최근 개최된 ‘제5차 클린에너지 장관회의(CEM)’에서 초고압직류송전(HVDC)과 에너지저장장치(ESS), 그리고 해상풍력 및 신재생에너지 하이브리드 시스템 등 총 10가지 기술이 미래를 선도할 ‘10대 청정에너지 혁신기술’로 선정되었다.

CEM의 관계자는 “선정된 10대 기술은 향후 10년 간 에너지시장의 변화를 선도할 유망 기술을 선정한 것으로서, 국제에너지기구(IEA) 등과 같은 국제기구들과 주요 선진국들의 기술 로드맵을 기준으로 23개 회원국들의 회람을 거쳐 최종 확정하게 됐다”고 선정 배경을 설명했다.

CEM이 발표한 10대 청정에너지 유망기술은 △초고압 직류송전 △선진 에너지저장장치 △선진 바이오연료 △마이크로 그리드 △탄소포집 및 저장 △초고효율 태양광발전 △해상풍력 △신재생에너지 하이브리드 시스템 △빅데이터 에너지관리시스템 △지열시스템이다.

유망기술의 특징은 자원의 효율적 활용 여부에 달려

새로운 유망기술들의 특징을 살펴보면 기존의 에너지 자원을 어떻게 잘 활용하느냐에 방점이 붙어 있는 것을 알 수 있는데, 이는 기존의 화석에너지인 석유나 석탄, 그리고 가스 등이 영원하게는 사용할 수 없는 자원이라는 것을 반증해 주고 있다.

▲ 초고압 직류송전(HVDC) = 전압의 교류(AC) 전력을 직류(DC)로 변환하여 송전하는 기술로서, 국가 간 전력연계와 대규모 풍력 연계, 그리고 양방향 네트워크 최적 운영 등을 지원할 때 사용한다. 적용 효과로는 미래 전력수요의 급증 및 발전단가 상승에 대응하여 동북아 국가 간의 계통 연계 및 대용량 신재생 발전단지의 연계 등을 기대할 수 있다.

▲ 에너지저장시스템(ESS) = 생산된 전력을 전력계통에 저장했다가 전력이 가장 필요한 시기에 공급하여 에너지 효율을 높이는 시스템으로서, 안정된 전력수급이 가능해지기 때문에 전력 사용량이 높을 때를 대비해 적절한 대응이 가능하고, 타 에너지원의 출력 안정화에도 기여한다. 따라서 차세대 에너지저장 기술 선도 및 에너지저장 실증을 통한 산업화 촉진을 기대할 수 있다.

▲ 수송용 바이오연료 = 바이오매스와 폐기물 등의 자원을 생물학적 전환기술이나 화학적 전환기술을 적용하여 저등급석탄과 메탄가스 등으로부터 화석연료를 생산하는 기술로서, 가격 경쟁력이 있는 수송용 바이오연료의 개발을 통해 세계 시장 선점 및 내수시장 강화, 그리고 수출 주도형 산업으로 육성할 수 있다.

▲ 마이크로그리드 = 소규모이지만 모듈화된 분산전원(DER)을 배전망의 일부 지역에 집중적으로 배치하여 이들 분산전원을 계획적이고도 통합적인 방식으로 제어하여, 이를 주 전력망과 연계하거나 또는 독립운전이 가능한 전력·열·정보의 통합 네트워크를 구축하는 기술이다. 마이크로그리드는 전력계통과 연계하여 송·변전 투자비를 절감시키고, 부하의 평준화를 누릴 수 있으며, 에너지 절약에도 기여할 수 있다.

▲ 탄소의 포집 및 저장 = 이산화탄소를 화학적인 방법과 생물학적인 방법을 사용하여 화학소재 또는 바이오연료 등으로 전환하거나 재활용하는 시스템이다. 특히 화석에너지로 가동되는 화력발전소 등에서 배출‧포집된 대량의 이산화탄소를 유용물질로 전환하여 재활용함으로써, 대규모 저장소의 건설 및 운영 과정에서 나타나는 한계를 보완할 수 있기 때문에 미래의 신시장에 대한 창출 가능성도 함께 제공한다.

▲ 초고효율 태양광발전 = 염료감응과 집광형, 그리고 유기태양전지 등 기존 기술들에 대비해 혁신적으로 효율을 높이면서도 제작단가는 낮출 수 있는 초고효율의 저가형 태양전지 제작기술이다. 초고효율화 및 저가화라는 장점을 바탕으로 향후 태양광 산업의 응용분야까지 확대할 수 있고, 또한 기술 추격형에서 기술 선도형 산업으로의 전환도 기대할 수 있다.

▲ 해상풍력 = 바다에서 부는 바람을 효율적으로 증대시키는 방안이나 비용절감을 위해 초대형 해상풍력의 터빈을 개발하는 등 궁극적으로 풍력을 통한 발전단가를 최소화할 수 있는 기술이다. 신뢰도를 갖는 대형 풍력터빈의 도입으로 발전량이 증대되고, 유지비용의 절감으로 발전단가의 최소화 등을 기대할 수 있다.

▲ 신재생에너지 하이브리드 시스템 = 다양한 신재생에너지 발전과 디젤 발전, 그리고 열병합 발전 등 기존의 발전원 들 간 결합을 통해 에너지 효율 및 경제성, 그리고 신뢰성을 높이는 기술로서, 신재생에너지의 하이브리드 발전 및 열생산 기술의 확대를 통해 신재생에너지의 시장규모 확대 및 경제성을 확보할 수 있다. 울릉도와 제주도, 그리고 필리핀, 몽골 등 국내·외 지역별 실정에 맞는 맞춤형 시스템 모델 구축을 통해 우리나라의 첨단 기술도 수출 품목에 추가하는 산업화 촉진도 가능해진다.

▲ 빅데이터 에너지관리시스템 = 에너지를 사용하는 모든 환경을 계측하고 분석하여 주변 설비․기기를 사물인터넷으로 제어함으로써, 최소한의 에너지로 최적의 환경을 구현하는 기술이다. 건물이나 산업 등 에너지를 대량으로 소비하는 분야의 효율화를 통해 국가 에너지의 사용량을 줄일 수 있고, 또한 새로운 에너지 절감 비즈니스 모델의 발굴을 통해 새로운 수요관리 산업도 창출할 수 있다.

▲ 지열시스템 = 산업폐열과 지열, 그리고 태양열과 같은 열원 기반의 에너지를 다른 형태로 변환하지 않고 그대로 저장하여, 용도에 따라 냉난방용 열원 공급 및 전력 생산에 활용하는 기술이다. 태양열 이용과 같은 불규칙적인 환경조건을 보완하여 통합적 자원으로 사용함으로써, 온실가스의 저감 등 친환경적인 에너지 이용이 가능하기 때문에 미래의 발전 가능성에 더 큰 기대를 걸고 있는 기술이다.

이와 관련하여 산업통상자원부의 관계자는 “이번에 선정된 10개의 청정에너지 기술은 최근의 기술적인 추세와 정책적 추세가 잘 반영된 결과”라고 평가하면서 “특히 중앙 집중형 공급원에서 분산형 전원으로의 변화나 에너지 효율향상의 중요성, 그리고 ICT와 융·복합 추세 등 우리나라의 상황에서 시사하는 바가 크기 때문에 현재 수립하고 있는 ‘제3차 국가에너지기술 개발계획’에 이러한 기술적 추세를 대거 반영하겠다”고 밝혔다.