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재생에너지 혁신기술로 산업단지 탄소중립 가속화 한다

  • 작성일 2023.05.11
  • 조회수 150443

한국에너지기술연구원-삼성전자 기술협력을 통한 산업경쟁력 강화


에너지연-삼성전자 업무협약 체결식

(왼쪽부터 삼성전자 글로벌 EHS센터장 김경진 부사장, 한국에너지기술연구원 김종남 원장)


세계 수준의 재생에너지 국산 기술력을 산업 부문 넷제로 달성에 활용한다. 풍부한 기술적 자원 잠재량을 바탕으로 산업단지에 필요한 전력 등을 재생에너지 기술로 해결하는 것이 목적이다. 이를 기반으로 사업장에서 발생하는 온실가스 배출량을 줄이고 국내기업의 글로벌 경쟁력을 높이는데 산업계·연구계의 협력을 극대화할 방침이다.


한국에너지기술연구원(원장 김종남, 이하 ‘에너지연’)과 삼성전자(대표이사 한종희)는 10일 오전 한국에너지기술연구원 본원에서 국가 탄소중립 구현과 산업경쟁력 강화를 위해 ‘재생에너지 통합 솔루션 개발’을 위한 업무 협약을 체결했다. 두 기관은 이번 협약을 통해 사업장에 적합한 맞춤형 재생에너지 솔루션 개발, 재생에너지 통합 솔루션 유지 관리 및 운영 시스템 개발 등에 협력하기로 했다. 


세계는 현재 태양광 등 재생에너지 기술개발과 공급망 확보를 위해 경쟁 중이다. 미국의 인플레이션 감축법(IRA)과 EU의 그린딜산업계획 등을 기반으로 공격적인 재생에너지 확대가 진행 중이며, 러시아의 우크라이나 침공이 낳은 에너지위기는 안보 확보를 위해 각국의 재생에너지 보급을 가속화하는 결과를 낳았다. 국제에너지기구(IEA)가 꼽은 가장 효과적인 탄소중립 수단은 태양광·풍력이며, 블룸버그뉴에너지파이낸스(BNEF)가 꼽은 최대 시장규모의 저탄소 에너지 전환기술도 재생에너지이다. 세계 전력 비중 30%에 달하는 재생에너지를 중심으로 국제질서가 재편 중이므로, 자국 내 에너지 자급률을 높이고 기술경쟁력을 확보하는 것이 어느 때보다 중요한데, 이에 더하여 수출 중심 경제구조를 가진 우리 산업 전반이 해외 고객‧투자사의 요구에 직면해 있기에 재생에너지는 산업경쟁력 관점에서 매우 중요하다.


특히, 사회가치경영(ESG) 및 ‘RE100이니셔티브’ 동참은 수출산업을 지탱하는 대기업들 의 지속가능성과 세계 시장에서의 생존을 위해 필수불가결해진 바, 보급비중·정책지원·정부투자 등 모든 면에서 적극적 대응이 시급히 요구되는 국내 재생에너지의 어려운 현실 앞에서 기술의 현명한 적용을 위한 산·연 협력은 큰 의미를 갖는다. 세계 100대 기업이자 글로벌 경쟁력을 자랑하는 삼성전자도 지난해 하반기 ‘新환경경영전략‘ 선언과 함께 RE100이니셔티브에 가입했는데, 그 구체적 실천 방안으로 재생에너지 관련 연구 개발의 중요성을 인식하고 탄소중립 기술개발을 선도해온 에너지연과 기술협력을 추진하는 것이다.

* RE100이니셔티브: 기업의 사용 전력량 전부를 2050년까지 재생에너지로 충당(재생전력 100%)하자는 캠페인으로, 포천(Fortune) 1000대 기업 또는 연간 전력소비량 100GW 이상의 대기업이 대상임. 2023년 5월 10일 현재 한국기업 29개를 포함해 전 세계 404개 기업이 가입한 ‘RE100’이니셔티브는 다국적 비영리기구인 ‘기후그룹(The Climate Group)’과 환경경영 인증기관인 ‘탄소정보공개 프로젝트(Carbon Disclosure Project)’ 가 2014년에 시작한 글로벌 캠페인임. 구글, 애플 등을 비롯하여 이미 RE100 달성을 선언한 기업이 60개 이상임. 


앞서 에너지연은 '도시발전을 위한 신·재생에너지 기반 플러스 에너지커뮤니티 플랫폼(K-PEC, KIER Plus Energy Community) 개발' 사업을 통해 원내 소규모 커뮤니티에서 에너지자립률 100%를 달성한 바 있다. 건물 4채를 리모델링하여 에너지 공유 플랫폼을 실증했는데, 건물일체형 태양광(BIPV) 및 태양광열(PVT) 등 재생에너지 생산설비뿐만 아니라, 고분자 연료전지(PEMFC), 전기저장(BESS), 열저장(TESS), P2H(Power to Heat, 잉여전기열변환), 지열 냉난방 히트펌프 등 신·재생에너지 융복합 기술을 적용한 설계 최적화를 통해 최신 기술을 접목했다. 인공지능을 활용한 실효성 있는 다양한 실증운영으로 제로에너지 커뮤니티 보급모델을 확보해 재생에너지의 도시 활용 잠재력을 높이기 위한 연구의 결과였다. 


에너지연은 재생에너지 예보기술을 활용한 전체 커뮤니티 에너지자립률 향상, 에너지공유를 통한 자가소비율 향상, 에너지 운영시스템 최적화, 열에너지 네트워크 검증 등을 통해 차세대 기술이 도심 에너지 공유 플랫폼 구축의 에너지생산 요소기술로 효율적으로 활용될 수 있도록 통합적 연구를 수행 중인데, 소규모 커뮤니티에서 확보한 핵심 기술들은 부산 에코델타시티 등 실제 도시단위의 스마트빌리지 적용을 통해 검증ž활용 중이다.


에너지연과 삼성전자는 이같이 재생에너지 신기술을 접목하는 커뮤니티 단위 제로에너지 1등급 설계, 전기·열 복합에너지공유 플랫폼 설계, 에너지 통합 운영시스템 기술 등을 산업단지 등 사업장에 적용할 수 있도록 고도화할 예정이다. 궁극적으로는 삼성전자가 추진하는 DX부문 넷제로 2030년 달성 및 DS부문을 포함한 전사 2050년 넷제로 목표의 조기달성 뿐만 아니라, 나아가 산업부문 온실가스 감축을 위한 산·연 기술협력의 모범사례를 창출하고 국내 산업생태계 및 에너지안보 확보에 기여하는 것을 목표로 한다. 

* DX 부문: Device eXperience division. 가전과 모바일 사업부를 합친 세트(완성품) 부문

* DS 부문: Device Solutions division. 반도체 부문


두 기관은 에너지 믹스 시스템 연구도 진행할 계획이다. 열과 전기 에너지를 유기적으로 결합하여 전력 수급 균형과 공급 유연성을 확대하면 사업장 전체의 에너지 효율을 높일 수 있다. 에너지원과 시스템을 조화롭게 연계시키는 섹터커플링 기술을 기반으로 에너지 소비 및 온실가스 배출을 줄이고, 에너지 안정성을 향상시킬 것으로 기대한다.

* 섹터커플링: 부문간 결합. 간헐성·변동성을 갖는 재생에너지의 효율적 보급·활용을 위해 재생전력을 다른 형태의 에너지로 변환·사용·저장하고 발전·난방·수송 부문을 연결하는 시스템을 의미함. 전기-연료-열의 균형적 탈탄소화를 통해 비용효율적인 에너지 시스템 통합을 추구하는 기술. 히트펌프 등으로 전기를 열로 변환·사용하는 냉난방 전력화기술인 P2H·P2C, 전기차로 대표되는 운송 부문 전력화기술인 P2M, 전기를 수소·암모니아 같은 가스·액화연료로 생산·저장해 타 부문에서 원료로 사용하게 해주는 P2G·P2L 등을 통칭하여 ‘Power-to-X(P2X)’로 표현 가능. 전기차 내 배터리를 ESS처럼 활용해 전력계통에 연계하는 기술인 V2X(Vehicle-to-Grid·Home·Building) 까지 포함함.


양 기관 연구진은 사업장 건물의 용도·규모·배치 및 에너지 시스템의 구성·용량·효율을 고려한 사업장 단위의 연구를, 장기적으로 삼성전자 국내외 사업장 뿐만 아니라 협력사 사업장까지 확대함으로써 국가 탄소중립 구현에 크게 기여하는 ‘사업장 맞춤형 재생에너지 통합 솔루션’을 개발할 계획이다. 


김종남 에너지연 원장은 "재생에너지는 온실가스 감축효과가 가장 큰 탄소중립 핵심기술“이라며 "삼성전자와 협력을 통해 재생에너지 혁신기술 개발 및 활용, 보급 확대에 시너지를 창출하여 국가 산업부문의 넷제로 달성을 선도하고 글로벌 경쟁력 강화에 크게 기여할 수 있기를 기대한다“고 밝혔다. 김경진 삼성전자 부사장은 ”에너지연과 협력을 통해 사업장별 특성에 맞는 고효율의 재생에너지 통합 시스템 설계 능력 확보를 기대한다“면서, ”재생에너지 발전량 확대, 에너지 효율개선 및 관련기술의 개발을 통해 기후 위기극복을 위해 노력해 나가겠다“고 말했다.

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