에너지연, 친환경 ‘그린수소’의 경제적 생산을 위한 청사진 제시 -알칼라인 수전해, 양성자교환막 수전해 기술 비교로 최적의 운영 전략 도출 -현재로서는 알칼라인 수전해와 기존 전력망을 이용한 보조 전력 연계가 가장 효율적 -제주도 기상 데이터를 기반으로 우리나라에 적합한 수전해 수소 생산 조합 제안 ■ 한국에너지기술연구원(이하 에너지연) 에너지AI·계산과학실 박정호 박사 연구진이 미래 친환경 수소 생산 기술로 손꼽히는 수전해 기술의 경제성을 분석하고 최적의 운영 방안을 제시했다. □ 미래 친환경 연료인 그린수소의 생산에는 주로 알칼라인 수전해와 양성자교환막 수전해(이하 ‘PEM 수전해’) 기술이 활용된다. 이 중 알칼라인 수전해 기술은 값싸게 대량의 수소를 생산할 수 있어 가장 상용화된 기술이다. 하지만 장치 가동에 필요한 전력의 요구치가 높고 일정한 공급이 필요해 전력 생산이 들쑥날쑥한 재생에너지와의 연계가 어렵다. * 그린수소 : 태양광 등 재생에너지를 통해 얻은 친환경 전력으로 물을 분해해 생산하는 궁극적인 청정 수소. 청정 수소는 2038년까지 암모니아 발전과 함께 우리나라 전체 발전량의 6.2%(‘23년 기준 발전량 없음)를 담당할 계획(11차 전력수급기본계획, 2025.02.21.) * 알칼라인 수전해 : 수산화칼륨 등 알칼라인 액체 전해질을 이용해 물을 수소와 산소로 분해하는 기술 * 양성자교환막 수전해 : 고체 상태의 양이온 교환막을 이용해 물을 수소와 산소로 분해하는 기술 □ PEM 수전해의 경우 적은 전력으로도 수소를 생산할 수 있어 재생에너지만으로도 작동이 가능하다. 하지만 초기 설치 비용이 높고 알칼라인 수전해에 비해 기술 성숙도가 낮다는 단점이 있다. 한가지 기술만으로 그린수소 생산 인프라를 구축하기 어려운 이유다. ■ 이에 연구진은 알칼라인 수전해와 PEM 수전해의 기술적 차이, 경제성을 비교 분석해 최적의 운영 전략을 도출했다. 특히 알칼라인 수전해의 가동 전력을 안정적으로 공급하기 위해 기존의 전력망을 보조 전력으로 이용하는 것이 가장 경제적이라는 시각을 제시했다. □ 알칼라인 수전해 장치에 전력이 일정하게 공급되지 않으면 가동과 중단이 반복돼 열화가 발생하고 수명과 효율이 떨어진다. 이를 극복하기 위해서는 에너지 저장 장치(이하 ‘ESS’) 등 보조 전원을 활용해 전력을 끊임없이 공급해야 한다. □ 연구진의 분석 결과, 재생 전력을 사용하면서 ESS를 보조 전원으로 활용할 경우 수소 생산 단가*는 킬로그램당 최대 8.6달러로 평가됐다. 반면 기존 화석 연료 발전 중심의 전력망을 통해 보조 전력을 확보하면 킬로그램당 6.6달러로 낮아진다. 현재 기준으로 기존 전력망과의 연계가 경제적이지만 환경 문제를 해소하지 못해 장기적으로는 ESS 단가 절감과 바이오매스, 원자력 등 무탄소 연료 발전 비중이 높아져야 한다는 분석이다. * 균등화 수소 생산 단가(LCOH, Levelized Cost of Hydrogen) : 수소 생산을 위한 총 자본과 운전 비용의 합계를 총 수소 생산량으로 나누어 수소 생산 단가를 도출하는 지표 * 수소생산단가 도출 기준 1) (ESS 조합 기준) ESS 용량 500메가와트시(Mwh) 조합 시 8.6달러/킬로그램 2) (전력망 이용 기준) 알칼라인 수전해 운전에 필요한 최소 전력인 20% 이용 기준 6.6달러/킬로그램 □ 또 다른 기술인 PEM 수전해의 경우 장치에 과부하를 주면 오히려 경제성이 개선된다는 시각을 제시했다. PEM 수전해 장치는 필요 이상으로 전력을 과잉 공급해 수소 생산량을 늘리는 과부하 운전이 가능하기 때문이다. 연구진은 재생에너지 발전량을 늘려 필요 전력의 1.5배를 과잉 공급할 경우 수소 생산 단가를 킬로그램당 5.8달러까지 낮출 수 있을 것으로 내다봤다. □ 이를 통해 연구진은 재생에너지 발전 비율이 높고 안정적 공급이 가능한 환경에서는 PEM 수전해를, 이외의 환경에서는 알칼라인 수전해와 무탄소 기반의 전력망을 조합하는 것이 가장 이상적이라고 분석했다. □ 이에 더해 연구진은 우리나라 환경에 맞는 최적의 수전해 수소 생산 조합을 제안했다. 제주도의 기상 데이터를 기반으로 평가한 결과, 향후 수전해 설비 100메가와트(MW)를 기준으로 해상풍력 100메가와트, 태양광 100메가와트를 조합하면 킬로그램당 4달러 수준에서 안정적인 수소 공급이 가능할 것으로 내다봤다. ■ 연구를 주도한 에너지연 박정호 박사는 “이번 연구는 알칼라인과 PEM 수전해의 기술적 차이를 명확히 분석하고, 에너지 환경에 따른 최적의 설계 및 운영 전략을 제시했다는 점에서 의미가 크다.”며, “향후 재생에너지를 활용한 수소 생산 시스템 구축 시, 기술 선택과 투자 방향을 결정하는 데 중요한 참고 자료가 될 것”이라고 밝혔다. □ 연구성과는 에너지연 기본사업을 통해 수행됐으며 국제 저명 학술지 에너지 컨버전 앤 매니지먼트(Energy Conversion and Management, IF 9.9, 역학 분야 상위 1.8% 저널) 2월호에 게재됐다.
2025-03-06- 별도의 이산화탄소 포집 설비 없이 이산화탄소 96% 이상 배출 가능한 친환경 가스 발전 기술 확보 - 세계 최초로 매체순환연소 기술을 이용한 증기 생산 성공, 상용화 가능성 높여 - 기존 기술 대비 이산화탄소 포집비용 30% 절감 효과로 탄소중립 실현 기여 ■ 한국에너지기술연구원(이하 에너지연) 류호정 박사 연구진과 공동연구개발기관이 이산화탄소를 원천적으로 분리할 수 있는 가스 발전 기술을 세계 최대 규모로 실증하고, 세계 최초로 전력 생산에 필요한 증기 생산까지 성공했다. □ 상용화된 가스 발전 과정에서 연료가 연소되면 수증기와 함께 대표적인 온실가스인 이산화탄소가 발생된다. 발생 이후에는 공기 중의 질소와 혼합되기 때문에 순수한 이산화탄소를 저장하기 위해서는 이산화탄소만 선택적으로 분리, 포집하는 시설이 필요하고 그만큼 발전 비용이 올라간다. □ 이를 해결하기 위한 친환경 발전 기술로 매체순환연소 기술이 주목받고 있다. 연료가 공기와 직접 반응하는 기존 기술과 달리 매체순환연소 기술은 산소를 주고 받을 수 있는 입자를 통해 연료에 순수한 산소만을 공급한다. 산소를 잃은 입자는 이후 공기와 접촉해 산소를 흡수하고 다시 연료에 공급하는 것을 반복한다. □ 이를 활용하면 연료와 순수한 산소만 만나기 때문에 공기 중의 질소와 반응할 수 없고 연소 이후에는 순수한 이산화탄소만 남아 별도의 분리 없이도 포집이 가능하다. 특히 연료를 태우는 연소에서는 초미세먼지 생성 물질인 질소산화물이 발생하는 반면, 해당 기술은 화염이 없는 무염 연소로 진행돼 질소산화물이 거의 발생하지 않는다. ■ 에너지연은 한국전력공사 전력연구원과 공동*으로 세계 최고 수준의 매체순환연소 기술을 개발하고 지난 2023년, 세계 최대 규모의 3메가와트열(MWth)급 파일럿 플랜트를 구축해 본격적인 실증을 진행했다. 300시간 동안 중단없이 운전한 결과, 이산화탄소 분리 배출 성능은 기존 세계 최고 수준인 94%를 뛰어넘은 96% 이상을 기록했다. * 공동 연구 세부 정보 (산업통상자원부 한국에너지기술평가원 과제 기반) (주관) 한국전력공사 전력연구원(기술개발 총괄, 산소전달입자 개발, 물/증기 싸이클 및 열교환기 설계) (참여) 한국에너지기술연구원(공정 기술 개발, 플랜트 설계, 실증) (기타 참여기관) 한국서부발전, 한국전력기술, ㈜리드원엔지니어링, ㈜부흥산업사, 건국대학교, 영남대학교 ■ 실증 성공과 함께 상용화 가능성도 열었다. 연구원은 세계 최초로 매체순환연소 기술을 이용해 발전에 필요한 증기를 생산하는 데 성공했다. 유럽연합, 중국, 미국 등 선진국에서도 매체순환연소 기술을 실증하고 있으나 아직까지 증기 생산에 성공한 나라는 없었다. □ 기술의 실증 규모가 작은 경우 효율은 높지만 열손실이 많아 증기를 만들 수 없고, 규모를 키우는 과정에서 높은 효율을 유지할 수 없는 경우에도 증기가 생산되지 않는다. 반면 연구진은 규모를 키우면서도 열손실을 줄이고 높은 효율을 유지할 수 있는 공정 설계·운영 기술과 산소 전달 입자의 대량 생산 기술 개발을 통해 증기 생산을 가능케 했다. 미래 유망 기술의 영역에서 상용화의 영역으로 나아가게 된 것이다. ■ 매체순환연소 기술의 경제성을 분석한 결과, 기존의 100메가와트(MW)급 천연가스 발전 대비 연간 운영 이익은 144억 원, 발전효율은 4% 상승할 것으로 예측됐다. 특히 이산화탄소 포집 비용도 기존보다 30% 절감되며 연간 15만 톤 이상의 이산화탄소 포집이 가능해 국가 탄소중립 달성에 크게 기여할 수 있을 것으로 예상된다. ■ 에너지연 연구책임자인 류호정 책임연구원은 “국가 탄소중립 달성을 위해서는 매체순환연소 기술과 같은 신기술을 적용한 가스 발전소의 신설과 운영이 필요하다.”며, “우리가 가진 기술을 지속 발전시키고 실증해 차세대 발전 기술의 상용화를 앞당길 수 있도록 노력하겠다.”고 밝혔다. □ 한편, 이번 연구는 산업통상자원부가 지원하는 한국에너지기술평가원의 가스 발전/스팀생산 설비 연소 중 CO2 포집･활용 기술개발사업을 통해 진행되었으며 본기술은 한국에너지기술평가원에서 선정한 2019년 에너지 R&D 우수성과 및 2020년 국가연구개발 우수성과 100선에 선정된 바 있다.
2025-02-26- 에너지연 지식정보실, ‘AI 활용 규정 챗봇 시스템’ 기술로 국내 IT 기업과 기술이전 계약 체결 - 규정 검색 시 90% 이상의 정확도로 답변, 검색 시간 90% 단축 - 규정 데이터 외 연구 논문 검색 등에도 활용 가능, 높은 범용성 자랑해 ■ 한국에너지기술연구원(이하 ‘에너지연’)과 (주)아이티메이트는 2024년 12월 30일 한국에너지기술연구원 본원에서 ‘AI 활용 규정 챗봇 시스템’의 기술이전 계약을 체결했다. □ 이번 기술이전은 정부출연연구기관(이하 ‘출연연’)의 연구지원 부서에서 개발한 기술이 기업에 이전된 첫 번째 사례다. 기존까지 연구 업무의 효율적 지원에만 국한됐던 출연연 지원 부서의 한계를 극복한 사례로 주목받고 있다. ■ 이번에 이전된 기술은 AI 기술을 활용한 채팅형 규정 세부 내용 답변 시스템이다. 사용자가 규정과 관련된 질문을 하면 시스템이 대규모 언어 모델(LLM*)과 검색 증강 생성(RAG*) 기술을 통해 최적의 답변을 도출하는 방식이다. 이를 이용하면 규정 검색에 들이는 시간을 10분의 1 수준으로 줄일 수 있다. * 대규모 언어 모델(Large Language Models, LLM) : 방대한 양의 데이터로 사전 학습된 언어 모델. 사용자의 입력값을 바탕으로 사전 학습된 데이터 중 가장 적절한 출력값을 출력함(ChatGPT 등) * 검색 증강 생성(Retrieval Augmented Generation, RAG) : 데이터베이스의 학습이 필요하고, 학습된 데이터만 활용하는 LLM과 달리 내외부의 정보를 즉시 검색하고 활용해 비교적 정확한 답을 생성하는 방식. 최신 정보나 추가 데이터를 실시간으로 검색해서 답변의 정확도와 신뢰도를 높일 수 있음 □ 개발진은 대규모 언어 모델이 가진 환각 현상 등의 한계를 극복하기 위해 검색 증강 생성 기술을 도입했다. 미리 학습된 데이터만 활용하는 대규모 언어 모델은 답변이 어려울 때 허위 정보를 제공하는 경우가 있어 이를 보완하기 위한 수단이 필요하다. □ 개발진이 도입한 검색 증강 생성 기술은 규정 전문을 단어 수준으로 쪼개고, 쪼갠 단어를 수치화해 사용자의 질문을 수치화한 값과 가장 근접한 결과를 도출하는 기술이다. 검색 증강 생성 기술이 도출한 결과는 대규모 언어 모델에 전달되고 다시 문장 형태로 변환돼 사용자에게 제공된다. □ 에너지연은 현재 152개의 규정을 보유하고 있어 단어 검색을 통해 원하는 정보를 찾고 정확한 의미를 해석하기에는 많은 시간이 소요된다. 반면 해당 시스템을 이용하면 원하는 규정을 즉시 확인할 수 있고 문장의 의미도 함께 해석돼 규정 검색에 들이는 시간을 대폭 줄일 수 있다. 또 검색 증강 생성 기술의 정밀도 평가 지표(RAGAS*)를 활용한 결과, 시스템이 도출한 답변은 90% 이상의 높은 정확도를 기록했다. * RAGAS(Retrieval Augmented Generation Assessment) : 충실도, 답변의 관련성, 문맥의 정확도, 재현율 등을 기반으로 검색 증강 생성 기술의 정밀도를 평가하는 방법론 ■ 특히 개발된 시스템은 데이터의 외부 유출을 방지하기 위해 외부망과 연동되지 않은 상태에서도 작동할 수 있다. 규정 외에도 내부 게시판, 연구 논문 정보 등 모든 데이터의 적용이 가능해 기업과 기관의 특성에 맞는 다양한 형태로 활용할 수 있다는 것도 장점이다. □ 기술을 이전받은 ㈜아이티메이트는 해당 기술과 기업이 보유한 AI 기술을 적용해 공공기관용 전사적 자원 관리 시스템(ERP)의 선진화를 추진할 계획이다. ■ 개발을 주도한 에너지연 지식정보실 송영배 실장은 “AI 챗봇 시스템을 통해 규정 검색의 효율성과 정보 접근성이 대폭 향상될 것으로 기대한다”라며, “향후 출연연 행정 업무의 효율화를 선도할 수 있는 기반이 마련된 것”이라고 밝혔다. ■ 기술을 이전받은 ㈜아이티메이트 고재용 대표는 “이번 기술이전 계약을 통해 회사가 보유한 전사적 자원관리 솔루션과 AI 기술을 결합하고 민간기업과 공공기관의 디지털 전환을 지원하는 선도 기업으로 자리매김하겠다”고 전했다. □ 한편, 에너지연은 AI를 활용 첨단 연구, 행정 효율화를 위해 고성능 그래픽처리장치(GPU)를 포함한 서버를 구축하고 운영 중이다. 구축된 서버는 연구원의 통합 관리 솔루션을 통해 고속 연산이 필요한 연구자에게 할당될 계획이다.
2025-02-11"오늘의 수소 가격은 얼마지?" 수소차 운전자들은 주유소에서 휘발유 가격을 확인하듯, 수소 충전소에서 수소 가격을 따지는 일이 익숙해지고 있다. 수소는 에너지를 생성하는 과정에서 오염 물질을 배출하지 않고 물만 남기는 친환경 에너지다. 이미 도로에는 수소차, 수소버스, 수소트럭이 달리고 있고, 일부 도시는 수소 연료전지를 활용한 전력 생산을 확대하고 있다. 그렇다면, 과연 우리는 언제쯤 집에서도 수소를 연료로 사용하게 될까? 현재 소비자가 구매하는 도시가스 가격은 킬로그램당 1000-1500원 수준이지만, 이는 생산 원가가 아니라 수입·운송·유통·세금 등이 포함된 최종 소비자 가격이다. 반면, 수소의 경우 현재 가장 저렴한 회색수소(천연가스 개질 방식)의 생산 단가가 킬로그램당 1000-2000원 수준이며, 재생에너지를 이용한 그린수소(전기분해 방식)의 생산 비용은 킬로그램당 5000-9000원으로 훨씬 높다. 우리나라는 2040년까지 그린수소의 생산 단가를 킬로그램당 3000원 이하로 낮추는 것을 목표로 하고 있지만, 수소는 생산 이후 고압 기체 또는 액체로 저장·운송해야 하고, 충전 인프라 구축이 필요해 최종 소비자 가격은 여전히 도시가스보다 비쌀 가능성이 크다. 그러나 화석연료 대비 수소 가격이 낮아질 가능성은 충분하다. 첫째, 태양광과 풍력 같은 재생에너지 발전 비용이 하락하면서, 전기분해 방식의 수소 생산 비용 역시 줄어들 것으로 기대된다. 둘째, 고효율 전해조 개발과 촉매 기술의 개선이 지속되면서 수소 생산 단가가 점차 낮아지고 있다. 셋째, 대량 생산과 인프라 확충을 통해 경제 규모가 커지면 가격이 자연스럽게 내려가는 효과가 발생할 것이다. 여기에 탄소중립 실현을 위한 정부의 지원과 국제 협력도 중요한 역할을 한다. 각국은 탄소세와 배출권 거래제 같은 정책을 도입해 화석연료의 경제성을 낮추고 있으며, 수소 인프라 구축을 위해 대규모 보조금을 지원하는 방식으로 수소의 상대적 경제성을 확보하고 있다. 또한, 일본, 독일, 한국 등 수소 수입 의존도가 높은 국가들은 호주, 사우디아라비아, UAE 등과 대규모 수소 공급망 협력을 추진하면서 안정적인 공급과 가격 인하 효과를 기대하고 있다. 현재로서는 수소가 화석연료보다 경제성이 크게 부족한 것이 사실이지만, 기술 혁신과 정책적 지원이 지속되면 상황은 달라질 수 있다. 국가 차원의 수소 연료 보급에 대한 다양한 시나리오가 존재하며, 이에 대한 적극적인 추진을 통해 2040년을 전후해 화석연료와 유사한 수준까지 수소 가격이 낮아질 것으로 전망하는 시각도 있다. 일부 지역에서는 탄소세 부과와 연계해 더 빠른 시일 내에 경제성이 확보될 가능성도 존재한다. 이렇듯 우리나라의 적극적인 탄소중립 정책과 현재 상황을 고려할 때, 10-20년 이내에 우리는 일상에서 도시가스 대신 수소를 연료로 사용하는 시대를 맞이하게 될 것이다. 이산화탄소를 배출하지 않고 깨끗한 에너지를 누릴 수 있는 미래가 다가오고 있으며, 각 분야의 지속적인 노력을 통해 탄소중립을 향한 수소 사회로의 전환이 얼마나 가속화될 수 있을지 관심이 모아지고 있다. 최윤석 한국에너지기술연구원 선임연구원기사링크 : [생활속 과학이야기] 우리는 언제쯤 집에서 수소를 쓰게 될까요? < 생활속 과학이야기 < 사외칼럼 < 오피니언 < 기사본문 - 대전일보
2025-02-17홍성준 연구전략본부 본부장한국의 경제성장을 압축적으로 설명할 때, 최빈국에서 공여국으로 탈바꿈한 최초의 국가 또는 6·25 전쟁의 폐허 속에서 한강의 기적을 이룬 대한민국이라는 표현을 쓰곤 한다. 우리나라는 농업·경공업 기반에서 1960~80년대 철강·석유화학 등 중화학공업, 1980~2000년대 반도체·자동차·무선통신 등 첨단 제조업을 중심으로 경제 전환에 성공함으로써 가장 모범적인 압축 성장의 롤모델이 되었다. 특히 제조업은 높은 엔지니어링 기술과 고품질·양산 제조 역량을 통해 글로벌 입지를 구축해 왔다. 하지만 최근 고대역폭 메모리 반도체, 국내 배터리 3사가 주도해 왔던 이차전지, 한때 호황기를 누렸던 조선·철강업 등 주력 산업이 어려움을 겪고 있다. 2000년대 이후 우리나라의 10대 주력 수출 품목 중 디스플레이 업종이 유일하게 신규로 편입된 품목이라는 점에서 새로운 성장동력의 부재가 심각하다고 할 수 있다. 아울러 제조업의 거의 모든 분야에서 중국 등 후발국의 추격이 거세지고, 선도국과의 기술격차는 좀처럼 좁혀지지 않고 있다. 블룸버그에 따르면, 지난 20년간 전세계 청정에너지 투자액은 2003년 33억 달러에서 2023년 1,769억 달러로 약 50배 증가했으며, 국제에너지기구는 2035년 청정에너지 시장이 2조 달러 이상으로 성장하여, 최근 몇 년간 전 세계 원유 시장의 평균 가치에 필적할 것으로 전망하였다. 이는 에너지 기술의 패러다임이 화석연료 기반에서 재생에너지 기반의 산업, 경제 생태계로 전환되고 있음을 보여준다. 이 변화는 기술적, 경제적으로 제조업 중심의 경제 구조를 유지해 온 한국에 새로운 기회를 제공할 것이다. 특히 우리나라는 이미 세계 수준의 수소·연료전지, 태양광, 이차전지 기술 등을 보유하고 있으며, 이를 기반으로 글로벌 청정에너지 시장에서 경쟁 우위를 더욱 강화할 수 있다. 청정에너지 산업의 성장을 위해서는 첫째, 적극적인 R&D 투자와 기술 산업화를 잇는 연결 고리를 강화해야 한다. 현재 정부 주도의 에너지전환 정책과 탄소중립 목표를 통해 청정에너지 기술개발에 대한 지원을 확대하고 있지만, 민간 부문에서의 투자 확대가 반드시 뒤따라야 한다. 그리고 글로벌 청정에너지 산업에서 경쟁 우위인 수소·연료전지, 태양광, 이차전지 분야를 중심으로 핵심기술의 지식재산권을 확대하고 대규모 실증프로젝트를 강화하는 전략적 접근이 필요하다. 둘째, 디지털 전환과 융합기술을 통한 제조업 혁신이다. 청정에너지 기술을 활용해 제조업 경쟁력을 강화하려면 디지털 기술의 도입이 필수적이다. AI, 빅데이터, IoT, 디지털트윈과 같은 첨단 기술은 제조업의 생산성을 비약적으로 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 스마트 팩토리를 구축하면 에너지 소비를 최적화하고 탄소 배출을 줄이며, 제품 개발 주기를 단축시킬 수 있다. 이는 기업의 경쟁력을 강화하는 동시에 탄소중립이라는 글로벌 트렌드에 부응하는 전략이 될 것이다. 셋째, 정부와 기업 간의 협력 강화가 중요하다. 청정에너지 산업은 초기 투자 비용이 크고 기술적 리스크가 높기 때문에, 정부의 정책적 지원이 뒷받침되어야 한다. 동시에 산학연 협력을 통한 기술이전과 인재 양성, 민간과 공공 부문의 파트너십을 통해 혁신 생태계를 조성해야 한다. 이를 위해 정부는 중장기 로드맵을 제시하고, 기업은 기술 개발과 시장 확대에 주력하며 공동의 목표를 향해 나아가야 한다. 한국 경제는 과거의 압축 성장을 넘어, 지속 가능성과 미래 지향적 성장을 동시에 달성해야 할 중대한 전환점에 서 있다. 정부, 기업, 연구기관이 협력하여 현재의 도전을 극복한다면, 한국은 미래 산업 혁신의 중심에서 또 한 번 '한강의 기적'을 재현할 수 있을 것이다. 기사원문링크 : [사이언스온고지신]지속 가능한 성장과 청정에너지 전환 - 전자신문
2025-02-11최윤석 선임연구원 / 한국에너지기술연구원 고온수전해연구실 비행 자동차’, ‘한 알로 끼니를 해결하는 영양제’, ‘해외여행처럼 즐기는 우주여행’. 이런 모습은 흔히 떠올리는 미래 사회의 풍경이다. 놀랍게도 이러한 상상들이 하나둘씩 현실로 다가오고 있다. 하지만 인류의 생존을 위협하는 기후위기가 심화되면서, 미래 도시를 설계하는 데 있어 ‘탄소중립’을 실현할 수 있는 지속 가능한 에너지에 대한 관심이 화려한 첨단 과학보다 더 큰 주목을 받고 있다. 기후위기 시대, 에너지 관점에서 지속 가능한 미래 도시의 주요 모습 중 하나로 떠오르는 것이 바로 ‘수소도시’다. 수소도시는 화석연료 대신 수소를 주요 에너지원으로 사용하는 친환경 도시를 말한다. 수소는 연소 과정에서 오염 물질을 배출하지 않고 물만 남기기 때문에 가장 이상적인 '청정에너지'로 평가받는다. 이러한 수소 에너지는 발전소, 교통수단, 가정의 에너지 시스템 등 도시 전반에 걸쳐 적용될 수 있어 미래 도시의 핵심 에너지로 주목받고 있다. 수소도시에서 살아가는 우리의 일상은 어떻게 달라질까? 우리의 일상에서 빼놓을 수 없는 전기는 수소 연료전지 발전소와 암모니아 발전소에서 만들어진다. 이 발전소는 온실가스를 거의 배출하지 않으면서도 안정적인 전력 공급이 가능하다. 이는 환경 보호와 에너지 자립을 동시에 달성할 수 있다. 교통에도 큰 변화가 있다. 지금의 휘발유나 경유 연료 대신 수소를 연료로 사용하는 자동차와 버스가 주를 이룬다. 수소차는 달리는 동안 공기를 정화하는 역할도 하기 때문에 ‘움직이는 공기청정기’라고 불리기도 하며, 수소차의 보급을 통해 도로에 매연 없는 도시가 완성된다. 또한 수소차의 연료를 공급하기 위해 수소충전소는 기존 주유소를 대체한다, 이들 충전소에서는 수소를 압축된 상태로 자동차에 주입하며, 충전 시간은 3~5분 정도로 전기차보다 훨씬 빠르다. 가정이나 대규모 주거 공간에서는 수소 연료전지가 설치되어 전기와 난방을 스스로 해결할 수 있게 된다. 연료전지의 작동을 위해 현재 도시가스를 공급하듯 수소가 공급될 것이다. 이러한 분산 발전은 수소로 생산한 전기와 열이 항상 가정에 공급되어 정전 걱정 없이 안정적으로 전기를 사용하는 삶이 가능해진다. 그 외에도 수소 드론, 수소 열차와 같은 까지 다양한 분야에서 수소 기술이 적용된다. 이를 통해 물류, 교통, 항공 등 우리의 일상적인 이동과 운송 방식에 대한 에너지원 역시 근본적으로 변화할 것이다. 우리나라는 2019년 ‘수소경제 로드맵’을 수립하며 수소 중심 사회로의 전환을 본격적으로 추진하고 있다. 2040년까지 수소차 620만 대 보급, 수소충전소 1,200개 설치, 수소 연료전지 발전 용량 15GW 달성을 목표로 하고 있으며, 이를 실현하기 위해 울산, 전주·완주, 안산, 포항, 보령 등에서 여러 지자체에서 수소도시 실증사업을 활발히 진행하고 있다. 그러나 수소도시를 현실화하기 위해 해결해야 할 과제도 존재한다. 가장 큰 과제는 청정수소 제조 단가를 낮추는 것이다. 현재 천연가스 개질 방식으로 수소를 생산하는 데에는 탄소 배출 문제가 존재하며, 이를 해결하기 위해 태양광이나 풍력 등 재생에너지를 활용한 수전해 방식이 주목받고 있다. 우리나라는 2040년까지 수소 제조 단가를 1kg당 3,000원 이하로 낮출 계획이다. 이를 위한 기술 혁신과 생산 효율의 향상, 장치 비용의 절감은 수소도시를 현실화하는 열쇠가 될 것이다. 매연과 기후위기로부터 자유로운 도시, 더 깨끗한 공기와 안정적인 에너지를 누릴 수 있는 수소도시. 이러한 미래는 더 이상 먼 미래가 아니라 지금 우리의 선택과 노력에 따라 충분히 실현될 수 있는 목표이다. 우리가 만드는 더 깨끗한 미래, 그 중심에 수소가 있다. 기사원문링크 : [생활속 과학이야기] 탄소중립의 미래 수소도시 속 우리의 일상은? < 생활속 과학이야기 < 사외칼럼 < 오피니언 < 기사본문 - 대전일보
2025-01-20□ 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.
2024-09-06- 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.
2024-06-17- 6월 4일(화) 대전 본원서 열린 ‘호라이즌 유럽’ 2차 설명회에 250여명 참석...뜨거운 관심보여- 비(非) 유럽 3번째, 아시아 최초 가입에 따라 이해 증진, 참여 활성화를 위한 가이드 제시■ 과학기술정보통신부(이하 ‘과기부’)와 한국에너지기술연구원(이하 ‘에너지연’)이 6월 4일(화) 14시 에너지연 대전 본원 복합동 세미나실에서 호라이즌 유럽* 2차 설명회(이하 ‘설명회’)를 개최했다. * 호라이즌 유럽(Horizon Europe): 유럽연합이 2021~2027년 총 7년 간 955억 유로(약 140조원)를 지원하는 유럽연합 최대이자 세계 최대의 다자 간 연구혁신(R&I, Research and Innovation) 프로그램- 우리나라는 지난 3월 25일 호라이즌 유럽 준회원국 가입 협상을 완료해 협정 체결 절차가 차질 없이 진행되면 2025년부터 비유럽 지역 국가 중 뉴질랜드(2023년), 캐나다(2024년)에 이어 세 번째, 아시아 지역 최초로 호라이즌 유럽 준회원국이 될 예정[사진자료] 에너지연 대전 본원에서 호라이즌 유럽 2차 설명회가 개최됐다□ 호라이즌 유럽 설명회는 유럽연합(EU)의 최대 연구혁신 프로그램인 호라이즌 유럽에 대한 이해를 높이고, 국내 연구자들의 활발한 참여를 도모하기 위해 과학기술정보통신부와 한국연구재단 주관으로 마련됐다. 호라이즌 유럽은 2021년부터 2027년까지 총 955억 유로(약 140조 원)를 지원하는 대규모 연구혁신 프로그램으로, 우리나라는 2025년 1월부터 준회원국으로 가입할 예정이다.■ 이번 설명회에는 에너지연을 포함한 정부출연연구기관, 카이스트 등 주요 대학과 국제협력 담당자 등 250여 명이 참석해 호라이즌 유럽에 대한 뜨거운 관심을 나타냈다.□ 지난 16일 고려대학교에서 진행된 1차 설명회는 대학 연구자, 산학협력단 관계자를 중심으로 진행됐으며, 2차 설명회는 정부출연연구기관 연구자와 국제협력 담당자를 중심으로 개최됐다.□ 과기부 황성훈 국제협력관과 에너지연 이창근 원장은 각각 인사말과 개회사를 통해 설명회에 참석한 연구자들을 맞이했다. 이후 주한유럽연합대표부 김주영 과학관이 호라이즌 유럽의 목표와 구성, 예산을 발표했으며, 과기부 박석춘 사무관은 우리나라의 준회원국 가입 계획과 이에 따른 변화, 신청 절차 등을 안내해 프로그램에 대한 이해를 도왔다. 이어진 질의응답 시간에서는 프로그램 전반에 대한 다양한 해석과 질문이 제시돼 열기를 더했다.[사진자료] 에너지연 이창근 원장이 인사말을 하고 있다■ 과기부는 "이번 설명회는 호라이즌 유럽 준회원국 가입을 통해 얻을 수 있는 네트워크 확대 및 R&D 경쟁력 제고 등의 기대효과를 설명하고, 과학자들의 이해 증진 및 참여 활성화에 대한 가이드라인을 제시하는 자리이다.“라며, ”향후 지역별 순회 설명회를 통해 더 많은 연구자들이 호라이즌 유럽 프로그램에 참여할 수 있도록 지원하겠다."고 밝혔다.[사진자료] 과기부 황성훈 국제협력관이 설명회를 소개하고 있다□ 또한, 과기부는 올 8월까지 지역별 순회 설명회를 개최해 호라이즌 유럽에 대한 국내 연구자의 이해를 도울 예정이다. 구체적인 장소 및 일정은 추후 한국연구재단 누리집(https://nrf.re.kr)을 통해 공지된다.
2024-06-04KIER에서 소개하는 에너지 관련 카드뉴스!