온실가스 감축 및 기후산업 창출

난방만 가능한 빌딩 발전에서 냉·난방이 가능한 차세대 연료전지 기술개발이 추진된다.

미래창조과학부는 최근 기후기술 성과를 연계해 산업화를 추진하는 신규사업으로 ‘기후산업육성모델’ 12개 과제를 선정하고 이 중 냉·난방이 가능한 ▲삼중열병합 연료전지발전기술개발과 ▲곡면 구현이 가능한 고성능 태양광발전기술개발 등 2개 과제를 먼저 추진한다고 밝혔다.

미래부는 기존에 개발된 기술을 적극 연계·발전시켜 온실가스 감축은 물론 신산업 창출효과가 큰 기후산업육성모델을 적극 발굴하고 핵심 원천기술를 확보해 민간의 조기 사업화를 유도한다는 복안이다.

우선 추진되는 삼중열병합 연료전지기술은 전기와 열(난방)에 더해 여름철 냉방 공급(Tri-gen)까지 가능한 차세대 분산발전기술로 기존 건물용에 사용된 저온형 고분자전해질연료전지(PEMFC) 기술이 아닌 고온의 PEMFC 기술을 개발하는 것이 관건이다.

미래부는 기술개발(과제명: 삼중열병합 복합발전 연료전지시스템 개발 및 보급을 위한 차세대 고온 PEMFC 핵심원천기술개발)을 위해 한국과학기술연구원(과제책임자: 김형준 박사)을 주관기관으로 선정하고 4년간 매년 22억원 가량을 지원할 계획이다. 이를 통해 기존 연료전지시스템 부피 기준 11L/㎾(최고수준)의 60% 수준으로 축소한 7L/㎾의 부피와 발전효율 55% 이상인 50㎾급 고온 PEMFC 스택 원천기술을 확보, 삼중열병합 복합발전시스템을 구현한다는 목표이다.

이와 함께 추진되는 곡면 구현이 가능한 고성능 태양광 발전 기술개발 과제(과제명: 도심 분산전원용 고성능 플렉서블 무기박막 태양전지 원천기술)는 곡률반경 15cm 이하로 고온·고습환경에서 셀효율 22% 가량을 유지할 수 있는 고성능·고내구성 플렉서블 태양전지 개발을 목표로 하고 있다.

기존 태양광 빌딩은 창문 및 외벽의 딱딱한 유리기판의 단색 태양전지를 부착해 발전을 했다면 이번 신규 과제는 곡면 구현이 가능한 고성틍 태양광 발전 기술개발로 심미성과 효율성을 동시에 달성함으로써 산업적 가치를 높을 수 있을 것으로 기대되고 있다. 특히 전세계적으로 곡면 태양전지를 활용한 태양광 빌딩은 현재 개발단계로 상용화에 성공할 경우 태양전지 분야의 세계시장을 선도할 수 있을 전망이다. 이를 위해 미래부는 한국에너지기술연구원(과제책임자: 윤재호 박사)을 주관기관으로 선정하고 매년 25억원씩 5년간 지원할 예정이다.

미래부는 이번에 선정된 2개 모델 외에도 태양전지, 연료전지, 바이오연료, 이차전지, 전력IT, CCS 등 순차적으로 나머지 10개 기후산업육성모델의 기술개발도 추진해 나갈 계획이다. 이 가운데 연료전지 분야에서는 ‘친환경 커뮤니티를 위한 수소기반 플랫폼’ 기술개발이 추가 신규과제로 선정돼 내년부터 연구개발이 시작된다. 또한 태양전지 분야에서는 자동차 선루프(sunroof)에 태양전지를 부착, 차량 내 에어컨·히터 등에 활용할 수 있는 ‘자동차 태양광 발전’ 기술 개발 등이 내년부터 착수될 계획이다.

미래부는 12개 모델 기술개발이 완료돼 사업화되면 오는 2030년 연간 1,000만톤의 온실가스가 감축될 것으로 기대하고 있다.

한편 미래부는 기후변화에 대응하기 위해 태양전지, 연료전지, 이차전지 등 10대 핵심기술을 선정해 715개 과제 연간 4,833억원을 투자하고 있다. 또한 지난 4월 ‘탄소자원화 발전전략’과 6월 ‘기후변화대응기술확보 로드맵’ 수립, 10월 ‘기후변화대응 핵심기술개발 Best of Best 10’을 각각 선정하는 등 과학기술 기반 온실가스 감축에 적극 나서고 있다.