기존 난방만 가능한 빌딩 발전에서 냉난방이 가능한 삼중열병합 연료전지 빌딩과 곡면 구현이 가능한 고성능 태양광 빌딩이 개발된다.
미래창조과학부는 기존 전부처에서 개발한 기후기술 성과를 연계해 산업화까지 추진하는 ‘기후산업육성모델’을 신규로 추진한다.
미래부는 지난 4월 ‘탄소자원화 발전전략’ 수립, 6월 ‘기후변화대응기술 확보 로드맵(CTR)’마련, 10월 ‘기후변화대응 핵심기술개발 Best of Best 10’을 선정하는 등 과학기술기반의 온실가스 감축을 총괄 지원하고 있다.
파리 기후협정이 11월4일 발효될 것으로 예상됨에 따라 온실가스 감축은 추상적 아젠다가 아니라 구체적 의무로 현실화되고 있다. 이에 따라 우리나라도 혁신적인 기술개발을 통해 온실가스 감축에 기여할 수 있도록 적극 노력하고 있다.
미래부는 차세대 기후기술개발에서 한 발 더 나아가 온실가스 감축에 실질적으로 기여하고 새로운 기후산업을 창출할 수 있는 사업화 모델(12개)을 도출했으며 이번에 첫 2개 모델에 대해 개발에 착수한다.
먼저 기존 태양광 빌딩은 창문 및 외벽의 딱딱한 유리기판의 단색태양전지를 부착해 발전했다면 이번 신규 과제는 곡면 구현이 가능한 고성능 태양광 발전 기술개발로 심미성과 효율성을 동시에 달성할 계획이다.
이를 위해 ‘도심 분산전원용 고성능 플렉서블 무기박막 태양전지 원천기술 개발’ 과제를 윤재호 한국에너지기술연구원 박사가 총괄주관하며 연 25억원씩 5년간 지원된다.
미래부의 관계자는 “전세계적으로 곡면 태양전지를 활용한 태양광 빌딩은 현재 개발 단계”라며 “이번 과제를 상용화에 성공할 경우 태양전지분야의 세계 시장을 선도할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.
기존 연료전지 빌딩은 난방만 가능했다면 냉난방이 가능한 삼중열병합 연료전지발전 기술개발로 급증하는 여름철 건물용 냉방수요에 대응할 수 있는 에너지자립빌딩 구현이 가능한 ‘삼중열병합 복합발전 연료전지 시스템 개발 및 보급을 위한 차세대 고온 PEMFC 핵심원천기술개발’ 과제가 수행된다.
이번 과제는 김형준 한국과학기술연구원 박사가 총괄주관하며 4년간 연 22억원씩 지원되며 기존 삼중열병합 연료전지의 부피를 약 40% 감축시켜 도심형 빌딩 내 다양한 활용·확대 가능성이 예상된다.
미래부의 관계자는 “전세계적으로 가정이나 소형 집합 건물(빌라, 아파트 등)용 연료전지시스템은 저온 PEMFC을 활용한 열병합기술이 주를 이뤘다”라며 “삼중열병합기술과 건물용 고온 PEMFC 기술을 융복합해 높은 에너지 효율을 확보하는 연구개발 지원은 이번이 처음으로 시도된다”고 밝혔다.
이 관계자는 “미래 친환경 건물용 50kW급 삼중열병합 복합발전시스템 구현을 위해 부피를 7L/kW(국내 최고 수준인 11L/kW대비 60% 수준)로 줄인 발전효율 55% 이상(국내 최고 수준 50%)의 고온 PEMFC 스택 원천기술을 개발하게 된다”고 강조했다.
미래부에서는 이번 신규 모델뿐만 아니라 2017년에는 자동차 선루프(sunroof)에 태양전지를 부착해 차량 내 에어컨·히터 등에 활용할 수 있는 ‘자동차 태양광 발전’ 기술 개발 등에 착수할 계획이다.
미래부의 관계자는 “기후산업육성모델 추진을 통해 2030년 연 1,000만톤 정도의 온실가스 감축에 기여할 수 있을 것으로 추정된다”라며 “앞으로 기존에 개발된 기술을 적극 연계·발전시켜 온실가스 감축 및 신산업 창출효과가 큰 기후산업육성모델을 적극 발굴하고 핵심 원천기술 확보를 통해 민간으로의 조기 확산을 촉진할 계획”이라고 밝혔다.
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