[69호] 2021 탄소중립 EXPO – 제 40회 대한민국 에너지대전 –

2021 탄소중립 EXPO

- 제 40회 대한민국 에너지대전 -

 글 | 탁윤영 기자 yooy2@ntrex.co.kr

신에너지와 에너지 기술 개발을 위해 개최되고 있는 대한민국 에너지 대전이 올해에는 친환경 에너지에 빠질 수 없는 ‘탄소중립’을 주제로 지난 10월 킨텍스에서 열렸다. 에너지 산업 육성의 발전토대 마련을 위해 시작된 에너지대전은 1975년 제 1회 전국 연료 사용 기기 전시회를 시작으로 올해 제 40회를 맞게되어 더욱 뜻깊다.
먼저 ‘탄소중립’이란 온실가스 배출을 최대한 줄이고 남은 온실가스는 흡수 제거해서 실질적인 배출량이 0(ZERO)이 되도록하는 행위를 말한다.
지구 온난화가 급격히 빨라지고 있는 추세에 전 세계적으로 필수적인 정책이 아닐 수 없다. 주제에 걸맞게 탄소중립 관련한 대, 중견, 소기업 이외에도 공기업, 공공연, 기술 거래기관, 사업화 전문회사 등이 참여했으며 다수의 온실가스 다배출 업종, 탄소중립 혁신기술 보유기업, 미래차 등 신산업 기업들이 참가했다.
또한, 관계자 및 일반 참관객 100명을 대상으로 전시회 기간 동안 하루에 2번씩 40분간 미니 세미나를 개최하여 주제별로 국내외 탄소중립에 관한 정책 등을 공유하고, 운용 중인 지원 프로그램을 소개했다.

들어가서 제일 먼저 눈에 띈건 KATECH 한국자동차연구원이었다.
부스에 큰 버스를 배치해 멀리서도 한 눈에 띄었다. 해당 버스는 자율주행 수소 전기버스로 스마트카 소프트웨어 플랫폼 개발 기업인 오비고(352910)와 협업하여 출품할 예정이라고 한다.
오비고가 자체 개발한 자율주행 통합 관제시스템이 적용되어 스마트 플랫폼을 통해 클라우드와 연동하는 BIS(Bus Information System)가 탑재되었다.
이를 통해 자율주행 차량 데이터와 노선 정보를 실시간 V2X 통신으로 관제센터와 통신하게 하여 자율주행의 수준을 높였다.
이 기술은 세종시 교통 정보 시스템과 연동되어 내년부터 자율주행 3레벨 수준으로 세종시에서 수소자율주행버스가 운행된다고 한다.
또한 한국자동차연구원에서는 대형차량용 4채널 카메라, 측정거리 연장형 레이다, 검지각 확장형 라이다 등 대형버스 자율주행 부품 9종을 선보였으며 전기차 관련 50KW 하이브리드 급속충전기, 전기차용 배터리 모듈, 전기이륜차용 배터리 팩 및 BMS, 수소연료전지 스택 및 분해품, 국산화된 기체확산층, 수소차용 열제어시스템 모듈, 수소전기차용 Dual-cell stack, 수소저장장치용 고압 수소 레귤레이터를 출품해 전문가들의 많은 관심을 얻었다.

KOGAS 한국가스공사는 천연가스 도입, 생산, 공급, 판매 등 전 과정의 사업을 운영하는 공공기관으로 38년간 천연가스를 안전하고 안정적으로 공급해 국민이 에너지 복지를 누릴 수 있도록 노력하고 생활 편익을 증진시켰다.
이러한 KOGAS는 수소에너지의 생산 및 공급에서 유통까지 대한민국 수소 경제를 견인하겠다고 포부를 밝혔다.
현재 KOGAS는 심각한 사회 문제로 대두되고 있는 기후변화와 미세먼지 해결에 기여하면서 동시에 LNG 신수요 창출이 가능한 LNG 벙커링, 대형차 사업과 여름철 국가적 전력수급 문제의 대안이 될 가스냉방사업 등 다양한 친환경 연료전환 사업을 적극적으로 진행하고 있다.
이 중에서도 LNG 벙커링 사업은 임차 또는 건설, 운영을 통해 확보한 가스제조시설, 공급시설을 이용하여 LNG를 선박용 연료의 고객에게 안정적으로 공급하는 사업이다. 사업 경쟁력이 있는 LNG를 선박연료로 공급하는 것은 세계 속 대한민국의 항만 경쟁력과 깊이 연관되어 있기 때문에 국가 경제에 매우 중요한 차지를 하고 있다.
현재 KOGAS는 연간 약 3,200만 톤의 LNG를 구매하여 국내에 도입하고 있으며 평택, 통영, 삼척 그리고 인천의 LNG 생산기지에 저장 및 하역하여 소비자에게 공급하고 있다. 이 외에도 당진과 부산의 생산기지에도 저장 및 하역할 수 있도록 계획을 늘려나갈 방침이라 전했다.

태양광 기업으로 친환경 신재생에너지를 선도하고 있는 현대에너지솔루션 연구소는 세계적인 인증 기관인 UL과 VDE에서 지정한 태양광 공인시험소로 엄격한 제품 테스트를 통해 세계 최고 수준의 품질을 보장하고 있다. 그 중에서도 이번 전시회에서는 양면발전형 태양광 모듈인 DualMax Pro 모델을 살펴볼 수 있었다.
DualMax Pro는 모듈 후면에서도 빛을 흡수할 수 있는 양면형 구조로 설계되어 발전 효율을 극대화한 모델이며 설치 환경에 따라서 추가 발전도 가능하다. 하프컷 기술과 10개의 얇은 와이어링 기술로 전류 흐름을 개선하여 최대 21.4%의 높은 모듈 효율을 자랑하며 미세크랙 발생시에도 안정적인 발전 성능을 발휘할 수 있다. LID(초기 성능 저하) 및 PID(전계 유도 성능 저하) 방지 기술로 모듈 설치 이후 발생할 수 있는 출력 저하 현상을 최소화하여 더 높은 발전 수익을 제공한다.
또한 현대에너지솔루션의 특화된 모듈 설계는 폭설이나 강한 바람 등의 험한 날씨를 비롯하여 암모니아나 염분이 많은 척박한 환경에서도 변함없는 내구성을 갖춘다. 따라서 양면 발전으로 저일사 환경에서도 발전량을 증가할 수 있고 탄소 배출량이 검증된 제품이라서 안심하고 사용가능하다. 무엇보다 100% 국내 자체 제작이라는 점과 현대에너지솔루션에서 25년 품질 보증 및 고객 사후 서비스를 진행하고 있어 소비자 입장에서 든든할 수 밖에 없다.

UNISON(이하 유니슨)은 풍력발전이 생소했던 시절부터 국내 최초로 세계 시장에 풍력 터빈을 수출한 풍력기업이다. 유니슨은 공해가 없는 청정에너지원인 바람으로 녹색사업을 펼쳐왔으며 대형 풍력발전단지인 영덕풍력발전단지(39.6MW)와 강원풍력발전단지(98MW)의 사업개발 및 EPC프로젝트를 수행했다. 이외에도 2018년부터는 해상풍력 시장에 도전하고 있는데 이번 탄소중립 EXPO에서 국내 최대 해상풍력용 10MW급 U210모델을 선보였다.
U210은 아직 개발단계인 제품으로 2022년 하반기에 시제품을 출시할 예정이며 2023년에는 시험인증 획득 및 상용화 예정이라고 밝혔다.
이 외에도 유니슨은 2개의 플랫폼, 정격 출력 2MW에서 4.3MW까지 다양한 제품 라인업을 구축하고 있다. 그 중에서도 U210은 국내 최대 용량의 해상 플랫폼으로 차후 해상 풍력을 통해 탄소 중립에 큰 영향을 줄 것으로 기대된다.
유니슨의 핵심기술은 크게 5가지로 시스템 설계 및 개발, 제어 알고리즘 및 모니터링 장치 개발, 영구자석형 발전기 개발, 시험 측정 및 인증, 풍력발전단지 적합성 평가가 있다. 이렇게 풍부한 프로젝트 경험을 바탕으로 고객맞춤 풍력발전단지 솔루션을 제공하고 있으며 현재까지 국내에는 26곳, 해외에는 10곳에서 고객과 함께하는 녹색 사업을 펼치고 있다.

포스코는 앞서 ‘2050 탄소중립’ 계획을 발표하여 사업장에서의 탄소 감축, 친환경 소재 개발 및 공급을 통한 탄소 감축을 선언한 바 있다.
이번 탄소중립 EXPO에서는 이오토포스, 그린어블, 이노빌트 등 포스코가 내세우고 있는 친환경 브랜드들을 살펴볼 수 있었는데 그 중에서도 친환경차 제품 솔루션 통합 브랜드인 포스코 이오토포스(e Autopos)가 눈에 띄었다.
그린 모빌리티 실현을 위해서는 친환경차에 적합한 소재 개발이 필수다. 이오토포스는 차체, 섀시용 고장력 강판, 배터리팩 전용 강재, 구동모터용 에너지 고효율 강판, 수소전기차용 금속분리판, 이차전지소재 등의 제품을 연구 개발한다. 이러한 개발은 자동차 차체를 안전하면서도 가볍게 만들어 적은 에너지로 더 멀리 주행할 수 있게 하고, 전기차의 핵심 부품인 구동모터의 효율을 높여 에너지를 획기적으로 낮출 수 있게 한다.
이 외에도 전기차의 핵심 성능은 긴 주행거리와 수명, 고속충전, 안전성이며, 성능구현의 중요한 소재는 양극재와 음극재이다. 때문에 포스코는 철강 분야에서의 자원 개발, 해외사업 경험과 네트워크를 활용해 이차전지 소재의 안정적인 원료 조달을 위해 힘쓰고 있다.
독보적인 기술력과 글로벌 자동차 고객사와의 관계를 기반으로 원료인 리튬, 니켈부터 양극재, 음극재, 폐배터리 재활용까지 이자전지소재(Life-Cycle)에 이르는 Value Chain을 완성해가고 있다.

건물 및 주택용 연료전지 시장은 제로에너지건축물 인증, 공공기관 신재생에너지 의무화 정책, 지방자치 단체의 민간 건축물 신재생에너지 의무화 정책 등의 영향으로 점차 확대되고 있다.
이에 발맞춰 풍력발전부터 수소사업까지 광범위한 신재생에너지 사업을 벌이고 있는 두산에서도 건물주택용 고체산화물연료전지(Solid Oxide Fuel Cell 이하 SOFC)를 개발했다. SOFC란 연료 기체가 가진 화학 에너지를 직접 전기 에너지로 바꾸는 에너지 변환 전지를 뜻한다. 이번 탄소중립 EXPO에서 소개된 건물주택용 10kW SOFC는 세계 최고 수준의 전력 발전효율을 지녔으며 2022년부터 출시에 나선다고 한다. 본 제품은 기존 PEMFC(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell) 제품 대비 전력 발전효율이 40% 높고 시중의 5kW 이하급 SOFC 제품들과 크기가 비슷해서 약 50% 정도의 공간을 절약할 수 있다. 특히 이번 제품은 기술 개발 단계에서 국내 서플라이체인을 확보해 국내 부품업체들과 함께 성장할 수 있는 기반을 마련했다는 점에서 의미가 있다.
이 외에도 3MW급 풍력 발전기와 수소, 전기, 열을 동시에 생산할 수 있는 트라이젠 등도 함께 선보였는데 두산퓨얼셀이 만든 수소연료전지는 이미 잠실 롯데월드타워, 부산 해운대 부산그린에너지 등에 활용중이라고 한다.
SK에코플랜트는 청정 에너지원인 수소를 연료로 에너지를 생산하고 탄소중립 달성과 온실가스 감축 등에 힘쓰고 있다. 국내외 태양광 및 해상풍력 자산을 빠르게 확보해 나가며 국내 탄소배출권 의무할당기업과 RE100 참여 기업 대상으로 탄소중립 솔루션을 제공하고 있다. SK에코플랜트가 실행하고 있는 친환경 신재생 에너지는 크게 풍력과 태양광, 수소에너지가 있는데 이를 통해 전기를 생산하고 유통과 활용을 통해 공급하는 형태이다.

해상풍력 사업은 3면이 바다인 한반도의 지리적 특성과 중공업, 조선, 건설, 항만 등 우수한 산업 인프라를 내세워 빠르게 성장하고 있다.
또한 태양광 사업은 선진국이 개발도상국의 온실가스 감축사업에 자본과 기술을 투자하여 발생한 감축실적을 확보하는 UN 메커니즘인 CDM 사업을 베트남에 태양광 CDM으로 투자중이다.
마지막으로 수소연료전지 사업은 세계 최고 효율의 고체산화물연료전지를 활용하고 있다. 수소연료전지는 물을 분해하면 전극에서 수소와 산소가 발생하는 원리를 역으로 이용하여 수소와 산소의 전기화학반응을 통해 전기를 생산하는 친환경 발전설비이다. 이처럼 SK에코플랜트는 수소의 생산부터 연료전지를 활용한 청정 발전까지 친환경 수소에너지 솔루션을 만들고 있으며 수소 생산 기술 기반 신재생에너지와 수소에너지를 중심으로 전기-수소 에너지 커플링을 완성하고 궁극적으로 탄소 제로 목표를 달성할 것이라고 밝혔다.

비에이에너지는 2014년에 설립되어 국내 ESS 시장이 활성화되기 전부터 ESS 안전성에 집중하며 안전관리 솔루션 기술 개발에 힘을 쏟고 있다. 현재는 자체 ESS 안전관리 솔루션인 ‘ESS4.0’과 ‘SMS’ 공급에 주력하고 있으며 ‘ESS4.0’은 기존 하드웨어 시스템 기술에 안전 관련 소프트웨어 서비스가 융합된 솔루션으로 안전을 최우선시한 4세대 업그레이드 버전이다.
또한 배터리 안전관리 소프트웨어 ‘SMS’는 지능형 데이터 분석 기술을 적용해 배터리 안전상태를 실시간 파악하고 위험 요소 예측 및 이상 감지 등 배터리 사고 리스트 감소를 돕는다.
배터리는 전기차 및 ESS 등 탄소중립의 중식으로 부상했지만 화재 및 폭발사고 발생 가능성이 있어 불안함이 잔존한다. 하여 비에이에너지는 특허와 기술력을 토대로 개발한 ‘배터리 세이프티 박스’를 공개했다. 배터리 세이프티 박스는 사용 후 배터리를 안전하게 적재 및 운반할 수 있는 탈착용 용기로, ESS4.0을 적용한 소재 및 소방기술과 SATY 버전1.0까지 모두 적용되었다.
동시에 전기차로 인해 급증할 것으로 전망되는 폐배터리에 대한 기술 개발도 진행되고 있다.
비에이에너지는 국내 뿐만 아니라 인도에 법인을 설립하고 코이카 등과 협력해 동티모르 마이크로그리드 구축에 힘쓰는 등 해외에서의 활약도 예고 했다. 더불어 2022년부터는 본격적인 전기차충전소 연계 ESS 사업이 시작될 예정이며 한국환경공단과 배터리 리유즈 및 리사이클링 시장을 선점하고 글로벌 에너지 안전에 기여하기 위해 노력하겠다고 밝혔다.

넓은 전시회장에서 (주)태평양의 친환경부력체가 눈길을 사로잡았다.
태평양이 선보인 부력체는 EVA첨단 친환경 수상 태양광 자체부력제로 찢어지고 부서지고 깨지지 않아 환경에 이롭다고 한다.
EVA란 인체에 무해해서 어린이용 폼스티커, 포장재 등으로 사용되고 있는 친환경 소재이다. 저가형 플라스틱 부력체는 해양오염의 주범인 미세플라스틱이 함유되어 있다고 한다. 실제로 태평양에서도 이런 해양 생태계에 위협이 되는 점을 방지하기 위해 연구를 시작하였다고 한다.
EVA 부력체는 원통형 타입으로 흐름력 및 파력 등 환경하중을 저감하고 하부 패널에 의해 동요시 난류를 발생시켜 동요량이 감소하게 한다. 모든 방향의 하중 면적이 같아 계류라인에 균등하게 하중을 전달하며 수평수 역할로 자체부력 및 수평력을 유지한다.
자연재해 시에는 자체 부력으로 구성체 및 태양광패널을 보호할 수 있고 유연함과 소재의 텐션으로 파손 및 변형이 없다. 이는 다각도 조절이 가능한 고강성 EVA 연결지지체 덕분인데 내구력이 강한 인장강도와 압축력으로 충격에너지를 흡수해주기 때문이다.
본 부력체는 친환경에 걸맞게 ROHS 10대 유해물질 중 전 항목이 검출되지 않았으며 환경부에서 고시한 수도용 자재 및 제품의 위생안전기준에 만족하였다.
코로나로 인해 2년만에 다시 개최된 에너지 대전은 그로 인해서인지 더욱 활기찬 모습이었다.
이제는 선택이 아닌 필수가 되어버린 신재생 에너지, 전 세계가 주목하고 있는만큼 활발한 기술 개발과 정부, 기업, 개인할 것 없는 모두의 관심이 필요하다고 생각한다. 개인이 실천할 수 있는 탄소중립도 생각보다 간단하니 생활에서 실천해보길 바라며 이번 관람기를 마친다. DM