미래를 생각하는 기업, 두산

두산의 121년 역사, 가장 큰 성장동력은 사람

 두산은 국내에서 가장 오래된 세월을 견디고 성장해온 기업이다. 두산은 121년을 이어온 가장 큰 성장동력으로 ‘사람’을 말하고 있다. 두산이라는 이름은 곡물을 측정하는 단위인 ‘두(斗)’와 산을 의미하는 ‘산(山)’이 합쳐져 ‘한 말 한 말 쌓아 큰 산을 이룬다’는 뜻을 내포하고 있다. 즉 한 사람 한 사람의 노력이 하나의 힘으로 합쳐져 더 큰 일을 이뤄낼 수 있다는 두산의 믿음을 표현한 것이다. 각종 사건들을 통해 기업오너들의 갑질이 화제가 되는 요즘, 개인의 성장과 회사의 성장을 같은 선상에서 바라보는 두산의 경영철학과 두산의 신재생에너지 산업, 그 중에서도 에너지 저장장치(ESS)와 풍력발전에 대해 알아보고자한다. 

 

세상을 밝히는 에너지, 두산의 풍력발전

 태양광과 더불어 가장 각광받고 있는 신재생에너지는 풍력이라고 할 수 있다. 풍력발전의 선두주자인 유럽을 중심으로 미국, 중국도 풍력발전에 열을 올리고 있으며 중국은 이미 전세계에서 풍력발전 비율 1위를 차지했다. 또 최근에는 영국에서 입찰된 해상풍력 프로젝트의 발전비용이 원전비용보다 저렴해지면서 에너지 정책에 획기적인 전화점이 될 것이라는 평가가 나왔다. 세계 10위안에 드는 풍력 기업들은 덴마크의 베스타스(Vestas), 미국의 GE(General Electric), 중국의 금풍테크놀로지(Goldwind)와 밍양(Mingyang), 독일의 시멘스(Siemens), 에너콘(Enercon), 센비온(Senvion Wind Energy Solutions)등이 있다.

[그래프 1. 전 세계 풍력발전량]

출처 : GWEC

 국내 기업들 중 풍력발전부분 점유율 1위는 두산이다. 삼성중공업, 현대중공업 및 효성 등이 각각 7MW, 5.5MW, 5MW의 해상용 풍력발전기를 개발하였으나 삼성중공업 및 현대중공업은 풍력사업 구조조정을 통해 철수하였으며 두산중공업은 올해 4월 현대일렉트릭의 5.5MW(메가와트)급 해상풍력발전 기술을 인수하면서 국내 최대 발전용량을 보유한 풍력발전설비를 제작할 수 있게 되었다. 또한 3MW풍력 발전기인 WinDS3000의 자체 개발을 완료하였고, 국내 최초로 3MW급 해상풍력발전 시스템에 대한 국제 인증을 취득했다.

[사진 1. 두산중공업 풍력발전기]

출처 : 두산 홈페이지

해상풍력발전과 두산중공업

 바람의 힘을 전기로 바꿔주는 풍력발전은 장·단점이 있다. 태양광에 비해 좁은 면적을 차지하고 더 높은 효율로 바람을 전기로 만드는 것이 장점이며, 단점으로는 평지에 설치하는 태양광 발전소에 비해 산등선에 설치하는 풍력발전소는 설치와 유지보수 비용이 높고, 거대한 날개가 돌아갈 때 발생하는 소음으로 인해 지역주민들의 반발을 사기도 한다. 그에 대한 대안으로 떠오르는 것이 바로 해상풍력발전(Offshore Type)이다.

[사진 2. 두산중공업이 공급한 제주 탐라해상풍력단지 전경]

출처 : 두산중공업

 현재 우리나라는 문재인 정부의 신재생에너지정책과 더불어 서남해안 풍력단지개발에 열을 올리고 있는 상황으로 국내 풍력기업들이 수혜를 입을 가능성은 더욱 더 커지는 중이다. 그 중에서도 두산중공업은 12조5천억원 규모의 서남해 해상풍력발전단지를 짓는 프로젝트에도 터빈 등 단독 발전설비공급사업자로 선정되었다. 문재인 정부는 2030년 태양광과 풍력 등 신재생에너지발전의 비중을 전체의 20%로 끌어올리겠다고 단언했는데, 이런 계획을 추진하기 위해서는 해마다 적어도 1GW(기가와트)의 풍력발전설비가 추가로 설치돼야 할 것으로 추산된다. 따라서 두산의 신재생에너지산업은 가파른 성장세를 보일 것으로 평가된다.

 

세상을 밝히는 또 하나의 에너지, 연료전지

 연료전지는 연료의 산화에 의해 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 장치로 물의 전기분해 역반응으로 수소와 산소를 제공하고 전기와 열을 얻는 원리를 기본 원리로 한다. 연료전지는 연료(LNG, LPG 등)및 공기의 화학 에너지를 전기, 화학적 반응에 의해 전기 및 열로 직접 변환시키므로, 기존의 발전기술(연료의 연소⟶ 증기발생⟶ 터빈구동⟶ 발전기 구동)과는 달리 연소과정이나 구동장치가 없어 열효율이 높을 뿐 만 아니라 환경문제(대기오염, 진동, 소음 등)를 유발하지 않는다는 장점을 가진다.

[그림 1. 연료전지의 구성]

출처: (주)두산 퓨얼셀

[그림 2. 연료전지의 시스템 메커니즘]

출처: (주)두산 퓨얼셀

 연료전지의 핵심부품은 개질기, 스택(Stack), 인버터로 나뉘게 된다. 개질기에서는 LNG혹은 LPG를 수소로 변환시켜 스택에 공급하는 부품이며, 스택은 수소와 산소의 전기화학반응을 담당하는 연료전지의 핵심부품으로 수십 장의 단위전지 셀이 들어있다. 그밖에 스택 안에는 MEA(Membrane Electrode Assembly)가 있다. 스택에서 생산된 직류전기는 인버터를 통해 교류전기로 바꾸고, 스택에서 발생한 열을 회수하게 된다. 두산퓨얼셀의 연료전지의 경우 발전효율 42%, 열효율 52%, 친환경성CO2 40%감소를 자랑한다.

 

두산의 연료전지 사업

 ㈜두산 퓨얼셀은 연료전지 업계 최초로 2006년 품질경영체제 ISO 9001과 2014년 녹색기술 인증서를 획득하였다. 이를 바탕으로 2014년 7월, 국내에서 퓨얼셀파워를 소규모 합병방식으로 인수한 후 미국 클리어에지사를 인수해 국내와 미국에 법인을 보유하고 있다. 이후 2014년 222억원에 불과했던 두산 퓨얼셀 사업부의 연료전지 매출액은 2015년 1684억원, 2016년에는 1872억원으로 10배 가까이 증가했다.

 현재 두산 퓨얼셀(주)에서 생산하고 있는 연료전지는 인산형 연료전지 (PAFC, Phosphoric Acid Fuel Cell, 큰규모의 연료전지) 고분자전해질 연료전지 (PEMFC, Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, 소형의 연료전지)가 있다. 두산 퓨어셀(주)는 연료전지의 핵심기술이라고 할 수 있는 MEA를 2003년 개발 및 보급을 시작으로 연료전지 Cell Steak 1kW 보급, Syetem 1kW 보급, 연료전지 400kW 출시 (PureCell® Model 400) 및 이를 가지고 남동발전 3.08MW, 제2롯데월드 0.8MW 등에 설치하였다. 연료전지는 주로 분산 발전용, 산업용, 상업용 건물, 주택용에 공급이 된다.

 

 

[사진 3. PureCell® Model 400] [사진 4. GS파워 발전소 평촌(4.8MW)]

[사진 5. 600W급 PEMFC] [사진 6. 10kW급 PEMFC]

출처: 두산 퓨얼셀

두산, 국내 최대규모의 연료전지 공장 준공

 ㈜두산은 전라북도 익산시 제2 일반 산업공단 내 10,744m2 부지에 약 400억 원을 투자해 연료전지 생산공장을 건설하고 5월 23일 준공식을 열었다. 익산공장은 연료전지에서 핵심적 역할을 하는 스택*(Stack) 생산라인을 자동화해 품질과 생산능력을 대폭 개선했으며, 미국 현지에서 생산하던 BOP*(Balance of Plant)를 국산화해 원가 경쟁력을 갖추게 됐다. 수소와 산소의 반응을 도와주는 주요 제품인 전극(Electrode)도 해외 업체로부터 공급받던 것을 자체 생산하게 됨으로써 핵심부품의 안정적 수급체계를 구축했다. 또한 친환경 기술에 대한 연구개발을 지속해 2018년부터는 부생수소*를 연료로 사용하는 연료전지를 생산해 충남 대산 석유화학단지에 공급할 예정이다.

* Stack : 전기화학반응이 일어나는 단위전지(single cell)를 다량 쌓아 만든 발전기 본체

* BOP : 연료전지 반응을 위해 필요한 연료, 물 등을 공급하고 작동할 수 있도록 도와주는 장비

* 부생수소: 석유화학 등의 제조공정에서 부수적으로 발생하는 수소

[사진 7. ㈜두산 연료전지 익산공장 준공식 모습]

출처: 두산 홈페이지

 

세계로 뻗어나가는 두산

[그림 3. Global 400kW급 PAFC의 설치 현황]

출처: (주)두산 퓨얼셀

 올해 두산그룹은 발전사업 관련 협약 두 건을 잇달아 체결했다. 두산중공업은 미국법인인 DHIA가 미국 가스터빈 서비스 업체 ACT를 인수하기 위한 양해각서(MOU)를 체결했다. 인수금액은 아직 정해지지 않았다. ACT는 세계 최고 수준의 가스터빈 서비스 기술을 보유한 업체로 알려졌다.

 ㈜두산 연료전지 사업 미국법인인 두산퓨얼셀아메리카는 미국 웰스파고 은행과 연료전지 사업 확대를 위한 전략적 제휴 협약식을 가졌다. ㈜두산이 생산하는 연료전지는 전력 수요자에게 전기를 판매하는 전력판매계약(PPA) 사업자에게 공급된다. 이 과정에서 웰스파고 은행은 ㈜두산으로부터 연료전지를 사들여 PPA 사업자에게 임대하는 방식으로 참여하게 된다.

 

앞으로의 두산

 두산은 현재 중공업을 중심으로 신재생에너지에서 선두주자로 가기 위한 발판을 마련하고 있다. 연료전지, 풍력발전기 뿐만 아니라 태양광과 ESS(Energy Storage System)을 통해서 발전소의 설계와 기자재 설치, 시운전 등의 과정과 운영 및 유지보수도 직접 맡을 예정이다. 현 정부가 신재생에너지를 국가 중대 사업으로 인식하고 많은 정책과 지원을 하고 있는 만큼 앞으로의 두산의 신재생에너지 사업부는 전망이 밝을 것으로 보인다.

 

11기 백승일 12기 이성혁