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[연료전지 선도기업] STX에너지솔루션

내구성·효율 향상 투자 지속…가정용 연료전지시장 공략
SOFC실증사업 통한 신뢰성 확보 집중

STX에너지솔루션(대표 이동원)은 2021년 6월 STX중공업 신사업센터에서 물적분할로 설립된 수소 및 에너지분야 전문기술기업이다.

주요제품은 2018년 국내 최초로 한국가스안전공사 연료전지제품 안전검사 겸형식승인에 합격한 1kW급 고체산화물연료전지(SOFC) ‘encube’와 자체기술을 보유한 건물 및 플랜트용 수소추출기(Reformer), 소형분산형 마이크로 가스터빈 ‘GenForce’ 등이 있다.

encube는 발전 및 열효율이 각각 45% 이상으로 종합효율은 91%다. 도시가스를 개질해 구동하는 방식으로 가정용 연료전지의 가능성을 확보했다는 평가를 받고 있다.

분할설립을 통해 STX에너지솔루션은 지난 10여년간 개발한 기술력을 바탕으로 본격적인 상업화를 추진할 계획이다.

STX에너지솔루션의 관계자는 “연료전지는 공급된 연료로부터 일상에서 사용할 수 있는 전기와 열로의 전환효율이 매우 높은 것이 특징으로 탄소중립 및 에너지효율화에 가장 부합하는 기술”이라며 “신재생에너지의 단점인 공간활용성 부족 및 간헐성 등을 보완하거나 탄소중립을 주도할 수 있는 핵심이 될 것으로 기대된다”고 밝혔다.

실증통한 시장공략 박차
STX에너지솔루션은 지난 2018년 국내 최초로 SOFC제품에 대한 KGS 안전검사에 합격한 후 한국에너지기술평가원의 ‘kW급 SOFC 시스템 실용화 기술개발’과제를 수행하면서 총 30여기를 설치, 운전하고 있다. 대부분 대학, 연구소, 지자체, 공공기관 등에 설치됐으며 내년 초까지 약 40여기를 운전할 계획이다.

5년에 걸쳐 진행되는 이번 과제의 목표는 총 50kW의 SOFC를 설치해 연속 8,000시간, 누적
발전량 125MWh를 운전하는 것이다. 실증과정에서 얻어진 데이터를 통해 기술을 개선하고 제품수명과 대량생산 시제품의 평균적인 신뢰성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

현재까지 수집된 운전데이터 분석결과 SOFC 1기당 연간 약 40만원 이상의 전기요금 절감효과가 있었으며 온수의 경우 중앙냉난방방식 온수요금과 비교했을 때 최소 30~40만원의 비용절감 효과를 얻을 수 있는 것으로 나타났다.

STX에너지솔루션은 실증사이트를 추가 확보하기 위해 지난 7월 포항시, 포항테크노파크 등과 MOU를 체결했다. 포항테크노파크에 SOFC를 7kW 규모로 설치해 실증을 진행할 예정이다.

STX에너지솔루션의 관계자는 “올해 까지 연속 운전목표는 5,000시간이었으나 이미 약 7,000시간의 운전을 실시했으며 누적발전량은 현재 32MWh로 연말까지 약 50MWh 달성이 가능할 것으로 보인다”라며 “이번 과제를 통해 SOFC 개발초기보다 더 나은 성능과 신뢰성을 확보할 수 있을 것으로 기대되며 소비자에 다가가는 시간을 단축할 것”이라고 밝혔다.

이와 함께 STX에너지솔루션은 현재 한국에너지공단 보조금 지원사업을 목표로 3개 기관에 설치계약을 추진하고 있으며 한국선급과 선박용 SOFC분야 규격 제·개정 협약에 따라 관련연구를 진행하고 있다.

내구성 확보통한 경쟁력 제고
STX에너지솔루션의 SOFC제품은 국내에서 유일하게 평관형 방식으로 제작되고 있다. 평관형 SOFC는 Hot Box 내 별도의 분리공간없이 스택과 개질기를 일체형으로 구성할 수 있다는 장점을 가지고 있다.

이에 따라 고온 및 고효율형 연료전지에 있어서 가장 중요한 반응열 활용 및 열균형 등이 용이하며 평판형대비 두꺼운 셀을 적용할 수 있어 구조적 내구성이 우수한 것이 특징이다.



STX에너지솔루션의 관계자는 “건물용 연료전지를 주력으로 사업을 전개하고 있으며 연료전지 시스템기술 개선을 통한 원가경쟁력 제고가 중요하다”라며 “SOFC의 내구성을 높이기 위해 Hot Box 내 부품단위 기술개선을 추진하고 있다”고 밝혔다.

STX에너지솔루션은 Hot Box 내 부품에 대한 기술개발을 통해 30~50% 내구성 개선 및 고장률 저감 목표를 달성할 계획이다.

이와 함께 전반적인 생산단가 저감을 위한 설계최적화를 진행하고 있으며 기계가공방식으로 제작되고 있는 스택과 Hot Box 내 구조물을 조립형, 주조형 등으로 제작방식을 전환하는 방안을 고려하고 있다. 이를 통해 대량생산체계를 완성하고 공수 및 가공비를 절약할 수 있을 것으로 기대된다.

또한 STX에너지솔루션은 대용량 시스템에 대한 시장요구에 대응하고자 요소기술들과 초고효율시스템 구현을 목표로 에너지손실을 최소화하면서 고온에서도 작동가능한 미반응연료 재순환 송풍기 등 핵심부품 개발을 진행하고 있다.

STX에너지솔루션의 관계자는 “성능 및 효율향상을 위한 기술개발과 함께 제품 국산화에도 노력을 지속하고 있다”라며 “국내 연료전지 부품기업들과 협력체계를 구축해 SOFC 국산화율을 95% 이상으로 향상했다”고 말했다. 이어 “국산화를 통해 정부의 에너지정책에 발맞춘 에너지기업 육성 및 제조업 부흥, 양질의 일자리창출 등에 기여하고 있다”고 강조했다.

수소생산·선박 등 업역확대
가정용 연료전지시장은 빠르면 2023년 하반기, 늦어도 2025년 본격화될 것으로 예상됨에 따라 STX에너지솔루션은 가정용 SOFC시스템 라인업을 확대하는 작업을 진행하고 있다.

수소활용과 함께 수소생산기술 확보가 주목받고 있으며 STX에너지솔루션은 중대형 플랜트형 개질기사업에 대한 중요도가 높아질 것으로 전망하고 있다.

현재 STX에너지솔루션은 보유하고 있는 개질기술 관련특허를 바탕으로 대형화를 구상하고 있으며 발전플랜트 설계 및 구축한 경험을 바탕으로 경쟁력을 제고할 계획이다.

STX에너지솔루션의 관계자는 “STX에너지솔루션은 오직 수소와 연료전지분야 사업에 집중하기 위해 설립됐으며 설립초기로서 단기적으로는 분할 이후 사업적 기반 구축과 안정화에 중점을 두고 요소기술력 배양, 사업적 포트폴리오 확대를 추진 중”이라며 “중장기적으로 건물용연료전지를 대상으로 시장진출 및 점유율 확대를 목표로 내구성 및 효율개선을 이뤄 사업을 본격화할 것”이라고 밝혔다.

이어 “현재 STX에너지솔루션의 연간 생산능력은 연료전지 500kW, 수소추출기 300kW 수준”이라며 “적극적인 투자를 통해 연간 연료전지 3~5MW, 수소추출기 2~3MW, 마이크로가스터빈 10MW 등 규모로 생산시설을 확장해 10년 후에는 2,500억원 이상 매출을 달성할 것”이라고 덧붙였다.

이와 함께 STX에너지솔루션은 장기성장방안으로 STX그룹이 강점을 가지고 있는 선박용 연료전지분야와 개질플랜트분야로의 사업확대를 고려하고 있다. 조선해양분야에서는 타 연료전지 제조사대비 STX에너지솔루션의 임직원들이 선박용 엔진을 다룬 바 있으며 선박특성에 대한 이해도가 높은 것이 강점이다.

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