수소에너지는 궁극적으로 인류가 당면하고 있는 에너지와 환경 문제를 동시에 해결할 수 있는 유일한 꿈의 에너지원으로 평가된다. 향후 $30\~40$년 뒤에 예상되는 수소에너지 시대, 즉 수소경제의 비전이 달성될 때 수소이용 기술인 연료전지 기술은 보편화돼 새로 건설되는 발전소는 연료전지 발전소가 대부분일 것이며, 가정과 상업용 건물에도 연료전지가 설치될 것이다. 또한 운행되는 상당 부분의 승용차와 버스가 연료전지 차량이며, 이에 상응해 주유소의 절반 정도는 연료전지 차량에 수소를 공급하는 수소 주유소로 대체될 것이다. 그러나 이러한 꿈을 이루기 위해서는 수소에너지 체계의 핵심인 연료전지 기술의 상용화는 물론 풍력, 태양 등을 이용한 대체에너지원으로부터의 수소생산기술, 수소저장, 운송에 이르는 수송 인프라스트럭처 구축 등 해결해야 할 과제가 적지 않다. 본 고에서는 수소이용기술의 대표적 기술인 연료전지 기술의 개발현황과 전망을 소개하고자 한다. 특히 연료전지 기술을 조기 상용화 하고자 하는 각 국의 노력을 소개하고, 응용분야별 해결되어야 할 기술적 문제 등을 소개한다.
에너지 기술 R&D사업은 그 성과에도 불구하고 수요에 기반한 기획 측면이나 사업화에 있어 성과가 저조한 것으로 평가받아 왔으며, 특히 사업화 추진에 있어 시급한 과제로 '기술 수용성'(Acceptance) 향상이라는 지적이 제기되곤 하였다. 이에 산업통상자원부는 사용자가 R&D 기획, 개발, 검증 과정에 참여하여 사업의 이해도를 높이고 수용성을 제고하는 '에너지기술 수용성 제고 및 사업화 촉진사업'을 2016년부터 추진하고 있다. 그런데, 사회문제해결형 R&D라 부를 수 있는 본 사업은 산업통상자원부의 기존 에너지기술 R&D와는 성격이 다른 새로운 R&D의 모습을 갖는다고 할 수 있으며 그에 따라 그 시행과정에서 사용자, 이해당사자들이 참여하는 등 연구자들은 예전과는 다른 여러 가지 새로운 방법론의 수행을 요구 받고 있다. 본 연구에서는 해당 사업의 기획 및 실행에 참여한 경험을 토대로 성과멘토링, 성과공유 워크숍, 성과지표의 개발, 운영관리방안 등을 통해 '에너지기술 수용성 제고 및 사업화 촉진사업'의 특성 및 향후 개선방안을 논의하고 사회문제해결형 R&D사업에의 발전방안을 제안하고자 한다.
IT 혁명의 근간이 되는 무선통신기술은 개인간의 통신을 가능하게 하여, 단순 정보 전달에서 음성 및 화상 통화가 언제, 어느 곳에서도 가능하게 되었다. 그러나 이런 단말기를 작동하게 하는 전력 또는 에너지는 여전히 유선으로 공급하거나 전지를 충전하여 사용한다. 만일 무선 통신뿐만 아니라 무선 에너지 전송까지 가능하다면 IT 기술은 또 다른 도약을 하게 될 것이다. 무선 에너지 전송은 백 년 전의 테슬라로부터 시작되어 지금까지 지속되어온 인류의 꿈이었다. 본 기고문에서는 20세기 초 무선 에너지 전송을 상상한 테슬라로부터 근래의 다양한 무선 에너지 전송 기술을 소개한다. 전자기파 방사를 이용한 기술과 전자기 유도현상을 이용한 무선 에너지 전송 기술을 개괄하고, 이러한 기존 기술을 넘어 근거리에서 공진 현상을 이용한 비방사 방식으로 에너지를 전송하는 MIT의 무선 에너지 전송 기술을 소개한다.
에너지 기술은 개인가정으로부터 전력, 교통 및 산업에 이르는 국가전반에 관련된 복합기술로서, 에너지의 해외의존도가 극심한 우리나라의 여건하에서는 특히 중요시되는 개발분야라고 할 수 있다. 특히 국내산업이 지속적으로 발전하고 경제규모가 확대되며 생활수준이 점차 향상됨에 따라 에너지의 이용도 환경오염에서 탈피할 수 있고 사용하기에 편리한 전기와 같은 깨끗한 에너지의 사용욕구가 급격하게 증대될 전망이다. 전기가 에디슨에 의해 발명되고 사용되기 시작한 후 100여년이 지났으나 전기생산기술은 계속 회전기를 돌려서 발전하는 원리에 의존하고 있는 실정으로서 다른 과학기술분야의 괄목할 만한 발전추이에 비할 때 아주 뒤떨어져 있는 분야이다. 다행스럽게 1060년대 부터 기술개발이 활발하게 추진되어온 새로운 개념의 발전분야 에너지기술들이 20세기를 마감하기 전인 1990년대에는 조금씩 실용화되어 21세기의 대변화를 예고하여 줄 것으로 기대되고 있다.
'에너지절약'과 '후배양성'을 위해 7명의 연구원이 뭉쳤다. 에너지관리공단에서 오랜 노하우와 기술력을 통해 국내 에너지 분야의 중추적인 역할을 했던 그들. 에너지관리기술(주)은 심수섭 대표를 비롯한 국내 최고의 노하우와 기술력을 지닌 베테랑들의 집합으로 더할 나위 없이 튼실한 기반 위에 설립되었다. 더욱이 끊임없는 연구로 저온폐열회수식 히트펌프라는 경쟁력을 확보하며 ESCO 선도 기업으로 성장하고 있다.
대림산업이 '냉.난방 에너지 소비량 제로'에 도전한다. 대림산업은 대덕연구단지 내 건축환경연구센터에서 개최한 '친환경.저에너지 비전 선포식'에서 오는 2012년 까지 냉.난방 에너지 소비량을 최소화한 ECO-3 House(에코 3$\ell$ 하우스)'를 개발한다고 밝혔다. ECO-3$\ell$ House는 냉.난방 에너지 소비량에 갖아 큰 영향을 미치는 열, 빛, 소음, 공기질 등의 요인들을 제어하는 최고 수준의 친환경.저에너지 건축기술들을 집약시킨 에너지 자립형 주택기술의 결정체이다. 이 기술을 완벽하게 적용할 경우 냉.난방 에너지 소비량 제로를 뛰어 넘어 자체 생산한 전기를 한국전력에 되팔아 냉.난방 에너지 소비량을 마이너스 수준으로 만들 수 있다.
최근에는 화석에너지의 고갈에 따른 대체에너지의 개발 필요성이 요구되면서 청정에너지의 개발이 필요시되고 있다. 파랑, 조석, 해류, 온도차와 같은 해양에너지는 청정 에너지로써 그 가용량이 인류가쓰기에 부족함이 없을 정도로 많은 에너지를 수용하는 에너지 자원이다. 우리나라 연안해역에서도 풍부한 해양에너지 자원이 부존하고 있으나 그 이용기술 개발에 대한 역사도 짧고 그 기술개발 역량도 적다. (중략)
온실가스 다량 배출로 인한 지구온난화 현상은 많은 분야에서의 변화를 요구하고 있다. 특히 온실가스 배출의 주원인으로 꼽히고 있는 발전 등 에너지산업 분야의 경우 그 요구는 매우 거세다. 과거에는 경제성장이라는 측면만 고려하면 됐지만, 지금은 기후변화 대응을 위해 환경을 최우선적으로 고려할 것을 주문하고 있기 때문이다. 문제는 현재 전 세계적으로 약 20%에 이르는 인구가 전기 에너지를 사용하지 못하고 있다는 점이다. 즉 향후 에너지를 사용하고자 하는 신규 소비자는 더욱 늘 것이고, 산업의 발전으로 인한 에너지 소비 역시 큰 폭으로 증가할 수밖에 없다. 문제가 굉장히 어렵지만 해결책도 분명 존재한다. 결론적으로 말해 온실가스 배출을 최소화하면서도 에너지 효율은 높인 기술을 개발하면 되는 것이다. 그리고 이미 세계 각국은 청정에너지 기술개발을 위해 다각도의 노력을 펼치고 있는 상황이다. 그렇다면 세계 각국은 미래 에너지시장을 선도할 청정에너지 기술로 어떤 것을 꼽고 있을까. 이 질문에 대한 대답은 지난 5월 서울에서 개최된 '제5차 클린에너지장관회의(CEM, Clean Energy Ministerial)'에서 제시된 바 있다. CEM은 한국, 미국, 영국, 독일, 중국, 일본 등 세계 에너지의 70%를 사용하는 주요 국가의 관계 장관들이 모여 클린에너지 공급 확대와 에너지효율 향상을 위한 구체적 액션플랜을 논의하는 자리다. 2010년 미국에서 첫 회의가 열렸고 아랍에미리트, 영국, 인도에 이어 한국은 5번째로 CEM을 개최했다. 특히 이번 CEM에서는 회원국들의 의견을 모아 10대 청정에너지 혁신기술을 최초로 선정, 발표했다. CEM은 "향후 10년 간 에너지 시장의 변화를 선도할 유망 기술을 선정한 것으로 IEA 등 국제기구와 주요국 기술 로드맵을 기준으로 해 23개 회원국 회람을 거쳐 최종 확정하게 됐다"고 배경을 설명했다. 이번에 선정된 10대 청정에너지 혁신기술은 ${\triangle}$초고압직류송전 ${\triangle}$에너지저장장치 ${\triangle}$바이오연료 ${\triangle}$마이크로 그리드 ${\triangle}$탄소포집 및 저장 ${\triangle}$초고효율 태양광 발전 ${\triangle}$해상풍력 ${\triangle}$신재생에너지 하이브리드시스템 ${\triangle}$빅데이터 에너지관리시스템 ${\triangle}$지열 시스템이다. 이와 관련해 산업통상자원부 윤상직 장관은 "이번에 선정된 10개의 기술은 최근의 기술적 정책적 추세가 잘 반영된 결과"라고 평가했다. 특히 윤 장관은 "중앙집중형 공급원에서 분산형 전원으로의 변화, 에너지 효율향상의 중요성, ICT와 융 복합 추세 등 우리나라의 상황에서 시사하는 바가 크다"며 "현재 수립하고 있는 '제3차 국가에너지기술 개발계획'에 이러한 기술적 추세를 반영하겠다"는 의사를 표명했다. 향후 10년 간 에너지시장의 변화를 선도할 10대 청정에너지 유망기술을 자세히 소개한다.
동력사원부가 실시하고 있는 에너지절약기술개발사업의 효율성 제고 방안의 일환으로 「94년도 에너지 기술개발사업 지원」을 위한 예비공모(Pre-Proposal)형태의 기술수요조사를 실시하오니 아래 요령에 따라 신청하여 주시기 바랍니다.
1993. 2. 12 동력자원부ㆍ에너지자원기술개발지원센타
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[게시일 2004년 10월 1일]
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