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공지사항

자연과 인간중심의 에너지 공학

[인터뷰] (주)바이오프랜즈 조원준 대표

바이오프랜즈 관리자

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"DME로 수소·연료전지 확산에 기여
올 하반기 국내 DME생산, 연료도 공급"

친환경 청정연료로 브리지 연료 활용
강소기업 지원 위한 제도 마련해야

 

 

 

▲바이오프랜즈 조원준 사장이 독자기술로 개발한 촉매, 설계 기술에 대해 설명하고 있다.


 “겨울철에 내리는 눈은 사람의 마음을 동심으로 이끌어주고 어릴적 눈사람과 썰매에 대한 추억을 가져다 줍니다. 하지만 최근 중국이나 한국에서 내리는 겨울철 눈은 미세먼지가 함유되어 대기 중에서 황사와 혼합되어 내리는 눈으로 도로변이나 차량에 황색으로 변하여 얼룩으로 남아있고, 토양이나 하천으로 흘러 들어가면 이차 토양오염까지 발생하는 심각한 수준으로 대기환경이 위협이 되는 시대를 살아가고 있습니다.”

(주)바이오프랜즈는 2019년 하반기에 친환경 청정연료인 DME(디메틸에테르)를 생산하여 국내 화학시장 에어로졸 시장에 공급하고, 일부는 국내 농촌연료나 도시지역의 연료로 공급을 추진하고 있다.

바이오프랜즈 조원준 사장은 “다양한 DME 설비를 구축하고, 더불어 수소연료전지 시제품을 강소기업과 협력하여 지속적으로 개발하여 친환경에너지원으로 진입하려고 합니다. DME는 다른 화석연료에 비하여 미세먼지 감축측면에서 95%를 감축하는 친환경 청정연료로써 미래 전기자동차나 수소전기차 시대를 대비하는 브리지 연료 또는 수소생산용 연료로 활용될 것으로 기대됩니다”고 강조했다.

DME를 사용하여 수소를 제조하는 개질시스템(Reforming System)은 천연가스 등 탄화수소 연료를 사용하는 경우와 비교해보면 개질온도를 낮은 저온으로 가능하다는 강점이 있어, 이 점을 착안하면 개질장치 또는 수소스테이션을 소형경량화하는 기술이 가능하여 수소스테이션 건설비용을 낮추어 수소사회에 접근이 더욱 용이하다는 것이다.

조 사장은 “DME는 독성이 없어서 독성이 있는 메탄올을 사용하는 경우와 비교하더라도 이용자 측면에서 볼 때 안전성이 뛰어나서 수소전기차, 수소연료전지 발전시스템에 매우 유망한 친환경연료입니다. 국외사례를 살펴보면 일본은 지난 2003년부터 신일본석유가스 주식회사와 도시바 IFC가 200kW급 산업용 수소연료전지 발전시스템에 DME를 적용하여 실증한 사례가 대표적입니다”고 강조했다.

일본의 수소연료전지 발전시스템 실증사업은 무엇보다도 천연가스, LPG, 바이오가스 등의 실적이 있는 200kW 인산형 연료전지에 DME가 수소연료전지 발전시스템의 연료로 바로 사용가능한 것을 확인하였으며, 도시가스 보급이 어려운 농가, 도서지역의 보조연료로 사용가능하다는 것이다.

또한 조 사장은 “미국 오베른(Oberon Fuels)사는 2018년 미국 캘리포니아에서 열린 국제DME컨퍼런스에서 수소사회로 진출하기 위하여 청정연료 DME를 바이오가스로부터 제조생산하고, 중대형 트럭용의 수소전기차에 적용하는 시스템 개발에 나선다고 발표하였습니다. DME는 탄화수소계의 도시가스나 액화석유가스와는 달리 에테르계의 화학원료로 산소화합물을 자체적으로 보유하고 있는 함산소화합물입니다. 따라서 적은양의 산화제로 낮은온도에서 수소를 생산하여, 수소를 고압 압축하여 수소스테이션에 적용가능한 연료이지요”라며 “기존의 연료개질설비에 비하여 낮은 가격으로 설비를 소형컴팩트하게 설치가능하여 수소스테이션 건설에 경제적으로 접근할 수 있다”고 말했다.

다른 한편으로 고압(700기압)의 수소압축탱크에 저장하여 수소전기차량에 충전하여 사용하는 방식에서 벗어나서 DME를 수소전기차량에 5기압의 저장탱크에서 30kg의 액체로 충전하고, 차량내부에 소형개질기를 차량장착형(On-board type)으로 제작하여 수소를 생산할 경우, 지금의 수소전기차에 고압으로 충전하여 운영하는 시스템에서 벗어나 5기압용기의 저압충전이 가능하여 충전과 이송이 용이하고 내부개질장치를 통하여 연료전지용 수소로 사용할 수 있어서 보다 효율적인 미래형 차량운영시스템을 구축할 수 있다는 설명이다.

실제 2019년 닛싼자동차는 SOFC에 연료를 바이오에탄올을 충전하여 운영하는 자동차를 선보일 예정이며, 2020년에는 도요타 역시 유사한 미래형 수소전기차로 소개될 ‘미라이’를 시장에 내놓을 것이라고 강조했다.

“국내에서 우리 바이오프랜즈는 DME를 바이오자원 또는 메탄올로부터 생산하여 고분자연료전지(PEMFC) 또는 고체산화물연료전지(SOFC)에 적용하여 시제작품을 제작하기 위하여 국내 연료전지 업체와 협력하고 있습니다. 이 SOFC는 바이오에탄올(참고로 에탄올과 DME는 일반화학식이 C2H6O)과 DME 등을 내부개질하여 운영하는 시스템으로 구성되어 있습니다.”

바이오프랜즈는 국내 강소기업으로 HnPower사와 협력하여 수소연료전지 발전시스템의 수소생산 개질기를 소형으로 개발 중에 있으며, 2020년에 상업 제품으로 공급하기 위하여 연구개발 중에 있다. 또한 고분자연료전지용으로 사용하기 위하여 국내 연료전지 강소기업인 CNL에너지와 DME 전용연료전지의 성능을 시험 중에 있으며, 현재 DME 개질수소로부터 연료전지 시험을 진행하고 있다.

특히 바이오가스, 바이오DME 등으로부터 생산되는 DME를 고체산화물 연료전지에 직접 적용하기 위해 이 분야 강소기업인 ㈜케이세라셀과 협력하여 소형 수 kW급 연료전지 발전시스템 개발을 추진하고 있다.

조 사장은 “수소사회는 선택의 문제가 아닌 수 년내 전기자동차와 같이 우리 생활의 일부가 될 것이고, 4차 산업혁명의 에너지 분야 혁명적 산업구조를 창조하는 산업구조를 만들어 낼 것이라고 봅니다. 그러나 막연한 장밋빛 청사진이 아닌 대한민국의 신성장 동력으로 자리매김을 하려면 정부, 공공기관과 대기업에서 그려내는 사업을 강소기업들도 함께 참여하는 동반성장의 사업으로 키워나가야 하며, 국민들이 보다 쉽게 접근하고 인식하는 사회적 합의를 이끌어내야 합니다”며 금융권에서 바라보는 자본의 경제성 논리도 중요하지만, 우리나라가 기술강국을 내다보고 기술자들에게 보다 많은 사유와 기술경쟁력을 강화하도록 투자를 아끼지 않고, 성숙된 선진기술과 함께 성장하는 시민사회가 되길 바란다고 강조했다.

출처 : 가스신문 http://www.gasnews.com

 

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