2050 탄소중립, 10대 핵심기술에 달려 있다

지구 온난화에 따른 환경재앙을 막기 위한 우리나라 ‘2050 탄소중립’ 10대 핵심기술의 구체적인 개발 전략에 관한 보고서가 발간됐다. 과학기술정보통신부(이하 ‘과기부’)는 한국에너지기술연구원과 탄소중립 10대 핵심기술의 개발 방향과 전략을 담은 보고서 '탄소중립 기술혁신 추진전략-10대 핵심기술 개발방향'을 발간했다고 12일 밝혔다.

보고서는 정부가 지난 3월 발표한 ‘탄소중립 기술혁신 추진전략’ 내 탄소중립 10대 핵심기술 ▲태양광・풍력 ▲수소 ▲바이오에너지 ▲철강・시멘트 ▲석유화학 ▲산업공정 고도화 ▲CCUS(CO2 포집・저장・활용) ▲수송효율 ▲건물효율 ▲디지털화에 대한 2050년까지의 기술별 목표와 중점기술 개발 방향을 담고 있다.

임혜숙 과기부 장관은 “탄소중립은 더 이상 피할 수 없는 전 지구적 과제이며, 정부는 탄소중립 기술혁신을 지원하기 위해 10대 핵심기술 확보 가속화와 혁신생태계 조성에 지속적으로 정책 역량을 집중할 계획”이라고 밝혔다. 김종남 한국에너지기술연구원장 역시 “이번 10대 핵심기술 개발 방향은 탄소중립을 향한 기술개발의 탄탄한 토대가 될 수 있을 것”이라며 이번 보고서 발간의 의미를 되새겼다.

탄소중립 10대 핵심기술 중 첫 번째는 태양광・풍력 분야다. 태양광은 효율을 높이고, 풍력은 용량을 확대하는 것이 목표다. 태양광은 효율을 높여 현재 27% 수준인 태양전지 효율을 2030년 35%, 2050년 40% 수준으로 끌어올린다는 계획이다. 계획대로 기술을 개발하면 1GW급 태양광 패널 설치에 필요한 면적이 현재 14.2㎢에서 2040년에는 8.5㎢로 줄어들게 된다. 풍력은 발전기를 대형화함으로써 풍력발전기 용량을 확대해 현재 5.5MW 수준인 발전기 용량을 2030년 15MW, 2040년 20MW 수준으로 높이고자 한다.

두 번째는 화합물 형태로 존재하는 수소를 분리・생산해 활용하는 기술이다. 수소 분야는 수소 경제 구현을 위한 생산 저장・운송 발전 전주기 기술 확보와 생산단가를 낮춰 경제성을 확보하는 것이 핵심이다. 특히 현재 1㎏ 7000원 수준인 수소충전소 공급가를 2030년 4000원, 2040년 지금의 절반 이하인 3000원으로 줄이고, 현재 1KWh에 250원 수준인 수소 발전단가를 2030년 141원, 2040년 131원으로 낮춰 수소 사회 구현을 위한 기반을 구축할 예정이다.

세 번째는 유기성 생물체를 변환시켜 열・발전 또는 수송용 연료로 활용하는 바이오에너지 기술이다. 바이오에너지 분야는 가격경쟁력을 갖추는 것이 가장 큰 목표다. 현재 화석연료 대비 120~150% 수준인 바이오연료 가격을 2030년 100%, 2045년 85% 수준으로 낮추는 데 집중한다는 계획이다. 

네 번째는 철강・시멘트 분야다. 탄소배출이 많은 대표 산업군인 철강・시멘트는 온실가스 다배출 자원을 사용하는 기존 제조공정을 저배출·무배출 공정으로 전환하기 위한 기술개발이 핵심이다. 이를 위해 현재 0%인 제철분야 수소 사용 비율을 2040년까지 100%로 높이고, 시멘트 분야에서는 현재 0%인 석회석 대체율을 8%로 끌어올린다는 계획이다.

다섯 번째 분야는 석유화학이다. 석유화학은 저탄소 원료와 신재생에너지 활용 등으로 석유화학 산업공정 전반에 탄소저감 기술을 구현하고자 한다. 이를 위해 현재 석유화학 제품 대비 150%인 탄소중립 원료 제품의 가격경쟁력을 2040년 100% 수준으로 낮춘다는 계획이다. 또한 탄소저감 관련 새로운 공정을 개발해 2040년 기존 가열분해로 20%를 대체할 예정이다. 

여섯 번째는 산업공정 고도화 분야로, 반도체・디스플레이산업 공정가스를 대체할 수 있는 재료나 제어기술을 개발하는 것이 목표다. 이를 통해 현재 80% 수준인 반도체・디스플레이산업의 공정가스 배출저감기술 효율을 2040년 95% 수준으로 높이고자 한다. 뿐만 아니라 현재 30% 수준인 산업공정 에너지효율 설계 오차를 2030년 5%까지 떨어뜨리려 한다.

일곱 번째, CCUS 분야는 배출된 이산화탄소(CO2)의 안전하고 효율적인 저장기술과 실용화 가능한 활용기술을 개발하는 것을 핵심으로 한다. 이에 현재 1톤에 60달러 수준인 CO2 상용급 포집 비용을 2030년 30달러, 2050년 20달러 수준으로 낮춘다는 계획이다.

여덟 번째는 에너지효율 분야 중 하나인 수송효율이다. 수송효율은 수송 모빌리티 활동 시 전기・수소 시스템을 적용해 에너지효율을 향상시키고 탄소배출 저감을 달성하는 것이 핵심이다. 이를 위해 현재 1㎏에 250Wh 정도인 전지 배터리 밀도를 2045년 600Wh까지 높이는 기술을 개발하고자 한다. 또한 현재 1분에 1.6㎏ 정도 가능한 수소 고속충전기술을 2030년 7.2㎏이 되게 하겠다는 계획이다.

아홉 번째는 건물효율 분야로, 건물의 단열 및 냉난방기기 효율화, 도시・건물의 전력・열 이용 다변화 등과 관련 있다. 건물 에너지효율을 2030년까지 30% 향상시키고, 현재 리모델링 대비 130% 수준인 제로에너지 건축비를 2045년 105%까지 낮출 예정이다.

마지막은 에너지 생산유통소비 단계에서 ICT를 활용해 효율을 향상시키는 기술 등과 관련 있는 디지털화 분야다. 디지털화는 전력 소비가 많은 데이터센터 전력 소모를 줄이는 기술을 확보해 2030년 20% 이상 저감하는 것을 목표로 한다.