동북아에 ‘탄소ZERO 솔루션’ 전수한다

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동북아에 ‘탄소ZERO 솔루션’ 전수한다

[그린RE:포트]
일본, 2030년 화력에너지 41%까지 감소..원자력·신재생 확대
이산화탄소 배출 전혀 없는 신수소 실용화 진출 스타트업 주목

이종은 press9437@gmail.com
등록 2021.11.10
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[지데일리] 전 세계적으로 신재생에너지 사업에 대한 투자가 증가하고 있는 추세에서 우리나라 역시 해당 분야에 대한 투자를 확대하고 있는 상황이다.

한국의 지난해 신재생에너지 설비 용량은 총 20.9GW로인데, 이는 전년대비 약 30% 늘어난 규모다. 내년부터는 수소경제 확대를 위해 전력시장에 수소연료전지로 생산한 전력의 일정량 구매가 의무화 된다.

제목 없음.jpg — 태양광과 풍력은 발전량이 고르지 못해 수급이 불안정하고 수급이 비교적 안정적인 해상풍력 도입에는 시간이 소요되는 등 신재생에너지의 전면 도입은 쉽지 않다. 이에 인공지능(AI)이나 빅데이터 분석, 차세대 배터리 등 최첨단 기술을 활용해 신재생에너지가 가진 과제를 해결하기 위한 친환경 스타트업이 늘어나고 있다.

이런 상황 속에서 주변국인 일본이 2030년까지 신재생에너지 비중을 36~38%까지 확대하겠다는 목표를 제시에 관심을 모은다. 일본의 전력 구성비는 지난해 화력 74.9%, 원자력 4.3%, 신재생에너지 20.8% 정도다.

신재생에너지 비중이 2019년(18.5%) 대비 2%p 늘어나긴 했지만 여전히 화력에너지가 전체 발전량의 70% 이상을 기록하고 있는 실정이다. 이에 오는 2030년까지 전체 전력 생산량 가운데 화력에너지를 41%까지 감소시키는 한편 원자력 20~22%, 신재생에너지 36~38%로 신재생에너지를 확대한다는 구상이다.

현지 산업계에서는 정부의 신재생에너지 도입 확대 방침에 대해 불명확하고 타당성이 부족하다는는 시각이 일반적이다. 태양광과 풍력은 발전량이 고르지 못해 수급이 불안정하고 수급이 비교적 안정적인 해상풍력 도입에는 시간이 소요되는 등 신재생에너지의 전면 도입은 쉽지 않을 것이란 입장이다.

이런 가운데 인공지능(AI)이나 빅데이터 분석, 차세대 배터리 등 최첨단 기술을 활용해 신재생에너지가 가진 과제를 해결하기 위한 현지 친환경 스타트업에 대한 관심이 높아지고 있는 상황이다.

이는 대기업 출신들이 창업에 진출하면서 대기업 중심이었던 기존의 재생에너지 산업계에 변화를 를 주고 있다.

우리나라에서도 신재생에너지 관련 스타트업이 등장해 새로운 에너지 시장 생태계를 창출하고 있는 상황이다. 다만 지금까지 실증실험 단계의 기술이 많고 제조 단가나 전력 요금의 절감을 지속적으로 실현할 수 있을지는 불확실하다는 지적도 나온다.

[크기변환]1.png — 일본의 전력 구성비는 지난해 화력 74.9%, 원자력 4.3%, 신재생에너지 20.8% 정도다. 신재생에너지 비중이 2019년(18.5%) 대비 2%p 늘어나긴 했지만 여전히 화력에너지가 전체 발전량의 70% 이상을 기록하고 있다. ⓒ일본 환경에너지정책연구소(2020)

환경·에너지 분야의 기술 개발은 초기 투자 비용이 크고 실증기간이 장기간 소요된다. 아울러 시장의 성장성을 예측하기 어려운 관계로 지속적인 사업 추진을 위해선 많은 제약이 따르는 실정이다.

코트라 도쿄무역관에 의하면 친환경 에너지 분야 스타트업 45곳의 2020년 연간 자금조달액은 815억 엔에 이른다. 금액 기준으로 2017년 298억 엔(41개사)으로부터 3년 만에 약 2.7배 늘어난 수준이다. 같은 시기 전체 산업의 성장률은 1.9배를 기록했다.

수소는 재생에너지를 저장·운송할 수 있는 것은 물론 태양광, 풍력과 함께 향후 화력 발전이나 원자력 발전을 대체할 새로운 신재생 에너지원으로 주목받고 있다. 기존의 수소 에너지에 비해 에너지 출력 효율이 좋고 이산화탄소를 전혀 배출하지 않는 양자 수소 에너지를 개발하는 스타트업인 클린플래닛에 대한 관심이 높다.

클린플래닛은 기존 수소 에너지에 비해 수소 1단위당 에너지 출력이 높은 '양자 수소 에너지'의 개발과 상용화를 통해 전력 비용을 현재의 10분의 1로 절감한다는 구상이다.

구리, 니켈 등 가격이 저렴한 금속을 촉매로 수소원자를 융합시켜 발열 반응을 일으키면 에너지 밀도는 가솔린의 1000배 이상에 이른다. 이는 향후 식품과 의약품 공장의 열원으로 활용이 예상되는데, 오는 2025년엔는 산업계에 10kW의 발전장치 납입을 추진한다는 목표다.

재생에너지를 저장하는 수단인 리튬이온 배터리는 전기차(EV) 등 친환경 모빌리티, 방위산업, 항공·우주 분야에 이르기까지 쓰인다. 하지만 리튬은 매장량이 적은 희소 자원으로 생산 단가가 높아 지금까지 보급이 충분히 이뤄지지 못하고 있는 실정이다.

AC 바이오드는 배터리의 제조 단가를 낮추고 에너지 효율은 높인 ‘교류 배터리’를 개발하는 스타트업이다. 교류 배터리는 직류 대신 교류로 배터리를 충전하고 방전하는 배터리인데 직류인 리튬이온 배터리보다 수명이 30% 길고 부품 수량도 적어 생산 단가를 낮출 수 있는 이점이 있다. 회사는 올해 안으로 드론형 전지를 개발해 실증 실험을 진행한 뒤 재생에너지를 저장하기 위한 배터리로써 활용한다는 목표다.

[크기변환]사본 -3.jpg — 디지털그리드가 개발한 인공지능은 기상 정보를 분석해 발전량을 추산하고 전력 수요자가 전력을 필요로 하는 시간에 전력을 공급하는 방식이다. 이는 전력 수급 관리 외에도 고객 대응 등 업무까지 인공지능을 활용해 자동화함으로써 전력 거래 비용을 크게 절감할 수 있다. 사진은 디지털그리드의 전력 거래 시스템 구조 ⓒ디지털그리드 홈페이지

태양광 등 재생에너지 공급에는 기후 또는 일조량 변동에 따른 불안정성으로 인해 전력 생산자와 수요자 간 전력 거래에 많은 인력과 비용이 투입되는 난점이 제기된다. 이로 인해 판매관리비가 과하게 늘어나 재생에너지로 생산한 전력 가격이 증가하는 구조다.

이에 디지털그리드가 전력 생산자와 수요자가 자유롭게 전력을 거래할 수 있는 전력 거래소 시스템을 구축해 재생에너지 전력 수급 불균형 문제를 해결하기 위해 나섰다.

최근 개발한 인공지능이 기상 정보를 분석해 발전량을 추산하고 전력 수요자가 전력을 필요로 하는 시간에 전력을 공급하는 방식이다. 이는 전력 수급 관리 외에도 고객 대응 등 업무까지 인공지능을 활용해 자동화함으로써 전력 거래 비용을 크게 절감할 수 있을 전망이다.

재생에너지는 일조량이나 토지의 확보 과제 등으로 인해 전력 생산처와 사용처가 다른 경우가 상당하다. 이에 입지에 상관없이 안정적인 전력 융통이 이뤄진다면 수급 불균형의 차이를 메꾸고 재생에너지 보급 확대의 길이 열릴 것으로 예상된다.

이산화탄소를 전혀 배출하지 않고 높은 에너지 효율을 내는 신수소에너지의 실용화에 도전하는 해당 스타트업들의 동북아시아 진출과 세계 시장을 향한 행보에 귀추가 주목된다.

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