울산수소타운시범사업현황 울산수소타운시범사업현황 1. 개황 우항수울산테크노파크화학기술연구센터장 울산은우리나라중화학공업이태생된곳으로산업의수도라할수있다. 우리나라의주력산업인정유, 석유화학, 자동차, 조선산업과이와관련된기업들이자리하고있는울산은수출액이 1,000억불 ( 무역협회, 2012년 1월기준 ) 을넘기며우리나라전체수출액의 20% 가량을차지하는대표적산업도시이다. 특히최근에는친환경생태도시로도변모해가고있어산업과환경을균형있게발전시켜가고있는도시이기도하다. 2013년 1월정부자료에의하면전국적으로 1인당에너지소비또한울산이전국에서가장높은지역이다. 이는산업용에너지를많이사용하고있기때문이다. 화석연료를사용하기에이산화탄소의발생량도그에비례해높다. 하지만사실 1차에 2014 August + 35
[ 표 1] 울산수소타운시범사업개요 마을명 설치장소 참여업체 ( 컨소시엄구성 ) ㅇ울산시온산읍덕신마을 ㅇ장소명 : LS 니꼬동제련 ( 주 ) 사택및주변건물ㅇ소재지 : 울산광역시울주군온산읍덕신리 ㅇ울산광역시ㅇ울산테크노파크ㅇ연료전지제조업체 : GS 칼텍스, 퓨얼셀파워, 효성, 현대하이스코ㅇ순수수소공급 : 주배관 (SPG 산업 ), 수소공급 ( 삼성 BP) ㅇ수소인프라구축 ( 배관및설비 ) : 효성 ( 백옥건설 ) ㅇ안전관리 : SDG 사업호수 ( 개소 ) 용량 그린홈 100 만호 ( 단독 ) 140 개소 140kW 세부사업 일반보급 2 개소 45kW 지방보급 1 개소 10kW 합계 143 개소 195kW 너지를많이사용하고있는것에비해신재생에너지를사용하는비율은가장낮은지역이기도하다. 이러한문제점들을해결하고이산화탄소의저감과신재생에너지의비율을높이기위한정부의신재생에너지정책과울산시의부생수소를활용한실용화사업을접목하기위해울산시는울산지역에적합한세계최대의수소타운시범사업을수행하고있다. 전체사업내용은 [ 표 1] 과같다. 울산의경우 2개의정유회사와수십개의석유화학회사가울산미포국가산업단지와온산국가산업단지에서생산하는수소의총량은약 120만Nm3 /hr로이중 90% 가다시화학공정에사용된다. 나머지약 10% 가잉여수소인데이를수소연료전지를이용한전력으로환산하면약 170MWh의전기를생산할수있는막대한양이다. 물론수소의양은석유화학공장의가동과공정에따라수시로변할수있기에우선부생수소를활용한수소연료전지의테스트베드가필요했다. 이에국내기업이생산하고있는소형가정및건물용 PEMFC 연료전지로수소타운시범사업이추진되었다. 구체적으로 1kW 가정용연료전지를 140세대에개별보급하고, 5kW 9대는공공기관과공용전기사용시설에, 10kW는체육관등에보급해전기와온수를공급할수있도록함으로써단일규모로는세계최대의수소타운을구성했다. 이미 2013년 7월 9일에준공돼만 1년을큰민원발생없이안전하게운전하고있다. 2. 사업내용가. 사업추진개요울산수소타운시범사업은산업체등에서발생하는순수수소를활용해신규연료전지신시장모델을구현함으로써, 녹색국토및그린도시를구현하고, 신성장산업을육성하는것이목표이다. 따라서 1kW급연료전지주택설치및운영, 5kW 및 10kW급연료전지일반건물 지자체건물설치및운영, 순수수소공급인프라구축및경제성확보가능한수소가격체계구축, 순수수소품질확보및안전설비구축등 36 + Journal of the Electric World / Monthly Magazine
울산수소타운시범사업현황 [ 표 2] 울산수소타운시범사업추진절차 수소타운구축지역선정 수소인프라구축방안마련 주택용수소연료전지시스템제작 일반건물및지자체건물용수소연료전지시스템제작 수소타운구축 수소인프라 ( 수소배관 / 파이프라인 ) 설치 주택용수소연료전지시스템설치 일반건물및지자체건물용수소연료전지시스템설치 수소타운중앙모니터링시스템구축 수소타운중앙모니터링통합관리유지 순수수소를활용할수있는인프라를구축하고, 연료전지보급을통한수소타운을구축하는데일차적으로주안점을두었다. 그리고수소타운홍보관을운영함으로써대국민이해도를제고함은물론 2단계수소타운구축을위한운영자료를확보하고이를대정부에제공하는것도이번사업의주된목표중하나이다. 즉향후수소경제시대를대비한테스트베드로적극활용하고자하는것이궁극적인목표이다. 이번시범사업은 2012년 8월부터시작되었으며, 2018년 4월까지 68개월에걸쳐진행된다. 이미 2013년 5월시범사업추진을위한설치를마무리하고, 바로이어 6월부터운영에들어간상태다. 나. 사업비산정및조달이번시범사업의총사업비는 87억7,500 만원이다. 그린홈 100만호사업 (1kW 이하 ), 일반보급사업 (5kW, 10kW), 지방보급사업 (5kW) 등연료전지분야에 70억3,300 만원이, 주배관, 연료비지원및홍보관등인프라분야에 17억4,200 만원이투입된다. 3. 사업수행내용및결과가. 수소배관및연료전지설치수소배관은기존매설되어있는수소공급원 ( 온산미포산업단지, 삼성BP) 의배관에수소타운지역배관을지하로 7km 매설하여수소를공급하고있다. [ 표 3] 울산수소타운시범사업사업비 ( 단위 : 백만원 ) 연료전지 인프라 구분 정부민간부담금보조금지자체민간 합계 그린홈 100만호 4,050 789 561 5,400 일반보급 1,000 194 139 1,333 지방보급 150 150-300 주배관, 연료비지원및홍보관 / 모니터링 / 사업운영 - 717 1,025 1,742 소계 1,850 1,725 합계 5,200 3,575 8,775 2014 August + 37
[ 표 4] 사업비분담비율 정부 구분 소비자부담금 ( 지자체및민간부담금포함 ) 합계 그린홈 100만호 일반보급사업 지방보급사업 1kW이하 / 호 ( 세대 ) 5kW&10kW 이하 ( 건물 ) 5kW 이하 ( 건물 ) 금액 ( 백만원 /kw) 28.929 22.2 15 비율 (%) 75 75 50 금액 ( 백만원 /kw) 9.643 7.4 15 비율 (%) 25 25 50 금액 ( 백만원 /kw) 38.572 29.6 30 비율 (%) 100 100 100 [ 그림 1] 수소배관설치개요 수소연료전지의경우에는그린홈 100만호사업과연계하여 LS니꼬동제련사택내가정집 140세대에 1kW급 140대를설치했으며, 일반보급사업으로는 LS니꼬동제련사택내기숙사 / 체육관공동전기및홍보관전기생산을위해 5kW 7대, 10kW 1대를설치했다. 지방보급사업을통해서는온산읍사무소에 5kW급 2대를설치해운영중이다. 나. 수소타운홈페이지및홍보물제작울산광역시수소타운시범사업에서울산테크노파 크는수소타운의효율적인홍보를위하여수소타운홈페이지 (http://h2town.utp.or.kr), 홍보동영상, 홍보책자를제작하였다. 4. 사업수행효과및성과가. 수소타운운영효과울산수소타운의운영과관련해가장큰효과는 [ 그림 5] 에서알수있듯온실가스배출감소등다양 38 + Journal of the Electric World / Monthly Magazine
울산수소타운시범사업현황 [ 그림 2] 수소연료전지설치개요 한친환경효과와함께화석에너지대체등을들수있다. 나. 사업수행성과수소타운홍보관을통해수소연료전지제작, 수소생산, 유통, 공급관계사등을비롯해서울시, 포항 시, 경북도외관계기관, 아울러환경시민단체및대학생등일반인을대상으로수소연료전지에대한홍보를진행했다. 아울러 ( 사 ) 한국수소산업협회도올 1월 14일설립했는데, 이는부생가스를이용한녹색기술실용화사업으로부생수소의연료활용가능성을검증하고, 수소타운시범사업을미래수소에너지 좌세대수소연료전지설치 우세대수소연료전지설치 [ 그림 3] 홍보관내부모습 [ 그림 4] 수소연료전지설치공사사진및완공모습 2014 August + 39
연간에너지생산량및화석에너지대체량 Energy production and fossil fuel replacement amount per year 수소타운의친환경효과 Environmental effect 1,622,790kWh/yr 991tCO2 전력생산량 power 1,014,243kWh/yr 열생산량 Heat 2,637,033kWh/yr 수소타운기대효과 (195kW) 온실가스배출량감소효과 Greenhouse gas discharge volume reduction effect 3,816,150 그루 어린잣나무심는효과 Little nut pine 총에너지생산량 Total energy 331.4toe/yr 화석에너지대체량 Fossil energy replacement amount 연료전지년간가동율 : 95%, 열생산계수 (/kw) : 0.625, 연료전지신재생에너지 Toe 환산계수 : 1,789toe 승용차 4,628,520km 주행시방출온실가스량 승용차방출온실가스감소효과 Greenhouse gas discharge reducting effect from motor car 연료전지 CO2 환산계수 : 5,087tCO2 [ 그림 5] 울산수소타운운영효과 시대를앞당기는검증사업으로실행하고자하는데목적이있다. 5. 전망미국의경제학자제러미리프킨이앞으로수소경제시대가올것임을예측한것처럼에너지패러다임이변화하고있음은누구나감지하고있다. 인류의에너지사용은나무에서석탄, 석유, 천연가스등으로변화되어왔으며궁극의에너지인수소가그마지막이라고볼수있다. 이는탄소와수소의비율로봐서도수소가친환경녹색에너지임을알수있다. 나무의주성분인탄소화합물의탄소와수소의비율은 1:1 정도이나석탄과석유의경우는 1:1.2~ 1.8정도이고, LPG는 1:2, 천연가스는 1:4이다. 즉고체연료에서액체연료로, 그리고기체연료로전환되면서탄소의함량은줄어들어온실가스인이산화탄소의배출도줄어든다. 결국수소의경우 CO2 Zero Emission 을달성할수있는에너지라할수있다. 물론아직은수소의제조원가가화석연료보다높고이를이용한전기는원자력발전대비고가로이는극복해야할문제임은틀림없는사실이다. 일본은후쿠시마원전사태이후원자력발전소건설을중단하고부족한전기를신재생에너지를비롯한다른방법으로공급하는방안을모색하고있다. 특히일본은 2020년동경올림픽을계기로수소사회진입을선포하고수소사회로드맵구축및실행조직을설립하여운영하고있다. 독일의경우도원자력발전을중단하고폐기하기로결정하여인류는신에너지에대한갈 40 + Journal of the Electric World / Monthly Magazine
울산수소타운시범사업현황 [ 그림 6] 한국수소산업협회창립총회 (2014. 1. 14) 망이더커지고있다. 국내에서도수소산업발전을위해차세대성장동력으로성장할수있도록산 학 연 관에서부단히노력하고있는실정이다. 향후수소산업의핵심기술은몇가지로요약할수있다. 먼저누가값싼수소의제조기술을보유하느냐이고, 두번째는수소의저장기술개발에있다. 향후대량의수소를제조하기전단계로석유화학이나제철 소에서발생되는부생수소의활용방안을실증화단계를통해충분히거친다음제조와저장에대한기술과용도개발에대한산업계의뒷받침이이이진다면우리나라는수소에너지를기반으로하는수소경제분야에서앞서가는국가가될것으로예상된다. 이번울산의수소타운시범사업은이런의미에서중요한시범사업이며이분야에꿈꾸고있는모든이들에게가능성을보여주는계기가될전망이다. 2014 August + 41