에너지전환 선도하는 16대 에너지기술 분야 도출

국가 에너지시스템의 성공적 전환을 위한 에너지기술개발 청사진이 공개됐다.

산업통상자원부(장관 성윤모)는 지난 11월 18일 서울 팔래스호텔에서 ‘제4차 에너지기술개발계획’ 및 ‘에너지 기술개발 로드맵’에 대한 대국민 의견 수렴을 위한 공청회를 개최했다.

에너지기술개발계획은 ‘에너지법 제11조’에 근거 향후 10년간(2019~2028년)의 에너지기술개발 비전과 목표, R&D 투자전략과 제도 운영방안을 제시하는 법정 기본계획이다.

이번 공청회에는 산업부 주영준 에너지자원실장을 비롯해 산·학·연 전문가 및 시민단체 등 300여명이 참석한 가운데 계획과 로드맵의 주요 내용에 대한 설명과 질의·토론 등의 진행됐다.

산업부는 제4차 에너지기술개발계획(안)을 ‘에너지전환과 신산업 선도를 위한 에너지기술 강국 도약’을 중장기 에너지기술개발 비전으로 설정하고 이러한 비전과 제3차 에너지기본계획 정책목표 달성에 필요한 총 4대 중점과제 내 16대 에너지 중점기술 분야를 제시했다.

16대 에너지 중점기술 분야는 에너지 신산업 육성 과제에서 ▲태양광 ▲풍력 ▲수소 ▲에너지신소재, 깨끗·안전한 에너지 공급 과제에서 ▲원자력 ▲청정발전 ▲에너지안전 ▲자원개발 ▲순환자원, 고효율 저소비 구조 혁신 과제에서 ▲산업효율 ▲건물효율 ▲수송효율 ▲빅데이터, 분산형 에너지 확산 과제에서 ▲지능형전력망 ▲에너지저장 ▲사이버보안 등이다.

태양광·풍력·수소 등 에너지신산업 육성

먼저 에너지신산업 육성을 위해 태양광, 풍력, 수소, 에너지신소재는 미래 청정에너지시장을 선도할 도전적 R&D 목표를 설정했다. 이에 태양광은 효율향상과 동시에 현재 대비 2배 이상 저렴하고 초경량, 고감도 태양전지 개발과 세계 최고효율 차세대 태양전지 조기 상용화를 통해 기술 선도국으로 도약을 추진한다.

또한 해상풍력은 초대형 풍력발전 시스템 등의 고부가가치 핵심부품 국산화를 올해 5.5MW에서 2030년 12~20MW급으로 확대 달성하고 부유식풍력 실증에 집중해 현재 0.75MW급 기술에서 2030년 8MW급으로 발전, 선도국과의 기술 격차를 빠르게 추격한다는 목표다. 특히 풍력단지 운영 최적화 기술 개발에도 나선다.

아울러 수소연료전지의 경우 그린수소의 대규모 생산이 가능한 고효율 수전해 기술과 대용량 저장·운송, 활용처 다변화 기술 확보를 통해 수소경제 활성화를 지원한다. 특히 수소전기차 충전소용 저가 수소생산기술 상용화 및 그린수소 대량 생산기술 확보를 위한 기술개발이 추진된다. 이를 위해 그린수소의 대규모 생산이 가능한 고효율 수전해 기술개발이 진행되며 현재 55%의 효율을 2030년 80%의 효율을 달성하겠다는 목표다. 특히 하루 5,000㎏ 규모로 수소추출기 기술도 확보하고 수소생산 플랜트 역시 수십㎿ 규모로 확대함은 물론 대규모 육상수소 운송기술에 대한 기술개발도 추진된다. 산업부는 2030년까지 1톤급 기체 수송과 35톤급 LH2 수송 배관망 구축에 나선다.

현재 수소전기차 등 승용차분야에 집중된 활용분야(수송)에 대한 다변화를 목적으로 지게차, 건설기계, 열차, 선박 등에도 연료전지설비가 접목될 수 있도록 기술개발이 추진된다.

에너지신소재에서는 수입 의존도가 높은 연료전지 분리판, 가스터빈 고온부품, 원자력 차폐소재 등을 국산화해 보호 무역주의에 대한 위험요소를 최소화 한다는 입장이다.

안전성·환경성 최우선으로의 R&D 방향 전환

이와 함께 청정발전, 원자력, 에너지안전, 순환자원, 자원개발은 깨끗·안전한 공급을 과제로 효율·가동률 향상에서 안전성·환경성 최우선으로의 R&D 방향 전환을 실시한다. 이에 석탄화력의 미세먼지를 90%, 온실가스 배출을 25% 이상 저감해 미세먼지 없는 깨끗한 환경을 조성하고 원전 안전사고 확률을 1/100 수준으로 대폭 줄일 방침이다. 특히 미자립 해체기술을 조기 확보해 안전하고 신속한 원전해체를 실현한다는 목표다.

에너지 안전을 위해서는 에너지시설 위험 전조 예측 및 예방에 나서고 수소생산 시스템 안전성 기술 확보, 에너지 설비 안전 생애이력체계 구축 등을 추진한다.

이어 가스, 발전, 송배전 등 에너지시설 사전 위험예측과 실시간 진단기술 개발을 통해 안전사고 발생률을 획기적으로 저감 하고 태양광, 연료전지, ESS 등 향후 보급 확대가 예상되는 모듈·부품에 대한 리파워링과 유가자원 회수기술을 상용화해 자원낭비를 최소화할 방침이다. 더불어 지능정보기술을 활용한 자원 탐사를 통해 생산성과 현장인력 안정성을 향상시키고 극한 지역 인프라 관리를 효율화할 방침이다.

부문별 효율혁신 및 에너지 빅데이터 활용한 최종에너지소비 절감

산업부는 고효율 저소비 구조 혁신을 목표로 건물·산업·수송효율 등 부문별 효율혁신과 에너지 빅데이터를 활용한 최종에너지소비 절감을 실현에도 나선다. 이에 제로에너지 건물을 넘어 에너지를 생산하는 플러스에너지 건물을 구현해 건물 에너지자립도를 현재 10%에서 2030년 110%까지 올리고 에너지다소비기기(전동기, 유체·열기기 등) 고효율화와 ICT를 활용한 업종 맞춤형 FEMS 개발을 통해 산업부문 에너지사용량을 대폭 절감할 방침이다.

전기차 1회 충전 주행거리는 2배(2030년까지 800㎞), 수소전기차는 현재 10만㎞의 내구성을 5배(50만㎞) 이상 확대해 휘발유·디젤 차량 수준의 편리성을 제공하고 전력·가스·열공급·사용 정보를 담은 에너지빅데이터 플랫폼을 구축해 이를 활용한 서비스 시장도 활성화할 계획이다.

분산전원 확대 및 에너지거래 대응 계통안정화 기술 확보

이밖에 산업부는 지능형전력망, 에너지저장, 사이버보안 부문 R&D를 통해 분산전원 확대와 에너지거래에 대응한 계통안정화 기술을 확보에 나선다. 이에 재생에너지 출력을 정확히 예측해 수요자원이나 ESS 등을 적재·적소에 연계하는 지능형 전력망과 전환손실 저감을 위한 DC 배전기술을 확보하고 흐름전지, 융합전지 등 새로운 형태의 차세대 이차전지 개발을 확대하면서 ESS의 화재 안정성 강화에 집중할 계획이다. 특히 초연결 사회에 대비한 에너지 데이터 보안 기술을 선제적으로 마련하고 사이버 공격에 대응한 차세대 보안기술을 국산화할 방침이다.

기술혁신 기반한 에너지전환 선도

산업부는 에너지 중점기술의 성공적인 개발과 확산을 위해 이번 16대 중점기술을 대상으로 분야별 세부 이행방안을 담은 로드맵을 수립, 총 50개의 추진과제를 도출했으며 향후 에너지 R&D 투자 확대와 더불어 중점기술분야에 90% 이상을 집중 지원할 예정이다.

또 ▲대형·장기 프로젝트 ▲실증연구 ▲안전관리 ▲보급연계 중심으로 에너지 기술개발 체계를 개편해 산업적 파급효과가 큰 분야에 국가적 역량을 결집한 대형·중장기 플래그쉽 프로젝트를 추진한다. 특히 수요-공급기업이 공동연구하고 공급기업이 개발한 제품을 수요기업이 실증·검증, 구매하는 수요연계형 R&D를 강화한다. 이를 통해 신기술 조기 실증과 시험·인증 인프라 구축에 투자를 확대하고 R&D 전주기 안전관리를 강화해 안전사고를 예방할 예정이다. 아울러 시험·평가기술 개발 및 기술기준 제정을 위한 ‘Post R&D’를 도입해 기술개발 성과의 보급과 확산을 강화할 방침이다.

산업부 주영준 에너지자원실장은 “제4차 에너지기술개발계획과 로드맵의 차질 없는 이행을 통해 기술혁신에 기반한 에너지전환을 이끌어 나갈 것“이라고 강조했다.

한편 산업부는 이날 공청회를 통해 수렴된 의견을 반영해 이달 국가과학기술심의회의 심의를 거쳐 제4차 에너지기술개발계획을 확정·발표할 예정이다.