재생에너지 확대, 기후기술이 경쟁력의 핵심된다

[Industry News 박관희 기자] 2015년 유엔기후변화협약(UNFCCC) 제21차 당사국 총회에서는 산업화 이전 대비 지구의 평균 기온 상승을 2℃보다 상당히 낮은 수준으로 유지하는 것을 목표로 선진국과 개도국 모든 국가가 자발적인 온실가스 감축목표(INDC)를 제출한 파리협정이 채택됐다. 파리기후협약은 기존 교토의정서 체제를 대체하는 것에 더해, 각 국가에서 제출한 온실가스 감축 목표량이 포함돼 바야흐로 신기후체제가 출범하게 됐다. 신기후체제의 출범은 기후산업이라는 새로운 비즈니스의 창출을 의미하고, 온실가스 감축을 위한 기술, 소위 기후기술(Climate Technology)의 발전을 이끌고 있다.

구속력 있는 기후변화협약이 진행될 것이라는 사실은 협정이 채택된 2015년 이전 이미 감지되어 왔던 것이 사실이다. 그래서 정부는 1999년부터 ‘기후변화협약 대응 종합대책’의 일환으로 기후변화 대응 기술에 대한 연구개발 계획을 수립했고, 2008년부터는 저탄소 녹색성장 기본법에 따른 녹색기술 개발이 보다 강조되어 왔다. 기후변화라는 새로운 산업에 대해 일찍 눈을 떴다고 할 수 있다.

다만 파리협정 전과 후로 달라진 점이 있다면 채택 전에는 온실가스와 오염물질 배출 최소화를 위한 기술개발에 초점이 맞춰졌다면 채택 후에는 온실가스 감축과 자원화, 또 기후변화적응 분야까지 포함하는 ‘기후기술’의 개발에 목적을 두게 되었다는 점이다.

탄소저감, 기후변화 적응이 핵심
신기후체제는 국제사회의 합의라는 특수성으로 기후변화대응 사업은 탄소저감, 온실가스 감축과 적응 이외에 사업간 기술, 재정, 투명성 등이 강조된다. 또 기후기술이라는 새로운 패러다임이 마련됨에 따라 국제사회에서 공통적으로 적용·활용할 수 있는 기후기술 분류체계(CTCS : Climate Technology Classification System)가 필요해졌고, 이를 정립하게 됐다. 우리나라에서는 녹색기술과 기후기술이 혼용되어 쓰이고 있고, 탄소저감과 탄소 활용에 대한 내용은 기후기술에서 정의하고 있다.

녹색기술은 저탄소 녹색성장 기본법 제2조3항에서 온실가스 감축기술, 에너지 이용 효율화 기술, 청정생산기술, 청정에너지기술, 자원순환 및 친환경 기술 등 사회·경제 활동의 전 과정에 걸쳐 에너지와 자원을 절약하고 효율적으로 사용해 온실가스 및 오염물질의 배출을 최소화하는 기술이다. 반면 기후기술은 온실가스의 발생을 줄이기 위해 화석연료를 대체하는 ‘탄소저감기술’, 산업 활동 등의 과정에서 불가피하게 생긴 온실가스를 대기로 방출하는 대신에 원료, 화학소재 등으로 재활용하거나 재이용하는 ‘탄소활용기술’, 국민 생활의 모든 부분에서 기후변화로 발생하는 변화에 대해 국민들의 적응을 지원하는 ‘기후변화 적응기술’을 말한다.

에너지 절약과 오염물질 배출 저감에 중점을 둔 녹색기술에 비해 탄소저감이라는 표현을 적시했고, 기후변화 적응과 온실가스를 비롯 배출 탄소를 활용하는 기술이 구체화돼 기후기술은 곧 탄소저감과 활용, 기후변화 적응이 핵심이라는 것을 잘 말해준다.

탄소저감 기술이 곧 재생에너지 의미
과학기술정보통신부(구 미래창조과학부, 이하 과기정통부)는 올 초 녹색·기후기술백서를 발간하며, 기후변화에 대처하는 대한민국 10대 녹색·기후기술을 열거했다. 10대 기술에는 태양전지, 연료전지, 바이오연료, 이차전지, 전력IT, CSS, 부생가스 전환, CO2 전환, CO2 광물화, 공통플랫폼 기술이 선정됐다.
과기정통부는 녹색·기후기술 백서 발간은 크게 두 가지의 목적을 갖는다고 소개했다. 첫 번째는 녹색·기후기술과 관련된, 유용하고 신뢰성 있는 정보를 찾는 산학연 관계자들이 맞춤형 참고자료로 활용할 수 있도록 녹색·기후기술 정보를 체계적으로 정리하기 위함이고, 두 번째는 증가하고 있는 녹색·기후기술 백서를 통해 글로벌 어젠다를 선제적으로 발굴하고 선점함으로써 대외적으로는 기후변화 대응에 관련된 국제적 리더십을 확보하고, 대내적으로는 유관부처의 정책 수립, 녹색·기후기술의 확산과 활성화에 기여하고자 한다는 것이다. 바꿔말하면 탄소저감 분야는 태양전지, 연료전지, 바이오 연료인 만큼 실질적으로 탄소저감 기술이 곧 재생에너지 기술을 의미한다고 하겠다.

탄소저감 논문 실적, 태양전지 압도적
한정된 재원내에서 신기후체제 대응 및 기후 시장 선점을 위해서는 국내 현실의 냉철한 비판과 분석이 필요하다. 따라서 관련 분야의 기술수준과 향후 과제를 파악하는 일이 중요하다. 한국과학기술기획평가원에 따르면 지난 2012년부터 2014년까지 탄소저감(온실가스 저감) 분야 SCI 논문 게재건수는 22.6% 증가했다. 분야별 SCI 논문 비중은 신재생에너지가 총 게재건수의 82.6%를 차지하고 있다. 태양전지의 SCI 논문비중이 총 논문의 28%로 가장 많고, 바이오매스(17.1%), 연료전지(10.3%) 등의 순이다.

태양전지, 바이오매스, 연료전지 등 3개의 온실가스 저감기술의 SCI 논문건수가 총 건수의 55.4%를 차지하고, 신재생에너지융복합 기술의 SCI 논문 게재건수도 지속적으로 증가 추세에 있다. 탄소저감 기술 분야에 SCI 논문을 발표한 총 국가 수는 136개국이며, 중국이 차지하는 비중이 가장 높다. 국가별 순위는 중국, 미국, 한국, 일본 등의 순이고, 특히 중국은 조사기간 동안 총 17,473건의 SCI 논문을 발표했으며, 이는 총 게재건수의 20.3%를 차지한다.
이와 관련 평가원 관계자는 “신재생에너지가 주된 포션을 갖는 온실가스 저감 분야의 기술이 반영된 결과이다. SCI 논문을 많이 발표하는 연구기관은 대부분 중국 산하 연구기관이고, 이런 연구 성과에 힘입어 중국 기업들이 세계 시장에서 선전하고 있다”고 밝혔다.

연료전지 업계, 겨울 끝나나
태양광에 이은 연구실적을 보이는 분야가 연료전지이다. 배터리를 연상해보면 화학에너지가 모두 전기에너지로 전환되면 충전의 과정이 반드시 필요하다. 하지만 연료전지는 연료가 외부에서 공급되고 시스템의 내구성이 유지되는 한 지속적으로 전기를 생산하는 일종의 발전 장치이다.
1970년대 석유 파동을 겪으면서 미국 등 선진국들은 에너지 효율이 높은 연료전지에 대해 연구를 거듭하기 시작했고, 국내에서도 정부 주도의 연구개발과 R&D 등 지원이 이뤄졌다. 다만 대기업의 참여로 진행됐던 연료전지 기술 개발이 삼성SDI 등 1세대 기업들이 사업 여건 악화 등의 이유로 발을 빼면서 잠시 숨을 고르고 있는 형편이었다.

하지만 문재인 정부가 들어서면서 재생에너지 3020 이행 계획에 대한 기대가 커지면서 최근 연료전지 역시 기대를 모으고 있다. 과기정통부는 수송용 연료전지 시장의 경우 2015년 이후 본격화 돼 2020년경 8,000억원 규모에 이를 것으로 전망했다. 원천기술 도입으로 선진 기술과 동등한 수준의 기술력을 보유했다는 점에서 기대를 갖는다. 북미 지역에 해외지사를 두고 있는 두산퓨얼셀은 8월 신규 직원 채용과 더불어 그룹사의 역량을 더해 지난 9월말 메이저리그 사무국과 광고 계약을 맺는 등 공격적인 마케팅을 벌이고 있고, 건물용 연료전지 분야에서 실적을 쌓았던 에스퓨얼셀은 지난 달 145억원대 규모의 연료전지 공급 계약을 체결하기도 했다. 특히 내년 코스닥 상장을 목표로 하고 있는 에스퓨얼셀 관계자는 “코스닥 상장과 더불어 향후에는 소규모 사업자용 연료전지 시장의 저변 확대를 위해 노력할 것이다”면서 신규 시장 확대 계획을 밝혔다.

이에 반해 지난 2007년부터 연료전지 사업을 본격화 한 포스코에너지는 수익성 저하를 명분으로 해외의 재무투자자 모집을 통해 매각 또는 인적분할 등 개편을 준비 중인 것으로 알려졌다. 58MW급 세계 최대 연료전지 발전소를 건설하고 운영하는, 그래서 국내 연료전지 보급의 대표주자 격인 포스코에너지의 결정이 연료전지 산업계에 어떤 영향을 미칠지 귀추가 주목되고 있다.

CCS 산업계의 역할이 중요해
고농도의 이산화탄소를 포집하고 압축·수송해 암반층에 안전하게 대량 저장하는 이산화탄소 포집 및 저장기술(CCS)은 지구 온난화의 주범인 이산화탄소를 직접적으로 감축하는 기술이자 온실가스 대응기술로는 가장 효과적인 방법이다. 지난 100년 세계 평균기온은 0.7℃ 상승했고, 우리나라는 세계 평균보다 더 가파른 상승이 이어지면서 평균기온이 1.7℃ 상승했다. 평균기온 상승은 가뭄과 홍수, 폭염 등의 재해를 야기했고, 현재도 지구촌 곳곳에서 피해를 입고 있다. 한국이산화탄소포집 및 처리연구개발센터(KCRC)에 따르면 대표적인 온실가스인 이산화탄소는 지구 전체 온실가스의 약 77%를 차지하고 있다. 따라서 이산화탄소를 대기 중에 배출되기 전에 분리한 후 수송 및 땅속에 저장·격리시키는 CCS 기술이 탄소저감을 위한 핵심적 기술이 된다.

현재 CCS 기술 역시 대기업 위주로 포집공정, 실증기술 개발 추진 중이고, 기후기술 백서에 따르면 포집기술의 경우 10MW급 파일럿 규모의 실증 기술이 확보된 상태, 수송기술은 EPC 및 설계 기술 경쟁력을 확보했고, 저장기술과 관련해서도 포항시 영일만 포항분지에 이산화탄소 해저 지중저장 실증 플랫폼이 구축된 상태다. 다만 CCS는 최근 학계와 KCRC 기관 등이 주도적으로 기술개발에 매달리고 있지만, 산업계의 역할이 제한적이라는 아쉬움이 있다. 두산이 지난해 CCS 사업의 잠정 중단을 밝혔고, 이외 시장형성이 미숙하고, 가격경쟁력도 확보되지 않아 기업들을 끌어내지 못하고 있는 상황이다.  

지자체에 불고 있는 ‘탄소제로’
정부 정책과 궤를 같이 해 지자체에서도 탄소제로 바람이 불고 있다. 전국 최초로 경북 구미시가 탄소제로 시티를 선포했고, 탄소제로 교육관을 설립했다. 제주특별자치도(이하 제주도)는 카본프리아일랜드를 표방하고 있다. 카본프리 아일랜드는 100% 신재생에너지와 전기차 생태계를 만드는 것이다. 제주도는 도내에서 운행되는 자동차 37만여 대, 전력 4.3GW를 전기차와 신재생에너지로 전환하는 것을 목표로 한다. 특히 제주도는 타 도시에 비해 재생에너지 잠재량이 많은 만큼 현재도 태양광, 풍력 등 재생에너지 보급에 선도적인 역할을 하고 있다. 창원시 역시 2006년 환경수도 창원을 선포하고 에너지 및 자원순환형 도시, 태양광 등 신재생에너지 보급, 전국 최초 누비자 자전거 시스템을 도입해 자전거를 통한 탄소 감축 활동을 펼치고 있다. 

기후변화에 대응하기 위한 노력은 이처럼 어느 특정분야에 국한되지 않는다. 정부, 지자체, 산업계, 가정에서도 탄소를 저감하려는 노력이 지속되어야 하며, 관련 기술 개발에도 성과에 급급하기보다 장기적인 비전을 가지고 투자가 이뤄져야 할 것이다. 탄소제로는 말 그대로 탄소를 배출한 만큼 흡수해 실질적인 배출량이 ‘0’이 되어야 하기 때문이다.   

박관희 기자 다른기사 보기