일본, 가정용 연료전지 대중화 목전

- 대기업 고유가 시대를 겨냥해 가정용 연료전지 상품화에 박차 -

보고일자 : 2008.5.20.

김준한 도쿄무역관

kjunhan@kotra.or.kr

□ 연료전지 대중화 착착 진행

 ○ 고유가시대에 친환경 에너지원으로 기대를 받고 있는 가정용 연료전지가 본격 시판될 예정임.

  - 마츠시타전기 4월 출력 1㎾ 신형 고체분자형 연료전지(PEFC)를 발표했으며, 2008년 6월부터 양산할 계획을 밝힘.

  - 대기업 각사, 2009년 가정용 연료전지 본격시판 예정

□ 일본의 연료전지 개발 관련 주요 노정

 ○ 2000~07년까지 2000억 엔에 달하는 국가예산을 연료전지 상용화에 투입

자료원 : 신에너지산업기술 총합개발기구(NEDO), 닛케이비지니스, 후지산케이신문 등

 ○ 도야코 G7 정상회담에서 연료전지의 친환경성 홍보 예정

  - 연료전지로 같은 전력량을 발전하는 경우, 이산화탄소 배출량을 화력발전에 비해 37% 줄일 수 있다고 함.

  - 가정으로부터 이산화탄소 배출량을 얼마나 삭감하는가가 각국 공통 과제로, 일본의 가정용 연료전지에 대한 주목도가 높아지고 있음.

  - 이런 이유로 가정용 연료전지가 주력에너지가 되는 도시가스업계단체·일본가스협회는 7월 홋카이도 도야코 서미트에 앞서 실시되는 각종 회의를 통해, 연료전지에 관련 정보를 각국에 어필할 예정임.

  - 세키스이하우스 태양광 발전시스템과 연료전지를 장착한 이산화탄소 배출량이 0에 가까운 CO₂Off 주택을 발매함.

□ 마츠시타전기 연료전지분야에서 두각

 ○ 마츠시타전기는 2008년 4월 발전효율이 최대 39%에 달하는 가정용 연료전지 신제품을 발표

  - 종전 제품에 비해 발전효율을 2~3p 개량한 것으로, 세계 최고 수치를 기록함.

  - 신제품은 발전 시 폐열을 다른 목적으로 사용하고, 남는 열을 사용해서 온수를 만드는 코제네레이션시스템 도입해 에너지 이용효율을 대폭 향상시킴.

  - 4만 시간 연속운전과 4000회 기동정지에도 견딜 수 있어, 내용연수가 10년에 달함.

   · 발전효율 : 가스등 에너지를 전력량으로 전환 가능한 비율

   · 코제네레이션 : 전기, 열, 증기 등을 동시에 발생시키는 것을 의미

 ○ 마츠시타전기 신제품 기술개선 내용

  1) 천연가스에서 수소를 추출하는 연료처리기의 효율을 높임.

  - 종래 연료처리기가 세 개의 기기로 구성된 것을 하나로 묶어 소형화해, 불필요한 방열을 줄임.

  2) 발전시스템의 심장부인 스택(막전극 집합체)의 내구성을 향상시킴.

  - 종전 제품은 수소와 산소가 반응할 때 생성되는 불순물 때문에 전해질막이 열화되는 문제가 있었으나, 마츠시타 전기는 소재 메이커와 공동으로 불순물에 영양을 덜 받는 전해질막을 개발함.

  - 수소와 산소의 반응을 촉진시키는 백금촉매 능력을 향상시킴.

  - 이전 스택은 운전개시로부터 2만5000시간이 지나면 사용개시 때에 비해 12% 정도 출력이 저하되었으나, 신개발 스택은 이를 3~4%까지 줄임.

  3) 인버터로 전압을 변환할 때에 에너지 손실을 줄임.

  - 이전 PEFC는 출력 500W인 저부하 시 발전효율이 34%이하였으나, 이것을 38% 이상까지 향상시킴.

 ○ 마츠시타전기 향후 생산계획

  - 2008년 6월부터 연간 수백 대 규모로 양산을 시작 예정

  - 2010년도 연간 5000대, 2015년도 연간 10만 대 생산 예정

□ 토토, 노리츠와 연대해 가정용 고체산화물형 연료전지(SOFC) 개발 박차

 ○ 발전용 셀에 값비싼 백금 대신 저렴한 세라믹을 사용해, 연료전지 가격 현실화 추구

  - 세라믹은 위생도기 등에 사용되고 있는 규소가 원료로, 연료전지생산 가격을 대폭 낮출 수 있음.

 ○ SOFC 주요기술 내용

  - 용매와 세라믹 분말이 섞인 흙탕물과 같은 슬러리에 원통형 셀을 담가 세라믹 분말이 균일하게 부착시킴.

  - 이것을 건조하고 굽는 작업을 되풀이하는 방법으로 셀스택을 싼 가격에 양산하는 것이 가능

 ○ 토토는 셀스택과 셀스택 조합 모듈을 개발 및 생산하고, 가스기기 메이커인 노리츠가 이 모듈로 가정용 SOFC시스템을 만드는 방식으로 분업화함.

  - 올해 1월부터 NEF 보조금을 받아 토토의 공장에서 실증실험을 시작함.

  - 노리츠와 토토는 2011년에 제품가격을 100만 엔 이하로 낮추는 것을 목표로 함.

□ 연료전지 향후 과제

 ○ 보급확대를 위해 가격인하와 내용연수 연장이 중요

  - 현재 한 대 설치하는 데 250만 엔 가량 소요되며, 2009년 발매 가격이 100만 엔대에 달할 것으로 전망

  - 2015년까지 가정용 급탕기 수준인 50만 엔대로 가격 인하할 방침임.

  - 현재 내용연수가 평균 3년밖에 안되나 본격 출시까지 내용연수를 10년으로 개선할 예정임.

□ 시사점

 ○ 연료전지 가격을 낮추기 위해 제조업 간 제휴관계 강화나 M&A가 실시될 것으로 예상됨.

 ○ 우리 정부와 기업도 연료전지 개발에 집중하고 있는 만큼, 일본기업 동향을 수시로 스크린해 세계시장에서 선발주자의 자리를 확보해야 함.

자료원 : 후지산케이신문, 닛케이비즈니스, 일본가스협회 홈페이지, 독립행정법인 신에너지산업기술 총합개발기구(NEDO), 신에너지재단(NEF) 홈페이지 등