포항테크노파크, 수소로 만든 전력으로 전기차 급속충전 실증 본격화

[프라임경제] 포항테크노파크가 수소를 활용해 전기를 생산하고 이를 전기차 충전에 사용하는 새로운 에너지 시스템의 현장 검증에 착수했다.

포항테크노파크(원장 송경창)는 국토교통부와 경상북도, 포항시가 함께 추진하는 '포항시 수소도시 조성사업'을 통해 마련한 수소연료전지 기반 전기차 충전설비에 대한 시험운전을 마치고, 24일부터 실제 전기차를 대상으로 충전 실증을 시작했다.

이번 사업은 수소를 직접 연료전지에 투입해 전력을 만들어 전기차에 공급하는 것이 특징이다.

도시가스를 현장에서 수소로 바꾸는 방식과 달리 외부에서 공급받은 고순도 수소를 연료로 사용한다. 공급 수소의 순도는 99.97% 이상이다.

핵심 설비는 100kW급 고분자전해질막 연료전지와 50kW급 급속충전기다. 두 설비를 통합해 실제 전기차 충전에 적용하면서 수소 발전과 전기차 충전을 하나의 에너지 시스템으로 연계하는 기술의 실효성을 확인한다는 구상이다.

포항TP에 따르면 해당 형태의 시스템을 실제 차량 충전에 적용해 검증하는 것은 국내에서 처음이다.

사업에는 모두 14억원이 투입됐다. 포항TP는 직접수소 방식의 100kW급 연료전지를 비롯해 급속충전기, 수소 저장 및 공급장치, 운영 상태를 확인하는 통합관제 시스템 등을 갖췄다.

연료전지는 최대 100kW의 전력 생산이 가능하며 발전효율은 50% 이상을 목표로 한다. 단순히 전기차 충전에만 사용하는 것이 아니라 전력 상황에 따라 다양한 형태로 운영할 수 있도록 시스템을 구성한 것도 특징이다.

운전 방식은 전력계통과 연결해 사용하는 형태와 전기차 충전에 발전전력을 집중하는 방식, 두 기능을 함께 활용하는 하이브리드 방식으로 구분된다. 이를 통해 전력 사용처와 가까운 곳에서 필요한 전기를 생산하는 분산에너지 자원으로서의 활용성도 검토하게 된다.

안전성을 확보하기 위한 절차도 진행됐다. 포항TP는 고압가스와 관련된 기술검토 및 사용신고 등의 절차를 거쳤으며, 수소 설비에는 방폭 기능을 갖춘 각종 계측장비를 설치했다. 수소가 새는 상황을 감지하면 설비를 자동으로 멈출 수 있는 안전체계도 마련했다.

지난 18일부터 시작된 시험운전에서는 설비의 가동과 정지 과정, 발전 출력 변화, 충전설비와의 통신 및 연계 상태 등을 점검했다. 이와 함께 수소 누출이나 긴급상황 발생을 가정한 대응 과정도 확인했다.

실제 차량을 활용한 검증 단계에서는 수소가 얼마나 소비되는지부터 연료전지가 생산한 전력 규모, 차량 충전량과 소요시간, 전체 충전 실적 등을 지속적으로 기록할 예정이다.

포항TP는 이렇게 확보한 데이터를 토대로 시스템이 안정적으로 운영될 수 있는지, 실제 충전 과정에서 어느 정도의 성능을 내는지 등을 분석할 계획이다. 

특히 전력계통에 가해지는 부담을 줄일 수 있는지와 경제적으로 지속 가능한 모델인지도 주요 평가 대상이다.

실증 초기에는 포항TP 입주기업 등을 중심으로 선정한 차량이 참여한다. 이후 시스템 운영 결과와 안전성 등을 살펴본 뒤 참여 대상을 공공기관과 연구기관, 지역 주민 등으로 넓혀갈 예정이다.

이번 실증을 통해 확보되는 결과는 향후 포항지역에 관련 설비를 추가로 도입하거나 이전 설치하는 방안을 검토하는 데 활용될 전망이다. 수소발전과 전기차 충전시설을 결합한 지역형 분산에너지 모델의 확대 가능성을 판단하는 자료로도 쓰일 예정이다.

송경창 원장은 "수소를 단순히 차량용 연료로 활용하는 데 그치지 않고 수소에서 생산된 전력을 전기차 충전에 연결하는 새로운 활용 방식을 실제 현장에서 검증한다는 점에서 의미가 있다"며 "실증 과정에서 확보한 자료를 바탕으로 안전성과 효율성, 경제성을 종합적으로 검토하고 포항의 에너지 환경에 적합한 수소 기반 분산전원 모델을 발전시켜 나가겠다"고 말했다.