연료전지 발전소

연료전지의 원리는 무엇인가요?

  • 연료전지는 수소와 산소의 반응을 이용하여 전기를 생산하는 발전기술입니다
  • 수소 양이온이 산소반응극에서 산소와 결합하면 물과 전기가 발생합니다
    (기존 화력발전과 다른 비연소 반응 방식)
  • 연료전지는 수소를 저장하지 않고 태우지 않으며, 산소와의 반응을 통해 전기를 생산하므로 폭발위험 및 공해물질 발생이 거의 없습니다.
도시가스 > 개질기 / 가스 개질 > 공기(절소,산소 등) > 산소 > 수소 > Stack / 수소 + 산소 화학반응 > CO2(이산화탄소) /  배출가스 성분 / 물(수중기) > 전기 열

연료전지, 동영상으로 알아보기 1(친환경 고효율 수소연료전지)

https://www.youtube.com/watch?v=zoDVnsEU8fs

연료전지, 동영상으로 알아보기 2(알쓸수다)

https://www.youtube.com/watch?v=TcGriDMPqR8

연료전지 장점은 무엇인가요?

  • 1) 기존의 석탄화력발전에 비해 효율이 높으며 전기와 열을 동시에 생산 가능합니다.
  • 2) 연소과정이 없어 공해물질[황산화물(SOx), 질소산화물(NOx)]이 거의 발생하지 않습니다.
  • 3) 가동소음이 거의 없습니다(35m 지점에서 측정시 55dB(A), 차량시동 소음 수준)
  • 4) 수소 저장탱크가 없어 폭발 위험이 없습니다.
  • 5) 송전탑이 없으며, 전자파 발생이 거의 없습니다. (지하 송전선로를 통해 송전하며, 전자파 발생은 헤어드라이기 수준)
  • 6) 전기장·자기장 발생량은 기준치 이하입니다. (국내 전기장 및 자기장 안전 기준치 이내로 PC모니터 보다 낮음)
  • 7) 공기정화 효과가 있습니다. (연료전지 1기 당 1일 157톤 정도 공기를 흡입하여 정화된 공기 배출)
  • 8) 발생하는 열은 지역난방으로 활용합니다. (생산하는 열은 인근 고덕동, 강일동, 상일동 등에 난방용으로 활용)

연료전지 단점은 무엇인가요?

  • 설치 가격이 높고 한계수명 보유로 수명시간이 제한됩니다.
  • 수소 생성 시 CO2 발생이 있으나 석탄화력발전 대비 40% 적게 배출합니다.

강동구 연료전지 현황은요?

  • (21년 7월 기준)고덕지구에 2개소가 기 가동 중이며 가동예정 1곳, 건립예정 1곳이 있습니다.
    (총 발전용량은 약 80MW 이하 규모로 강동구 전체 소비전력의 약 40% 생산)
구 분 고덕그린에너지 강동연료전지 고덕청정에너지 암사연료전지
사업부지 강일동 227 일대
(고덕차량사업소 내)
고덕동 35-1
(강동집단에너지 열원부지)
고덕동 10-4
아리수로 87길 32
(고덕차량사업소 내)
암사동 67-1 일원
(암사아리수정수센터 북측 유휴부지)
사업시행자 고덕그린에너지(주) 파주에너지서비스(주) 고덕청정에너지(spc)
(주주단: 한국수력원자력/
sk에코플랜트/코원에너지)
spc 설립 중
(주주단: 한국수력원자력/
sk에코플랜트/코원에너지)
발전용량 19.6mw
(2,800kw*7기)
19.8mw
(440kw*45기)
19.8mw
(440kw*45기)
19.8mw
(300kW*66기)
공급구역 나래e/s 집단에너지 공급 포함 나래e/s 집단에너지 공급 포함 나래e/s 집단에너지 공급 포함 -
가동여부 가동 중 가동 중 가동 예정 건립 예정
`14.10. 상업운전 `20.10. 상업운전 개시 `21.6.29. 발전소 착공
`22. 9. 상업운전
개시 예정
`21. 하반기 착공 예정
`22 12. 상업운전 개시 예정
  • 고덕그린에너지

    고덕그린에너지

  • 강동연료전지

    강동연료전지

  • 고덕청정에너지

    고덕청정에너지

  • 암사연료전지

    암사연료전지

강동구 연료전지 발전소 지도

국내 연료전지 현황(통계)

구 분 합계 전국 서울 비고
10mw미만 51 46 5 (어린이대공원,
롯데타워 등)
10mw~20mw 12 10 2 고덕그린에너지
강동연료전지
20mw 이상 10 9 1 상암 노을그린
건립 중 13 12 1 고덕청정에너지
총계 86 77 9

강동구 열공급지역

  • 지역난방 사용세대수: 32,112세대
  • 연간 지역난방 사용량: 231,206Gcal/년(1가구 연간 열생산량 7.2Gcal/년 기준)
지역난방 사용현화(고덕동,강일동,상일동) / 지역난방 사용세대수:32,112세대 / 연간 지역난방사용량:231,206 Gcal/yr / *1가구 연간 열생산량:7.2Gcal/yr기준

연료전지는 수소를 사용하니까 수소폭탄처럼 위험하지 않나요?

  • 1) 연료전지에서 사용하는 수소(H2)는 수소폭탄에 이용되는 수소와는 다르며, 저장하지 않고 곧바로 사용합니다. 또한, 수소를 직접 이용하지 않고 수소이온으로 변경하여 전기를 생산합니다.
    (수소폭탄은 중수소(D)와 삼중수소(T)를 섭씨 1억℃에서 핵융합 반응을 일으켜 폭발시키는 핵폭탄으로, 미국·영국·러시아· 중국·프랑스의 5대 강대국만 보유 중)
  • 연료전지 수소 VS 수소폭탄 수소 차이 표입니다.
  • 연료별 상대 적 위험도 표입니다.
  • 2) 일반 수소(H2)는 폭발력이 없어서 수소차에도 사용됩니다.
일반 수소(H2)는 폭발력이 없어서 수소차에도 사용됩니다 : 구 분,수소연료전지 자동차,연료전지발전 표입니다.
구 분 수소연료전지 자동차 연료전지발전
연 료 수소(h2) 수소(h2)
압 력 약 700bar (약 691기압) 1bar (약 1기압)
연료 저장방식 재질 : 금속(납)/복합소재
두께 : 표면두께 10cm
무게 : 80~90kg
저장시설 없음
(도시가스 배관으로 공급)
  • 3) 강릉수소탱크 폭발과는 완전히 다릅니다.
    • 강릉의 경우 수소를 저장하는 탱크의 고압력에 의한 폭발로 현재는 안정화된 설비로 교체되었으며, 관련 법적기준이 강화되어 수소탱크에 대한 폭발 위험이 사라짐
      *수소자동차에 탑재되어 있는 수소저장용기와 동일함
    • 연료전지 내에는 수소를 저장하는 용기가 없음
강릉수소탱크 폭발과는 완전히 다릅니다 : 강릉 수소탱크 폭발사고 시설구성,고덕청정에너지 연료전지 시설구성 표입니다
강릉 수소탱크 폭발사고 시설구성 고덕청정에너지 연료전지 시설구성
태양광 > 전기 > 수전해(수소생산) > 수소 > 수소저장탱크 > 수소 > 연료전지 > 전기공급. 도시가스 공급 배관 > 연료전지 , 개질기(수소주출) > 스택(전기생삼) , *수소저장탱크얼음 > 전기공급

소음, 전자파, 악취, 오폐수 피해는 없나요?

  • 1) 연료전지에서 약 35m 떨어진 곳에서의 소음은 약 55dB(A)로 자동차 시동 소음 정도입니다.
  • 2) 연료전지에서 5m정도 떨어진 지점에서의 전계(전기장 계량수치)는 국내 안전기준치의 3/100, 자계(자기장 계량수치)는 4/10,000 이하 수준입니다.
소음, 전자파, 악취, 오폐수 피해는 없나요 : 구분,전계(kV/m),자계(µT),비고 표입니다.
구분 전계(kV/m) 자계(µT) 비고
who 국제비전리방사선보호위원회 4.2 83.3 emf 가이드라인
산업부 고시 제2021-18호
전기설비기준 제17조
3.5 83.3 지표상 1m
(가공전선로 기준)
연료전지 0.101 0.03 2018.10.22. 측정값
(상암 노을그린에너지)
송전선로 (154 kv) - 0.13 인천 서구 선로
냉장고 0.141 0.782 30cm
헤어드라이기 0.025 0.086 30cm
pc모니터 0.121 0.103 50cm
  • 연료전지는 국내 전기장 및 자기장 안전기준치 이내 만족
    (전계기준의 2.89% 수준, 자계기준의 0.036% 수준)
  • 관내 연료전지 송전선로의 경우 154kV가 아닌 22.9kV를 사용하여 변전소에 생산된 전기를 송전함에 따라 발생되는 전기장 및 자기장의 영향이 극히 미미함
  • 우리 일상생활 속의 청소기, 헤어 드라이기, 냉장고 등 전기제품에서 미치는 자기장 세기보다 작으므로 인체의 영향이 거의 없음
  • 3) 악취와 오폐수 배출은 일체 없으며, 이는 가동 중인 연료전지에서 확인할 수 있음

공해물질이 배출되지 않나요?

공해물질이 배출되지 않나요:구분, 미세먼지,SOx,NOx,CO2 표입니다.
구분 미세먼지 SOx NOx CO2
배출허용 기준
(발전시설 대기오염 배출시설의 경우 해당)
먼지 : 10mg/s㎥ 100ppm 20ppm 대기오염
물질이 아님
미세먼지(24시간 기준)
pm 10 : 100㎍/㎥
pm 2.5 : 35㎍/㎥
고덕청정에너지 없음
(대기 중 미세먼지 여과)
없음 1.43ppm
(기준치의 5.7%)
0.22t/mwh
(석탄화력발전대비
40% 감소)
  • 먼지, SOx, NOx 대기오염 배출허용 기준치: 대기환경보전법 시행규칙 제15조(배출허용기준) 및 별표 8 “대기오염물질의 배출허용 기준”참조
  • 연료전지 배출 물질: 캘리포니아 대기보전위원회 (CARB : California Air Resources Board)시험 결과
  • 미세먼지 환경기준 : 환경정책기본법 시행령 제 2조 환경기준 별표 참조
  • 1) 연료전지시설은 대기오염물질 배출시설에 해당하지 않음(대기환경보전법 시행규칙 제5조)
  • 2) 공기를 정화하여 배출하는 효과와 안정적인 전력 공급효과가 있음
    1시간 가동 시 성인 약 45만 명의 호흡량에 해당하는 공기를 정화할 수 있음
공기를 정화하여 배출하는 효과와 안정적인 전력 공급효과가 있음 : 구분,용량,공기정화량,1시간 가동시,연료전지 미세먼지 제거효과 표입니다.
구분 용량 공기정화량 1시간 가동시 연료전지 미세먼지 제거효과
수소 전기차(넥쏘) 110kW 27kg/시간 성인 43명 호흡량 정화
  • 인근 자원순환센터 등에서발생하는 미세먼지 제거 효과
  • 연료전지 1기에서 시간당 6.5톤,1일 157톤 정도 공기를 흡입하여초미세먼지, 초초미세먼지, 불순물을 걸러 깨긋한 공기를Cell에 공급

*출처 : 두산퓨엘셀 기술자료

두산 퓨얼셀 연료전지 19.8MW 295,020kg/시간 성인 약 455,000명 호흡량 정화
(넥쏘의 약 21,000대 이상 효과)
* 성인기준 공기 호흡량 : 0.625kg/hr = 15kg/day

·연료전지는 배전선로에 접속되기 때문에, 대규모 광역정전 발생 시 지역에 전기를 우선 공급할 수 있음

강동구 연료전지발전소 건립시 환경영향평가나 주민설명회는 개최했나요?

  • 관내 연료전지 발전소는 모두 발전용량이 19.8MW 이하이며, 사업부지면적이 3,000㎡이하로 환경영향평가법 및 전기사업법에 따른 환경영향평가 대상사업이 아닙니다.
  • 또한, 전기사업법에 따른 주민설명회는 2020.09.23.자로 신설된 조항으로 기 가동 중이거나 가동 예정인 고덕청정에너지는 적용대상이 아니었습니다. 하지만 주민 요구 시 사업자(한수원 등) 주관 설명회를 개최할 예정입니다.

2020 신재생에너지 백서

  • 1) ‘수소경제 활성화 로드맵(2019.1)’, ‘수소경제 표준화 전략 로드맵(2019.4)’ 및 ‘수소 기술개발 로드맵(2019.10)’ 수립을 통해 수소경제 사회로의 전환을 효과적으로 지원할 계획을 발표
  • 2) 2030년까지 수소사업 핵심소재·부품의 기술 자립도를 재고하고 미래시장 개척 및 글로벌 시장 선도를 위한 유망기술 개발을 추진할 예정

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수소경제 활성화 로드맵(2019.01., 산업통상자원부)

수소경제 활성화 로드맵(2019.01., 산업통상자원부) 표입니다.
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