미래를 선도할 10대 청정에너지 유망기술

 

 

'고정관념을 무너뜨려라!' 앞으로 전 세계 청정에너지 기술은 어떤 방향으로 나아가게 될까요? 이는 글로벌 에너지 시장을 놓고 치열한 기술 개발 경쟁을 벌이는 업계는 물론이고, 에너지 소비자에게도 아주 중요한 사항입니다. 최근 미국, 영국 등 24개국이 참석한 제5차 클린에너지 장관회의 (Clean Energy Ministerial, 이하 CEM)가 서울에서 개최되었는데요. 초고압 직류송전 등 미래를 선도할 10대 청정에너지 혁신기술을 발표해 세간의 관심을 받기도 했습니다.

 

 

특히 이번에 선정된 혁신 기술은 앞으로 10년간 세계 에너지 시장을 선도할 분야로 보고 있는데요. 국제에너지기구(IEA) 등 주요 세계 기구와 23개 회원국이 합의해 발표한 것이라고 합니다. 그럼 '미래를 선도할 10대 청정에너지 유망기술'에 대해 유스로거와 함께 알아볼까요? ^^

 

 

10대 청정에너지 유망기술

 

1. 초고압 직류송전(High Voltage Direct Current)

 

 

세계적으로 HVDC 시스템의 사용이 증가함에 따라 그에 대한 관심 역시 급증하고 있는데요. 현재 동북아 전력 계통을 연결해 우리나라, 중국, 러시아, 일본을 단일 전력 시장으로 만들기 위한 프로젝트가 진행 중이라고 합니다. 이 프로젝트에서 핵심적인 기술이 바로 HVDC인데요.

 

HVDC(직류송전․ High Voltage Direct Current)는 현재 일반적으로 사용하는 교류(Alternative Current)가 아닌 고압의 직류(Direct Current)를 이용해 전기에너지를 전송하는 기술입니다. 대용량의 전력을 최소한의 손실로 장거리에 보낼 수 있고, 직류로 전송하기 때문에 주파수 및 전압이 서로 다른 송•수선계통에 연계가 가능하여 국가 간 송전에 있어 최적 대안으로 떠오르고 있으며, 반대로 전력망을 나눠 고장이 파급되는 것을 막을 수 있는 차세대 전력전송개념으로 각광받고 있습니다.

 

HVDC(직류송전․ High Voltage Direct Current)로는 변환 기술, 송전기술 계통해석 및 운영 등이 있는데요. 이러한 기술 개발을 통해 미래 전력수요 급증 및 발전단가 상승에 대응하여 동북아 국가 간 계통연계 및 대용량 신재생 발전 단지 연계 효과 등을 기대해 볼 수 있습니다. 현재 국내에서는 제주-진도간 ±250kV 400MW급 HVDC 시스템 건설도 마무리 단계에 와있는데요. HVDC 기술을 활용하면 우리나라의 전력계통을 더욱 안정적으로 운영할 수 있다고 하니 정말 좋은 기술이죠?

 

2. 에너지 저장장치 (ESS : Energy Storage System)

 

 

에너지 저장 장치에 대해서 알고 계시죠? 이미 우리 블로그를 통해 소개되었었는데요. 생산된 전력을 저장한 후에 전력이 필요한 시기에 공급하는 에너지 고효율 시스템을 말합니다. 즉, 대용량 전략 저장 배터리인 것이죠. ESS 배터리를 사용하면, 전력회사가 사용량이 줄어드는 새벽에 남은 전기를 대용량 배터리에 모아 놓고, 전력 소비가 절정인 시간에 소비자들에게 전기를 원활하게 공급해줄 수 있는데요. 해마다 전력난을 겪는 여름철에 정말 유용하겠죠?

 

정전 없는 편리한 생활과 전기 요금 절약, 전기 품질 안정화, 화석 에너지 사용의 최소화 등의 많은 이점이 있는 에너지 저장 장치 ESS를 통해 안정된 전력 수급, 피크 대응 및 타 에너지원의 출력 안정화뿐만 아니라 차세대 에너지 저장 기술을 선도할 기술이라는 것 꼭 기억하세요. ^^

 

3. 바이오 연료(Advanced Biofuels technology for Transport)

 

 

식물에서 추출하는 바이오 연료는 바이오 매스, 폐기물 등 자원에 생물학적, 화학적 전환 기술을 적용하거나 낮은 등급의 화석연료를 생산하는 기술을 말하는데요. 성장이 빠르고 대량 생산이 가능하다는 장점이 있답니다.  바이오 연료는 이산화탄소 배출이 적다는 또 다른 장점이 있어 친환경, 신재생 에너지로 각광받고 있습니다.

 

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4. 마이크로그리드 (Microgrid)

 

 

 

마이크로그리드는 소규모, 모듈화된 분산전원(DER)을 배전망의 일부 지역에 집중적으로 배치하여 분산전원들을 계획적, 통합적 제어로 통합하여 주 전력망과 연계하거나 독립 운전이 가능한 전력 네트워크 구축을 말합니다. 다시 말해, 에너지의 전기 생산과 저장을 포괄하는 자급자족 네트워크라는 것이죠. 또한 보다 저렴하게, 보다 자연 친화적으로 에너지원을 최적화하는 기술이라고 할 수 있는데요. 이를 통해 에너지를 절감할 수 있어 에너지 절약은 물론 앞으로 변화될 에너지 중 핵심적인 에너지 기술이라고 할 수 있습니다.

 

5. 탄소포집 및 저장 (Utilization of CO2)

 

 

 

화석연료 사용으로 발전소, 철강, 시메느 공장 등 이산화탄소가 대량 발생되고 있는데요. 이러한 이산화탄소를 포집하는 기술이 바로 CCS라고 합니다. CCS기술 역시 우리 블로그에서 윤신명 유스로거가 소개해준 적이 있죠? CCS기술은 주로 화력발전소 등에서 배출된 대량의 CO₂를 유용물질로 전환하여 재이용함으로써 대규모 저장소 건설하고 운영하는 한계를 보완해주는데요. 이러한 이점으로 미래 신시장을 창출할 수 있고, 지구온난화를 줄일 수 있기에 앞으로의 발전이 더욱 기대되는 기술입니다. 자세한 내용은 아래 링크를 통해 확인해주세요.

 

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6. 초고효율 태양광 발전(Ultra-efficient Solar Power)

 

 

초고효율 태양광 발전이란 염료감응, 집광형, 유기 태양전지 등 기조 기술 대비 혁신적으로 효율을 높이면서도 제작 단가를 낮춘 태양전지를 말합니다. 관련 기술로는 염료감응 태양전지, 집광형 태양전기, 유기 태양전지 등이 있는데요. 이러한 기술을 통해 향후 태양광 응용분야가 확대되는 것은 물론 유지비용까지 절감되어 향후 발전 가능성이 높은 기술이라고 할 수 있습니다.

 

7. 해상풍력(Advanced offshore Wind turbine technology)

 

 

해상풍력기술 역시 블로그에 소개가 되었는데요. 해상풍력은 자원이 고갈되지 않는 무공해 에너지원으로 발전단가를 최소화하는 기술입니다. 관련 기술로는 로터 개선, 블레이드 소재를 개발하는 로터 블레이드 분야와 기어 박스 설계 기술 및 신뢰성 향상, 드라이브 트레인 구동방식을 개선하는 기업박스 및 동력 장치 분야가 있는데요. 이러한 기술을 기반으로 신뢰도를 갖는 대형 풍력터빈을 도입하여 발전량 증대 및 유지비용 절감으로 발전단가 최소화를 기대하고 있습니다.

 

현재 우리나라에서는 제주도에 '복합형 해상풍력 발전 단지' 계획 수립을 시작으로 점차 설치를 확대하고 있는데요. 하지만 산림훼손 문제, 주민 반대 등으로 인한 문제점이 있어 해결책이 필요한 상황입니다.

 

8. 신재생에너지 하이브리드시스템(Hybrid Renewable Energy System)

 

 

다양한 신재생에너지가 결합되어 발전한 것을 신재생에너지 하이브리드 시스템이라고 합니다. 예를 들어 태양광 + 지열 융복합  발전, 풍력 + 태양광과 융복합발전을 말할 수 있는데요. 두 개의 시스템을 하나의 시스템으로 만들어서 효과를 극대화시키는 것이 특징이라고 할 수 있습니다. 이러한 기술을 통해 신재생에너지 시장규모가 확대되는 것은 물론 높은 경제성까지 추구할 수 있는데요. 앞으로 더욱 변화된 신재생에너지 하이브리드 시스템을 기대해봅니다.

 

9. 빅데이터 에너지 관리 시스템(Internet of Things Energy Management System)

 

 

에너지 관리 시스템은 에너지를 사용하는 모든 환경을 예측하고 분석하여 주변 설비 및 기기를 제어합니다. 이는 최소한의 에너지로 최적의 환경을 구현하는 기술을 말하는데요. 주로 스마트 홈빌딩, 스마트 팩토리 등이 있습니다. 이러한 기술은 건물, 산업 등 에너지 다소비 분야의 효율화를 통해 국가 에너지 사용량을 줄여 에너지 절감 비즈니스 모델을 발굴할 수 있습니다.

 

10. 지열시스템 (Advanced Thermal Storage)

 

마지막으로 지열발전 시스템이 있습니다. 태양열과 같은 열원을 기반으로 하는 지열시스템은 온실가스를 절감하여 환경오염을 방지하는 친환경 에너지인데요. 지열을 이용하는 에너지인 만큼 앞으로 더욱 발전 가능성이 크다고 할 수 있습니다.

 

 

지금까지 미래를 선도할 10대 청정에너지 유망기술에 대해 살펴보았는데요. 어떠셨나요? 우리가 미쳐 알지 못 했던 정말 다양한 에너지들이 있죠? ^^ 청정에너지 기술로 깨끗한 미래, 아름다운 강산, 변화될 우리를 만들어 가보는 것은 어떨까요?