미래 선도할 10대 청정에너지 유망 기술 발표
제3차 국가에너지 기술개발 계획에 반영


서울에서 개최된 제5차 클린에너지장관회의(CEM)에서 회원국들의 의견을 모아 초고압 직류송전, 에너지저장장치, 마이크로그리드, 초고효율 태양광발전 등의 10대 청정에너지 혁신기술을 선정, 발표했다.

김혜숙 기자 (eltred@hellot.net)


지난달 5월 12(월) 서울에서 개최된 제5차 클린에너지장관회의(CEM)에서 회원국들의 의견을 모아 10대 청정에너지 혁신기술을 최초로 선정, 발표했다.

<10대 혁신기술(10 Breakthrough Energy Technologies)>
1. HVDC : High Voltage Direct Current(고압직류)
고전압의 AC 전력을 DC로 변환하여 송전하는 기술로 국가간 전력 연계, 대규모 풍력 연계, 양방향 네트워크 최적 운영 등 지원을 지원한다. 미래 전력수요 급증 및 발전단가 상승에 대응한 동북아 국가간 계통 연계 및 대용량 신재생발전 단지 연계가 기대된다.
•‌계통해석 및 운영 : 남북/동북아 계통 연계를 대비한 국가간 HVDC 계획/해석 연구개발, 대규모 신재생에너지 연계 계통 해석기술 개발 등
•‌변환 기술 : 독자적인 대용량 HVDC 엔지니어링 기술 개발, 국내 제작사의 HVDC 기기 국산화, 국내 시장 확보 및 대외 경쟁력 향상 등
•‌송전기술 : 동북아 계통 및 신재생 계통 연계를 위한 800kV 초고압 DC 송전 기술, DC에 적합한 신소재 나노복합 DC 전력케이블 개발 등
2. Advanced energy storage system
생산된 전력을 전력계통에 저장했다가 전력이 가장 필요한 시기에 공급하여 에너지 효율을 높이는 시스템으로 안정된 전력수급, 피크 대응 및 타 에너지원의 출력 안정화뿐 아니라, 산업화 촉진이 기대된다.
•‌발전대응용 ESS : 첨두부하대응 CAES(Compressed Air Energy Storage ; 압축공기에너지저장), 주파수 추종용 ESS, 신재생연계형 ESS, CCPP 출력 증대용 ESS 등을 포함한 기술 개발
•‌송배전망 대응용 ESS : 송배전 안정화용 ESS, Lamping용 ESS, 전력품질 안정화용 ESS 등을 포함한 기술 개발
•‌수용가용 ESS : 소용량 CAES(No-Emission CAES), 수요대응형 가상발전 & ESS, 도심형 ESS 모델 등을 포함한 기술 개발
3. Advanced biofuels technology for transport
바이오매스, 폐기물 등의 자원을 생물학적, 화학적 전환기술을 적용하거나 저등급 석탄, 메탄가스 등으로부터 화석연료를 생산하는 기술로 가격 경쟁력 있는 수송용 바이오연료 개발을 통한 세계 시장 선점 및 내수시장 강화와 함께 수출 주도형 산업 육성이 기대된다.
•‌바이오 항공유 생산기술 : 온실가스저감(탄소세), 규제제한 등의 환경적 요인으로 바이오 항공유 개발을 필요로 하며, 비식용 바이오매스(해양바이오매스 등)를 활용
•‌저급 원유 정제기술 : 국내 도입 원유의 80%가 두바이유에 의존하며 저급화 및 타 산지 원유 도입의 필요성으로 인해 고산가 원유의 DB화 및 정제촉매 기술개발 등 추진
•‌Bio-DME 생산 기술 : 바이오매스를 원료로 한 DME 생산 기술 등을 통해 디젤유 대체 및 LPG-DME 혼합연료로 활용
4. Microgrid
소규모, 모듈화된 분산전원(DER ; Distributed Energy Resource)을 배전망의 일부 지역에 집중적으로 배치하여 이들 DER을 계획적, 통합적 제어로 통합하여 이를 주전력망과 연계 혹은 독립운전이 가능한 전력-열-정보의 통합 네트워크
•‌통신 연계 : 기기들간의 통신을 연계하여 마이크로그리드 운영시스템인 MMS(Microgrid Management System ; 마이크로그리드 운영시스템)와 연계하기 위한 일종의 프로토콜 변환장치
•‌마이크로그리드 운영시스템 : 마이크로그리드 내의 분산자원 및 부하를 최적으로 운용하기 위한 에너지 관리시스템
•‌제어기기 : PCS(Power Conditioning System ; 전력제어장치)/운영기술, 전력변환, 에너지저장장치 등
5. Utilization of CO₂
이산화탄소를 화학적 생물학적 방법을 통해 화학소재 또는 바이오연료 등으로 전환 및 재활용하는 시스템
•‌탄화기술 : 플라즈마 분해 탄화수소 이용 마그네타이트법 등의 방법으로 CO₂를 유용한 형태로 전환시키는, CO₂ 이용 전단계 기술
•‌전환 및 이용기술 : CO₂를 원료로 유용한 물질을 생산하거나 기존의 유독한 화학공정을 대체할 수 있는 기술
•‌고정화기술 : 광물과 반응시켜 탄산염의 형태로 고정화거나 미생물 육상식물 해양생물로 전환하여 CO₂를 안정적으로 저장할 수 있는 기술
6. Ultra-efficient solar power
염료감응, 집광형, 유기태양전지 등 기존 기술 대비 혁신적으로 효율을 높이면서도 제작단가가 낮은 초고효율 저가형 태양전지 기술
•‌염료감응 태양전지 : 금속산화물인 산화티타늄 표면에 흡착된 특수 염료가 광전기화학적 반응을 하는 전지로 저가격화, 컬러 및 투명 특성을 이용
•‌집광형 태양전지 : 렌즈와 같은 광학소자나 기구를 이용해 태양광을 집광하여 발전하는 태양전지
•‌유기 태양전지 : 유기반도체 등 전기가 흐르는 유기화합물을 사용하여 제조한 태양전지
7. Advanced offshore wind turbine technology
해상풍력의 효율증대 및 비용절감을 위한 초대형 해상풍력 터빈개발 등 궁극적으로 발전단가를 최소화할 수 있는 기술
•‌로터 블레이드 : 출력 증대 및 로터직경의 최적화, 설계 표준화 및 제조 프로세스 향상, 블레이드 소재 개발
•‌기어박스 및 동력장치 : 기어박스 설계기술 및 신뢰성 향상, 드라이브 트레인 구동 방식 개선
•‌초전도발전 직접구동 기술 : 상전도 및 초전도 발전기 대용량화, 대용량 상전도 및 초전도 발전기 신뢰성 향상, 변압기 및 전력변환기 소형/경량화
8. Hybrid renewable energy system
다양한 신재생에너지 발전과 디젤 발전, 열병합 발전 등 기존 발전원들의 결합을 통해 에너지 효율, 경제성, 신뢰성을 높이는 기술로 신재생에너지의 시장 규모 확대 및 경제성 확보가 기대된다.
•‌태양광+지열 융복합발전 : 시간에 따른 출력이 비교적 일정한 지열이 기저전력을, 태양광이 피크 부하를 담당해 안정적인 전력을 공급
•‌풍력+태양광 융복합발전 : 풍력과 태양광발전을 한 장소에 하나의 시스템으로 결합하는 방식으로 인프라의 효율적 활용 및 안전정인 전력 공급 시스템 구축
•‌태양열+지열 융복합 발전 : 태양열과 지열을 병합해 주거건물의 온수급탕과 난방 및 냉방을 100% 신재생에너지로 공급
9. Internet of things(IoT) energy management system
에너지를 사용하는 모든 환경을 계측하고 분석하여 주변 설비·기기를 제어함으로써, 최소한의 에너지로 최적의 환경을 구현하는 기술
•‌스마트 홈·빌딩 : 거주자의 행동·감정 및 제반환경을 파악하여, 조명, 냉난방 등 설비 제어를 통해 최소한의 에너지로 최적의 실내 환경을 구현하는 기술
•‌스마트 팩토리 : 모든 공정 요소를 측정·분석·제어하여 산업기기, 공정 및 산업단지의 에너지 최적화를 구현하는 기술
10. Advanced thermal storage
산업폐열, 지열, 태양열과 같은 열원 기반의 에너지를 다른 형태로 변환하지 않고 그대로 저장하여 용도에 따라 냉난방용 열원 공급 및 전력 생산에 활용하는 기술.