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주유소에서 도심 속 친환경 미니 발전소로 변신 완료! 에너지 슈퍼 스테이션

코가 찡-할 만큼 기름 냄새 가득한 주유소를 이제 곧 볼 수 없을지도. 주유소를 본 기능을 너머 친환경 에너지를 생산하는 발전소, ‘에너지 슈퍼 스테이션’으로 업그레이드시키고 있는 사람들을 만나다.

SK에코플랜트 분산에너지팀 (왼쪽부터)홍빛찬, 오성택, 김기선, 정홍구 프로. 분산에너지팀은 에너지 슈퍼 스테이션과 함께 수소/전기차 충전 플랫폼, 제로 에너지 빌딩 등의 분산전원 솔루션 사업들을 진행 중이다.

차세대, 아니 현대 모빌리티의 대세는 단연 친환경 자동차다. 전기차, 수소차 등의 친환경 자동차는 넷 제로(Net Zero) 시대로 가는 가장 빠르고 대표적인 견인차로 주목받고 있다. 반면, 이에 대한 반대 결과로 석유와 가스를 쓰는 내연기관 자동차들은 130여 년의 장구한 역사상 최대의 위기를 맞고 있다. 그리고 이와 더불어 심각한 위협을 받고 있는 곳이 있으니, 다름 아닌 ‘주유소’다. 손님이 사라지고 있으니 가게가 줄어다는 것은 당연한 이치일 터. 실제로 지난 5년간 전국의 주유소는 매년 100~200개씩 줄어 2017년 1만 2,007개에서 2022년 1만 954개로 집계되었다.(2022년, 한국석유공사)

하지만 낙담은 이르다. 여기 친환경 에너지를 생산하는 일명 ‘에너지 슈퍼 스테이션’으로 탈바꿈하며 새로운 경쟁력으로 무장 중인 주유소들이 생겨나고 있기 때문. 우리를 넷 제로 시대로 이끌 또 다른 막강한 견인차, ‘에너지 슈퍼스테이션’에 대한 이야기를 함께 해보자.

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분산전원을 할 수 있는 최적의 장소, 바로 여기 있었네?

에너지 슈퍼 스테이션의 운영 프로세스. 2023년 3월 현재 에너지슈퍼스테이션에서 생산한 전기는 한국전력공사에 판매되고 있으며, 2023년 제도 개선 후 전기차 충전에도 활용될 예정이다.

SK에코플랜트의 대표적인 *분산전원 사업이라 할 수 있는 에너지 슈퍼 스테이션은, 기존 주유소에 연료전지를 설치해 전기를 발전하는, 한 마디로 주유소를 작은 발전소로 진화시키는 사업이다. 앞으로 전기차 보급이 더욱 빨라질 것으로 전망되는 가운데, 기존의 주유소에 충전 시설만 더하면 전기차에 필요한 전력을 즉시 공급할 수 있는 에너지 슈퍼 스테이션은 충전소 및 전력 부족 문제를 해소할 획기적인 방법으로 떠오르고 있다.

그러나 무엇보다 에너지 슈퍼 스테이션이 주목받는 결정적인 이유는 따로 있다. 고질적인 국내 전력 문제, 즉 원거리 송전으로 인한 ‘전력 손실’ 문제를 해결하는 데 긍정적인 역할을 할 것으로 기대되기 때문이다.

*분산전원: 기존의 중앙집중형 발전 방식과 달리, 전력 소비가 있는 지역 근처에 분산 배치하는 소규모 발전 시설.

Q

에너지 슈퍼 스테이션은 어떻게 시작하게 되었나요?

A

오성택 프로: 우리나라 대부분의 발전원은 해변에 위치해 있어요. 다시 말해 전력 수요는 도심에 집중되어 있는 반면, 전기를 만드는 곳은 너무 멀리 있는 거죠. 그렇게 먼 곳에서 만들어진 전기를 도심지까지 끌어오려면 여러 송∙배전 라인이나 시설들을 필요로 하는데 그 과정을 거치면서 사라지는 전력이 상당합니다.(2020년 기준 손실량 19,424Gwh, 약 21조 원 규모/한국전력통계) 그 해결 방법으로 우리나라는 2040년까지 도심지에서 직접 전기를 생산하는 ‘분산전원’을 전체 전력생산의 30%까지 확대하는 것을 목표로 하고 있는데요. 그중에서도 에너지 슈퍼 스테이션이 주요 과제로 추진되고 있습니다. 실제로 SK 주유소 3,000개만 에너지 슈퍼 스테이션으로 전환해도 약 8천억 원 규모의 전력 손실 비용을 줄일 수 있을 만큼 그 효과가 클 것으로 예상되고 있어요.

Q

분산전원을 할 수 있는 다른 곳들도 많은데, 콕 집어 주유소가 선택된 이유는 무엇일까요?

A

홍빛찬 프로: 주유소는 분산전원으로 전기를 생산하고 사용하는 데 있어 최적의 장소라고 생각합니다. 우선 위치가 너무 좋아요. 주유소는 인구가 많은 도심지 곳곳, 그것도 교통의 요지에 위치해 있으니까요. 분산전원을 위한 새로운 신규 부지를 도시에서 찾기란 쉽지 않은데, 이미 구축되어 있는 주유소의 유휴부지를 활용하면 이 문제도 해결할 수 있고요. 추가적인 송∙배전 시설을 만들 필요 없이 기존의 지역 전력망을 사용할 수 있다는 것도 장점이죠.

분산에너지팀 홍빛찬 프로는 주유소를 ‘다양한 에너지 사업과의 연계 가능성이 잠재되어 있는 시설’이라고 설명했다.

Q

현재 에너지 슈퍼 스테이션 사업은 어느 단계까지 진행이 되고 있나요?

A

정홍구 프로: 위험물안전관리법에 따라 주유소에는 설치할 수 있는 시설이 제한되어 있는데요. 연료전지도 그 중 하나입니다. 그래서 SK에너지와 함께 일부 주유소에 먼저 연료전지를 설치해 안전성을 입증하는 *규제샌드박스를 진행 중에 있어요. 그 시작으로 작년 2월 박미주유소,  9월 개나리주유소에 연료전지 설치를 완료했고, 현재는 그곳에서 생산한 전기를 한전에 판매하고 있습니다. 이어 올해 완전한 규제 완화를 목표로 신길주유소 등의 다른 주유소에도 연료전지를 설치 중에 있고, 앞으로는 LPG 충전소로도 에너지 슈퍼 스테이션의 대상을 확대할 예정입니다.

*규제샌드박스: 사업자가 신기술을 활용한 제품과 서비스를 우선 출시해 검증할 수 있도록 현행 규제를 미적용하는 것.

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주유소에 설치하는데… 연료전지, 정말 안전할까?

에너지 슈퍼 스테이션은 소규모로 생산된 전기를 한전에 판매하는, 즉 분산발전이 사업화된 국내 최초의 사례다. 이런 기념비적인 사업에 있어 분산전원에 활용할 수 있는 다양한 발전 시설 중 SK에코플랜트의 연료전지가 설치된 데에는 특별한 이유가 있다. 바로 탁월한 ‘에너지 밀집도’. 이는 곧 차지하는 면적 대비 에너지 효율이 좋다는 것인데, 실제로 동일 용량을 발전할 때 SK에코플랜트의 SOFC(고체산화물 연료전지, Solid Oxide Fuel Cell)는 태양광 발전 대비 1%의 공간만 필요로 할 만큼 입지 제약이 매우 적다. 안 그래도 복잡한 도시, 그중에서도 좁은 면적의 주유소에 설치하기엔 연료전지가 딱인 것.

박미주유소에 설치된 연료전지.

물론 수소와 산소의 화학 반응을 통한 발전으로 이산화탄소나 오염물질이 거의 발생하지 않는 친환경 발전원이라는 점은 연료전지가 도심 속 에너지 슈퍼 스테이션에 적합한 가장 근원적인 이유다. 전국의 주유소가 모두 300kW급의 연료전지가 설치된 에너지 슈퍼 스테이션으로 거듭났을 때 화력발전소 약 10기를 대체할 수 있는 전력을 생산함과 동시에, 14만여 톤의 이산화탄소를 절감할 것으로 예상되고 있기도 하다.

하지만 이 모든 것들보다도 에너지 슈퍼 스테이션을 직접 만들고 있는 이들이 특히 강조하는 연료전지의 강점은 따로 있었다. 바로 ‘안전성’이다.

Q

주유소에 수소를 연료로 하는 연료전지가 설치된다고 하니, 혹시 위험하지는 않을지 걱정이 되기도 해요.

A

정홍구 프로: 연료전지의 연료로 사용되는 수소의 발화점은 500℃가 넘어요. 이는 석유의 발화점보다 200℃ 높은 온도로, 그만큼 화재나 폭발이 일어날 가능성이 적습니다. 또 공기보다도 14배 가벼워서 수소가 누출되더라도 빠르게 날아가 버리고요. 수소가 얼마나 안전한지를 쉽게 이야기하면 우리가 가정에서 쓰는 도시가스보다 안전한 수준이라고 말할 수 있어요.

연료별 종합 상대적 위험도 분석 자료 (출처: 미화학공학회∙한국산업안전공단)

A

김기선 프로: 특히 에너지 슈퍼 스테이션에 설치되는 연료전지인 SOFC는 박스형으로, 모든 설비가 그 안에 들어 있어요. 설비별로 분리가 되어 있어서 관을 통해 연료전지에 수소를 공급하는 방식을 사용하는 다른 연료전지들과 달리, 저희 SOFC는 수소의 생산과 공급이 모두 박스 안에서 한 번에 이루어지기 때문에 안전성이 더욱 높습니다. 그런 점에서 안전이 무엇보다 중요한 주유소에 적용하는 데 더 적합한 발전 시설이라고 할 수 있죠.

김기선, 정홍구 프로는 안전성과 더불어, ‘좁은 부지와 각기 다른 공간을 가진 주유소에 최적화된 설계를 하는 것’ 역시 에너지 슈퍼 스테이션의 연료전지 설치에 있어 중요한 부분이라고 강조했다.

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미래 시대를 이끌 가상발전소, 그 시작을 열다!

예상대로 올해 주유소 내 연료전지 설치 규제가 완화된다면, 2035년까지 약 1,500개소의 에너지 슈퍼 스테이션이 전국에 생겨날 예정이다.(새정부 수소경제 정책방향, 2022) 여기에 정부가 2025년까지 50만 개 이상의 전기차 충전기를 구축을 목표로 하는 등 전기차 충전기 의무 설치 비율을 확대해가고 있는 만큼, 우리가 전국 곳곳에서 에너지 슈퍼 스테이션을 볼 수 있는 시점은 그리 멀지 않을 것으로 보인다.

하지만 ‘국내 최초의 에너지 슈퍼 스테이션’, ‘세계 최초 주유소 내 SOFC 설치’ 같은 타이틀과 예상되는 사업의 확대는 SK에코플랜트가 에너지 슈퍼 스테이션으로 이루려는 목표의 시작에 불과하다.

Q

첫 번째 에너지 슈퍼 스테이션이 가동한 지 1년이 지났는데요. 어떤 성과가 있었나요?

A

김기선 프로: 현재까지의 가장 큰 성과라면 규제가 엄격한 주유소에 우리의 연료전지가 설치되어 아무 문제 없이 가동되면서 안전성을 입증해 냈다는 점, 그리고 이를 통해 규제 완화 등의 사회적 법규를 우리가 바꿔나가고 있는 것이라고 생각합니다.
사실 분산전원은 국가의 지원 없이는 시장을 형성하기 어려운 사업이에요. 설치하는 데 드는 비용이나 노력은 대규모 설치와 동일하게 드는 반면, 발전 용량은 적어 그만큼 경제성을 확보하기 힘들거든요. 그런 면에서 우리가 규제를 새로이 하고, 신규 시장을 개척해나가고 있다는 데 자부심을 느끼고 있습니다.

Q

에너지 슈퍼 스테이션은 앞으로 어떻게 발전해 나갈까요?

A

오성택 프로: 앞으로는 더욱 복합적인 형태로 발전될 것이라고 예상합니다. 하나의 예, 수소를 생산하는 수전해기(SOEC, Solid Oxide Electrolysis Cell)를 함께 설치해 에너지 슈퍼 스테이션의 연료전지 연료로 공급하고, 수소자동차 충전에까지 활용하는 사업 모델을 계획하고 있기도 하고요. 에너지 슈퍼 스테이션의 발전 가능성은 무궁무진할 것이라고 생각해요.

‘제로 에너지 빌딩, 데이터센터 내 발전 사업 등 분산에너지팀의 다른 사업과 에너지 슈퍼 스테이션이 만들 시너지’ 역시 기대가 된다는 오성택 프로.

A

홍빛찬 프로: 무엇보다 현재의 대규모 발전이나 장거리 송전으로 발생하는 환경파괴라든지, 전력 불균형, 그로 인한 사회적인 갈등이 해소되는 데 에너지 슈퍼 스테이션이 역할을 할 수 있기를 기대하고 있습니다. 이와 연결해서 최근 다양한 분산전원을 정보통신 기술로 연결해 하나의 발전소처럼 운영하는 가상 발전소(VPP, Virtual Power Plant)와 관련된 제도들이 우리나라는 물론이고 전 세계적으로 생겨나고 있는데요. 그렇게 되면 이곳에서 남는 전기를 필요로 하는 곳에 더 보낸다든지, 저장을 한다든지 효율적인 에너지 사용이 가능하거든요. 에너지 슈퍼 스테이션이 확대되면 이런 가상 발전소를 구축하는 거점 역할도 충분히 할 수 있을 것이라고 생각합니다.

에너지 슈퍼 스테이션. 그 낯선 이름처럼 연료전지를 통한 분산전원 중 주유소와 결합해 사업화까지 이끌어낸 것은 세계적으로도 그 선례를 찾기 힘들다. 그만큼 새로운 영역을 개척하는 이들의 고민과 고충 역시 적지 않았을 것. 하지만 지금까지의 과정보다도 앞으로의 가능성에 대해 더 열정적으로 이야기를 이어 나가는 분산에너지팀 구성원들의 모습에서 그 미래에 대한 기대감이 더욱 커진다. 에너지 슈퍼 스테이션, 그리고 SK에코플랜트가 만들어 나갈 새로운 에너지 세계를 고대해 본다.

SK에코플랜트 분산에너지팀.

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