韓 탄소중립 '믿을 언덕' 출연연…산업계 시선 훔치고, 인재들엔 꿈 심었다

[그린비즈니스위크(GBW) 2022](종합) 과학기술 분야 출연연이 만드는 미래

13일 서울 강남구 코엑스에서 열린 국회수소경제포럼이 주최하고 머니투데이와 코엑스(COEX)가 공동 주관하는 '그린비즈니스위크 2022(GBW 2022)'에서 학생들이 전시부스를 체험하고 있다. /사진=홍봉진 기자 honggga@

과학기술 분야 정부출연연구기관(출연연)이 미래로만 여겨졌던 '탄소중립' 시대를 현실로 앞당기고 있다. 출연연의 혁신 기술은 국내 대·중소기업에 이전되고 있고, 미래 인재들에겐 '연구자가 되고 싶다'는 꿈을 심어줬다. '그린비즈니스위크 2022'(GBW 2022) 현장을 통해 확인할 수 있었던 모습이다.

GBW 2022는 지난 12일부터 14일까지 서울 강남구 코엑스에서 진행되는 민간 주도 최대 탄소중립 기술전시회다. GBW 2022에는 △한국에너지기술연구원 △한국화학연구원 △한국재료연구원 △한국기계연구원 △한국과학기술정보연구원(KISTI) △한국전자통신연구원(ETRI) △한국과학기술연구원(KIST)이 혁신 기술의 최전선에 있는 그린 기술을 선보였다.

에너지연, 수소 활용한 재생에너지 간헐성 극복

12일 서울 강남구 코엑스에서 열린 '그린비즈니스위크 2022(GBW 2022)' 내 한국에너지기술연구원 전시관. 김종민 국회수소경제포럼 공동대표, 박종면 머니투데이 대표, 이동기 코엑스 대표, 조희연 서울시교육감, 김재수 한국과학기술정보연구원장, 문재도 수소융합얼라이언스 회장을 비롯한 주요 내빈들이 수소 기술에 대한 설명을 듣고 있다. /사진=이기범 기자 leekb@

에너지연은 수소 생산·저장·활용 전주기 기술을 선보였다. 에너지연 전시관에는 국내 대·중소기업 관계자들이 방문해 수소 기술을 문의했다.

특히 '재생에너지를 활용한 그린수소 생산기술'이 이목을 끌었다. 태양광·풍력 등과 같은 재생에너지는 기상 조건에 따른 발전량 변동이 있어 잉여 에너지가 생긴다. 에너지연은 이처럼 남는 재생에너지를 활용해 99.999% 순도 '그린수소'를 생산하는 기술을 국산화했다.

남는 재생에너지로 물(H2O)을 수소(H)와 산소(O)로 분해하는 '수전해' 기술을 대면적에서 가능하도록 설계했다. 이 과정에서 필요한 전극, 분리막 등 핵심 소재·부품을 모두 자체 개발했다. 이에 따라 향후 재생에너지의 간헐성과 불안정한 전력 부하에 대응이 가능해질 전망이다.

화학연, 신용카드 보다 얇은 배터리 선보여 학생들에 인기

한국화학연구원 전시관에서 고분자 전고체 리튬 이차전지를 직접 구동해보고 있는 어린이. / 사진=김인한 기자

화학연 전시관에는 '고분자 전고체 리튬 이차전지'가 소개됐다. 현재 범용되는 리튬 이차전지의 발화·폭발 원인이 되는 '액체 전해질'을 '고분자 전해질'로 대체한 기술이다. 배터리 소재는 구부리거나 휘어도 안전성이 담보되는 혁신 기술을 적용했다.

또 세계 최고 효율을 자랑하는 페로브스카이트 태양전지도 선보였다. 페로브스카이트는 도체·반도체·부도체 성질은 물론 초전도 현상까지 보이는 금속 산화물이다. 기존 태양전지 소재인 실리콘 대비 광(光)흡수율이 높고, 저가로 손쉽게 만들 수 있는 장점이 있다.

이다솜 충남 당진고 학생(17)은 화학연 전시관을 방문한 이후 "이론으로만 알고 있던 이차전지와 태양전지가 실제 구동되는 모습이 흥미로웠다"며 "특히 과학자에게 연구 내용을 소개받을 수 있어 뜻깊었고, 화학자가 되고 싶다는 꿈이 더 뚜렷해졌다"고 했다.

KISTI를 '패밀리'라 부르는 중소기업들

지난 12일 그린비즈니스위크(GBW) 2022 에서 관람객들이 전국과학기술정보협의회 선정 '패밀리 기업'들의 전시를 관람하고 있다/사진=홍재영 기자

KISTI는 GBW 2022에서 지역 기업들에 대한 기술지원 프로그램을 소개했다. KISTI는 산하의 전국과학기술정보협의회(ASTI)라는 1만2000여명의 전문가 그룹을 꾸려 각 지역의 기업들을 지원하고 있다. 전문가 자문뿐만 아니라 연구장비도 지원 중이다.

KISTI는 기업들의 연구개발(R&D) 수요를 파악하고 있고, 이중 성과를 내고 있는 기업 120개를 매년 '패밀리 기업'으로 선정해 중점 지원 중이다. 이번 GBW 2022에서도 기술적 발전을 이뤄낸 KISTI 패밀리 기업 5곳이 기술을 선보였다.

송호진 이노메스 대표는 "2012년부터 10년째 KISTI로부터 도움을 받고 있다"며 "중소기업이 해결하기 어려운 문제를 함께 풀고 있으며 연구과제 협업을 통해 사업도 발전시킬 수 있었다"고 말했다.

재료연, 세계 최고 수준의 합금 기술 선보였다

한국재료연구원이 개발한 소재인 '타이타늄알루미늄'으로 제작한 가스터빈 블레이드 및 터빈휠/사진=홍재영 기자

재료연은 세계 최고 수준의 합금 기술을 대중에게 소개했다. 특히 고강도 경량 타이타늄알루미늄(TiAl) 소재 기술은 산업계 관계자들 시선을 끌었다.

알루미늄은 경량성이 뛰어난 소재이고 타이타늄은 내열성, 고강도에 특화됐다. 두 소재의 강점을 융합하는 신(新)합금 기술은 전례가 없는 시도로 평가된다. 재료연 관계자는 "타이타늄알루미늄은 950℃의 고온을 견디고, 내산화성이 강해 부식되지 않는다"고 했다.

재료연이 개발한 타이타늄알루미늄은 항공기나 자동차의 엔진, 발전용 가스터빈 등의 핵심 부품에 적용된다. 그동안 해외 기술에 의존하던 부품으로 기술이전도 완료했다. 또 재료연은 수소 추출 기술인 음이온 교환막(AEM) 수전해 전주기 기술도 소개했다.

에너지 새는 문제도 풀었다, ETRI의 기술혁신

13일 서울 강남구 삼성동 코엑스에서 개최된 '그린비즈니스위크 2022'(GBW 2022)에 참석한 한국전자통신연구원(ETRI) 전시관 /사진=머니투데이

ETRI 전시관에는 주로 에너지 절감에 고민이 많은 제조업계 대·중소기업 관계자들이 찾았다. ETRI는 '공장 에너지 관리 시스템'(FEMS)을 소개했다. 이 기술은 공장의 에너지 활용 효율성을 높이고 환경 보전에 기여하는 시스템이다. 기업들은 2025년부터 10만TOE(여러 에너지원의 발열량을 석유의 발열량으로 바꿔 계산한 단위) 이상의 에너지를 쓰는 공장들은 FEMS를 의무 설치해야 한다.

정진두 ETRI 선임연구원은 "현재 기술개발 단계인 FEMS는 공장 공정 중 에너지가 새는 것을 포착하고 막는 것이 핵심"이라며 "에너지를 효율적으로 사용하면 기업의 이윤을 높일 뿐 아니라 탄소중립, ESG(환경·사회·지배구조)에도 이바지하는 공익 창출이 가능하다"고 설명했다.

ETRI는 대기업과 협력을 하면서도 중소기업 공장 약 11만개에 FEMS 도입 활성화를 위한 '표준화' 작업에도 힘쓰고 있다. 공장에 FEMS를 도입하려면 수천만원이 드는 만큼, 표준화 모듈을 제공해 중소기업의 비용 부담을 줄여준다는 계획이다.

기계연 암모니아 연료전지 개발 '박차'

13일 서울 코엑스에서 열린 '그린비즈니스위크 2022'(GBW 2022)에 설치된 한국기계연구원(기계연) 전시관. /사진=머니투데이

기계연은 탄소중립 대응을 위해 현재 수소 이용 발전에 초점을 맞춰 차세대 암모니아(NH3) 연료전지 스택과 시스템을 개발하고 있다. 암모니아는 무탄소 연료이자 수소 캐리어(저장·운반 수단)로, 성장 잠재력이 크다. 특히 재생에너지로 생산된 '그린 암모니아'는 고밀도 에너지 저장에 용이하다. 궁극의 탄소중립 연료로 불리는 이유다.

다만 암모니아가 인체 유해성이 높은 만큼, 관련 연료전지 상용화를 위해 누출과 부식을 막아주는 부품 기술이 필요하다. 기계연은 올해부터 2027년 말까지 6년간 국산 연료 전지 장비 개발에 몰두하고 있다. 친환경 암모니아 생산을 위한 플라즈마·촉매 시스템도 개발 중이다.

김영상 기계연 선임연구원은 "암모니아는 질소(N)와 수소(H)로 이뤄져 탄소가 배출되지 않는다"며 "2050년까지 탄소 배출을 0으로 하는 국내 탄소중립 계획에 이바지할 수 있는 연료"라고 평가했다.

한편, 지난 12일 국가과학기술연구회는 글로벌 기후적응 혁신을 위한 과학기술협력 포럼을 진행했다. 한국과학창의재단도 풍력·수력 에너지를 관람객이 체험하는 프로그램을 마련했다. GBW 2022에는 삼성·현대차·SK·두산·한화 등 국내 대표기업들도 총출동했다.