과기정통부, ‘탄소중립 기술혁신 전략 로드맵’ 발표

국가과학기술자문회의 산하 제8회 탄소중립기술특위
탄소중립 선박, 제로에너지건물, 태양광 분야
이산화탄소 포집·활용 기술 고도화 전략 제시

주영창 과학기술정보통신부 과학기술혁신본부장이 31일 오전 서울 종로구 광화문교보빌딩 국가과학기술자문회의 대회의실에서 '제4회 국가전략기술특별위원회' 를 주재하고 있다./과기정통부

과학기술정보통신부가 탄소중립 선박과 제로에너지건물, 태양광 분야 등 탄소중립 핵심기술 분야별로 본격적인 연구개발을 추진하기 위해 '탄소중립 기술혁신 전략 로드맵' 발표했다.

19일 과기정통부에 따르면 이날 국가과학기술자문회의 산하 '탄소중립기술특별위원회' 제8회 회의를 개최, 탄소중립 핵심기술 분야별로 본격적인 연구개발을 추진하기 위한 정책으로 △탄소중립 기술혁신 전략 로드맵(안)-탄소중립 선박, 제로에너지건물, 태양광 분야 △이산화탄소 포집·활용(CCU) 기술고도화 전략(안) 등 총 2건의 안건을 상정·심의했다.

이번에는 최근 탄소 감축을 위한 국내외 정책 변화에 대응하기 위해 기술 개발이 시급한 탄소중립 선박, 제로에너지건물, 태양광의 3개 분야 기술혁신 로드맵을 제시하였으며, 분야별 로드맵의 주요 내용은 다음과 같다.

◇탄소중립 기술혁신 전략 로드맵-탄소중립 선박 분야
탄소중립 선박은 무탄소 연료(암모니아, 수소 등)를 사용하거나 저탄소 연료(LNG 등) 사용에 따른 이산화탄소를 처리해 순 탄소배출이 0인 선박을 말한다. 국제해사기구(IMO)가 신조선 환경규제에 더해 올해부터 현존선 환경규제를 본격 시행해 글로벌 해운시장 탄소중립 추세가 가속화되고 있는 상황에서 신속한 기술 개발이 요구되고 있다.

이에 정부는 2030년 무탄소 선박을 상용화하고 친환경 선박 기자재 국산화율 90% 이상을 달성하는 것을 목표로 하는 기술 개발 전략을 수립했다. 특히 조선업 전체의 경쟁력은 높지만 핵심 기자재 기술을 해외에 상당 부분 의존하고 있는 우리 여건을 고려해 탄소중립 선박의 핵심 기자재 기술 내재화와 함께 기술 개발 단계부터 해상 조건에서의 실증과 연계해 선박 탑재를 위한 실적을 확보한다는 계획이다.

기존의 화석연료를 사용하던 선박용 내연기관을 대체해 LNG나 메탄올 등의 저탄소 연료 또는 암모니아, 수소 등 무탄소 연료를 사용하는 내연기관 및 핵심 부품 기술을 내재화하기 위한 연구개발을 지원한다.

수소나 암모니아 등 무탄소 연료를 사용하는 연료전지 또는 배터리를 전기추진 선박의 발전원으로 사용하기 위한 기술로 연료전지와 배터리를 선박에 적용해 충분한 운항 거리를 확보하고 안전하게 활용하기 위한 대용량화 설계 및 최적화 기술을 개발할 예정이다.

무탄소 연료(암모니아, 수소 등)를 사용하는 발전기나 연료전지 또는 배터리로 생산한 전기 에너지를 통해 추진 전동기를 구동하는 기술로, 반도체 차단기, 전력변환장치, 추진 전동기 등 전기추진시스템 성능 확보를 위한 핵심 부품 기술 내재화를 추진한다.

연료를 운송·저장하는 과정에서 발생하는 증발가스, 엔진에서 연료를 연소시키는 과정에서 발생하는 연료 슬립 및 배기가스를 후처리해 탄소 배출을 감축하는 연료 후처리 기술과 함께 선박의 최적 선형 설계 기술, 마찰 저감 기술 등 운항 시 필요한 에너지를 저감하기 위한 에너지 효율 향상 기술을 개발한다.

과기정통부 이산화탄소 포집·활용(CCU) 기술고도화 전략.과기정통부

◇제로에너지건물 분야
정부는 2030년까지 건물 부문의 온실가스 배출량을 2018년 대비 30% 이상 감축하는 것을 목표로 건물 탄소배출 감축을 위해 건물 외피 및 설비, 신재생에너지 융합, 건물 데이터 기반 건물 에너지 관리 등 전방위적인 기술혁신 계획을 수립했다. 건물 외피에 사용되는 자재 및 부품을 생산해 시공·관리·폐기하는 전주기의 탄소 배출을 줄이기 위한 기술로 건물 외피에서 손실되는 에너지를 최소화하기 위한 조명·차양·단열 기술과 함께 기존 건물에 활용할 수 있는 리트로핏 기술을 개발한다.

현재의 화석연료 기반 냉방·난방 및 급탕 설비를 히트펌프 기반으로 전기화하고, 체계적인 관리를 통해 건물 내 열원 설비를 최적으로 운전하기 위한 제어 기술을 개발한다.

건물 연계형 신재생에너지를 활용해 건물의 전기·열에너지 자립률을 높이고, 나아가 커뮤니티 단위에서 건물 간에 잉여 에너지를 공유할 수 있도록 해 최적 운영이 가능하게 하는 기술을 개발한다.

디지털 트윈 기반 건물 자율 운전 기술, 가상 센서 등 ICT 기술을 활용해 개별 건물에서 생산·운영·소비되는 에너지에 관한 데이터를 수집·분석·진단해 에너지를 효율적으로 운영할 수 있도록 하는 기술을 개발한다.

◇태양광 분야
정부는 석탄, LNG 등 화력발전을 감축하고 태양광 등 재생에너지를 확대하는 기조 하에 올해 초 재생에너지 보급 전망을 실현가능한 수준으로 재정립했다. 또 비용효율적이고 주민 수용성을 높이며 국내 산업발전과 함께하는 재생에너지 보급이 이루어질 수 있도록 합리적인 재생에너지 정책방향을 설정하고, 이에 필요한 기술 개발을 추진한다는 계획이다.

이와 함께, 사용처를 다양화하기 위해 경량화 및 대면적화에 장점을 가진 박막 기반 태양전지의 탠덤화 등 고효율화를 통해 다양한 사용처에 적용가능하면서도 효율을 높일 수 있는 태양전지의 개발도 병행한다.

또 태양광 설치공간에 제약이 큰 국내 여건을 고려해 건물, 영농, 수상, 수송 등으로 태양광 사용처를 다변화하기 위한 시스템 기술 개발과 함께 시스템 적용에 기초가 되는 경량형, 투광형 등 다기능 태양광 기술을 개발한다. 태양광 보급 확대에 따라 기대수명이 도래한 태양광 폐모듈을 소각·매립하지 않고 재사용·재활용하는 기술을 개발해 자원순환 체계 구축을 뒷받침한다.

과기정통부 '이산화탄소 포집·활용(CCU) 기술 고도화 전략' 안건./과기정통부

◇이산화탄소 포집·활용(CCU) 기술고도화 전략(안)
이번 'CCU 기술고도화 전략(안)'에서는 CCU 기술을 크게 4가지로 분류했다. 먼저 주력기술에 대해서는 4대 권역별 CCU 플래그십 프로젝트(예타)를 추진한다. 서부권에서는 화학, 생물, 광물화 등 다양한 산업과 CCU 기술을 육성하는 CCU 실증 플랫폼 구축한다. 다음으로 남부권에서는 지역의 강점인 화학산업과 주로 연계하고, 동남권에서는 기존 철강 산업과 연계해 제철 과정에서 배출되는 이산화탄소로 메탄올을 생산하거나, 슬래그로 대체 건설 소재를 생산한다. 마지막으로 중부권에서는 지역 특화산업인 시멘트 산업과 연계해 레미콘 배출 이산화탄소로 건설 2차 제품 생산을 지원할 계획이다.

둘째로 산업전략기술을 육성하기 위해 민·관 공동투자를 지원한다. 향후 기대되는 시장가치나 기업 수요에 비해 현재는 미성숙한 기술은 기대수요를 산정해 빠르게 육성하며 민·관 공동투자를 적극적으로 장려한다. 또 출연(연), 대학, 협회 등이 참여한 CCU 기술지원단을 운영해 기술정보 DB 제공, 기술 교류, 기술 매칭 등 기업지원을 강화할 계획이다.

셋째, 미래혁신기술에 대해서는 국책연구 및 출연(연) 간 연구역량을 결집한다. 신규 과제는 초기에 잠재력이 높은 기술 분야를 폭 넓게 지원하되, 기술개발 단계마다 상용화 가능성을 평가해 지원을 집중시키는 토너먼트형으로 운영한다. 국가 CCU 중점연구실을 지정해 분야별 세계 최고 수준의 선도 기술 확보와 체계적인 국제협력연구와 인력양성을 추진할 계획이다.

마지막으로 차세대 신산업에 대해서는 제도적 기반을 조성한다. 관계부처와 협의해 CCUS 통합법안을 마련하고, CCU 기술 국가표준을 수립하기 위해 기술 인증을 포함해 사업화 연계를 위한 기술 표준화 연구지원 및 관련 기관 간 협력을 촉진할 계획이다.

정부는 이번에 수립한 '이산화탄소 포집·활용(CCU) 기술고도화 전략(안)'에 따라 '4대 권역별 CCU 플래그십 프로젝트'의 예비타당성조사 대상 여부를 검토하고 후속 절차를 빠짐 없이 추진해 탄소중립 달성을 위한 CCU 기술개발을 지원할 예정이다.

주영창 과기정통부 과학기술혁신본부장은 "그간 국가적 목표 달성을 위한 명확한 목표와 시한을 제시하는 임무지향 탄소중립 R&D 체계를 통해 탄소중립 R&D의 기반을 마련해 왔다면, 이제는 탄소중립 분야에서도 세계를 무대로 최고에 도전하는 차세대 혁신 기술을 확보할 수 있도록 정책적으로 지원해 나가겠다"고 말했다.

과기정통부가 추진하는 4대 권역별 실증 플래그십 개요./과기정통부