12월 1일, ‘탄소중립 혁신기술 학술토론회(심포지엄)’ 개최
탄소중립비전 선포 후 1년간의 기술혁신 성과와 향후 계획 논의
‘탄소중립 혁신기술 학술토론회’의 전문가 발표에서 “탄소중립 실현을 위한 협력과 융합에 있어서 현재 상황을 명확하게 인식하고 향후 변화 방향에 대한 예측이 필요하다”라며 “대표적인 기술만 개발하는 것이 아니라 환경변화에 대응할 차선책 개발도 필요하다”라고 온실가스연구단 류호정 책임연구원이 주장했다.
과학기술정보통신부가 12월 1일 대전 오노마 호텔에서 ‘탄소중립 혁신기술 학술토론회(심포지엄)’을 개최하였다. 이번 학술토론회는 2020년 12월 10일 ‘대한민국 탄소중립 비전 선언’ 1주년을 계기로 탄소중립 실현의 핵심 수단인 탄소중립 기술혁신의 시급함과 중요성을 알리고 기술혁신의 성과 및 비전 공유하고자 개최되었으며, 코로나19로 인한 사회적 거리두기 방침에 따라 행사 참석인원을 최소화하여 온·오프라인 동시 진행되었다.
이번 학술토론회는 한국에너지연구원 김종남 원장의 개회사, 과기정통부 용홍택 제1차관 환영사 및 조승래 의원과 이상민 의원의 축사로 시작되어 과기정통부 원천기술과 이준배 과장의 ‘탄소중립 실현을 위한 과학기술의 역할’이라는 주제발제가 진행됐다.
이어진 전문가 발표시간에는 △한국에너지기술연구원 재생에너지연구소 곽지혜 소장의 ‘저탄소 에너지 생산기술의 현황 및 개발방향’ △한국에너지공과대학교 수소에너지연구소 한종희 교수의 ‘연·원료 대체 및 활용 기술의 현황 및 개발방향’ △한국에너지기술연구원 에너지효율연구본부 정학근 본부장의 ‘에너지 효율 향상 기술의 현황 및 개발방향’ △한국에너지기술연구원 온실가스연구단 류호정 책임연구원의 ‘온실가스 처리 및 흡수 기술의 현황 및 개발방향’ △한양대학교 화학공학과 원장묵 교수의 ‘에너지 융·복합 기술의 현황 및 개발방향’이라는 발표를 통해 기술 분야별 현황과 개발 방향에 대해 논의하는 시간을 가졌다. 이번 논의는 저탄소에너지 생산 기술, 수소 및 생물에너지원(바이오매스) 등의 연·원료 대체기술, 에너지효율 향상 기술, 에너지 융복합기술, 온실가스 처리 및 흡수 기술 등의 국내·외 개발 현황을 살펴보고 향후 기술개발 방향을 제시하는 것으로 마무리되었다.
축사에서 조승래 의원과 이상민 의원은 “기후변화 대응은 미래의 이야기가 아니라 눈앞에 펼쳐진 현실로, 적시에 대응하기 위해 우리는 지난 9월 세계에서 14번째로 탄소중립 비전을 법제화하였고, 이보다 먼저 기술혁신의 중요성을 인지하고 기후변화대응 기술개발 촉진법을 제정했다”며 “동 법이 탄소중립 기술혁신의 체계적 추진 기반이 되고, 탄소중립 사회 실현에 이바지하기를 기대한다”고 밝혔다.
용홍택 과기정통부 제1차관은 “탄소중립 사회로의 전환은 꼭 가야만 하는 길”이라며 “과기정통부는 탄소중립 핵심기술개발을 지속적으로 추진하고, 더불어 내년에는 기술개발-인력양성-국제협력을 묶음으로 추진하는 균형있는 정책방향을 담은 ‘제1차 기후변화대응기술개발 기본계획’을 수립하여 탄소중립 실현에 한걸음 다가갈 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.
한편 전 세계적으로 주요국별 차이는 있으나 발전원 및 연료의 탈탄소화, 신재생에너지 확대, 이산화탄소 포집·저장·활용 기술 확보 노력 등은 공통적인 추세이다. 이러한 흐름에 적극 대응하여 과기정통부는 지난 3월 수립된 범부처 ‘탄소중립 기술혁신 추진전략’을 중심으로 추진 중인 한계돌파형 탄소중립 핵심원천기술개발의 지원현황과 앞으로의 탄소중립 혁신기술 투자강화 계획을 밝혔다.
이준배, “국내외 기업 대상 규제 강화...
국내 주요 수출업종 경쟁력에 영향 미쳐”
곽지혜, “하나의 싸이클로 이루어지는
‘에너지 통합 인프라’ 구축해야”
이번 토론회의 발제에서 과기정통부 원천기술과 이준배 과장은 ‘탄소중립 실현을 위한 과학기술의 역할’을 주제로 의견을 개진했다. 이준배 과장은 최근 전 세계적으로 빈번한 기후재난과 기후변화로 인한 생태계의 변화를 우려하며, 2021년 8월에 발표된 IPCC ‘AR6 제1그룹 보고서’에 의하면 “지구 평균기온 1.5℃ 상승 예상시점이 2021~40년으로 전망되고, 전 지구 해수면 상승속도가 20세기 대비 3배가 빨라졌다”고 지적했다. 이에 “전 세계 137개국에서 탄소중립을 선언했으며, 선진국뿐만 아니라 중국, 부탄, 수리남 등 개도국과 저개발국가도 동참하는 추세”라고 강조했다. 이 과장의 발표내용에 따르면, 2030년까지 주요국 미국은 50-52%, 영국은 68%, 일본은 46%, EU는 55%, 캐나다는 40~45% 감축하겠다는 ‘2030 국가온실가스감축목표(NDC)’를 상향했다. 특히 지난 11월 13일 글래스고에서 개최된 ‘제26차 유엔기후변화협약 당사국 총회(COP26)’에서 △석탄의 단계적 감축 최초 명시 △적응재원·감축·협력분야에서의 행동 촉구 등이 논의되었다고 설명했다. 한편, 우리나라는 2030년까지 국내 배출량을 2018년 대비 30% 감축하는 방안을 발표한 바 있다.
이어 이준배 과장은 2030년 EU에서, 2025년 미국에서 ‘탄소국경제’를 도입하는 점과 2021년 EU에서 ‘플
라스틱세 및 자동차 배출규제 강화’에 따라 탄소중립규제가 강화되면 “국내외 기업 대상의 규제가 강화되어 철강, 자동차 등 국내 주요 수출업종 경쟁력에 영향을 미칠 것”이라고 예측했다. 또한 “EU에서는 2030년까지 재생에너지 비중을 32% 확대할 예정이고, 일본에서는 2030년까지 해상풍력 10GW, 수소 300만톤 공급을 목표로 하고 있다”며 “최근 고탄소 업종 전환 지원을 포함한 탈탄소·정책·투자가 전 세계에서 적극적으로 추진되고 있다”고 강조했다. 한편, EU에서는 ‘유럽 그린딜 투자’ ‘호라이즌 R&D 투자’가 계획되어 있으며, 미국에서도 바이든 행정부 기후위기 대응에 1.7조달러가 투자될 예정이다.
국내에서는 2020년 12월 ‘2050 탄소중립 추진전략’을 수립한 ‘대통령 직속 탄소중립 위원회’가 출범했으며, 2021년 9월 ‘탄소중립기본법’ 제정, 10월 ‘2050 탄소중립 시나리오’ 발표 및 ‘2030 온실가스 감축 목표’ 상향 등을 추진하고 있다고 설명했다. 특히 탄소중립을 위한 과학기술정책의 정책방향으로는 △범부처 전략 선도적 제시 △실행력 담보(후속조치) △기반구축(정책 안전성) △공감대 형성(현장소통)을 추진하고 있다고 밝히며, 향후 과학기술을 기반으로 △국내외 롤링 플랜 △글로벌 협력 △신산업·비즈니스 △주체간 협력 △재원의 확보 △현장소통 기반 실행 △사회적 공감대를 실현할 방침이라고 강조했다.
이어 한국에너지기술연구원 재생에너지연구소 곽지혜 소장은 ‘저탄소 에너지 생산 기술의 현황 및 개발방향’ 주제발표에서 탄소중립을 위한 대전환 방향으로 “‘무탄소 전기생산’ ‘탄소중립 연료·제품’ ‘발전소·산업공정 배출 온실가스 처리’ ‘효율향상·자원순환’ ‘에너지 시스템 전기화’가 하나의 싸이클로 이루어지는 ‘에너지 통합 인프라’를 구축하여야 한다”고 주장했다.
한종희, “수소기술인프라 구축 확대 등 국내기업
관심 증대...수소기술개발 성패 중요”
정학근, “에너지 효율 기술, 가장 친환경적이고
경제적인 ‘제1의 에너지원’”
한국에너지공과대학교 수소에너지연구소 한종희 교수는 ‘연·원료 대체 및 활용 기술의 현황 및 개발방향’발제에서 2030년까지 2018년 대비 CO2 40% 감축과 2050년까지 탄소중립을 달성해야 하는 전 세계 산업계의 니즈를 충족시키기 위한 새로운 기술로 ‘수소기술’ ‘바이오매스기술’ ‘폐자원기술’을 제안했다. 그중 그는 “향후 수소환원제철 등 산업에서 수요가 확대되며 수소의 수요량이 증가할 것으로 예측되지만, 재생에너지 공급의 한계로 국내 그린 수소 제조에 한계가 존재해 2050년 국내 수요량의 80% 이상이 수입될 것”이라고 전망하며, 국내 수소산업의 현황과 국내 수소 공급 사슬의 변화 추이를 살펴봤다.
한 교수는 “‘2030 국가 온실가스 감축목표(NDC)’와 탄소중립 시나리오에 수소, 바이오, 폐기물 각각의 기술 목표는 탄소중립에 매우 중요한 부분을 차지한다”고 강조하며 “수소생산·저장·운송·활용 전주기 기술에서 인프라 구축으로 확대되고, 국내 기업의 관심 또한 증대되면서 수소기술개발의 성패가 매우 중요해졌다”고 밝혔다.
또한 “화이트 바이오는 에너지 및 화학분야의 탄소중립에 필수 기술인 만큼 향후 기술력의 종속을 막기 위한 과감한 기술 개발이 필요하며, 폐기물 에너지는 많은 보급이 있었으나 인센티브 축소·감량 및 재활용 필요성이 증대됨에 따라 기술개발을 통한 문제점 해결이 필요하다”고 제언했다.
한국에너지기술연구원 에너지효율연구본부 정학근 본부장은 ‘에너지 효율 향상 기술의 현황 및 개발방향’ 주제발표에서 “에너지 효율 기술은 가장 친환경적이고 경제적인 ‘제1의 에너지원’”이라고 강조하며, 주요국인 한국, 일본, EU, 영국, 독일의 탄소중립 혁신기술 방향을 설명했다. 특히 그는 전환 부문에서의 효율적인 기술방안으로는 △간헐성 해결 △수요·공급 밸런싱 △통합운영을 제시했고, 산업 부문의 효율적인 기술방안으로는 △무탄소 연료 △전기화 △H2, NH3 히터 △지능화를 건물 부문의 효율적인 기술방안으로는 △전기화 △기축건물 리모델링을 제안했다. 특히 수송 부문의 효율적인 기술로 ‘제로인팩트 에미션 기술’을 강조하며, 세계 최고 기술 확보 대상으로 △수송기기용 대체연료 적용 기술 △선박용 암모니아 전소 엔진 기술 △수송부문 EAM 기술 개발 △선박용 대용량 연료전지·부품 평가 기술 등을, 기술자립도 강화 대상으로 △대체연료 적용 엔진·부품 기술 △선박용 대용량 연료전지용 M-BOP 부품을 확보해야 한다고 주장했다.
류호정, “현재 상황에 경제성, 시장성 확보 어려운
CCUS 기술, 민간투자 제한적”
원장묵, “미래시장 대비하여 새로운 시장 및
비즈니스 창출해야”
한국에너지기술연구원 온실가스연구단 류호정 책임연구원은 ‘온실가스 처리 및 흡수 기술의 현황 및 개발방향’에서 온실가스 감축, 처리, 흡수기술을 설명했다. 류호정 책임은 온실가스를 포집·저장·활용 등의 방식으로 처리하거나 흡수 또는 대체하는 기술로 ‘CO2 포집·저장·활용기술’ ‘Non-CO2 처리 및 대체기술’ ‘탄소 흡수원 기술’이 있다고 밝혔다. 이어 국내 CO2 포집기술 개발 동향을 설명하며, 국내 탄소 포집 및 활용·저장기술(CCUS)의 한계점으로 “현재 10MWe급 포집실증이 최대이며, 규모격상 과정의 문제점과 비용저감 효과를 확인하지 못한다는 한계점이 있다. 또한 포집-활용, 포집-저장 연계를 통한 full chain 실증경험이 없다”고 우려했다. 아울러 “2010년 이후 국가로드맵 부재와 포항지진 이후 주민들의 반대로 저장분야 실증이 중단되었고, 연구지원이 축소되었으며 일부 기술만 개발을 진행 중”이라며 “현재 상황에서 경제성, 시장성 확보가 어려운 CCUS 기술에 민간투자가 제한적”이라고 지적했다.
특히 류 책임은 온실가스 감축 기술이 경제성이 없어 민간투자가 소극적이라는 점을 짚으며, “이와 관련해 국토부 등 정부는 지원하기 위한 다양한 연구를 진행하고 있다. 한 예시로 초기에 비용이 많이 드는 설비투자를 정부가 지원해주고 이후 2-3년동안 민간이 운영하여 자기 공정에 유리하고 비용이 덜 드는 방향을 고르는 방안도 제시됐다”고 설명했다.
이어 개발·지원이 시급한 분야의 조건으로 △원료에 C 또는 CO2가 포함된 산업 △제품의 품질이 향상되는(고부가가치화) 산업분야 △CO2 농도가 높은 분야(포집비용이 적은 분야) △CO2 포집 후 활용·저장할 수 있는 분야를 꼽으며 해당 에너지로 시멘트, 정유, 석유화학, 수소, 암모니아, IGCC, 제철을 선정했다. 이와 함께 아직은 경제성이 없는 CCUS기술의 상용화를 위한 지원방안으로 ‘민간주도 장기실증형 사업’과 ‘민간투자비용 배출권 거래제 연동’을 제시했다.
류 책임연구원은 “‘민간주도 장기실증형 사업’을 통해서는 운전비용을 최소화하기 위해 각 사업장에 최적화된 기술을 선정하고, 성능개선 에너지 통합 등을 추진하며 최종제품에 대한 시장개척에 노력할 수 있다. 이에 따라 성공한 기술의 지속적인 활용과 자발적인 규모가 격상할 것”이라고 전망하며 “‘민간투자비용 배출권거래제 연동’을 통해서는 배출권을 구입하는 것보다 자사 사업장에 CCUS 설비를 설치하는 방안과 일시적 배출권 구입비용 보다는 장기간 운영이 가능한 설비투자가 유리해질 것이다. 배출권은 국가차원의 탄소저감 방안이 아니며, 장기적으로는 CCUS 설비 보급 및 운전이 탄소저감 방안”이라고 강조했다.
이어 Non-CO2의 기술개발 방향에 대해서 단기적으로 연소, 프리즈마, 촉매 기술 등을 이용하여 배출되는 기체를 다른 기체로 전환하는 ‘처리기술’과 흡수, 흡착 등의 분리기술을 이용하여 배출되는 기체를 회수하여 다시 사용하는 ‘재활용기술’을 제시하였고, 장기적으로는 기존에 사용되었던 high GWP 기체를 Low-GWP, Zero-GWP 기체로 대체하는 ‘대체기술’을 제시했다. 한편, GWP(Global Warming Potential)은 CO2가 온실효과를 유발하는 정도를 1로 봤을 때 다른 기체들의 온실효과를 비교한 수치이다.
특히 류호정 책임은 “탄소중립 실현을 위한 협력과 융합에 있어서 현재 상황을 명확하게 인식하고 향후 변화방향에 대한 예측이 필요하다”라며 지금 기준으로 선택하고 있는 것이 맞는지 고민이 필요하다고 조언했다. 이어 “2050 탄소중립 실현방안에서는 분야를 초월한 기술적 검토가 필요하며, 현재 기술 수준 및 해결해야 할 목표를 재검토해야 한다”며 “탄소중립 실현 과정에서 발생할 환경변화에 대한 예측이 필요하다. 대표적인 기술만 개발하는 것이 아니라 환경변화에 대응할 차선책 개발도 필요하다”고 주장했다.
한양대학교 화학공학과 원장묵 교수는 ‘에너지 융·복합 기술의 현황 및 개발방향’의 주제발표에서 미래시장을 대비하여 에너지원 및 에너지 산업간의 섹터커플링을 통해 새로운 시장 및 비즈니스를 창출해야 한다고 강조했다. 그중 “IoT, Big Data, AI 등을 에너지 분야에 접목한 새로운 비즈 모델을 발굴할 필요가 있다”고 주장하며 “에너지 디지털화, 융복합화 등으로 ‘수직적 에너지 통합체계’가 ‘수평적 에너지 통합체계’로 전환되어 제품혁신 탈피, 혁신적 비즈니스 모델의 방향으로 R&D 결과의 신시장을 창출해야 한다”고 강조했다.