가장 눈에 띄는 것은 청정하고 지속가능한 에너지공급에 대한 요구가 커지고 있다는 점이다. 개도국을 중심으로 에너지수요가 지속적으로 증가하고 있고 기후변화와 환경에 대한 관심이 커짐에 따라 청정한 대형공급원의 필요성이 제기되고 있다.
에너지시스템의 지속 가능성 확보를 위해 발전플랜트의 이산화탄소 처리능력을 높이고 안전·해체기술 등의 기술개발이 가속화 되고 있다.
이를 반영하듯 영국은 지난 2012년 CCS 기술에 10억 파운드 지원 계획을 발표했고 캐나다 역시 오일샌드 개발과 CCS를 연계하는 프로젝트를 추진하고 있다.
또 다른 변화는 수요관리와 분산형 발전 등으로 에너지정책이 바뀌고 있다는 점이다. 화력과 원자력 등 중앙집중형 공급원에 의존하던 에너지 정책이 일정부분 한계를 보이면서 수요관리 중심으로 정책이 전환되고 있다.
초대형 공급설비를 중앙집중식으로 지속적으로 확충함으로써 전력계통과 송전망 운영여건이 계속 악화되고 있는데 이에 대응해 스마트그리드와 에너지관리(EMS) 등 수요관리형 R&D 투자가 확대되고 효율 향상을 통한 에너지 저소비사회 실현을 위한 노력이 강화되고 있다.
미국은 스마트그리드 R&D에 34억 달러, 보급에 615억 달러 투입하겠다고 발표했고 일본도 스마트그리드 관련 4개 국내 실증사업 및 13개 해외 실증사업을 진행 중에 있다.
융합산업 발전과 사회변화의 핵심엔진으로서 에너지기술의 역할이 부각되고 있는 점도 주목해야 한다.
ICT 융복합과 에너지산업에서의 소재·부품 첨단기술이 활용되는 것은 에너지 중심의 융복합산업을 촉발하고 경제변혁을 야기할 것이라는 전망을 가능하게 하고 있다. 사물인터넷(IoT)과 3D프린팅, 빅데이터 등 신기술의 등장을 활용해 기존 에너지산업의 성능·비용·시장의 한계를 극복할 수 있다는 분석도 나오고 있다.
스마트기기 확산으로 도래할 초연결사회는 에너지 수요를 더욱 증가시켜 미래사회로의 진화는 에너지기술에 의해 좌우될 전망이다.
신시장 창출 등 에너지산업의 발전이 가속화하고 있다는 것도 눈여겨봐야 한다. 사용환경의 질적 전환으로 에너지산업간 경계를 아우르는 새로운 비즈니스 모델이 출현하고 신시장 영역이 급부상할 것으로 전문가들은 전망하고 있다.
청정에너지산업은 단기침체와 구조조정을 겪고 있으나 중장기적으로 기후변화대응 등 글로벌 수요증가에 따라 큰 폭의 성장이 예상되고 있다는 점이 이를 반증하고 있다.
이같은 에너지기술 트렌드의 변화에 따른 세계 각국도 발빠르게 움직이고 있다. 주요국들은 기후변화대응 등 에너지산업의 미래 이니셔티브를 발표하고 관련 세부 정책을 적극적으로 추진하고 있다.
OECD국가들의 에너지 R&D 투자는 신재생에너지를 중심으로 증가하고 있고 신산업에 대한 R&D 투자비율 역시 크게 확대됐다.
에너지 R&D 투자 규모는 국방, 헬스 등의 분야에 비해 작지만 2001년 이후 꾸준히 증가하는 추세다. 미국, 일본 등 OECD 주요 6개국의 최근 10년간 에너지 R&D 투자 연평균 증가율은 5.1%에 달하고 있다.
에너지원 중심의 R&D 투자에서 점차 신재생과 청정화력, 스마트그리드, 전기차 등 에너지신산업을 포괄하는 균형적 투자로 전환되고 있다는 점도 눈길을 끌고 있다.
주요 선진국의 산업경쟁력 상승에 따라 산업기술 분야의 민간 R&D 역할이 커지면서 정부 R&D 예산은 에너지 분야로 집중되고 있다.
미국은 오바마 대통령이 지난해 6월 기후변화 액션 플랜을 발표하고 2020년 미국 온실가스 감축 목표 달성에 대한 강한 의지를 표명했다.
미국은 2020년까지 2005년도 온실가스 배출량 수준 대비 17% 감축을 목표로 하고 있다.
소형모듈원전과 HVDC(동부 풍력-버지니아 석탄발전소를 연결시키는 총 560km의 송전망 건설) 등 혁신기술을 추진하는 한편 민간에서도 에너지·기후변화 스타기업이 탄생하고 투자가 늘어나고 있다.
EU는 지난 2011년 10월 에너지의 경쟁력과 지속가능성 및 안보목표를 달성하기 위한 정책방향과 핵심사업계획을 포함한 ‘에너지 2020 전략’을 발표한 바 있다.
이 전략은 지난해 1월 온실가스 40% 감축목표와 실행계획을 담은 ‘2030 기후·에너지 정책 프레임워크’로 개정됐는데 저탄소 에너지 기술투자를 매년 30～50억 유로씩 확대하는 내용을 골자로 하고 있다.
신재생에너지 등 친환경분야의 우수한 인프라와 시장을 한 단계 업그레이드하고 스페인 등에 8개의 마이크로그리드 실증사업을 추진하고 있다. 유럽의 100여개 전력회사와 연구소 등이 실증사업에 참여해 마이크로그리드 시장 선점 경쟁을 치열하게 전개하고 있다.
일본은 지난해 4월 제4차 에너지기본계획을 통해 후쿠시마 원전 사고 이후 원전 의존형 에너지정책에서 탈피, 그린에너지 혁명을 실현하겠다는 천명했다. 2030년 신재생에너지 보급을 3배 늘리고 전력산업구조개편을 추진하겠다는 것이다.
일본은 에너지저장시스템의 상용화가 활발히 이뤄지고 있고 주택·건물용 연료전지 세계시장의 80%를 차지하는 등 신기술 보급시장을 선도하고 있다.
▲(우리는 어떻게 하고 있나)
새로운 비즈니스 창출 모색 ..기술경쟁력, 선진국과 아직은 차이 커
국내 에너지기술 개발 역시 세계적 흐름에 발맞춰 가고 있다.
신재생에너지 분야에서는 새로운 비즈니스 창출이 모색되고 있다. 태양광은 기존의 대규모 발전용 중심 기술개발에서 벗어나 가정용 시장과 DIPV(Device Integrated PV), ESS 및 EMS와 결합한 솔루션 기술개발로 확대되고 있다.
해상풍력은 개발비용을 절감을 통해 시장진입에 노력하고 있다. 풍력터빈 및 단지 대형화, ICT를 활용한 운전유지보수 및 공정 효율화에 주력하고 있다.
전력과 원자력 분야에서는 고효율과 친환경, 안전성을 추구하는 경향이 뚜렷해지고 있다. 스마트그리드는 HVDC 등의 전력망을 중심으로 AMI, xEMS 등의 소비자 부문과 함께 신재생, 운송, 서비스 분야 의 기술을 혁신하고 있다. 청정화력발전은 다양한 개발로 경제성 있는 분야를 모색하고 있다.
원자력은 후쿠시마 원전사고 이후 효율성보다는 안전 강화를 위한 기술수요가 급증했으며 수출을 위한 핵심기술 고도화를 동시에 추진하고 있다.
지난 2009년 연구용원자로 요르단 수출 및 상용원전(APR 1400)의 UAE 수출을 달성했으며 세계 최고 수준의 기술을 확보하기 위한 R&D가 추진되고 있다.
에너지효율 분야서는 ICT를 융합한 수요관리기술이 태동하고 있다. 중장기적인 분산형 발전시스템 증대에 따른 전력품질 문제 해결을 위한 경제성 있는 에너지저장시스템에 대한 수요가 늘고 있다.
이와 관련 리튬이온전지와 레독스흐름전지, NaS전지, 슈퍼커패시터, 압축공기저장, 플라이휠 등 단기간 내에 산업화가 가능한 기술 및 메탈에어와 같은 혁신적 기술이 개발 중에 있다.
세계적인 도시화 및 친환경 건물 효율에 대한 수요 증가와 함께 HVAC, EMS 등 건물효율 기술개발에 대한 중요성이 커지고 있다. 전세계적으로 건물효율 분야에 2035년까지 4.6 달러의 투자를 통해 7조6000억 달러 규모의 에너지절감 효과가 예상되고 있는데 국내시장의 경우 2020년 약 5조원에 이를 전망이다.
이런 노력으로 우리는 소기의 성과도 거뒀으나 아직 가야할 길이 멀다. 주요 분야의 기술경쟁력은 최고기술보유국 대비 76.4% 수준으로 격차는 줄어들었으나 여전히 차이가 큰 상황이다.
태양광, 풍력, 원자력 등 일부 분야의 상용화 기술은 세계수준에 근접했으나 원천기술은 미흡한 것이 사실이다. 전반적 R&D 성과가 사업화율 지표의 개선으로 나타나고 있으나 여전히 낮고 대형 시장창출 등 대표적 성과는 내세울 것이 없는 형편이다.
글로벌 시장의 급성장이라는 기회를 적극 활용해 신재생 등 일부 분야는 에너지기술 자립화 및 수출산업으로 부상하는 성과를 거두기도 했지만 신기술 분야에서 세계시장의 성장세에 비해 국내기업의 글로벌 시장 진입은 미약하다.
이런 결과는 국내 제도와 환경 변화의 반영이나 해외시장을 타깃으로 한 R&D 결과의 후속지원책 등이 부족한데서 기인하고 있는 것으로 분석되고 있다.
