. 일본은 전 세계 화산 활동의 10%를 차지하며 온천도 많아 지열에너지를 더 개발할 수 있는 환경을 갖추고 있기 때문이다. 

하지만 활용사례는 미미한 형편이다. 현재 일본에는 18개의 지열발전소가 있고 전체 전력 생산량에서 차지하는 비율이 0.3%에 불과하다. 미국 정책연구소에 따르면 일본이 지열발전을 확대하면 전력공급량을 현재 535MW에서 8만MW까지 늘릴 수 있다. 하지만 지열보급이 쉽지 않은 것은 온천 관광업자들의 반대와 높은 설치비가 걸림돌로 작용하고 있기 때문이다. 

미국은 지열에너지 생산에서 세계 1위의 자리를 지키고 있다. 현재 발전용량은 3,102MW이며 15개주에서 146개 지열발전 프로젝트를 개발중에 있으며 몇 년 안에 지열에너지 생산이 약 3배 정도 증가할 것이라고 미지열에너지협회는 전망한다. 

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인류를 살리는 신재생에너지 ‘그들이 온다’ 

  

태양광·풍력·해양·폐기물·바이오·지열에너지 그리고 연료전지·LED



송년특집으로 준비한 신재생에너지 핫 이슈는 명실공히 하나의 에너지원으로 당당히 자리 잡고 있는 8가지 에너지에 대해 정리했다. 신재생에너지 시장은 기존 화석에너지와 성격이 다르다. 신재생에너지 시장도 화석에너지와 같이 자본의 이익과 경쟁이 있지만 인류의 미래에 대해 다른 시각이 있다는 점에서 차이가 있다. 신재생에너지 시장도 경쟁이 있고 승패가 있다. 하지만 크게 보면 인류를 위한 일이다. 그래서 더 소중하다.   









[태양광 에너지] ‘태양이 떠오른다. 에너지를 잡아라.’


태양은 지구상의 모든 생물의 에너지원이다. 천문학자들은 태양이 앞으로 40억 년 동안 현재와 같은 상태를 유지할 것이라고 한다. 40억 년이면 지구 탄생의 시간과 맞먹는 시간이다. 인류에게 있어 영원에 가까운 시간이다. 따라서 태양은 고갈되지 않는 에너지원인 것이다. 그런 태양을 잡기 위해 인류가 새롭게 나서고 있다. 환경오염을 유발하지 않고도 인류의 에너지 문제를 해결할 수 있는 솔루션이기 때문이다. 특히 글로벌 에너지 문제에 있어 가장 현실적인 대안으로 태양광이 자리 잡고 있다.   




[풍력 에너지] ‘바람이 분다. 에너지가 흐른다.’


풍력산업이 태양광 다음으로 신재생에너지 산업으로 빠르게 성장하고 있다. 

풍력시장의 주도권도 유럽에서 미국으로 다시 중국으로 그리고 한국으로 옮겨지고 있는 분위기다. 국내는 세계 최고의 조선기술을 바탕으로 해상풍력 산업에 두각을 나타내고 있기 때문이다. 핵심부품 국산화 자립도는 80%를 넘었다. 실증데이터와 해외제품 선호도만 극복하면 경쟁력은 더 높아진다. 더욱이 정부가 해상풍력 중심으로 적극적인 지원과 투자에 나서고 있어 속도가 붙어 있다.   




[해양 에너지] ‘바다! 녹색 에너지의 보고.’ 


신재생에너지를 발굴, 활용하려는 인류의 노력은 바다에서 그 효력을 나타내고 있다. 해양에너지에 대한 관심과 개발은 오래됐다. 대표적인 조류발전, 조력발전, 파력발전 등은 우리뿐 아니라 전 세계적으로 적극 개발하고 있다. 최근에는 해수 온도차를 통한 발전과 해조류를 통한 오일 채취 등 다양한 해양에너지원들이 개발되고 있다. 그러나 개발에 따른 문제도 만만치 않다. 청정에너지를 만들기 위한 환경 파괴가 그것이다. 이미 바닷물을 막고, 바닷물에 인공 구조물을 넣고, 해조류를 채취하고 하는 일들이 결국 반자연적이기 때문에 환경이 파괴되는 것은 어쩔 수 없는 일이다. 문제는 어떻게 최소화하고 친환경적으로 할 것이냐 이다.  




[폐기물 에너지] ‘쓰레기가 유용한 에너지가 된다.’


폐기물 에너지 시장이 본격화하고 있다. 신재생에너지 분야에서 폐기물은 재생에너지로 거듭나면서 고효율 청정 에너지로 부각되고 있다. 정부와 지자체를 중심으로 폐기물 에너지화에 손을 맞잡고 있고, 대기업, 중소기업 등 폐기물 에너지화 개발에 적극나서고 있다. 에너지 전문가들은 폐기물에너지가 2030년엔 전체 신재생에너지 가운데 70% 이상의 비중을 차지할 것이라는 전망도 내놓고 있다. 




[바이오 에너지] 공해 애물단지가 청정에너지로


‘화학에너지’가 가고 친환경 청정 ‘바이오에너지’가 온다. 국내 바이오산업 생산규모가 2007년부터 2009년까지 연평균 23.2%씩 증가하고 있다. 2009년엔 2조7287억원을 수출하는 등 3년간 연평균 36.4% 증가해 수출주도형 산업으로 주목받고 있다. 정부는 2020년까지 세계 5위권 바이오화학산업 강국으로 도약해 국내 생산규모 18조원, 수출 규모 5조9천억원을 달성한다는 목표하고 있다.  




[지열 에너지] ‘땅속 열기를 에너지로’


태양열 중 흡수된 열, 마그마에서 올라오는 열 등을 이용한 지열에너지 시장이 수면위로 올라오고 있다. 이미 세계적으로 관련시장이 매년 2~3배 성장하고 있으며, 지열에너지 시스템중 히트펌프의 경우 2020년까지 20조원의 규모를 형성할 것이란 전망도 있다. 국내는 태양광이나 풍력에 비해 연관산업으로 확대가 어렵다는 이유로 성장이 좀 더딘 편이다. 하지만 신재생에너지 가운데 주력 아이템으로 선정돼 제도적 지원이 본격화하고 있다. 




[연료전지] 굴뚝없는 청정 에너지원


‘연료전지’ 시장이 본격화하고 있다. 1830년대 개발된 연료전지가 두세기를 넘긴 21세기에 와서 그 진가를 발휘하고 있다. 수소를 원료로 하여 만들어지는 연료전지는 환경오염 물질을 발생시키지 않은 친환경 에너지원으로 각광받으면서 태양광·풍력과 함께 3대 신재생에너지원으로 부각되고 있기 때문이다. 전기발전효율도 최대 80%에 이르고 있어 화석연료 에너지를 대체할 에너지원으로 집중 조명받고 있다. 친환경 고효율 에너지원으로 부상하고 있다.  



[LED] ‘황금알 시장.’


LED시장을 말한다. 2010년 306억 달러(약 33조3,540억 원)에서 2020년 2,600억달러(약 283조4,000억원) 규모로 급성장할 것으로 전망되기 때문이다. LED 기술은 일반 조명뿐 아니라 자동차, 의료, 농수산 등 분야에도 적용되면서 고부가가치 융합이 가능한 녹색시장으로 각광받고 있다. 발광(發光)하는 이 시장의 주도권을 잡기 위한 글로벌 전쟁이 시작됐다.

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전북도, 한국에너지기술연구원

‘부안 수소연료전지 산학연협력센터’ 개소

 

 

부안군을 신재생에너지 수소연료전지 산업화의 허브로 만들기 위한 한국에너지기술연구원 ‘부안 수소연료전지 산학연협력센터’가 문을 열었다.

한국에너지기술연구원(원장 황주호)은 지난 5월 24일 전라북도 부안군 등 유관기관, 지역주민 100여 명이 참석한 가운데 수소연료전지 산학연협력센터 개소식을 거행했다.

부안 수소연료전지 산학연협력센터는 부안군 하서면 백련리 일원 신재생에너지 테마파크 내에 2,448m2(지하 1층)규모로 수소연료전지시험동과 299m2(지상 1층)규모의 수소스테이션, 20톤 규모의 LNG저장탱크와 5톤 규모의 질소 저장탱크, 179,200ℓ(1,780 N・m3) 규모의 수소저장탱크와 10종의 장비 등 250억원이 투입되어 건립됐다.

수소연료전지 산학연협력센터 장비현황: 성능평가장비(테스트 스테이션, 전자부하 등 4종류), 환경성평가장비(환경체임버, 진동시험기), 지원장비류(고해상마이크로 검사시스템, 가스종합분석 시스템 등 4종류), 연구인력 5명(지역수소연료전지산업 창출 및 기술지원, 지역연구 거점확보), 신규연구인력 7명 채용 예정이다.

전라북도는 고유가로 인한 고통을 줄이기 위해 국산에너지를 개발하여 에너지안보에 기여하고, 기후변화협약 등 국제환경규제에 대비하기 위해서, 미래의 신산업으로써 풍력, 태양열, 연료전지, 바이오화학 등 10대 전략산업으로 지정하여 신재생에너지산업을 육성하고 있으며, 2004년부터 부안신재생에너지테마파크 건립계획을 추진하여 2011년 11월 부안신재생에너지단지를 준공하였다.

단지 내에는 풍력핵심기술연구센터와 한국산업기술시험원 태양광실증평가연구센터, 전북대학교 신재생에너지 소재개발지원센터 등이 자리잡고 있으며, 한국에너지기술연구원은 2011년 8월부터 입주를 시작하여 세계적인 수준의 시설과 장비를 도입하고 역사적인 개소식을 거행하게 된다.

본 센터운영이 정상화되면 전라북도가 국내 수소연료전지분야 성능평가, 실증, 인증, 연구개발 및 산업화의 허브로 도약하게 되며 대형연료전지 개발 및 연료전지 조기 상용화를 앞당기게 되고 수소연료전지분야 고급인력의 양성 및 세계최초의 최신개발장비로 인하여 타지역 기업의 도내 유치에 탄력을 받게 될 전망이다.

연료전지발전시스템은 온실가스 배출규제 강화와 신재생에너지에 대한 의존도가 높아지면서 국내 연료전지 시장규모가 수조원대에 이를 것으로 예상됨에 따라 그 필요성은 어느 때보다 중요시되고 경제성의 호전과 더불어 높은 효율은 온실가스의 배출을 최소화할 수 있는 중요한 에너지원으로 평가되고 있다.

연료전지발전시스템은 다른 신재생에너지 전원과 달리 공간 활용도와 이용률 측면에서 뛰어나기 때문에 발전사업자들이 많은 관심을 갖고 있는 분야이다.

연료전지발전시스템의 소요부지는 태양광이나 풍력발전에 비해 공간 활용도가 비교될 수 없을 정도로 우수하며(연료전지발전은 MW당 179m2, 태양광발전은 MW당 1만9,800m2, 풍력발전은 MW당 3만9,600m2의 부지가 필요), 태양광발전과 풍력발전의 이용률이 15%와 25%인데 반해 연료전지발전시스템의 이용률은 90%에 달한다.

설치기간이 짧고 열 생산도 가능해 올해부터 시행되는 RPS(신재생에너지 공급의무화)제도의 최적의 대안으로 각광받고 있다.

노홍석 전라북도 전략산업국장은 신재생에너지단지의 준공과 더불어 부안군이 ‘신재생에너지 첨단산업도시’로 비상하고 있다고 강조했다.

이번 부안 수소연료전지 산학연협력센터 개소식을 계기로 세계 시장에서 최고의 경쟁력을 갖춘 연구소로 거듭나길 당부하였다.

<출처: 전라북도청>

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