과학기술정보통신부는 21일 제5차 탄소중립기술특별위원회를 개최하고, 수소공급, CCUS(탄소포집·활용·저장), 무탄소전력공급, 친환경자동차 등 총 4개 분야의 '탄소중립 기술혁신 전략로드맵'을 심의·의결했다.

이번에 상정된 안건인 탄소중립 기술혁신로드맵은 '2050 탄소중립녹색성장위원회'에서 새정부의 탄소중립 기술개발 방향을 담은 '탄소중립 녹색성장 기술혁신 전략'의 후속조치의 일환이다.

그간의 논문·특허 중심의 연구개발을 넘어 국가가 당면한 명확한 임무와 목표를 설정하고, 이에 따라 단계별로 기술 획득이 성공할 경우 후속 개발을 지원해 현장까지 적용하는 시나리오 방식으로 설계돼 실제 탄소중립 기술의 현장 구현을 목표로 한다.

특히 이번에는 '수소 기술 미래 전략'과 연계해 수소와 연관성이 높은 ▲수소 공급 ▲무탄소 전력공급 ▲친환경차 분야와 산업·에너지 분야의 탄소 감축 핵심수단이 되는 ▲CCUS를 포함해 총 4개 분야에 대한 로드맵을 수립했다.

◆생산~유통 전 주기서 세계 1등 수소 산업 육성…내년까지 3345억원 투자

수소는 탄소중립 달성을 위한 핵심수단이다. 이에 정부는 세계 1등 수소 산업 육성을 위해 생산·유통 전주기의 기술혁신을 통한 핵심기술을 확보해 나갈 계획이다.

재생에너지와 연계한 국내 수소 생산 역량을 단계적으로 확대(’25년 1~2MW급→’28년 10MW급→‘28년 이후 100MW급 이상)하도록 기술을 고도화하고, 세계 최고 수준의 고효율·고내구성 핵심 소재·부품 개발도 병행할 계획이다.

수소 유통 인프라도 2030년까지 세계 선도기업이 독점하고 있는 수소 액화 기술을 국산화(’23년 0.5톤/일→’30년 5톤/일→’30년이후 수십톤/일)해 세계 시장에 도전한다. 암모니아-수소 추출플랜트, 액체수소 인수기지 및 수소 전용 배관망 등 핵심기술도 국산화해 수소 생태계를 완성해 나갈 예정이다.

이를 위해 정부는 최근 4년간('20년~'23년) 약 3345억원 규모로 연구개발(R&D) 예산을 투자했으며, 앞으로도 수소 생산 역량 확대 및 수소 유통 인프라 분야에 지속 투자해 나갈 예정이다.

◆脫탄소 핵심 '탄소포집' 역량 강화…8년 뒤 연 4만톤 탄소 전환·활용

CCUS 분야는 이산화탄소 배출량이 높은 우리나라 산업구조 특성 상 탈탄소를 위한 핵심 전략수단이다.

정부는 이산화탄소 국내 포집 역량을 세계 선도국 수준으로 단계적으로 확대('25년 연 7만톤→'30년 연 400만톤→'30년이후 연 1,000만톤)하기로 했다. 특히 세계 3번째로 이산화탄소의 해상 주입에 성공한 경험을 바탕으로 세계 최대 규모의 저장소를 운영('30년 연 400만톤→'50년 연 1500만톤)하는 국가로 도약해 나갈 계획이다.

이에 더해 탄소 활용 분야에서 탄소 전환·활용 기술을 고도화('25년 연 7000톤→'30년 연 4만톤)해 조속한 성공사례를 창출하고, 2040년까지 CO2 전환·활용 제품에 대한 가격 경쟁력을 기존 시장가 대비 100% 달성 할 수 있도록 한계돌파형 기술혁신을 적극 추진해 나간다.

이를 위해 최근 4년간('20년~'23년) 약 3637억원 규모로 R&D 예산을 투자하였으며, 앞으로도 탄소 포집, 저장, 활용 등 3가지 분야에 지속 투자해 나갈 예정이다.

◆전력 발전도 '무탄소' 확대…친환경 자동차도 2030년까지 450만대 보급

무탄소 전력공급은 에너지 분야에서 탄소중립 실현과 안정적인 기저 발전을 확보하는 수단으로 주목을 받고 있다. 2030년까지는 암모니아 혼소 발전을 전체 발전의 3.6% 수준으로 확대하고, 2050년에는 수소를 활용한 무탄소 가스터빈을 전체의 21.5%까지 확대한다는 목표다.

이에 정부는 석탄발전에서 석탄 일부를 암모니아로 대체하는 비율을 단계적으로 확대('27년 20%→'30년 50%)하도록 기술을 고도화하고, LNG 발전에서 LNG를 수소로 대체(수소혼소·수소전소)하는 기술을 확보해 2028년에는 실증까지 연계해 나갈 계획이다.

수소연료전지에 대해서도 2028년까지 복합발전 혹은 열병합 발전 시스템으로 활용할 수 있는 기술을 개발해 고효율 발전 시스템을 구현한다.

아울러 자동차 분야에서 탄소중립 구현을 위한 핵심 수단인 친환경자동차와 관련해서는 2030년까지 총 450만대를 보급한다는 목표를 가지고 있다.

특히 전기차는 내연기관 차량과 비교해도 불편함이 없는 주행거리, 배터리 안정성 등이 요구된다. 이에 2030년 이전에 리튬-황, 리튬금속 전지 등 차세대 전지 차량 실증을 완료하고, 2026년까지 배터리 화재 억제 기술 개발을 병행한다. 

충전 시간을 현재의 1/3 수준까지 줄일 수 있는 400kW급 초급속 충전 핵심 기술(전력변환장치 등)은 2025년까지 국산화할 계획이다.

수소차의 경우에는 '25년까지 내연기관 차량 수준의 수명을 가지는 내구성 높은 연료전지 기술을 확보해 나갈 예정이다.

이번에 수립된 탄소중립 기술혁신 전략로드맵은 향후 국가 R&D 투자방향, 국가 연구개발 예비타당성심사 등에 우선적으로 활용된다. 향후에도 기술 및 정책 상황변화 등을 고려하여 주기적으로 재설계(1~2년)해 나갈 예정이다.

주영창 과학기술혁신본부장은 "탄소중립을 위한 성공 여부는 국가의 경쟁력을 좌우할 매우 중요한 사안으로 앞으로 형성되는 탄소중립 국제질서에 기술 혁신을 통해 선제적으로 대응해 나가야 한다"며 "금번에 수립한 탄소중립 기술혁신 전략로드맵이 탄소중립 기술이 개발에만 그치지 않고 현장까지 연계될 수 있는 길잡이 역할이 되도록 지속적으로 개선해 나갈 계획"이라고 말했다.