정부 2030년 연료전지 누적 수출액 30억 달러 목표
무정전 전원·열 회수·배열 활용 냉난방 등 3건 취득
응용기술 개발 통한 제품 고도화 추진 경쟁력 강화
[비즈월드] SK에코플랜트(대표 박경일)가 글로벌 연료전지 시장 선점을 위한 특허 확보에 활발한 모습이다.
정부는 오는 2030년까지 누적 수출액 30억 달러(한화 약 4조원)를 목표로 연료전지 시장을 공략하고 있다. SK에코플랜트는 이 목표 달성을 위해 시너지를 낼 수 있는 연료전지 기술을 개발하고 특허 취득도 잇따라 성공하며 사업에 청신호를 켜 나가고 있다.
6일 비즈월드가 특허정보검색서비스 키프리스를 통해 확인한 결과, SK에코플랜트의 연료전지 관련 특허는 ▲무정전 정원 장치 ▲열 회수 장치 ▲배열 활용 냉난방 시스템 등 총 3건으로 집계됐다.
회사가 가장 먼저 취득한 연료전지 관련 특허는 ‘직류 부하에 지속적으로 전력 공급이 가능한 무정전 전원 장치(이하 무정전 전원 장치)’다. 해당 특허는 지난 2021년 9월 출원(출원번호 제102021호0121526)돼 같은 해 12월 특허(등록번호 제102343175)호)로 등록받았다.
무정전 전원 장치는 일반·예비 전원을 사용할 때 전압·주파수의 변동이나 정전이 발생하더라도 안정적으로 전원을 공급하는 장치다. 한시라도 전원이 끊기면 돌이킬 수 없는 피해가 발생하는 금융·방송·IT·병원 등에서 도입률이 증가하고 있다.
기존 연료전지에서 만든 전기는 인버터를 거쳐 전력망으로 공급되는데 정전 때는 인버터도 작동을 멈춰 전력공급이 끊기는 문제가 있다. 회사의 무정전 전원 장치는 교류 부하와 직류 부하 모두 전력을 공급할 수 있어 정전 또는 부품이 고장 나는 사고가 발생하더라도 고품질의 전력을 지속해서 공급할 수 있다.
평소에는 전력망에 전기를 공급하고 비상상황 시 건물 유지에 필수적인 설비들이 작동할 수 있게 하는 비상 발전기 기능을 한다.
다음으로 취득한 특허는 ‘열 회수 장치 및 이를 포함하는 연료전지 시스템’으로 지난 2021년 10월 출원(출원번호 제1020210135306호)돼 2022년 2월 특허(등록번호 제102368650호)로 등록받았다.
연료전지는 구성 소재에 따라 운전조건과 특성이 달라진다. 이 가운데 고체 산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cel, 이하 SOFC)는 작동온도가 약 500~1000℃로 높아 배기가스의 열을 이용할 수 있다는 장점이 있다. 이 기술은 높은 온도의 배기가스가 SOFC로 다시 유입되는 것을 방지하며 유지보수성을 높이고 배기가스 열도 활용할 수 있도록 한다.
세 번째 특허는 ‘연료전지 배열 활용 고효율 일체형 흡수식 냉방시스템’으로 지난해 11월 출원(출원번호 제1020220154834호)돼 올해 7월 특허(등록번호 제102560048호)로 등록됐다.
이 기술은 SOFC에서 발생하는 고온의 배기가스를 2중 효용 흡수식 냉동기의 고온재생기에 공급해 열원으로 활용하는 흡수식 냉방시스템이다. 300~400℃의 연료전지 배열을 열원으로 7℃의 냉수를 생산해 건물 냉방에 활용한다.
흡수식 냉·난방시스템은 압력에 따라 물의 증발·흡수 온도가 달라지는 원리로 작동한다. 물은 일반적으로 100℃가 돼야 끓지만 흡수식 냉난방시스템은 진공에 가까운 압력(6.5mmHg)을 만들어 물을 5℃만 돼도 끓게 만든다. 낮은 온도에서 끓어오른 물은 증발하며 주변을 시원하게 만드는 냉매 역할을 한다. 난방의 경우 공급받은 열을 이용해 온수를 생산하고 열을 공급하며 나오는 수증기는 다시 흡수해 재사용한다.
SK에코플랜트는 올 하반기 설치할 19.8㎿ 규모 연료전지 발전소에 이 신기술을 적용할 예정으로 시뮬레이션에서 연료전지 2세트(SOFC 600㎾ 규모)에 적용할 경우 35㎾ 에어컨 약 6대(990㎡ 넓이의 서버실 냉방 충당)를 가동할 수 있는 것으로 확인했다. 이 기술은 데이터센터·스마트팜 등 안정적인 전력공급은 물론 연중 일정한 온도를 유지해야 하는 시설과 시너지가 기대된다.
SK에코플랜트 관계자는 “회사는 글로벌 연료전지 시장 선점을 위해 이 분야 기술개발과 특허 확보를 위한 노력을 기울이고 있다”며 “회사의 SOFC는 세계에서도 손꼽을 수 있는 우수한 성능을 갖추고 있고 불룸 에너지라는 강력한 파트너사와 함께하는 만큼 시장 영향력을 확대할 수 있을 것”이라고 말했다.
[비즈월드=나영찬 기자 / na@bizwnews.com]