에너지기술개발 실행계획안, 변화를 위해 계획부터 차근차근 -2020년 에너지기술개발 키워드-

에너지기술개발 실행계획안, 변화를 위해 계획부터 차근차근

-2020년 에너지기술개발  키워드- 

 

대학생신재생에너지기자단 15기 단원 김재환

대학생신재생에너지기자단 15기 단원 김혜림

대학생신재생에너지기자단 15기 단원 최명근

대학생신재생에너지기자단 17기 단원 이유림

대학생신재생에너지기자단 17기 단원 백도학

 

 

 2019년 정부는 제3차 에너지 기본계획(‘19.6.), 제4차 에너지 기술개발계획(’19.12.) 등을 차례로 발표하며 에너지전환을 가속화하기 위한 기술기반 마련에 힘썼다. 지난 1월 20일, 산업부에서 ‘2020년 에너지기술개발 실행계획안’을 발표하며 올해 역시 ‘에너지 전환’이라는 정부의 목표는 크게 바뀌지 않을 것으로 전망된다. 다음 계획안은 지난해 에너지 R&D 성과 및 평가, 2020년 에너지 R&D의 추진방향 및 중점분야 등으로 구성되어 있다. 지속 가능한 세상으로 도약하기 위하여 빠르게 변화하고 있는 지금, 에너지 얼리어댑터가 되기 위해서는 이러한 변화에 발맞추어 갈 수 있는 사람이 되어야 할 것이다. 미래 에너지를 선도할 여러분들이 알아야 할 2020년 에너지기술개발 실행계획안 핵심 키워드! 지금부터 알아보자.  

 

-2019년 에너지 R&D

[2019년 에너지 R&D 투자규모 및 성과]

출처: 산업부

 

 지난해 정부는 에너지 전환을 이행하기 위해 다음과 같이 크게 4가지 분야에 총 7710억 원의 예산을 투입하였다. 세계 최고 효율의 페로브스카이트 태양전지를 개발하였고, 국내 최초 4.3MW급 풍력발전 시스템에 개발에 성공하면서 풍력발전 대형화 기반기술을 확보하는 등 주요 신재생에너지 핵심기술 확보에 힘썼다. 또한, 화력발전소에서 배출되는 미세먼지 양을 0.5mg/㎥이하까지 낮추면서 청정기술 확대 및 사회문제 해결을 위해 노력하였다. 이외에도 에너지 저장 장치(ESS)와 스마트그리드 등에서 비약적인 발전을 보이며 지속 가능한 에너지에 한걸음 더 나아가게 되었다.  

 하지만 최근 ESS 화재에서 볼 수 있듯이, 에너지 R&D의 대형화에 따라 전 과정에서의 안전 관리가 필수적임을 확인하게 되었다. 또한 파편화 되어있는 기술개발 과제는 융 복합되지 않을 뿐 더러 수요 시장과 연계 되어 있지 않아 활성화에는 다소 미흡했던 것이 사실이다.

 

 

-2020년 에너지 R&D 추진방향

 

[2020년 에너지 R&D 투자 방향]

출처: 산업부

 

 ‘2020년 에너지기술개발 실행계획안’에는 작년의 미흡했던 부분을 보완하고, 계속해서 에너지 전환시대를 이끌어 나가기 위하여 에너지 R&D의 새로운 계획 및 추진방향이 명시되어 있다. 산업부에서 발표한 이번 계획안에는 에너지 R&D에 지난해보다 19% 증액된 총 9163억의 예산을 투입할 것이며, 분야별 투입액은 수소(431억 원), 원자력(270억 원), 산업효율(176억 원), 에너지안전(165억 원), 에너지저장(143억 원), 수송효율(137억 원), 태양광(110억 원), 풍력(93억 원) 등 으로, 금년에도 수소 경제 로드맵 활성화를 위하여, 수소에너지 분야에 가장 많은 비용을 투자한다. 추진방향으로는 위 표와 같이, 16대 분야 집중투자, R&D 투자체계 혁신, 에너지산업 인프라 강화 크게 3가지로 정리할 수 있다. 지금부터 이러한 추진방향을 작년과 비교해보며 알아보도록 하자. 

 

 

1. 16대 분야 집중투자

 에너지전환의 가속화와 신 산업 선도를 위해 정부는 ‘16대 에너지 중점기술 분야’를 제시하였다. 이 분야에 2020년 정부 예산 90%를 집중 투자함으로써 에너지전환 중점기술에 대한 지원을 강화할 예정이다. 16대 에너지 중점기술 분야는 총 4가지 중점과제로 나누어 추진된다. 

[16대 에너지 중점기술 분야]

출처: 산업부

 

“태양광, 풍력, 수소에너지 신 산업 육성과 에너지 소재 국산화”

 

 태양광의 경우, 차세대 태양전지 효율 향상과 더불어 생산단가를 절반으로 낮출 계획이다. 차세대 태양전지인 다중접합 태양전지 셀모듈을 2028년까지 상용화하겠다는 목표를 잡고 입지 다변화 및 건물 적용 등을 위한 기술개발을 추진한다. 또한 초대형(20MW급) 풍력개발을 위한 기술 확보에 집중할 예정이며 에너지 핵심소재에 대한 국산화(부유식 해상풍력, 수소충전, 연료전지 핵심부품 등)를 통해 산업분야의 응용을 확대한다. 수소의 경우, 수소충전소의 안전기술과 대용량 저장, 운송 및 활용 효율 향상을 위한 기술개발이 이뤄진다.

 

 

“건물·산업·수송의 고효율 저소비 에너지 구조혁신과 빅데이터 활용”

 

 정부는 사용되는 에너지와 생산 에너지의 합이 ‘제로(0)’가 되는 제로에너지 건물을 넘어서 생산에너지의 비율이 더 높은 ‘플러스 에너지’ 건물을 구축할 계획이다. 이를 통해 건물의 에너지 자립도를 높여 고효율 저소비의 에너지 구조를 형성한다. 산업 분야에서는 다소비 기기의 효율을 극대화하고 2030년까지 공장 에너지관리 시스템(FEMS) 2만 개를 보급시켜 산업 효율을 증가시킬 예정이다. 수송 분야의 경우, 전기차 1회 충전 주행거리를 800km까지 높이고 전기차 충전 인프라를 구축하여 충전에 대한 편의성을 증대한다. 더불어 에너지 빅데이터 플랫폼 기반기술을 확보하고 전력 데이터와 IT를 결합한 새로운 비즈니스 모델 개발을 추진하여 에너지 중개 및 거래 기술을 고도화한다.

 

“안전과 환경성을 우선으로 한 에너지 공급”

 

 깨끗하고 안전한 에너지 공급을 위해 먼저 원자력과 화력발전의 패러다임 전환이 눈에 띈다. 원자력의 경우, 안전관리를 강화하고 2022년까지 17개 미자립 해체기술을 확보하여 고리 1호기 해체 후 2030년부터 고도화를 추진한다. 화력발전의 경우, ‘청정화력’을 내세워 2030년까지 kw 당 미세먼지 90%를 저감하고 이산화탄소 배출도 56% 저감할 계획이다. 또한 수소인프라(충전소 등) 및 ESS안전성 확보를 위해 에너지 융복합시설 안전관리시스템을 구축하여 예측·예방 정확도를 90%까지 증가시키고 자원의 재이용, 재제조 기술을 확보할 예정이다.

 

“분산형 에너지 확산”

 

 중앙집중식 에너지 생산체계인 근대 에너지 산업의 대안으로 분산형 에너지가 등장하였다. 정부는 이를 지능형 전력망과 에너지 저장 시스템 구현으로 확산시킬 계획이다. 먼저 신재생 수용성 확대 직류 송배전 시스템을 구축하고, 에너지 커뮤니티 기반의 프로슈머와 서비스를 확대한다. 그리고 에너지 저장을 위해 고출력, 고신뢰성의 차세대 ESS 기술개발을 통해 안전성을 강화하여 화재사고를 예방한다. 더불어 사이버보안 기술을 확보하여 에너지망 사이버 공격의 대응 방안을 세우는 등 분산형 에너지 확산을 위한 계획을 세웠다. 

 

 

2. R&D 투자체계 혁신

 2020년 에너지 기술개발에서는 R&D 투자체계 혁신을 총 3가지로 볼 수 있다. 대형 플래그쉽 프로젝트 추진과 안전관리 강화, 시장/수요와의 연계 강화가 있다. 각각의 내용들을 살펴보고 이에 따른 기대효과에 대해 이야기하려 한다. 

 

 

1) 대형 플래그쉽 프로젝트 추진

 우선 대형 플래그쉽 프로젝트란 산업 파급효과가 큰 분야에 산업계, 학계, 연구계가 연관 과제를 단일 프로젝트에서 개발하는 대형 협력 프로그램으로 2020년에는 태양광(2), 풍력(5), 수소(2), 연료전지(1), 효율 향상(6) 총 16개의 플래그쉽 프로젝트를 지원할 예정이다.

[플래그쉽 프로젝트 및 지원 규모]

출처 : 산업부

 

 이 프로젝트를 원활하게 진행하기 위해 각계 전문가로 구성된 ‘기술 센싱 그룹’이 운영되는데 사/공기업 CTO와 학계 석학 등으로 구성되어 있다. 이곳에서 발굴된 아이디어는 기획 전략회의를 통해 검토된 후 필요시에 사전 타당성 조사를 거친다. 이후 기존 진행 과제와의 중복성 검토 등을 통해 신규과제 기획 시 우선 반영된다.

 

 

2) 에너지 R&D 과제 안전관리 강화

 에너지 R&D 과제 안전관리 강화에서는 기술개발과 실증과정에 안전관리가 더욱 필요한 과제일 경우 ‘안전관리형 과제’로 지정해 별도로 관리해야함을 말한다. 이는 기술개요서(RFP)에 안전관리 필요사항 등을 별도로 명시하고 선정평가 시 안전성 검토결과를 반영하게 된다. 2020년 1월 기준으로 26개의 안전관리형 과제가 지정되어 있다.

 이 외의 과제에 대해서도 안전조치 계획 수립과 안전사고 등의 발생 시 과제를 중단하거나 평가에 반영하는 등 과제 전 단계에서의 안전관리를 강화한다. 2019년 12월 개정된 이후 기존, 신규의 모든 과제에 안전관리가 강화된 산업기술 R&D를 적용시켰다.

[에너지 R&D 과제]

출처 : 산업부

 

 그리고 에너지안전과 관련해 기술개발 및 안전관리의 실증연구 투자를 상반기 중에 조기 집행한 후에 하반기에는 안전 관련 신규과제를 적극적으로 발굴하고 기획할 예정이다.

 

 

3) 수요 시장과의 연계 강화

 개발된 기술의 실증 확산을 위해 에너지 공기업, 대기업이 수요기업으로 참여하는 ‘수요연계형 R&D’ 확대한다. 이를 통해 신규과제에서 에너지 공기업‧대기업 참여비율은 56%를 차지했고, 수요기업 참여비율은 2018년, 8.2%에서 2030년에는 30%까지 지속 확대할 예정이다.

 그리고 기술 수요자인 에너지 공기업의 적극적인 R&D 투자를 유도하고, 20년 상반기에는 ‘공기업 R&D 협의회’를 통해 협력 사업을 발굴한다. 또한 에너지신산업 육성과 ICT 융합을 통해 새로운 사업모델을 창출하기 위해 에너지 벤처기업 육성을 추진한다. 

[에너지벤처 新 비즈니스 모델 예시]

    출처 : 산업부

 

 마지막으로 독점 시장에서 민간·소비자 중심의 개방·참여 생태계로 변화함에 따라 에너지 사용자인 지역주민이 기술개발의 전과정에 직접 참여하는 리빙랩 형태의 ‘국민참여형 R&D’를 추진하고 18억을 투자한다.

 

 

4) R&D 투자체계 혁신에 따른 기대효과

 2019년 에너지 R&D에서 부족했던 기술개발 과제의 세분화로 인한 기술 융복합의 어려움과 전 과정에서의 안전관리 강화의 필요, 기술이 수요/시장으로 연결되지 못하는 점들을 위해 20년에는 많은 개선사항이 있을 것이다.

 실제로 산업부에서는 안전관리의 강화로 “연구자와 국민의 안전 확보에 한 걸음 다가갈 수 있을 것이고, 이번 개정으로 R&D 수행 기간 및 종료 후의 안전관리가 강화될 것으로 기대한다.”라고 전했다. 그리고 리빙랩 형태의 R&D를 통해 기술에 국민의 관점을 반영할 수 있으며, 논문, 특허를 내는 데 멈춰있는 현재 시스템을 혁신할 수 있을 것이다.

 

 

3. 에너지산업 인프라 강화  

 재생에너지 발전 형태로 에너지전환이 가속화되어가는 과정 중, 이로 인해 새로운 비즈니스가 등장하면서 에너지산업 생태계 변화를 기술적으로 뒷받침할 수 있는 R&D 전략이 필요해졌다. 그에 따라 2020년에는 에너지산업 생태계 변화에 대응한 에너지산업 인프라를 강화할 예정이다. 이를 위한 구체적 방안은 크게 3가지로 진행될 예정이다.

 

 

1) 에너지산업 융복합단지 조성

 에너지산업 융복합단지는 에너지산업과 에너지연관산업의 집적 및 융복합을 촉진하기 위하여 조성된 지역이다. 따라서 지역 특화산업과의 연계발전 가능성을 고려하고, 지역 혁신역량 등을 평가하여 융복합단지를 신규 지정하고 추진할 계획이다. 또한 평가 위원회의 피드백을 활용해 계획의 완성도를 높이는 ‘컨설팅형 평가’의 방식을 접목한다. 다음으로 지역 에너지산업 거점화를 위해 신규사업을 기획하여 활성화를 지원한다. 융복합단지 기업지원을 위한 융복합단지법을 개정하여 에너지 특화기업의 범위를 확대하고, 우선구매 제도 근거를 마련한다.

 

2) 국제협력을 강화 및 해외시장 진출 촉진

 글로벌 기술협력 강화하기 위해 기술 선도국인 미국(태양광, 이차전지 재활용), 노르웨이(해상풍력, 수소, ESS) 등과 공동연구를 확대하고, IEA 미션이노베이션(MI) 등 국제기구를 활용해 협력 수요를 발굴할 계획이다. 그리고 기존 협력국(싱가포르, 인도) 과의 협력을 지속 하고, 베트남 몽골 아세안사무국(ACE) 등과 신규협력을 추진하여 신남방‧신북방 협력을 확대한다.

 

3) 융합형 에너지 전문인력 양성

 에너지신산업 융합 인력을 양성하기 위해서 20년 상반기에는 ‘에너지 융합대학원’을 선정하고, 이에 5년간 50억 원을 투자할 계획이며  융합 전문 인력양성 과정에 5년간 25억 원을 지원 할 계획이다. 융합과정은 총 6가지로, ▲수소산업 융복합 ▲스마트 원전해체 ▲스마트 자원개발 ▲에너지거래 플랫폼, ▲지능형 산업/건물 에너지관리 ▲에너지안전 분야가 있다. 또한 해외 연구소에 석박사급 인력을 파견하고, 프로젝트 공동 수행 및 기관 간 협력 강화를 도모하여 글로벌 인재를 양성할 계획이다.

 

4) 에너지산업 인프라강화에 따른 기대효과

 2019년 기술개발 과제는 세분화되어 성과를 내기에는 한계가 있었고, 기술을 융복합하여 대응하는데 어려움이 있었다. 이를 해결하기 위해 2020년에는 기술 융복합 대형과제를 추진할 뿐 아니라 이에 필요한 융복합 에너지 전문인력 양성에 투자한다는 점에서 체계적인 계획이라고 사료된다.

 에너지산업융복합단지가 신규지정되면 에너지 특화 산업 육성을 위한 기반 시설 조성과 연구개발 등을 집중 지원받게 된다. 이를 통해 지역 산업 생태계가 변화하면 일자리 창출과 지역 경제 활성화에 크게 기여할 것으로 예상된다. 또한 컨설팅형 평가 방식을 접목하므로 미래 전략사업인 신재생에너지산업 육성 시 발생할 수 있는 문제점에 치밀하고 정확하게 대응할 수 있어 원만한 진행을 기대할 수 있다.

 

 

-2020년 에너지기술개발 실행계획 잘 이행될 수 있을까?

 재생에너지 전환이 목표인 제3차 에너지기본계획과, 미래 에너지산업 투자 내용을 담은 제 4차 에너지 기술개발계획 실행을 위해 2020년 에너지 기술개발 실행계획이 잘 이루어졌다고 생각한다. 체계적인 계획도 중요하지만 결국 이행되지 못하는 경우, 계획 또한 실패로 간주하여 실현 가능한 목표를 두었는지에 대한 평가가 이루어져야 한다고 생각한다.

 

[3,4차 에너지기술개발 계획 비교]

출처 : 산업부

 

 3차 에너지 기술개발계획에서 4차 에너지 기술개발계획으로 바뀌며 분야별 변화된 모습을 볼 수 있다. 석탄화력 분야에서는 효율보다는 후처리, 미세먼지 저감을 목표로 하였고 원자력분야에서는 원전해체 기술을 목표로 하는 등 개발 목표 설정이 발전 후 생기는 것을 처리하는 환경적인 면모를 띄고 있다고 생각한다. 재생에너지 분야는 좀 더 구체화 된 것을 볼 수 있으며 기술사업화율을 늘리는 것보다 기술 수준을 높이며 일자리 창출을 도모하는 계획을 세웠다. 이는 2020년 R&D투자계획의 큰 이유 중 하나라고 생각한다. 에너지 생산에 있어 환경과 안전을 생각하면서 기술 수준을 높이는 방향으로 무궁무진한 발전과 긍정적인 효과를 기대한다. 

 

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참고문헌

[1] 국토교통부, “에너지산업융복합단지”, 토지이용국어사전

https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=5768643&cid=42154&categoryId=42154

[2] 산업통상자원부, 2020년 에너지기술개발 실행계획(안), 2020.01.

[3] 조근영, “목포, 국가 에너지산업 거점으로 발돋움…에너지산업 육성”, 연합뉴스, 2020.01.27,

https://www.yna.co.kr/view/AKR20200123142500054?input=1195m

[4] 최상국, 산업부, R&D 안전관리 대폭 강화 산업기술혁신사업 공통운영요령 등 개정 고시, 아이뉴스24, 2019.12.30,

http://www.inews24.com/view/1232313

[5] 남도영, 공급자 중심 R&D 틀 깨고 최종수혜 ‘국민’ 참여 모델 늘려야, 디지털타임스, 2017.12.07,

http://www.dt.co.kr/contents.html?article_no=2017120802101176788001

[6] 윤병효, “올해 에너지 기술개발 9163억 투입…수소 등 집중 투입”, EBN,  2020.01.20,

http://www.ebn.co.kr/news/view/1018417/?sc=naver

[7] 산업통상자원부, “산업부, 2020년 에너지 기술개발에 9,163억 원 투자”, 대한민국정책브리, 2020.01.20,핑,http://www.korea.kr/news/pressReleaseView.do?newsId=156371813&call_from=naver_news

[8] 김관모, 태양전지 단가 절반으로... 산업부, 16대 에너지기술개발 10년 대계 발표, 인더스트리뉴스, 2019.11.18, https://www.industrynews.co.kr/news/articleView.html?idxno=35361