에너지시스템 성공적 전환 ‘청사진’ 나왔다

[에너지신문] 국가 에너지시스템의 성공적 전환을 위한 에너지기술개발 청사진이 모습을 드러냈다.

산업부는 18일 서울 팔래스호텔에서 ‘제4차 에너지기술개발계획’ 및 ‘에너지기술개발 로드맵에 대한 대국민 의견수렴을 위한 공청회를 가졌다. 이날 공청회에는 산학연 전문가 및 시민단체 등 300여명이 참석, 계획·로드맵의 주요 내용에 대한 질의와 토론을 진행했다.

에너지기술개발계획은 에너지법 ‘제11조에 근거, 향후 10년간(2019~2028)의 에너지기술개발 비전과 목표, R&D 투자전략과 제도 운영방안을 제시하는 법정 기본계획이다.

정부는 ‘에너지전환과 신산업 선도를 위한 에너지기술 강국 도약’을 중장기 에너지기술개발 비전으로 설정하고 제3차 에너지기본계획 정책목표 달성에 필요한 △에너지신산업 육성 △깨끗·안전한 에너지공급 △고효율 저소비 구조 혁신 △분산형 에너지 확산의 4대 중점과제와 그 아래 16대 중점기술 분야를 제시했다.

▼ 16대 에너지 중점기술 분야

▶ 청정에너지 시장 선도할 ‘도전적 R&D 목표’

에너지신산업 육성은 △태양광 △해상(부유식) 풍력 △수소 △에너지신소재의 4개 중점기술 분야를 포함한다.

태양광은 효율향상과 동시에 지금보다 2배 이상 저렴한 셀을 개발하고, 세계 최고효율 차세대 태양전지 조기 상용화를 통해 기술 선도국으로 도약한다는 목표를 세웠다. 구체적으로 2030년까지 양산형 모듈의 효율을 24%, 단가는 0.1달러/W 수준까지 끌어올리고 차세대 ‘다중접합 태양전지’를 2028년까지 상용화시켜 2030년부터는 35%의 고효율 전지를 양산한다는 계획이다.

해상풍력은 고부가가치 핵심부품의 국산화 및 부유식풍력 실증에 집중, 선도국과의 기술격차를 빠르게 좁혀나갈 예정이다. 2030년까지 해상풍력 터빈은 12~20MW까지 국산화하고, 부유식풍력 역시 8MW까지 용량을 늘린다는 계획을 세웠다.

아울러 그린수소의 대규모 생산이 가능한 고효율 수전해 기술을 통해 2030년까지 80%의 효율을 달성하고 수소생산 플랜트 역시 현재 약 0.5MW에서 2030년 수십MW 수준까지 높여 수소경제 활성화를 지원한다.

에너지신소재의 경우 수입의존도가 높은 연료전지 분리판, 가스터빈 고온부품, 원자력 차폐소재 등을 국산화해 보호무역주의에 대한 리스크를 최소화한다는 방침이다.

▶ 효율·가동률 향상에서 안전·환경 최우선으로

깨끗하고 안전한 공급에는 △청정발전 △원자력 △에너지안전 △순환자원 △자원개발이 포함됐다.

2030년 석탄화력발전 kW당 미세먼지 90%, 온실가스(이산화탄소) 배출은 25% 이상 저감해 미세먼지 없는 환경을 조성한다는 계획이다. 원전은 안전사고 확률을 1/100 수준으로 대폭 줄이고, 17개 미자립 해체기술은 2022년까지 조기 확보, 고리 1호기 해체 후 2030년부터 상용화를 목표로 한다.

또 가스, 발전, 송배전 등 에너지시설 사전 위험예측 신뢰도를 2030년까지 90% 이상 끌어올리고 실시간 진단기술 개발을 통해 안전사고 발생률을 획기적으로 저감시킨다.

태양광, 연료전지, ESS 등 보급 확대가 예상되는 부품에 대한 리파워링과 유가자원 회수기술 상용화를 통해 현재 제로 수준인 순환이용률을 2023년 10%, 2030년 30%까지 높일 계획이다. 이밖에도 지능정보기술을 활용한 자원탐사로 생산성과 현장인력 안전성을 향상시키고, 극한지역 인프라 관리를 효율화시킨다.

▶ 부문별 효율혁신과 에너지빅데이터로 최종에너지소비 줄여

산업부는 건물·산업·수송효율 및 빅데이터를 통해 고효율 저소비 에너지구조를 혁신한다는 계획이다.

제로에너지건물을 넘어 에너지를 생산하는 ‘플러스에너지건물’ 구현을 위해 단열, 외피, 창호 및 BEMS, 가정용발전을 모두 더해 건물 에너지자립도를 현재의 10% 수준에서 2030년 110%로 대폭 높인다.

전동기, 유체·열기기 등 에너지다소비기기 고효율화와 ICT를 활용한 업종맞춤형 FEMS 개발을 통해 산업부문 에너지사용량을 대폭 줄이고 2030년까지 전기차 1회 충전거리 2배(약 800km) 연료전지차 내구성을 5배(50만km)까지 확대해 내연기관 차량 수준의 편리성을 제공할 방침이다.

이와 함께 전력, 가스, 열 공급 및 사용 정보를 담은 에너지 빅데이터 플랫폼을 2022년까지 구축하고, 이를 활용한 서비스 시장 활성화에 나선다.

▶분산전원 확대와 에너지거래에 대응한 계통안정화기술 확보

산업부는 △지능형전력망 △에너지저장 △사이버보안을 분산형 에너지 분야에 포함시켰다.

재생에너지 출력을 정확히 예측, 수요자원이나 ESS 등을 적재적소에 연계하는 지능형전력망과 전환손실 저감을 위한 DC 배전기술을 확보할 계획이다. 재생에너지 통합관제 예측 오차를 2030년까지 5% 이내로 줄이는 것이 목표다.

아울러 흐름전지, 융합전지 등 새로운 형태의 차세대 이차전지 개발을 확대하고 ESS의 화재안정성 강화에 역량을 집중한다.

이밖에도 초연결 사회에 대비한 에너지데이터 보안기술을 선제적으로 마련하고 사이버 공격에 대응한 차세대 보안기술 국산화에 나선다. 산업부에 따르면 AI기반 사이버 공격의 탐지 및 대응정확도는 현재 60% 수준으로, 2030년까지 이를 95% 이상으로 높일 예정이다.

산업부는 에너지 중점기술의 성공적인 개발·확산을 위해 16대 중점기술을 대상으로 분야별 세부 이행방안을 담은 로드맵을 수립, 총 50개의 추진과제를 도출했으며 향후 에너지 R&D 투자 확대와 함께 중점기술 분야에 90% 이상을 집중 지원할 방침이다.

또 △대형·장기 프로젝트 △실증연구 △안전관리 △보급연계 중심으로 에너지 기술개발 체계를 개편, 산업적 파급효과가 큰 분야에 국가적 역량을 결집한 대형 ·중장기 플래그쉽 프로젝트를 추진한다.

수요-공급기업이 공동 연구하고 공급기업이 개발한 제품을 수요기업이 실증 및 검증, 구매하는 ‘수요연계형 R&D’를 강화한다. 수요기업 주관 R&D 참여비중은 2018년 기준 8.2%에 그치고 있으나, 2024년 20%, 2030년 30%로 크게 높일 계획이다. 이와 함께 신기술 조기실증, 시험·인프라 구축에 투자를 확대하고 R&D 전주기 안전관리를 강화, 안전사고를 예방한다.

이밖에 시험·평가기술 개발 및 기술기준 제정을 위한 ‘Post R&D’를 도입, 기술개발 성과의 보급과 확산을 강화할 예정이다.

산업부는 이번 공청회에서 수렴된 의견을 반영, 12월 국가과학기술심의회 심의를 거쳐 제4차 에너지기술개발계획을 확정 발표한다.