신재생에너지연구 20년, 증가하는 미래 에너지소비에 대한 대비로 시작

한종희 국가기반기술연구본부장 “韓 에너지 대량 수입국...‘신재생에너지 답”

"자원 없이 기술로 에너지 확보 가능, 꾸준한 원천기술개발 必"

최근 美 도널드 트럼프 정부의 친 화석연료 정책 발표에도 국제적으로 신재생에너지 시장의 성장세는 이어질 것이라는 전망이 우세하다. 신재생에너지에 대한 연구가 주목 받는 것은 단순히 화석연료의 고갈이나 기후변화와 같은 국제적 이슈 때문만은 아니다. 이는 신재생에너지가 편리하고 친환경적이며 장기적으로는 경제성까지 갖출 것이라는 믿음 때문이다.

 

신재생에너지는 ▲태양 에너지 ▲지열 에너지 ▲해양 에너지 ▲바이오 에너지 ▲연료전지 ▲수소 에너지 등으로 기존의 화석 연료를 재활용하거나 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 것을 말한다. 우리나라는 선진국에 비하면 신재생에너지 생산과 소비비율이 높지 않은 상황이다. 하지만 4차 산업혁명과 기존의 화석연료사용에 따른 기후변화 등의 문제가 에너지정책과 맞물려 있는 만큼 궁극적으로 신재생에너지 비율이 확대될 것으로 예상된다.

 

KIST에서 신재생에너지 연구를 이끌고 있는 국가기반기술연구본부 한종희 본부장은 "자원이 부족한 우리나라에서 궁극적인 에너지정책방향은 신재생에너지로 갈 수 밖에 없을 것"이면서 "신재생에너지는 자원이 아닌 기술이 있으면 충분히 얻을 수 있는 분야다. 원천기술과 미래기술 개발을 위한 지원 및 산업체들과 연구자간 밀접한 교류를 통해 에너지문제를 풀 수 있을 것"이라고 말했다.

우리나라의 신재생에너지 원천연구는 20년 전으로 거슬러 올라간다. 기존 석탄에너지 등에 비해 효율성은 낮지만 자원이 부족한 우리나라에서 꼭 필요하다는 합의하에 연구개발이 진행된 것. 그 중심에 KIST가 있다.

 

KIST 국가기반기술연구본부에 소속되어있는 연료전지연구센터는 1987년 5월 설립. 연료전지 상용화에 연구역량을 집중하고 있다. 이후 KIST는 ▲청정에너지연구센터 ▲센서시스템연구센터 ▲광전하이브리드연구센터를 설치해 신재생에너지, 탄소의 순환, 기후변화 대응 원천기술을 개발하고 있다. 현재 4개 센터는 국가기반기술연구본부 산하에 소속돼 에너지와 센서 관련 연구자들이 각 분야에 포진되어 원천기술을 개발하고 있다.

 

특히 신재생에너지는 본부의 핵심연구 분야 중 하나다. 유·무기 태양전지와 발전용·수송용 연료전지, 바이오매스를 이용해 에너지를 만드는 연구가 진행 중이며, 기후변화의 주범으로 꼽히는 이산화탄소를 분리→처리→재순환하는 원천기술연구에도 몰입하고 있다. 더불어 대기 중 오염물질을 감지하거나 조류독감, 암 진단 등 건강·안전·재난 관련 센서연구가 한창이다.

 

"오랫동안 매진해온 분야"...정부 관계없이 해왔던 연구 묵묵히 도전

 

"IoT, 드론 등 전자기기 발달에 따라 작지만 강한 '작은 전원'이 주목받고 있다. 작은 전원 개발과 함께 에너지들을 스마트하게 활용할 수 있는 센서기술을 융합하는 방향으로 연구를 추진하겠다."

 

한종희 본부장은 연료전지센터의 책임연구원과 센터장을 역임하고 지난 3월 국가기반기술연구본부장 보직을 맡게 됐다. 연료전지분야를 오랫동안 연구한 그는 용융탄산염연료전지(MCFC) 시스템 개발과 복숭아 등에 함유된 개미산의 에너지를 전기 에너지로 바꾸는 방식으로 노트북 컴퓨터용 연료전지를 개발하는 등 다양한 성과도 냈다. 보직을 하면서도 용융탄산염연료전지(MCFC)의 구성요소 국산화 연구와 연료전지의 연료로 들어가는 수소를 경제성 있게 생산하고 정제하는 방법을 연구개발 중이다.

본부장을 지낸지 5개월. 그는 연구자들과 함께 본부의 향후 연구방향으로 ▲작은 전원 ▲e-케미컬 ▲에너지 융합 IoT 기반 센서 기술 등 미션을 기획했다.

 

작은 전원은 소형전자기기 발전 및 보급에 따른 최근 에너지계 연구추세이기도 하다. 그는 "전자기기의 발달과 기능이 높아짐에 따라 작으면서도 오래 사용할 수 있는 작은 전원이 유리해졌다"면서 "해당 분야에 연료전지가 유리한 측면이 있다고 판단했다. 더 작으면서 가볍고 오래 쓸 수 있는 연료전지 개발에 역량을 집중할 계획"이라고 밝혔다.

기존의 에너지 다소비 화학공정에서 전기화학공정으로 전환해 페트병, 기저귀, 전자제품, 비료 등을 얻어내는 'e-케미컬'기술도 추진할 계획이다. 화석연료로 얻었던 제품생산을 태양에너지와 공기, 물을 통한 전기화학적 방법으로 확보하는 것이 이 기술의 핵심이다. 한 본부장은 "미래 에너지가 ‘화석연료에서 신재생에너지’로 전환 될 것을 대비한 전기화학공정 연구"라고 설명했다.

 

이 외에도 그는 "IoT기술의 발달 등으로 연결사회가 도래하고 있다. 에너지를 융합할 수 있는 IoT기반 센싱기술과 스마트 에너지를 위한 센서 등을 위한 연구개발에 대한 아이디어를 모아 연구개발에 매진할 것"이라고 덧붙였다.

 

마지막으로 그는 "에너지를 기반으로 움직이는 사회에 살고 있지만 우리는 자원이 부족해 98%의 에너지를 대량으로 수입해 쓰고 있다. 우리나라가 점진적으로 가야할 길은 신재생에너지"라면서 "정부가 강조하고 있지만 우리가 오랫동안 꾸준히 추진해온 연구분야가 아닌가. 우리가 해온 영역의 원천기술개발을 통해 에너지문제, 기후변화해결, 새로운 먹을거리 창출 등 세계일류 연구그룹이 되도록 노력할 것"이라고 역설했다.