[세종=뉴스핌] 임은석 기자 = 오는 2050년 탄소중립을 실현하기 위해 석탄화력발전을 대체할 수소·암모니아 발전소에 쓰일 가스터빈 개발이 추진된다.

또 재생에너지와 연계한 100㎿급 그린 수소 생산기술과 장거리·대용량 운송이 가능한 수소 액화시스템, 전력공급 120시간이 가능한 대용량 허브 에너지저장장치(ESS) 등의 개발도 실시된다.

산업통상자원부는 대한상공회의소와 17일 대한상의에서 제2차 '탄소중립 산업전환 추진위원회'를 개최했다. 이날 회의에서는 탄소중립 이행을 위한 산업계 제언을 수렴하고 구체적 지원정책의 첫 단추로서 '탄소중립 산업대전환 비전과 전략'과 '탄소중립 산업·에너지 연구개발(R&D) 전략' 대해 논의했다.

탄소중립 산업·에너지 연구개발(R&D) 전략은 탄소중립 시나리오와 연계해 17대 중점분야의 핵심기술을 도출하고 2030년 NDC 달성 기술과 2050 탄소중립 실현 기술로 구분해 단계별 개발일정을 제시했다.

산업·에너지 탄소중립 R&D 17대 중점분야 [자료=산업통상자원부] 2021.11.17 fedor01@newspim.com

◆ 2030년 수소 전소 가스터빈기술 확보…15㎿ 풍력터빈기술 상용화

우선 에너지 분야는 발전용 수소 50% 혼소와 분산전원용 수소 전소(100%) 가스터빈기술 등 청정연료 기반 무탄소 발전기술 개발을 추진한다. 15㎿급 풍력터빈기술과 8㎿급 부유식 해상풍력 상용화 기술 등 재생에너지 기술, 하루 2톤급 블루 수소 생산기술과 고효율 암모니아-수소생산 통합공정 개발 등도 추진한다.

재생에너지 발전 출력 변동율을 분당 5% 이내로 완화하는 단주기 출력 안정화용 고출력 에너지저장장치(ESS) 기술 개발, 재생에너지 수용성 향상을 위한 완속(AC)·급속(DC) 하이브리드 전력계통 운영 기술 등을 개발할 예정이다.

산업 분야는 철강 코크스 소비열량 저감 무탄소 연료 개발과 철스크랩 다량 투입을 위한 신개념 전로 개발을 추진한다. 석유화학 바이오 납사 제조기술과 폐플라스틱의 원료 재활용을 위한 전처리기술, 시멘트 원료인 석회석을 슬래그 등 비탄산염으로 전환하는 원료 대체기술과 시멘트 혼합재 함량 증대기술 등을 개발할 계획이다.

산업 전반에 공통적으로 사용되는 탄소 다배출설비를 저탄소 설비로 전환하기 위한 보일러·공업로의 무탄소 연료 전환기술 등도 집중지원할 계획이다.

공통 분야는 재생자원의 산업원료·소재화 등 자원순환 기술, 연 400만톤 규모 이산화탄소 포집·저장(CCS) 실증 등 이산화탄소 포집·저장·활용(CCUS) 기술개발을 본격 추진할 예정이다.

수소·암모니아 발전 기술 개요 [자료=산업통상자원부] 2021.11.15 fedor01@newspim.com

◆ 2050년 재생에너지 차세대 기술 개발…R&D 지원체계 개편

2030년까지 이러한 1단계 선행개발을 완료하고 2040년, 2050년까지 단계별로 기술을 실증하고 고도화해 나갈 예정이다.

발전용 가스터빈 연료를 수소·암모니아로 100% 전환하는 기술 상용화, 수소 기반 삼중 열병합시스템 개발 등을 통해 무탄소 발전을 보편화할 계획이다. 장수명(50년) 풍력터빈 상용화와 GW급 해상풍력 전력망 통합기술 등 재생에너지 차세대 기술 개발을 통해 태양광·풍력을 대규모로 보급할 예정이다.

재생에너지 연계 100㎿급 그린 수소 생산기술과 장거리·대용량 운송이 가능한 수소 액화시스템, 전력공급 120시간이 가능한 대용량 허브 ESS 등도 개발할 예정이다.

탄소 배출공정을 근본적으로 전환하는 한계돌파형 공정혁신 기술을 집중 개발할 예정이다. 철강 수소환원제철 상용화, 석유화학 나프타 분해로를 전기가열 분해 공정으로, 시멘트 소성공정을 친환경 신열원 기반으로 전환할 계획이다. 반도체·디스플레이 공정가스를 지구온난화지수가 낮은 신공정가스로 대체 개발하고 생산 공정에 적용할 방침이다.

로봇, 드론 등 미래산업의 순환경제 체제 구축을 위한 자원순환 혁신기술 고도화, 배출원별 저비용 포집기술 확보, 연 1500만톤 규모 CCS 실증 등을 통해 CCUS 기술 상용화·자립화를 달성할 계획이다.

아울러 R&D 지원체계도 성과 중심의 대형 통합형 R&D, 현장 중심의 실증형 R&D, 연대와 협력의 국제 공동 R&D 중심으로 개편한다. 탄소중립 기술개발을 체계적으로 지원하기 위해 민간 투자 촉진, 인력, 표준·인증 등 R&D 지원 기반도 확충한다.

산업부는 탄소중립 핵심기술 개발을 위해 산업부 R&D 예산을 지속적으로 확대하고 탄소중립 R&D에 우선 투자할 계획이다. 내년 탄소중립 R&D 예산을 올해 8200억원에서 1조2000억원으로 대폭 증액했고 2023년 이후에도 R&D 예산 구조조정 등을 통해 산업부 R&D의 30% 이상(2021년 기준 16.7%)을 탄소중립에 집중투자할 예정이다.

문승욱 산업부 장관은 "'탄소중립 산업·에너지 R&D 전략'을 차질없이 이행하기 위해 산업기술 R&D 규정 등 관련 제도를 정비할 계획"이라며 "이번 R&D 전략을 과기혁신본부 주관으로 수립 중인 범부처 '탄소중립 기술혁신 전략로드맵'에도 반영할 예정"이라고 밝혔다.

탄소중립 산업·에너지 R&D 전략 목표달성 기대효과 [자료=산업통상자원부] 2021.11.17 fedor01@newspim.com

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