헬로티 조상록 기자 |

 

현재 수소 산업에서 시장을 이끄는 핵심 분야 중 하나는 수소 연료전지입니다. 이번 [상장마켓]에서는 국내 주요 수소 연료전지 기업을 다뤄볼까 합니다.

 

다루는 기업은 두산퓨얼셀, 에스퓨얼셀, 미코입니다.

* SK에코플랜트, 현대차 등도 수소 연료전지 기업입니다. SK에코플랜트는 아직 비상장 기업이어서 제외시켰습니다. 현대차는 수소 연료전지뿐만 아니라 수소 생산, 저장(충전소), 운송, 수소전기차까지 수소 생태계를 구축하고 있기 때문에 나중에 별도로 다루겠습니다.

 

 

한국은 수소 생태계 조성에 어느 국가보다 열심입니다. 정부가 제시한 수소경제 활성화 로드맵에서는 2040년까지 526만 톤의 수소를 3,000원/kg 수준으로 보급한다는 목표를 제시하고 있습니다.

 

수소 에너지는 장점이 많습니다. 우선 친환경적이기 때문에 전세계적으로 진행되는 탄소중립 실현(그린 수소 방식인 경우)에 적합합니다. 그린 수소는 태양광, 풍력과 같은 신재생에너지를 이용해 수전해 방식으로 생산한 수소를 말하며, 이 경우 온실가스 배출이 '0'이 됩니다.

 

△천연가스에서 수소를 추출하는 방식으로 수소 생산 과정에서 온실가스가 배출되는 그레이 수소 △그레이 수소 생산 과정에서 나오는 이산화탄소를 포집 및 저장해 온실가스 배출을 줄이는 블루 수소도 있습니다.

 

또, 기존 재생에너지의 변동성 및 간헐성을 해결할 수 있습니다. 그러니까 태양광, 풍력 에너지는 햇빛과 바람이 부족한 경우에는 안정적인 에너지 공급이 안 될 수 있잖아요. 수소 에너지는 그런 단점을 보완할 수 있다는 겁니다.

 

전세계 수소 연료전지 산업 전망

 

세계 연료전지 시장 규모는 2009년 5,056억원에서 연평균 35.6%의 높은 성장률을 보이며, 2025년에는 66조1,781억 원 규모로 확대될 것으로 전망되고 있습니다.

 

후지경제 보고서에 의하면 2025년 기준 어플리케이션별로는, 수송용이 31조3,751억 원 규모로 전체 대비 47.4% 비중을 차지하며 가장 큰 시장으로 나타났으며, 이어 가정용 16조6,688억원 25.2%, 건물용 10조7,625억원 16.3%, 휴대용 3조9,813억 원 6.0%, 기타 3조3,906억 원 5.1% 순으로 전망하고 있습니다.

 

한국 정부의 ‘수소경제 활성화 로드맵’

 

산업통상자원부(이하 산업부)에서는 2018년부터 2025년까지 연료전지 성장세가 지속되어 연간 700MW 보급량까지 성장한 후 성장세가 완화되어 2031년에는 746MW의 보급량을 기록할 것으로 전망하고 있습니다. 정부의 ‘수소경제 활성화 로드맵’의 단계별 계획을 간략히 살펴보면요.

 

 

1) 2018~2022년 수소경제 준비기 : 수소산업의 생태계를 조성하고 제반 인프라 및 법/제도적 기반을 구축하도록 되어 있습니다.

 

2) 2022~2030년의 수소경제 확산기 : 수소 이용의 비약적 확대, 대규모 수요/공급 시스템 구축을 통하여 연료전지의 보급에 집중하고 있습니다.

 

3) 2030~2040년의 수소경제 선도기 : 해외수소 생산 및 수전해 본격화, 탄소제로 수요/공급 시스템 구축을 완료하여 연료전지 시스템의 대량보급의 추진을 계획 중에 있습니다.

 

1. 두산퓨얼셀

 

- 기업 설명

두산퓨얼셀은 국내 대표적인 수소 연료전지 기업입니다. 2014년 미국 연료전지 업체 클리어엣지파워(CEP, Clear Edge Power)를 인수하여 PAFC 타입 연료전지 원천기술을 보유하고 있습니다.

 

두산퓨얼셀은 2019년 10월 두산이 보유한 연료전지 사업부 익산 공장을 인적분할하여 출범했고, 곧바로 코스피 상장(2019년 10월 18일)을 했습니다.

 

 

- 수소 연료전지 종류 및 발전량

 

두산퓨얼셀이 공급하는 수소 연료전지는 PAFC 타입(인산형 연료전지)인데요. PAFC 기술은 연료전지 1세대 기술입니다. 그리고 최근에는 전기효율이 높은 3세대 SOFC(고체산화물 연료전지) 기술을 더 선호하고 있습니다. 두산퓨얼셀이 최근 SOFC 개발에 적극적으로 투자하고 있는 이유도 여기 있습니다.

 

* 참고로 현재 국내 SOFC 공급에서는 미국의 블룸에너지와 합작회사(블룸SK퓨얼셀)를 설립한 SK에코플랜트(구 SK건설)가 가장 앞서고 있습니다. 블룸SK퓨얼셀의 연료전지 생산공장(구미)은 2021년 50MW 생산을 목표로 합니다. SK에코플랜트 관계자의 의견이기는 하지만, 올해 들어 SK에코플랜트(블룸에너지 제품)의 SOFC 방식 공급량이 두산퓨얼셀을 넘어섰다고 합니다.

 

현재 두산퓨얼셀의 CAPA는 2017년 준공된 익산 공장, 미국 공장까지 합쳐서 123MW(익산공장 : 60MW, 미국 공장 : 63MW)입니다.

 

- 사업 추진

두산퓨얼셀은 세계 최초, 최대 규모(50MW)의 순수소 연료전지 발전소를 준공한 바 있고요. NG/LPG Duel Fuel 모델(LNG와 LPG를 모두 사용할 수 있는 모델)을 사업화하였으며, 수소-전기-열 동시 생산이 가능한 Tri-gen 모델을 개발하여 실증 및 사업화를 앞두고 있습니다.

 

추진1) 익산공장 PAFC(인산형 연료전지) 생산시설 증설에 착수했습니다. 두산퓨얼셀은 익산 제2일반산단 내 기존 부지(28,452㎡)에 오는 2024년까지 1,100억원을 투자할 계획인데요. 2020년 말 기준 익산공장 생산능력은 최대 90MW였으나 이를 2022년 기준 275MW까지 확대한다는 계획을 내놨습니다.

 

추진2) 차세대 SOFC 시스템 개발 및 생산설비 구축을 진행하고 있습니다. (이를 위해 2020년 영국 세레스파워(Ceres Power)의 SOFC 기술을 도입하기로 결정했습니다.) 발전용 SOFC 셀·스택 제조라인과 SOFC시스템 조립라인이 지어지는데요. 투자금액은 724억원, 발전 규모는 2023년까지 50MW입니다.

 

두산퓨얼셀은 이러한 투자금을 마련하기 위해 2020년 12월 유상증자를 진행했고, 3,360억원(1,000만주) 규모의 유상증자에 성공했습니다.

 

향후 두산퓨얼셀은 PEM(고분자 전해질) 기술 기반의 수전해 수소생산 설비 및 대형 모빌리티용 파워팩 개발, SOFC 기술 기반의 선박용 연료전지 개발 등을 검토하고 있습니다.

 

 

- 연료전지 생산 능력 <단위 : MW, %>

 

- 사업별 매출 실적(발전용 연료전지) <단위 : 억원>

 

- 매출액 및 재무 <단위 : 억원>

 

 

* 앞에서 PAFC, SOFC 방식이 언급됐는데요. 잠깐 수소 연료전지의 종류를 훓어보고 가겠습니다.   두산퓨얼셀이 주로 생산하는 PAFC는 인산형 연료전지 타입으로, 저온에서 작동한다는 것이 특징입니다. 아무래도 온도를 높여야 하는 시간이 필요하지 않기 때문에 상대적으로 빠르게 전기를 생산할 수 있지만 전기효율이 낮은 편입니다. 그리고 백금이 고가입니다.   SK에코플랜트가 블룸에너지와 협력해 공급하고 있는 SOFC는 고체산화물 연료전지로, 요즘 뜨고 있는 방식입니다. 전기효율이 50~60%로 다른 방식에 비해 높고, 비싼 백금을 촉매제로 쓰지 않아도 됩니다. 다만, 600~900도℃의 고온에서 작동하기 때문에 내구성을 유지할 수 있는 기술이 필요합니다. 국내에서는 미코가 유일하게 SOFC 기술을 가지고 있습니다.

 

수소 연료전지의 종류

 

 

2. 에스퓨얼셀

 

- 기업 설명

에스퓨얼셀은 국내 대표 건물용 연료전지 기업인데요. 가정용/건물용 연료전지 핵심 기술을 독자 개발했고, 연료전지 전 부분 관련 기술을 가지고 있습니다.

 

2017년 기준 국내 건물용 연료전지 시장점유율 1위를 달성한 바 있습니다. 연간 약 200대 이상 생산 및 판매하고 있습니다.

 

 

- 수소 연료전지 종류 및 발전량

 

제품군1) 건물용 연료전지(PEMFC) - 발전용량에 따라 1kW급부터 50kW급까지 6개 모델로 나눌 수 있으며, 사용하는 연료에 따라 NG(도시가스), HG(수소), PG(LPG) 3개의 모델로 구분됩니다.

 

제품군2) 발전용 연료전지(PAFC) - 순수수소를 연료로 사용할 경우 48%의 전기효율을 갖는 고효율 발전 시스템입니다. 3가지 모델이 있는데, 사용하는 연료(수소, LNG, 바이오가스)에 따라 나눠집니다. 3가지 모델 모두 100kW의 전기를 발생시킵니다. 수소 사용 모델명은 '퓨얼셀 파워팩 FP-100iH'

에스퓨얼셀은 누적 7.9MW 이상의 건물용 연료전지를 설치했습니다.

 

수소경제 활성화 로드맵을 보면 2022년까지 발전용 1.5GW, 건물용 50MW를 설치할 계획이라고 나와 있습니다.

 

에스퓨얼셀의 국내 시장 점유율은 50% 이상인데요. 2020년까지 국내에 20MW가 설치됐으니 2년 동안(2021 ~ 2022) 나머지 30MW를 설치해야 합니다. 에스퓨얼셀은 최소 15MW를 설치할 수 있습니다. (건물용 연료전지는 1MW당 매출액 100억원 수준으로 ‘21, ’22년 각각 1,500억원 시장 규모)

 

- 추진

건물용 연료전지에 사용되는 PEMFC는 소형 제작 및 고출력 밀도로 다양한 어플리케이션에 적용할 수 있습니다. 에스퓨얼셀은 이러한 장점을 활용해 액화수소 드론, 수소지게차, 선박용 수소 연료전지 파워팩 개발 등을 추진하고 있습니다.

 

- 사업 유형 및 매출 실적 <단위 : 억원>

 

- 매출 및 재무 <단위 : 억원>

 

3. 미코

 

- 기업 설명

미코는 반도체 공정 중 CVD(증착)와 Eching(식각) 공정에서 핵심 부품으로 사용되고 있는 세라믹 소재 및 부품과 디스플레이 공정에 필요한 소재, 고체산화물 연료전지(SOFC)를 생산하는 기업으로, 1999년 설립되었으며, 2002년 1월 코스닥 시장에 상장되었습니다.

 

여기서는 연료전지 부분만 살펴보겠습니다.

 

참고로, 2020년 10월 28일 미코의 연료전지 사업 부분 물적 분할이 결정됐고, 2021년 1월 1일 ‘미코파워’가 새롭게 출범했습니다. 올해부터 연료전지 부분은 미코파워가 맡게 되는데요. 미코는 분할 후에도 미코파워의 지분 100%를 보유하고 있습니다. 따라서 미코파워의 재무구조에는 변동사항이 없습니다.

 

 

- 수소 연료전지 종류 및 발전량

미코는 국내에서 유일하게 연료전지의 셀, 스택, 시스템을 자체 제작할 수 있는 기업입니다. 미코는 2019년 SOFC 1MW 생산라인을 준공했고, 2021년 8kW 시스템을 상용화 하며, 연료전지 사업에 본격적으로 진출했습니다.

 

미코의 SOFC 분야에서 자체 기술을 보유하는 것은 결코 쉽지 않습니다. 바꿔 말하면 자체 기술 보유는 관련 업체와 비교했을 때 상당한 경쟁력을 가질 수 있다는 말이기도 합니다. SOFC는 약 800도에서 가동되는데요. 연료전지 스택은 이 고온을 안정적으로 견딜 수 있어야 합니다.

 

SOFC는 세라믹을 전해질로 활용하는 연료전지입니다. 미코는 반도체 공정에 적용된 세라믹 가공 기술을 보유하고 있기 때문에, 이 기술을 활용해 2011년 SOFC 단전지 제조기술을 개발했고, 2015년 평판형 고체산화물 연료전지 스택 제조기술을 확보했으며, 2019년 SOFC 1MW 규모의 생산 라인을 준공했습니다.

 

참고로, 두산퓨얼셀, SK에코플랜트, 과거 포스코에너지(한국퓨얼셀) 등 수소 연료전지 기업들은 모두 해외 기업들과 제휴를 통해 국내 시장에서 연료전지를 공급하고 있습니다.

 

- 사업부문별(영업부문별) 매출 실적 <단위 : 억원>

 

- 매출 및 재무 <단위 : 억원>