브라보必환경  2021.09.13

#4. 연료전지 사업

친환경 에너지 선도기업
SK에코플랜트가 여는
연료전지 시대

친환경 에너지 선순환 구축으로
녹색 가치를 창출하는 SK에코플랜트 연료전지 사업을 통해
미래 에너지 비전을 본다.

SK에코플랜트는 ESG에 기반한 지속가능한 친환경 에너지원으로 연료전지 개발에 박차를 가하고 있다. 세계 최고 효율의 연료전지 기술을 보유한 미국의 블룸에너지와 2020년 1월 국내 합작법인 블룸SK퓨얼셀을 설립하고 경북 구미에 위치한 공장에서 연료전지를 생산하며 국내 각 지역의 연료전지발전소 설치에 나서고 있기도 하다. SK에코플랜트가 비교적 짧은 시간 내 시장에서 선도적 입지를 확보할 수 있었던 저력의 원천은 무엇일까?

이에 대한 답을 찾기 위해 연료전지 사업의 개발과 설계 과정에서 중추 역할을 해온 SK에코플랜트인(人)을 만났다. 연료전지 운전에 필요한 시스템 계통의 설계를 담당하는 이호준 프로와 공공 입찰 및 민간개발 부문 사업개발과 마케팅을 담당하는 노유승 프로가 전하는 SK에코플랜트의 친환경 에너지 선순환 구축 전략에 귀 기울여 보자.

이해와 협력으로 시너지를 일으키는 One Team

SK에코플랜트는 2013년 연료전지 시장에 연료전지 발전시설 설계∙조달∙시공(EPC, Engineering, Procurement, Construction)으로 뛰어들었다. 처음 3년 간은 수주 제로(zero) 상황에 처하기도 했지만, 2017년 블룸에너지와 협업하며 경기도 분당 6단계 연료전지 사업을 수주하면서 상황은 달라졌다.

세계 최고 수준의 고체산화물연료전지(SOFC)를 양산하는 미국 블룸에너지와 신규사업의 기회를 창출하기 위해 노력하는 SK에코플랜트 양사는 오또(OTO, One Team Operation)플랫폼 구축 및 글로벌 얼라이언스 협력을 통해 서로에게 필요한 부분을 채워 나갔다. 이렇게 구축된 신뢰 관계를 바탕으로 SK에코플랜트는 한국 시장에서 블룸에너지 연료전지에 대한 독점적 영업권을 체결했다. 그리고 양사의 합작법인인 블룸SK퓨얼셀이 탄생했다. 바야흐로 연료전지 비즈니스에 대한 터닝 포인트가 마련된 것이다.

연료전지 사업 초반부터 함께해온 설계 담당 이호준 프로(좌)와 사업개발마케팅 담당 노유승 프로(우)

블룸에너지는 한국 시장 진출에 대한 니즈(needs)가 있었고 우리 회사 또한 새로운 사업분야인 연료전지 시장에 성공적으로 진입해야 한다는 필요가 있었습니다. SK에코플랜트와 블룸에너지와의 만남은 서로에게 촉매가 되어 합작법인을 설립하고 연료전지를 주력 사업으로 확장할 수 있었죠. 두 회사가 한 팀이 되어 상생하는 가운데 긍정적인 시너지가 발생했다고 생각합니다.

– 노유승 프로

SOFC를 생산하는 블룸에너지는 높은 수준의 연료전지 발전시설 시공을 수행할 수 있는 시공사를 찾고 있었습니다. 또한 시공 과정에 있어 일정한 수준의 품질을 유지할 수 있는지 여부도 중요하게 보고 있었습니다. 미국은 워낙 넓은 나라인 데다 각 주마다 시공사의 품질이 천차만별이어서, 이 점이 블룸에너지의 페인 포인트였습니다. 그들의 이러한 문제점은 뛰어난 시공 능력을 갖춘 SK에코플랜트를 만나면서 해소될 수 있었습니다. 우리 회사는 미국에 진출하여 연료전지 프로젝트를 진행하는 중인데요. 데이터센터 운영기업인 에퀴닉스로부터 연료전지 발전소 건설 프로젝트를 수주하여 내년부터 공사에 들어갈 예정이기도 합니다.

– 이호준 프로

사업에 연관된 다양한 이해관계자들과 유기적인 한 팀을 이루어 일하는 오또 관계 구축을 통해 창출되는 시너지도 업무에 긍정적인 영향을 끼쳤다고 말하는 두 사람. 언제 어떻게 작용될지 모르는 다양한 변수는 물론 수시로 바뀌는 상황에 대처하는 유연성이 필요한 연료전지 사업에 있어 오또는 성공적인 업무의 기반이 되어 주었다.

수소오퍼레이션그룹 이호준 프로

사내 오또 플랫폼을 기반으로 업무를 추진하면서 업무 추진 속도가 눈에 띄게 빨라졌습니다. 필요한 사항은 각 분야 담당자와 직접 소통하며 일을 처리할 수 있고 의사결정 구조를 간소화하여 업무 메커니즘을 다이렉트로 공유할 수 있게 되자 협의 과정이 축소되었기 때문입니다. 한편으로는 업무를 추진하면서 저의 의사결정이 타 부서 업무와 어떤 유기 관계가 있는지 한 번 더 생각해보는 등, 입체적인 업무 과정을 통해 보다 큰 책임감을 느끼며 일하고 있습니다.

– 이호준 프로

3~4개월에서 1년에 이르는 단기간에 마무리해야 하는 연료전지 프로젝트의 특성상 신속한 의사결정은 필수. 오또를 통해 의사결정에 있어 정체가 줄어들고 업무 추진에 속도가 붙었다. 그 결과 SK에코플랜트는 열공급 기능을 탑재한 세계 최고 효율의 연료전지를 이용한 강원도 북평레포츠센터 연료전지 발전사업을 수주하게 되었고, 이호준 프로와 노유승 프로를 비롯한 연료전지 사업 담당자들은 사내에 좋은 영향력을 전파한 SK에코플랜트인에게 수여되는 ‘굿 임팩트(good impact)’ 상을 수상하는 영예를 안았다.

세계 최초 열공급형 연료전지(SOFC) 발전사업 수주의 의미

2021년 6월, SK에코플랜트는 세계 최초 열공급형 연료전지(SOFC) 발전사업인 북평레포츠센터 연료전지 발전소 EPC 프로젝트를 수주했다. 이번 수주가 특별한 의미를 지닌 까닭은 발전시설에 기존 SOFC가 사용되는 것이 아니라 SK에코플랜트가 자체 개발한 열 회수 모듈이 탑재된 SOFC가 사용된다는 점에 있다.

SK에코플랜트가 건설하는 북평레포츠센터 연료전지 발전시설 (예상 투시도)

종래의 SOFC는 전력 생산만 가능했으나, 새롭게 개발된 열 회수 모듈을 장착하여 버려지는 열을 회수해 섭씨 100도 이상의 중온수 공급이 가능한 설비를 만드는 것이 열공급형 연료전지 발전시설의 핵심이다. 명실상부한 ‘에너지 선순환’ 구조를 확립한 SK에코플랜트의 기술에 대해 설명을 부탁했다.

연료전지사업그룹 노유승 프로

소위 ‘1세대 연료전지’라 불리는 인산형 연료전지(PAFC)방식 발전은 주기기에서 전기와 열을 생산해 추출, 공급합니다. 반면 ‘3세대 연료전지’인 SOFC는 타 연료전지 대비 전기 효율이 뛰어나기 떄문에 연료비 및 전력매출 측면에서 충분한 경쟁력을 갖추고 있습니다. 때문에 주기기 제조사인 블룸에너지도 열 활용의 필요성을 느끼지 못하고 있었습니다. 그러나 우리는 전기뿐만 아니라 열을 회수하여 더 많은 효용을 거둘 수 있다고 생각했고, 이 점을 블룸에너지에 적극적으로 설득하여 개발을 추진할 수 있었습니다.

-노유승 프로

SOFC는 연료전지 타입 중 가장 높은 효율을 자랑하며, 블룸에너지의 SOFC는 세계 최고 수준의 발전효율을 보유하고 있다. 24시간 안정적인 발전이 가능하기에 병원, 데이터 센터 등 전기 공급 안정성이 필요한 장소에 안성맞춤이다. 여기 더해 열 회수 모듈을 통해 열 공급까지 가능하게 된다면 그 활용범위는 무궁무진해진다.

열공급형 SOFC 개발과정을 설명하는 이호준 프로

SOFC 발전과정에서 회수된 열은 다양한 용도로 쓰일 수 있습니다. 예를 들면 열공급형 SOFC로 우리나라의 방대한 지역난방 수요를 충족시킬 수 있습니다. 여기서 중요한 것은 열공급형 SOFC는 일반적인 지역난방 발전규모의 1/100에 해당하는 소규모 설치가 가능하다는 점입니다. 최근 수주한 북평레포츠센터 열공급형 SOFC 발전시설에서는 열을 회수하여 센터 내 수영장과 샤워시설 등의 온수를 공급할 예정입니다. 이를 응용하면 건축물, 주택, 소규모 마을 등을 커버하는 발전 및 열 공급 인프라 구축이 가능해집니다. 적재적소에 낭비 없이 콤팩트한 규모로 에너지 공급이 가능하다는 점은 우리 기술의 최대 강점입니다.

우리는 이와 같은 열공급형 SOFC의 장점을 블룸에너지에 설득하는 한편, 열 회수 모듈이 연료전지 발전효율에 영향을 끼치지 않는다는 점을 지속적으로 어필했습니다. 이를 수긍한 블룸에너지는 열을 회수할 수 있도록 주기기 단에서 필요한 조치를 진행했고, SK에코플랜트는 발주처의 요구에 부합하는 설계 및 검토를 담당하며 열공급형 연료전지(SOFC) 발전사업 모델이 완성되었습니다. 이와 같은 발전사업 모델은 세계 최초인 만큼, 현재 특허권 등록도 진행 중에 있습니다.

– 이호준 프로

ESG 가치가 밑바탕 되는 친환경 에너지 선순환 생태계

이에 더하여 이호준 프로, 노유승 프로의 이야기를 통해 더욱 놀라운 점을 알 수 있었다. 연료전지 발전에 있어 전기와 열 말고도 또 다른 에너지를 활용할 수 있다는 것이 그것이다.

친환경 고효율의 장점에도 불구하고 연료전지는 반응 후 배출가스에 이산화탄소가 배출된다는 한계를 갖고 있습니다. 이를 해소하기 위해 SK에코플랜트는 연료전지 배출가스 내 이산화탄소를 스마트팜 시설에 공급하여 탄소강화 농법을 시행하는 기술을 개발 중입니다. 빛, 물, 공기, 토질 등이 ICT 기술 기반으로 관리되는 스마트팜 시설은 설치 위치에 구애받지 않기 때문에 연료전지 발전시설과 함께 구축될 수 있을 것이라고 생각합니다. 아직까지 걸음마 단계인 기술이지만 경제성과 기술 효율을 고려해 적절한 비즈니스 모델을 구축한다면 탄소중립에 기여하는 것은 물론, 농작물의 빠른 생장도 기대할 수 있으니 ESG 가치를 실천하는 일거양득의 전략이 될 것으로 봅니다.

– 이호준 프로

연료전지가 구축하는 친환경 에너지 선순환 생태계는 여기서 끝이 아니다. 폐기물을 연료전지의 주원료로 사용하는 WtE(웨이스트 투 에너지, Waste to Energy) 폐기물 에너지화 사업은 SK에코플랜트의 멈추지 않는 혁신을 보여준다.

폐기물 에너지화 추진계획을 설명하는 노유승 프로

하수처리장에서 발생하는 바이오가스의 주 성분은 메탄인데요. 바이오가스의 메탄을 높여서 연료전지의 주원료로 활용할 수 있습니다. 또한 폐플라스틱 열분해 시에 발생하는 수소와 일산화탄소도 연료전지의 원료로 사용할 수 있습니다. 앞서 이호준 프로가 설명한 스마트팜 이산화탄소 공급이 연료전지 발전의 뒷 단계에 응용할 수 있는 기술이라면, 바이오가스 및 폐기물 처리 과정에서 발생하는 가스를 활용하여 연료전지 발전을 하는 것은 앞 단계에 적용되는 기술이라 할 수 있습니다.

SK에코플랜트는 폐기물 환경사업 분야에서도 활약하고 있는 만큼, 폐기물 처리 시 발생하는 합성가스 활용 기술이 성공적으로 개발된다면 우리 회사가 또 한 번 새로운 비즈니스로 도약하는 계기가 될 것으로 기대합니다. 현재 관련 담당자들이 폐플라스틱 열분해 시 발생하는 합성가스를 활용한 연료전지 사업 개발에 본격적으로 나서고 있으며, 지난 8월 말 관계사와 MOU를 체결하기도 하였습니다.

-노유승 프로

SK에코플랜트는 단기적 목표로 세계 최초 열공급형 연료전지(SOFC) 발전시설인 북평레포츠센터 연료전지 발전소 프로젝트를 성공적으로 수행하는 것뿐만 아니라 보다 미래에는 기존의 화석연료를 완전히 대체할 수 있는 대규모 연료전지 발전 프로젝트를 수행하는 것을 장기적 목표로 삼고 있다. 이를 위해 블룸에너지와 협력하여 열공급형 SOFC 솔루션을 더욱 고도화하는 것은 물론, SK에코플랜트의 ESG 친환경 가치에 부합하는 신규 비즈니스 모델을 지속적으로 개발해 나갈 것이다.

급격한 기후변화 위기 속에서 저탄소 친환경 에너지는 선택이 아니라 필수인 상황이 되었다. 친환경 에너지 분야에서 혁신으로 받아들여진 기술이 조만간 너무나 당연한 해답으로 자리잡게 될 것이다. SK에코플랜트는 이와 같은 격변의 시기에 중심을 잃지 않고 환경의 가치를 추구하며 지속적인 혁신과 개발을 통해 연료전지 분야를 선도해 나가고자 한다. 친환경 에너지 분야의 핵심 기업으로 선순환의 중심을 지키는 SK에코플랜트의 미래를 기대해 본다.

※ 본 취재는 방역수칙을 준수하며 진행되었습니다​