단열, 창호, 보일러를 바꾸는 것만으로 한겨울 난방비 걱정을 덜 수 있을까?   생계를 이어가기 위해 노력하는 저소득층의 에너지 비용 부담을 줄여줄 방법은 없을까?   지난달 8일, 울산광역시 울주군 예담장애인주간보호센터에서 열린 ’e-안심하우스‘ 준공식은 저소득층의 에너지 효율개선사업이 실질적인 에너지 복지 수단으로 자리 잡고 있음을 보여줬다. ‘e-안심하우스‘는 발전소 주변 지역의 취약계층 가구를 대상으로 에너지 효율을 개선하는 사업이다.   한국에너지기술연구원을 비롯해 한국수력원자력, 한국에너지재단 등 3개 기관은 지난 2023년 업무협약을 체결하고, 저소득층 에너지 효율개선사업을 추진하고 있다. 2006년부터 시작된 이 사업은, 에너지 빈곤으로부터 사회적 취약계층을 보호하겠다는 정책적 목표 아래 추진 중이다.   2014년에는 저소득층 등 에너지 취약계층을 지원하기 위해 에너지 바우처 사업이 도입됐고 이후 다양한 장·단기 해결책이 마련돼 현재까지 운영되고 있다.   특히 최근 몇 년간은 기술 기반의 진단·시공 체계를 강화하며, 단열·창호·보일러 교체 등 직접적인 성능 개선과 함께 연간 난방 에너지 소요량 절감이라는 실질적 성과를 내고 있다.       2024~2025년 시행된 에너지 효율개선사업은 총 20억 원 규모로 13개 지역, 총 312곳(가구 298개, 복지시설 14개)을 대상으로 이뤄졌다. 기존 지원 대상인 취약계층뿐만 아니라 복지시설까지 대상을 넓히고 지원 범위를 지속 확대해 가는 추세다.   이 가운데 준공식을 개최한 예담장애인주간보호센터는 단열성능 강화와 고효율 보일러 설치를 통해 약 36.1%의 난방에너지 절감 효과를 기대할 수 있게 되었다.   이번 사업은 지원 대상 주택 및 시설에 대해 사전 진단을 실시하고, 시공 후 성능 변화를 정량적으로 분석함으로써 지원의 실효성과 투명성 확보에 초점을 맞췄다. 이를 통해 단순 보수 개념을 넘어, 정책 기반형 에너지 복지사업으로서의 체계를 갖추어가고 있다.   특히 본 사업의 수혜 가구 대상 조사 결과, 이전 대비 에너지 비용이 약 36.1% 절감된 것으로 확인돼 에너지 요금 인상이 반복되는 현실 속에서 소득 대비 에너지비용 비중을 줄이는 데 크게 기여한 것으로 나타났다.수혜자들도 확연한 변화를 체감하고 있다.   “지난겨울, 전기장판 하나로 버텼는데 올해는 걱정이 없다”는 수혜자의 말처럼, 이 사업은 취약계층의 일상에서 ‘생존의 에너지’를 ‘생활의 에너지’로 바꾸는 전환점이 되고 있다.   정부 역시 2024년 ‘국가 에너지정책 방향’과 5차 에너지기본계획 등을 통해 ‘모두를 위한 에너지복지 실현’을 주요 과제로 제시하며, 건물 에너지 성능 개선을 통한 장기적 취약계층 보호에 무게를 두고 있다.   한편 사업을 함께 수행하고 있는 관계기관들은 향후 고효율 자재 적용, 전전화, 저탄소 시공 방식 등의 신기술 접목을 통해 2050 탄소중립 목표와의 연계성도 강화할 예정이다.기술이 따뜻해질 수 있다는 사실은, 정책이 누군가의 삶을 바꾼다는 믿음이 있을 때 가능해진다.   이번 준공은 그런 믿음 위에 세워진 하나의 작은 증거이며, 전국 곳곳에서 조용히 진행 중인 ‘에너지 복지 혁신’의 또 다른 시작점이기도 하다.*기사링크 : [IT과학칼럼] 저소득층 에너지 걱정 없는 따뜻한 집 - 헤럴드경제

"지구가 끓고 있다."   UN 사무총장 안토니우 구테흐스는 2023년, "지구 온난화는 끝났고 이제는 지구 가열의 시대"라고 선언했다. 산업화 이전보다 세계 평균기온이 약 1.5도 상승했고, 이로 인한 이상기후와 식량 위기까지 인류의 삶이 점점 더 불안정해지고 있다.   지구를 뜨겁게 만드는 주범은 대기 중 이산화탄소(CO2)다. 이산화탄소는 온실효과를 일으켜 지구의 열을 가두는데, 인간 활동으로 그 농도가 과도하게 증가하면서 지구 가열 문제가 발생했다. 기후변화에 관한 정부간 협의체(IPCC)는 최악의 경우 2100년까지 지구 평균기온이 최대 4.4도 상승할 수 있다고 경고했다. 역사적으로 기온이 5도 이상 급격히 상승한 시기마다 대규모 생물 멸종이 있었다는 사실은, 현재 상황이 단순한 환경 문제가 아닌 생존의 위기임을 말해준다.   이를 막기 위한 전략이 '탄소중립'이다. 인간 활동에 의한 이산화탄소의 순배출량을 0으로 만들겠다는 목표이며, 이를 위해 에너지 시스템의 대전환이 필요하다. 그 핵심 기술 중 하나가 바로 수소(H2) 에너지다. 수소는 사용 과정에서 이산화탄소를 배출하지 않아 수소차, 수소발전 등 다양한 분야에서 활용이 확대되고 있다.   그러나 실질적으로 지구를 식히기 위해서는 깨끗한 수소가 필요하다. 깨끗한 수소란 사용할 때뿐 아니라 생산하는 과정에서도 이산화탄소를 거의 배출하지 않는 것을 말한다. 대표적으로, 태양광이나 풍력 같은 재생에너지로 물(H2O)을 분해해 수소를 얻는 '그린수소'가 있다.   문제는 그린수소가 아직 매우 비싸다는 점이다. 전기 분해에 많은 전력이 필요한데, 재생에너지의 전기요금 자체가 높기 때문이다. 일부 보고서에 따르면 대규모 그린수소 생산 시 전기요금은 전체 비용의 80% 이상을 차지할 수 있으며, ㎾h당 50원 이하의 전기가 공급되지 않으면 경제성 확보가 어렵다는 분석도 있다.   이 한계를 극복하기 위해 '고온수전해' 기술이 주목받고 있다. 이 방식은 700-850도의 고온에서 물이 아닌 수증기를 전기로 분해해 수소를 생산한다. 이론적으로 온도가 높을수록 물 분해에 필요한 전기에너지가 줄어들어, 같은 양의 수소를 더 적은 전기로 만들 수 있다. 비유하자면, 전자레인지로 컵라면을 끓일 때 찬물보다 따뜻한 물을 사용하는 쪽이 전기를 덜 사용하는 것과 같은 원리다.   말 그대로 끓는 지구를 지키기 위해 끓는 물을 활용하는 것이다. 물론 이 열도 공짜는 아니다. 고온수전해가 경제성을 가지려면 버려지는 열을 재활용하거나, 기존 고온 열원을 수전해 장치와 연계해 부가가치를 극대화해야 한다. 결국 핵심은, 끓는 물을 만들되, 가능한 비용을 들이지 않고 만드는 것이다.   실제로 유럽과 미국은 1세대 고온수전해 기술을 바탕으로 한발 앞서 석유화학 공장, 제철소, 원자력 발전소의 열원을 활용한 실증 프로젝트를 활발히 추진 중이다. 상용화를 향한 글로벌 경쟁이 치열한 지금, 후발주자인 우리나라도 연구기관과 기업이 힘을 모아 2세대 기술을 중심의 '한국형 고온수전해' 개발에 속도를 내고 있다.   지금 이 순간에도 고온수전해 장치 안에서는 지구의 열기를 식히기 위해 조용히 물이 끓고 있다. 이 끓는 물이 지구의 미래를 바꾸는 시작이 되기를 바란다. 최윤석 한국에너지기술연구원 선임연구원*기사링크 : [생활속 과학이야기] 끓는 물로 끓는 지구 지키기! < 생활속 과학이야기 < 사외칼럼 < 오피니언 < 기사본문 - 대전일보

하이니켈 양극재 성능 저하 원인 내부 입자 사이 잔류리튬 축적 탓   우주·항공·미래 모빌리티에 활용 페로브스카이트 CIGS 태양전지 세계 최고 효율 달성…상용화 관심한국에너지기술연구원 차세대전지개발센터 연구팀이 하이니켈 양극재 성능 저하와 관련된 실험 결과를 분석하고 있다. /에너지연 제공   한국에너지기술연구원이 전기자동차 배터리(2차전지)의 핵심 소재인 하이니켈 양극재(양극활물질) 성능 저하 문제를 해결했다.   에너지연은 울산차세대전지연구개발센터 진우영·차형연 선임연구원 팀이 하이니켈 양극재의 고질적 문제였던 ‘잔류 리튬 화합물’의 위치를 새롭게 규명하고 잔류 리튬을 최소화하는 설계 방법을 제시했다고 26일 밝혔다. 하이니켈 양극재는 고성능 리튬이온 배터리의 핵심 소재다. 양극재 안에 들어간 니켈 함량이 많을수록 전지의 에너지 밀도가 높아지고 전기차 주행거리가 길어진다. 하이니켈 양극재는 니켈 함량이 80%에 달한다.     전고체전지 연구로 확장   하지만 니켈 함량이 늘어날수록 양극재 표면에 잔류 리튬 화합물이 과도하게 생기면서 전극 원료가 젤리처럼 굳는 겔화 현상이 일어난다. 이렇게 되면 입자가 고르게 분포되지 않고 전극 물질 간 접착력이 줄어들어 전극의 성능이 떨어진다. 상용화된 양극재에서도 동일한 문제가 발생하고 있다. 양극재 표면의 잔류 리튬을 증류수로 씻어내거나 외부를 코팅하는 방법이 있지만 성능 저하 문제를 근본적으로 해결하는 데 한계가 있었다.   에너지연 연구팀은 잔류 리튬이 양극재 표면뿐 아니라 내부 입자 간 기공에서도 결정 상태로 존재한다는 사실을 처음 확인했다. 고해상도 전자현미경과 질소 흡착 분석, 전자에너지 손실 분광 등 첨단 분석 기법을 동원했다.   이 결과를 토대로 양극재 내부 잔류 리튬 형성을 막는 방법으로 단결정 구조의 하이니켈 양극재를 제안했다. 단결정 구조에선 입자 간 틈이 거의 없어 잔류 리튬의 응고를 차단하기 좋다. 이런 단결정 하이니켈 양극재를 사용하면 기존 양극재보다 잔류 리튬 화합물 수치를 기존보다 절반 이상 줄이면서 산업계와 학계의 목표인 2000ppm 이하로 유지할 수 있을 것으로 전망했다.   에너지연 관계자는 “하이니켈 양극재의 구조 안전성과 성능 열화를 이해하는 데 중요한 전환점을 제공한 연구”라며 “양극재 설계와 공정에 반영되면 고성능 리튬이온 배터리 시장 지배력 확대에 기여할 것”이라고 말했다. 이번 연구는 2차전지 양극재 분야의 권위자로 꼽히는 조재필 UNIST(울산과학기술원) 교수가 교신저자로 참여했다. 논문은 재료과학 분야 글로벌 학술지 ‘저널 오브 머티리얼스 케미스트리 에이’ 표지논문으로 실렸다. 연구비는 과학기술정보통신부의 ‘글로벌 톱 전략연구단’ 사업 지원을 받았다.   연구팀은 이번 연구 성과를 ‘배터리계 게임 체인저’로 불리는 전고체 전지 개발로 연결하고 있다. 잔류 리튬을 역으로 활용해 황화물계 전고체 전지의 고체전해질과 양극재 사이 계면 보호 역할을 하는 코팅층으로 바꾸는 역발상 연구다.   유연 박막 태양전지도 최고 효율 달성   에너지연은 앞서 페로브스카이트(P)·CIGS(구리 인듐 갈륨 셀레늄) 탠덤 태양전지의 효율을 세계 최고 수준으로 높이는 데 성공했다. 페로브스카이트는 빛을 효과적으로 흡수하는 차세대 태양전지 소재다. 탠덤은 서로 다른 셀을 쌓았다는 의미다.   P·CIGS 탠덤 태양전지는 한화큐셀 등이 상용화를 추진 중인 페로브스카이트(P)·실리콘 탠덤 태양전지보다 가볍고 유연성이 좋다. P·CIGS 탠덤을 쓰면 P·실리콘 탠덤으로는 제작이 불가능한 초경량 유연 박막 태양전지를 만들 수 있다.   다만 P·CIGS 탠덤 태양전지는 증착 및 박막 공정에서 유리 기판 안에 있던 칼륨 등 알칼리 금속이 새어 나와 CIGS 광흡수층의 성능을 떨어뜨리는 문제가 있다. 에너지연 태양광연구단 정인영 선임연구원팀은 계산과학을 통해 유리기판 위 폴리이미드층이 이런 문제의 주범인 칼륨 확산을 억제하는 것을 확인했다. 이 구조를 P·CIGS 탠덤 태양전지에 적용해 광흡수층 결함을 최소화하는 데 성공했다. 이렇게 제작한 태양전지 효율은 23.64%로 기존에 알려진 P·CIGS 탠덤 태양전지 효율 18.1%보다 높았다.   연구팀은 이 전지의 내구성을 입증하기 위해 10만 회 이상 구부림 테스트를 했다. 10만 번 구부린 다음에도 초기 효율의 97.7%를 유지하는 것을 확인했다.   에너지연 관계자는 “이번에 개발한 전지의 무게당 출력비는 P·실리콘 탠덤 태양전지보다 10배가량 높아 초경량 모듈이 필요한 건물 곡면 외장재, 미래 모빌리티, 우주항공 등 다양한 분야에 적용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 연구성과는 에너지 분야 국제 학술지 ‘줄’에 실렸다.*기사링크 : 에너지기술연구원, 2차전지 성능 저하 난제 풀었다 | 한국경제

갈 길 먼 탄소중립,하지만 "비용 효과적인 탄소중립기술은 무엇인가?"에 대한 질문에는 쉽게 답하기 어려웠습니다.온실가스 감축기술의 ‘성과’를 정량적으로 증명하는 일은 이제 피해갈 수 없는 과제가 되었습니다.이 과제를 정면으로 마주하기 위해 기술 DB기반 온실가스 감축량 평가 연구단이 출범했습니다.Q. 온실가스 감축량 평가 연구단은 어떤 배경에서 출범하게 되었나요?2024년은 산업화 이전 대비 전 지구 평균기온이 1.55℃ 상승하며 기후위기의 가속화가 명확히 드러난 해였습니다. 지구 기온 상승을 억제하기 위한 국가 온실가스 감축목표(NDC) 및 2050 탄소중립 시나리오의 실현 가능성을 뒷받침할 기술적·경제적 근거가 부족하다는 사회적 우려가 제기되었고, 2024년 8월에는 헌법재판소로부터 헌법불합치 판정을 받는 등 정책 신뢰성에도 큰 도전이 제기되었습니다. 동시에 EU CBAM(탄소국경조정제도), 공급망 규제, RE100 등 글로벌 탄소규제가 본격화되면서, 산업계는 Scope 1~3 전과정에 걸친 온실가스 배출에 대해 정량적으로 대응할 수 있는 역량 확보가 시급한 상황에 직면하고 있습니다.이러한 국내외 여건에 대응하고, 정부와 기업이 활용 가능한 과학적 기반의 탄소중립 기술 데이터베이스 및 감축량 평가체계를 마련하기 위해, 환경부와 한국환경산업기술원의 지원으로 『탄소중립 기술DB 기반 온실가스 감축량 평가 연구단』이 출범하게 되었습니다.연구단은 첫째, 기술 및 비용에 기반한 국가 온실가스 감축목표 설정과 2050 탄소중립 시나리오의 정교한 갱신에 기여하고, 둘째, 산업계의 글로벌 탄소규제 대응에 기여하는 것을 연구 목적으로 하고 있습니다.또한 한국에너지기술연구원은 연구단 유치기관으로서 연구단 과제에 참여하는 총 39개 기관, 450여 명의 연구진을 체계적으로 지원하고, 다양한 탄소중립 기술·산업 분야 간의 연계성을 강화하며 연구성과의 통합적 확산을 도모하기 위해, 연구단 사무국 기능을 수행하는 전담 조직을 원장 직속으로 설치하고 이를 통해 연구단의 안정적 운영과 효율적 관리를 적극 지원하고 있습니다.Q. 주요 목표는 무엇인가요?연구단의 주요 목표는, 국가 온실가스감축목표(NDC) 설정과 산업계의 글로벌 탄소규제 대응을 기술적으로 지원하기 위해, 탄소중립 기술 DB 및 LCI DB(Life Cycle Inventory Database, 전과정 목록 데이터베이스), 온실가스 감축 잠재량 및 영향 평가 모델을 구축하고, 정부·기업·연구자 등 다양한 수요자에게 통합 정보 제공이 가능한 플랫폼을 개발하는 것입니다.Q. 앞으로 이 분야에서 가장 중요하게 다뤄야 할 연구 과제는 무엇일까요?무엇보다도 수소, 신재생에너지 전력 생산 및 저장, 석유화학·정유, 시멘트, 철강, 반도체·디스플레이, CCUS, 자원순환 등 탄소중립 핵심 산업 분야의 기업들과 긴밀히 협력하여, 실제 산업 현장에서 적용 중인 기술들과 미래의 온실가스 감축 혁신기술들의 에너지 소비, 효율, 온실가스 배출량, 비용 등에 대한 신뢰성 높은 데이터를 체계적으로 확보하는 것이 가장 중요한 과제입니다.아울러, 각 기술 분야의 전문가뿐 아니라 전과정평가(LCA), NDC 분석모형 등 관련 분야 연구진 간의 유기적인 협업을 통해, 축적된 기술 DB를 바탕으로 부문별·기술별 최적의 탄소중립 경로를 정량적으로 도출하고 검증하는 연구가 수행되어야 합니다.Q. 우리나라의 온실가스 감축 목표(NDC)를 달성하는 데 연구단이 어떤 역할을 할 수 있을까요?연구단은 국가 온실가스 감축목표(NDC)의 실효적 이행을 뒷받침하는 과학적 기반을 마련하는 데 중추적 역할을 수행합니다.구체적으로는, 국가 NDC 이행에 필수적인 탄소중립 기술에 대해 기술적·환경적·경제적 데이터베이스를 구축하고, 감축 잠재량, 비용 효율성, 전과정 환경영향 등을 정량적으로 분석하는 연구를 수행함으로써, 현실적이고 최적화된 탄소중립 경로 설정에 기여합니다.또한, 기업이 직접 활용할 수 있는 감축 잠재량 평가도구 및 데이터 서비스를 제공하여, 산업계의 자발적 감축 노력과 글로벌 탄소규제 대응 역량 강화를 동시에 지원합니다. 이를 통해 국가와 산업계의 온실가스 감축 실행력을 높이고, NDC 달성을 위한 정량적·정책적 기반을 효과적으로 확보할 수 있습니다.

□ 한국에너지기술연구원(원장 이창근)은 9월 6일(금) 연구원의 복합기술실험동 1층 세미나실에서 연구원 창립 47주년 기념식을 성황리에 개최했다. 기념식은 창립 47주년 기념 영상 상영, 유공자 공적 소개, 포상 수여식, 기념사 순으로 진행됐다. <!--[if !supportEmptyParas]--> <!--[endif]--> □ 포상 수여식에서는 총 50명의 직원이 국가과학기술연구회 이사장상, 우수직원상, BEST 신입직원상 등을 수상했다. 아울러 40년 근속자 등 장기 근속자의 공로를 치하하는 근속상 수상도 함께 진행됐다. □ 이어진 기념사에서 이창근 원장은 국가 수소 중점연구실 선정, 독일 프라운호퍼와의 MOU 체결 등 지난 1년간 연구원이 이룩해 온 굵직한 성과를 공유했다. 또 향후 연구원이 나아갈 방향과 추진 전략을 발표해 세계 최고의 에너지·환경 기술 전문 기관으로 우뚝 서기 위한 포부를 밝혔다.

- 6/14(금) 에너지연 대전 본원서 에너지연-로렌스 리버모어 국립연구소 간 탄소중립 핵심기술 연구협력 워크숍 개최- 미국 국립연구소와 기술, 관심 분야 협력점 모색을 통한 글로벌 파트너십 확대■ 한국에너지기술연구원(이하 ‘에너지연’)은 6월 14일(금) 대전 본원에서 미국 로렌스리버모어 국립연구소*(이하 ‘LLNL’)와 수소, 이차전지, 탄소 포집·활용(CCU) 등 탄소중립 핵심기술전반에 대한 연구협력 워크숍을 개최했다.* 로렌스 리버모어 국립연구소(Lawrence Livermore National Laboratory): 1931년 캘리포니아 대학교 물리학과 어니스트 로렌스가 주도하여 만든 방사선 연구소가 전신이며, 1952년에 로렌스 리버모어 국립연구소 개설- 물리학 분야에서 세계적 역량을 보유하고 있으며, 컴퓨터/바이오/환경·지구/에너지과학/에너지기술/일반과학을 담당하는 6개의 실험실로 구성[사진자료] 에너지연-LLNL 워크숍 단체사진(아래줄 왼쪽 두번째부터 LLNL Glenn Fox(글렌 폭스) 본부장, 에너지연 이창근 원장)□ 이번 LLNL과의 워크숍은 캠프데이비드 선언*으로 촉발된 국제공동연구 기회를 적극적으로 활용해 미국 국립연구소와의 국제협력 체계를 구축하고 연구 네트워크를 확산하고자 마련됐다.* 캠프데이비드 선언: 2023년 8월 18일 미국 캠프데이비드에서 개최된 한미일 정상회의. 정상회의에서 한미일은 전통 안보, 경제, 과학기술, 그리고 글로벌 이슈들에 대한 포괄적 협력을 추구하고, 이를 통해 더 나은 인도-태평양과 세계를 만들어나가기로 다짐■ 글렌 폭스(Glenn Fox) 본부장 등 10명의 연구진으로 구성된 LLNL 방문단과 에너지연 대표단은 워크숍에서 각 기관의 연구분야를 소개하는 한편, 공통 연구분야의 협력점을 모색하고 향후 확대 방안을 논의했다.□ 이날 양 기관은 각 기관의 연구분야 중 수소, 이차전지, 탄소 포집·전환, 에너지 소재 분야를 주 협력 분야로 정하고 세부 연구주제를 탐색하기 위한 후속 워크숍을 추진하기로 합의했다.■ 에너지연 이창근 원장은 “이번 워크숍은 에너지안보와 기후변화 대응기술 공동개발을 위한 국제협력의 귀한 출발점”이라며, “탄소중립 분야의 국제공동 연구 확대를 통해 세계 최고 수준의 연구성과를 도출할 수 있도록 노력하겠다.“고 밝혔다.[사진자료] 에너지연 이창근 원장이 인사말을 하고 있다□ LLNL 방문단 대표인 글렌 폭스(Glenn Fox) 본부장은 “한미 정부 간 과학기술외교 덕분에 한국의 기술 현황을 더욱 잘 이해할 수 있었다.”며, “이번 워크숍은 기후변화 대응 에너지기술 현황을 파악하고 서로 협력할 수 있는 부분을 탐색, 확장하는 첫 단추”라고 답했다.[사진자료] LLNL Glenn Fox(글렌 폭스) 본부장이 인사말을 하고 있다□ 한편, 양 기관은 이번 워크숍을 발판삼아 협력 사업의 구체화를 위해 미국 현지 워크숍과 함께 업무협약 체결을 추진해 에너지, 기후기술을 위한 글로벌 파트너십을 강화할 계획이다.