태양에너지를 수소로 직접 전환하는 인공광합성 기술의 상용화 가능성을 크게 높인 연구 결과가 나왔다. 고효율·장기 안정성·확장성을 모두 만족하는 인공나뭇잎 모듈이 개발된 것이다. 탄소 중립 실현을 위한 그린수소 생산기술에 큰 진전을 이뤘다는 평가다. 이재성·석상일·장지욱 UNIST 에너지화학공학과 교수팀은 고효율·고내구성·대면적 확장성(scalibility)을 모두 갖춘 ‘모듈형 인공나뭇잎’을 개발했다고 23일 밝혔다. ‘인공나뭇잎’은 자연의 잎처럼 햇빛과 물만으로 수소를 생산하는 기술로 외부 전력을 따로 사용하지 않으며 수소 생산 과정에서도 이산화탄소를 배출하지 않는 그린 수소 생산 방식이다. 기존 태양전지 기반 전기분해 방식(PV-EC)과 달리 전기 생산 단계를 생략하고 광에너지를 직접 화학에너지로 바꾸는 구조라 시스템간 저항에 의한 손실이 적고 설치 면적도 줄일 수 있다.
글로벌 스마트 태양광 및 ESS 솔루션 기업 트리나솔라(Trinasolar)는 2024 지속가능경영 보고서를 공식 발표했다고 23일 밝혔다. 이번 보고서는 ESG 목표 달성 및 기술적 진보 측면을 중심으로 ▲혁신 ▲친환경 제조 ▲공급망 투명성 ▲사회적 책임 ▲거버넌스 부문 주요 성과를 담았다. 트리나솔라는 지난해 다양한 환경 조건에 대응하는 현장 맞춤형 솔루션을 출시했다. 이들 제품은 사막, 고온다습, 강풍, 악천후 등 극한 조건에서도 안정적인 성능을 보장하고 고객 가치를 보호할 수 있도록 설계됐다. 또한 태양광 프로젝트를 사막, 농지, 어장 등 자연 생태와 조화롭게 융합해 생태 보존과 경제적 수익을 동시에 추구했다.
탄소중립 핵심 기술인 이산화탄소 포집 효율을 40% 이상 높이고 안정성과 휘발성도 낮춘 흡수제가 개발됐다. 유지보수 비용 등을 대폭 낮추고 대규모 실증도 마쳐 해외 기술이 장악한 이산화탄소 포집 시장 개척에 도전할 기술로 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST)은 청정에너지연구센터 이현주·이웅 책임연구원 연구팀이 습식 아민 기반 이산화탄소 흡수제와 흡수 공정을 개발해 DL이앤씨[375500]의 탄소 포집·저장·활용(CCUS) 전문 자회사 카본코(Carbon Co)에 총액 14억원에 기술이전했다고 23일 밝혔다. 이번에 기술이전된 흡수제는 회사 수요에 맞춰 흡수제 성능지표를 상업성에 초점을 둬 검증했고, 그 결과 산업현장에 최적화됐다고 연구팀은 설명했다. 우선 연구팀은 습식 흡수법에서 쓰이는 아민 흡수제를 개량해 이산화탄소 포집량을 높이면서도 에너지의 상당량을 소모하는 물을 최대한 적게 쓰는 데 초점을 맞췄다.
수소의 고압 저장과 안전한 운송은 수소경제 실현을 위한 핵심 기술로 꼽힌다. 현재 가장 널리 사용되는 방식은 고압기체 형태의 저장이며, 이 방식의 상용화 수준을 끌어올리기 위해 국내외에서 다양한 기술적 진보가 시도되고 있다. 특히 탄소섬유 복합재료를 활용한 고압 저장용기의 단가 절감과 대형화, 그리고 신소재 기반의 비금속 수소 배관 개발이 주요 이슈로 부각되고 있다. 고압기체 수소 저장 기술의 상용화에서 가장 중요한 과제는 ‘안전성과 비용’이 손꼽힌다. 탄소섬유 복합재료는 고강도와 경량화를 동시에 만족시킬 수 있는 대표적인 소재로, 고압 저장용기의 구조 최적화에 필수적으로 활용되고 있다. 국내에서는 탄소섬유 복합재 저장용기의 대형화를 통해 수소충전소용 저장기기로의 적용 가능성을 높이는 연구가 지속되고 있으며, 생산 단가를 낮추면서도 결함을 최소화하는 대량 생산 기술이 병행되고 있다. 이와 함께 산업계에서 관심을 모으는 또 하나의 흐름은 ‘비금속 수소 배관’이다. 기존의 금속 배관에 비해 가볍고 유연한 비금속 배관은 설치비 절감, 지진 피해 저감, 해상 배관 활용 등 다양한 이점을 제공한다. 특히 장거리 케이블 제작 기술을 보유한 국내 전선기업이 한국에너지기술평가원의 지원을 받아 관련 기술을 개발 중이며, 실제 현장 적용을 위한 실증 단계에 돌입했다. 다만, 용접이 불가능한 구조적 특성상 수소 누설을 방지할 수 있는 고신뢰성 접속재 개발이 병행돼야 한다는 점에서 관련 연구가 병렬적으로 추진되고 있다.
기후위기 대응과 에너지 전환이 산업 전반의 전략 지형을 뒤흔들고 있다. 화석연료 중심의 체계에서 벗어나 무탄소 에너지원으로의 전환은 이제 선택이 아닌 필수 과제가 되었으며, 그 중심에는 ‘수소’가 있다. 특히 수소를 보다 안전하고 효율적으로 저장·운송하기 위한 기술 혁신이 전 세계적으로 치열하게 전개되고 있는 가운데, 국내 한 중소기업이 기존 조선기자재 제조에서 출발해 수소에너지 기술 기업으로의 과감한 전환을 시도하며 주목받고 있다. 바로 ㈜성원기업이다. 특히 성원기업이 주력해 개발한 고체수소 저장 시스템은 저압에서도 장기 저장이 가능하고, 폭발 위험이 낮아 안전성과 효율성을 동시에 확보한 차세대 수소 저장 기술로 주목받고 있다. 고체수소는 금속수소화물 형태로 저장되며, 기존 고압·저온 방식이 지닌 비용, 안전, 효율 측면의 한계를 극복할 수 있는 기술로 평가된다. 특히 성원기업은 이 고체수소의 흡·방출 반응을 정밀 제어하기 위한 온도, 압력, 반응속도 기반의 자동화 충·방전 기술과 열관리 시스템도 함께 개발하고 있다. 실증과 상용화도 빠르게 진행되고 있다. 현재 성원기업은 글로벌 TOP 전략연구단 지원사업의 일환으로, 신재생에너지에서 생산된 수소를 고체수소 형태로 저장하는 시스템의 실증을 한국과학기술연구원, 한국생산기술연구원, 한국동서발전 등과 함께 추진 중이다. 또한, 고체수소 시스템과 LOHC(Liquid Organic Hydrogen Carrier) 기술을 융합한 하이브리드 시스템도 연구 중이다. 이 융합 시스템은 고체수소의 열원을 LOHC의 수소화 공정에 활용해 전체 에너지 효율을 극대화하는 데 목적이 있다.
카본 업사이클링 테크놀로지(Carbon Upcycling Technologies) 는 탄소 포집 및 활용 기술(CCU) 확장을 위해 1,800만 달러(약 250억 원) 의 투자를 유치했습니다. 이번 라운드는 임팩트 투자사 Builders Vision이 주도했습니다. 이번 투자는 시멘트 산업의 탈탄소화를 가속하려는 회사의 전략을 지원하는 것으로, Ash Grove의 미시소거 시멘트 공장 대형 프로젝트와 함께, TITAN 그룹과의 신규 계약을 통해 두 개 추가 부지에서의 사업 기회를 평가하는 내용이 포함됩니다. 이번 라운드에는 기존 투자자인 캐나다 기업개발은행(BDC), Climate Investment, Amplify Capital, CRH Ventures, Oxy Low Carbon Ventures, TITAN Group도 지속적으로 참여해, Carbon Upcycling의 상업적 가능성에 대한 높은 신뢰를 보여줬습니다.
한국수력원자력이 세계 최초로 개발한 수직모듈형 사용후핵연료 건식저장모델(COSMOS·COmpatible Storage MOdule for Spent fuel)이 기존 저장방식의 한계를 넘어선 새로운 개념으로 국내외 원전산업계의 주목을 받고 있는 가운데 상용화 작업에 속도를 내고 있다. 한수원은 24일 COSMOS의 상세설계를 올해 하반기 내 완료할 계획이라고 밝혔다. 2019년 개념설계 이후 2022년 240다발 저장용 상세설계를 마쳤으며, 이번에는 370다발 저장이 가능한 모델 개발을 목표로 하고 있다. 한수원은 2026년 미국 원자력규제위원회(NRC) 인허가를 추진할 예정이다.
배터리 수명과 안전성 개선, 가격 하락으로 태양광으로 생산한 전력을 24시간 공급하는 것이 가능해졌다는 분석이 나왔다. 태양광 발전의 간헐성을 극복하기 위해 양수 발전 등 다른 장주기 에너지 저장 장치가 출현했으나, 충분히 실용화되지 못했고 배터리 만큼 비용 효과적이지 못하다는 지적이 많았다. 특히 라스베가스와 같이 일조량이 많은 지역에서는 배터리와의 조합으로 24시간 동안 태양광 전력을 공급하는데 필요한 균등화 발전비용이 MWh당 104달러로 1년 전보다 22%나 하락한 것으로 조사됐다. 이는 균등화 발전비용이 182달러인 신규 원자력 발전보다 64달러나 저렴하고 118달러인 신규 석탄 발전보다 24달러 낮은 수준이다. 에너지 싱크탱크 엠버(Ember)는 21일자 태양광 발전 관련 보고서에서 “배터리 가격이 태양광 발전의 잠재력을 완전히 구현할 만큼 저렴해졌다”며 “라스베가스와 같이 일조량이 풍부한 지역은 5kw급 태양광 패널과 17kWh의 배터리 조합으로 24시간 동안 1kW의 전력을 안정적으로 공급할 수 있다”고 밝혔다.
