[환경데일리 온라인팀]지구온난화 가속으로 기후변화를 막기 위한 노력이 에너지 부문에서 중점적으로 이뤄지고 있으며 화석연료 이용을 줄여나가는 대신 청정 및 재생 가능한 에너지 사용과 산업과 운송, 건물 등에서 에너지 효율을 높이는 방향으로 산업구조의 변화가 요구되고 있다.
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| ▲연순화 실장 |
우리 정부는 2009년 11월, 세계 온실가스 감축에 기여하기 해 2020년까지 배출전망치 대비 30% 온실가스 감축목표를 국제적 요구수준에 맞춰 모범적으로 정해 국제사회의 공표했고, 더 나아가 2015년 Post-2020 온실가스 감축목표와 관련, 2030년까지 37% 감축을 확정했다. 세계에너지기구(IEA)에서 공개하고 있는 136개국에 대한 이산화탄소 배출량 순위 중 우리나라는 7위로 높은 온실가스 배출량을 차지하고 있고, 공표된 탄소배출량 감축을 위해서는 현재 경제와 산업 활동에 큰 타격을 입히지 않는 선에서 에너지 산업구조의 재편이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
정부는 '기후변화 대응을 위한 에너지 신산업 및 핵심 기술개발 전략' 이행 계획을 발표해 기후변화 대응을 위한 에너지 신산업 육성에 대한 구체적인 성과를 창출을 위해 노력하고 있다.
대표사업으로 전기차, 친환경에너지타운, 제로에너지빌딩, 에너지저장시스템(ESS), 에너지자립섬 등을 정해 에너지신산업을 육성 투자하는 정책 추진에 돌입 국내에서는 공공 수요를 창출해 신시장 창출 기반을 마련하고 국외로는 에너지신산업이 해외로 진출하기 위한 인프라 확충 및 국제협력강화로 에너지 신산업이 해외로 진출할 수 있는 발판을 마련 중이다.
최근에는 온실가스 감축 및 기후변화 영향을 최소화하기 위한 기후기술로드맵(CTR, Climate Technology Roadmap)을 수립함으로써 R&D 정책의 구체적인 관리와 실천의 초점을 맞춰 탄소저감, 탄소자원화 분야에서 이룰 수 있는 온실가스 감축 효과의 실제 추정치(2030년 감축목표 달성에 총 4400만 톤 기여 예상)를 제공하는 등 부처 간 민관협업을 통해 온실가스 감축 목표달성을 위해 활발히 노력 중에 있다.
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| ▲ 미래에너지시스템의 변화 (출처: IEA ECES TCP 2016) |
우리나라의 에너지 산업의 대부분을 차지하고 있는 것은 전력과 가스이며, 이중 전력은 사용하기 편리하고 깨끗해 그 수요가 증가하고 있는 추세에 있고, 온실가스절감을 위한 대부분의 미래 에너지 신산업의 역량이 집중돼있는 분야이다.
미래 에너지 신산업이 추구하고 있는 에너지의 효율적 이용은 기존의 대규모 발전소 중심의 전력 중앙 분배구조에서, 수용가 근처에 신‧재생에너지를 가미시켜 분산형 지역형으로 전력 분배구조를 재편해 온실가스 절감에 기여하고, 에너지 낭비를 최소화하며, 동시에 안정적으로 전력을 이용하는 것을 근본으로 삼고 있는 전력구조의 새로운 패러다임으로 볼 수 있다.
하지만 이러한 분산형 지역형 전력 분배 구조는 기존의 중앙 분배구조에 비해 매우 복잡한 에너지 시스템의 형태를 취한다. 이러한 복잡한 구조 안에서 에너지의 보존을 이루며, 안정적이며 효율적인 에너지 수요·공급을 이루기란 그리 쉬운 일이 아니다.
신재생에너지 발전으로 쓰고 남은 전력을 인근 소비자에게 판매하는 에너지 프로슈머의 새로운 형태의 시장 등장, 여러 에너지 형태를 전력으로 전환할 수 있는 고효율 산업 프로세스의 필요, 지능형 전력망 시스템인 스마트그리드, 과잉 생산된 전력을 저장할 수 있는 에너지저장장치, 분산솔루션 등이 해결이슈이자 새로운 에너지신산업의 형태로 나타난다.
이중에서도 청정에너지 및 신‧재생에너지를 활용하는 분산형·지역형 전력 분배 시스템에서는 전력의 안정적 공급이 관건이 되고 이를 해결할 수 있는 핵심이 바로 ESS다. 또한 스마트 그리드의 전력 고품질화, 발전소의 피크타임 위치 변화, 전기차 보급 및 충전인프라 확충에 따른 분산전력공급 등 미래 에너지 산업 구조에 ESS는 반드시 필요한 장치며, 전력산업의 새로운 패러다임을 열 수 있는 열쇠다.
전 세계적으로도 이러한 에너지저장의 중요성을 인식하고 국제협력을 통해 에너지 패러다임을 바꾸는 노력을 활발히 진행 중에 있다. 그 중심에 IEA가 있다. IEA는 회원국의 에너지안보와 환경보전, 지속가능발전을 위해 에너지기술개발에 대한 국제협력의 필요성을 인식, 에너지연구개발기술위원회(CERT) 활동을 통해 에너지기술 관련 국제협력활동을 촉진시키는 역할을 한다.
CERT에서 운영 중인 4개의 기술실무그룹(화석연료분야, 신재생에너지, 에너지최종이용, 핵연료)중 에너지저장은 에너지최종이용분야(IA, Implementing Agreement)에 속해있으며, 정식 명칭은 ECES IA(Energy Conservation though Energy Storage Implementing Agreement)로 활동 중이다. ECES IA는 화석연료를 대신해서 신재생에너지의 사용을 증대시키며 복합 에너지 시스템의 효율을 증대시키기 위한 에너지저장 기술의 전반적인 연구, 발전, 실증 통합을 촉진시키는 역할을 담당하고 있다.
저탄소 신재생에너지 공급 시스템을 위한 핵심으로서 에너지저장기술 발전에 기여를 목표로 하고 있다. 한국, 독일, 이탈리아, 프랑스, 벨기에 등 16개 국가가 멤버로 활동하고 있으며, 분산에너지저장(DES, Distributes Energy Storage)을 강화시켜 잠재적인 저장 능력을 평가하고, DES 최적시스템에 분산형·지역형 전력 분배 구조의 경제성까지 고려된 성공적인 실증 솔루션을 제공하고자 한다.
그러므로 비즈니스 모델, 경제성 평가, 신기술 획득 등을 통해 에너지의 효율적 이용에 대한 정보를 국내에 전파하여 에너지신산업 확산 및 온실가스 줄이기에 적극적인 기여가 필요할 때다.
에너지저장분야는 ESS 시장에서 뿐만 아니라 급증하고 있는 전기자동차시장으로 인해 그 관심의 정도가 어느 때 보다 높다.
국내 ESS 시장의 경우, 2013년 28mWh에서 2015년 239mWh로 약 8배 이상 증가하는 급성장을 기록했고, 에너지저장장치의 대부분을 구성하게 될 배터리분야의 세계 이차전지시장은 2015년 661억 달러에서 2020년 약 1031억 달러로 상당한 시장 성장이 예측되고 있다.
배터리 분야의 제조기술 및 생산량에 있어서 우리나라가 세계 1위를 차지하고 있는 리튬이온전지는 기존의 휴대폰 중심의 소형전지 시장에서 대용량 ESS를 위한 중대전지 시장으로 중심이 빠르게 이동 중이며, 2020년까지 현재의 약 2배 이상의 시장성장이 예측된다.
하지만 이러한 리튬이온전지의 ESS 사용 시 아직 그 경제성 및 안전성이 확보되고 있지 않다. ESS의 핵심인 이차전지의 성능을 현재 수준에서 3~4배 향상이 필요하며, 가격을 kWh 당 약 50달러~100달러 수준으로 낮추며, 최근에 심각하게 제기된 배터리 안전성을 확보해야 한다.
핵심원천기술의 발전과 더불어 급성장하고 있는 ESS 산업이 미래에너지 신산업으로 자리매김하고 미래 에너지 시장선점을 위해서는 산학연 그리고 정부가 힘을 모을 때이다.
ESS 조기 상용화를 촉진하고 글로벌 시장 선점을 위해서 다양한 ESS 활성화 및 지원 정책을 추진해 왔지만, 이에 그치지 않고 ESS 설치보조금 지원, 표준화 제정, 신재생에너지 시장과 연계한 ESS 사업모델 및 기금조성을 위한 금융모델제시, 전력거래시장 개방 등과 같은 지원과 차세대 배터리 및 ESS에 관한 지속적인 연구개발 투자가 필요하며, 적극적인 국제협력 활동을 통해 신기후체제가 변화시킬 미래 에너지시스템 패러다임의 변화에 대처하는 자세가 필요하다.
