전기발전보일러(일명 m-CHP)는 기존 보일러와 발전기를 통합해 온수와 전기(1kW 내외)를 동시에 생산하는 기기다.

열과 전력을 각기 생산하는 경우에 비해 최대 25% 에너지효율 제고가 가능하고 별도의 SOC투자 없이도 분산형전원 구축이 가능해 향후 북미·유럽·러시아 등을 중심으로 세계 가스보일러시장의 15%(2025년)를 대체 가능할 것으로 전망되고 있다.

m-CHP는 연료전지, 가스내연기관 및 스털링엔진 등을 이용해 전기와 온수를 동시에 생산하는 가정용 초소형 열병합발전시스템으로 발전 폐열을 회수해 온수·난방용으로 사용하기 때문에 화력발전에 비해 열효율이 월등히 높고 가정에 설치하기 때문에 분산발전시스템으로써 효과가 높은 것이 특징이다.

국내에서는 연료전지의 경우 신재생에너지설비로 인정받으며 보급이 이뤄지고 있으나 실제 보급수량을 많지 않다. 스털링엔진을 이용한 m-CHP는 경동나비엔이 국책과제를 통해 세계에서 4번째, 아시아에서는 1번째로 개발했다. 내연기관을 이용한 m-CHP는 국책과제로 개발이 진행 중이며 엔진개발 전문기업인 테너지와 보일러 전문기업인 귀뚜라미가 개발에 매진하고 있다.

m-CHP 보급 활성화를 위해 양산을 통한 가격경쟁력 제고 및 초기 내수 확보를 위해 국내 전기발전보일러에서 생산된 전력이 거래될 수 있도록 근거규정 마련이 시급했었다.

전기발전보일러 중 연료전지는 신재생에너지발전설비로 인정받아 전기요금 상계처리가 가능하나 여타 기종에 대해서는 발전설비 해당에 대한 근거규정 부재했다.

이를 위해 전기발전보일러의 전력 계통 연계 안전성을 검증한 후 내년 6월까지 전기요금 상계거래 대상에 전기발전보일러 설비가 포함될 수 있도록 전기설비기준, 소규모 신재생에너지 발전전력 등의 거래에 관한 지침 개정 등이 추진돼 전력 거래 근거 규정이 마련되면 시장활성화에도 도움이 될 것으로 기대된다.

□ 주목받는 ‘경동나비엔’

이번 융합 신산업 창출을 위해 규제개선 대상에 포함돼 실질적인 혜택이 예상되는 제품은 경동나비엔이 개발한 스털링엔진 전기발전보일러(모델명: 나비엔 하이브리젠 SE)다. 지난 2013년 11월 신기술 미디어 설명회를 통해 첫 선을 보인 스털링엔진 m-CHP인 ‘나비엔 하이브리젠 SE’는 스털링엔진과 콘덴싱보일러를 결합해 전기, 온수, 난방에너지를 동시에 생산하는 가정용 초소형 열병합 시스템으로 경동나비엔이 세계에서 4번째, 아시아에서 최초로 개발에 성공한 제품이다.

산업부 국책 연구과제로 선정돼 제품을 개발한 후 네덜란드 등에서 필드테스트를 거쳐 2012년 9월 유럽 CE인증 획득과 동시에 유럽 판매를 개시했으며 한국시장용(60Hz)은 현재 서울시와 실증사업을 진행 중이다.

경동나비엔의 관계자는 “가정에서 전기를 생산해 소규모 열병합 분산전원 역할을 수행할 수 있어 향후 국가에너지 운용 패러다임을 변화시킬 수 있는 제품으로 주목받고 있다”라며 “이에 따라 가정용 전기발전보일러의 효율성과 친환경성에 주목한 서울시는 지난 2014년부터 9개월간 실증사업을 거쳐 올해부터 국공립 복지시설을 중심으로 가정용 전기발전보일러 보급 사업을 시작했으며 향후 2020년까지 1만대 보급 계획을 진행할 예정”이라고 밝혔다.

‘나비엔 하이브리젠 SE’는 스털링엔진 발전기와 콘덴싱보일러를 하나로 통합해 온수와 전기(1kWh 내외)를 동시에 생산하는 초소형 열병합발전시스템으로 국내에 1,040만대 이상 보급돼 있는 가스보일러와 크기·외형이 유사하고 사용연료·설치장소 및 설치방법이 동일하며 소음·진동이 적어 가정용으로 가장 적합하다.

여기에 스털링엔진 발전기와 콘덴싱보일러를 하나의 케이스 안에 통합·내장하고 스털링엔진 폐열을 회수·재활용해 발전효율 13%, 종합효율 97%의 초고효율 달성이 가능하다는 강점을 갖고 있다.

경동나비엔의 관계자는 “유럽의 경우 연료전지와 가스엔진, 스털링엔진 등의 m-CHP를 하나의 범주로 묶어 동일한 정책을 수립하고 있으나 국내에서는 연료전지만 신재생에너지기기로 분류, 한전과의 계통연계(잉여전기 역송전 연결)를 통한 요금상계처리제도 등이 이뤄지고 있었다”라며 “스털링엔진 m-CHP는 신재생에너지로 분류되지 못해 연료전지보다 1/4 수준의 가격에 동일한 성능을 지니고 있음에도 불구하고 정부로부터 지원혜택을 받지 못했다”고 정부의 규제개선 방향성에 대해 환영의 뜻을 내비쳤다.