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Part 03. 녹색기술 연구개발 투자방향
녹색기술 R&D 투자 2배 이상 확대
2010년 02월 04일 (목) 00:00:00 편집국 waterjournal@hanmail.net

녹색기술 R&D 투자 2배 이상 확대  
27개 분야 녹색기술 중점 개발·육성하여 상용화에 주력  
향후 5∼20년간 수계 수질평가. 관리기술 등에 집중 투자
  


 

정부는 중점 육성해야 할 녹색기술로 선정된 27개 기술에 대해 지난 2008년 8천억 원 투자에서 2012년 1조6천억 원 이상으로 확대할 방침이라고 밝힌 바 있다. 이와 함께 27대 중점육성 기술 이외 후보군으로 선정된 기술들은 국정과제로 연구·개발되는 기술과 연계하고, 평균적 수준과 소극적 수준으로 나눠 투자를 확대해 나가기로 했다.

중점 육성해야 할 27개 녹색기술로 선정되기까지 후보로 오른 57개 기술들은 관련 부처의 수요조사를 거치고, 지식경제부의 ‘그린오션 100대 과제’ 및 교육과학기술부의 ‘기후변화대응 국가연구개발 중장기 마스터플랜’ 등의 자료를 참고해 선별됐다. 
해당 부처가 제시한 중점육성 후보군 기술 분야에 대해 △경제성장 기여도 △저탄소·환경지속성 기여도 △전략적 중요도 등 3가지를 고려해 적극적 투자확대군, 평균적 투자확대군, 소극적 투자확대군으로 등급을 분류했다. 이후 전문가 검토를 거쳐 녹색기술위원회에서 부처가 제시한 우선순위를 고려해  57개 후보군 기술 가운데 27개 중점 육성기술을 선정했다.

   
▲ 녹색기술 중점기술 선정과정

 

경제성·저탄소·환경지속성 산정  

먼저 ‘경제성장 기여도’를 산출하기 위해 세계은행 그룹(World Bank Group)의 2020년 GDP 예측치를 바탕으로 분야별 녹색산업에 대한 간접적인 경제성장 기여도를 분석했다. 2001년부터 평균 성장률 4.7%를 기준으로 했을 때 2020년 GDP가 9천699억 달러(약 1천164조 원)로 전망되는 것을 전제하고, 2020년 예상되는 분야별 녹색산업의 GDP 기여도에 따라 경제성장 기여도를 산출했다.

두 번째로 ‘저탄소·환경지속성 기여도’ 판단에 앞서 에너지 관련 기술은 저탄소 기여도를 이용하고, 환경 관련 기술에 대해서는 환경지속성 기여도를 근거로 산정했다. 에너지와 관련된 기술을 평가할 때 사용한 저탄소 기여도는 국제에너지기구(IEA)가 2008년 보고한 『ETP(Energy Technology Perspectives) 보고서』에서 제시된 기술로 이산화탄소 감축량을 이용해 계산했다. 

『ETP보고서』에서는 2050년의 저탄소 기여도를 2가지 시나리오를 바탕으로 제시하고 있다. BLUE 시나리오는 이상적 시나리오로서 특정 기술이 성공적으로 개발되어 이산화탄소 감축에 기여하는 지표이다.

반면, ACT 시나리오는 현실적 시나리오로 특정 기술이 일정 부분만 개발되어 이산화탄소 감축에 기여하는 경우로 앞서 BLUE 시나리오보다 이산화탄소 감축량이 작게 나타나는 지표이다. 따라서 저탄소 기여도를 판단하기 위해서는 이산화탄소 감축량이 큰 것과, 시나리오 결과 감축량 변화가 작은 것을 상위로 하여 상·중·하로 분류한다.

이산화탄소 감축량은 전체기술의 평균 감축량과 비교해 산정하고, 감축량 변화는 이상적 시나리오인 BLUE에서 현실적 시나리오인 ACT로의 변화에 따른 이산화탄소 감축량 변화를 검토해 책정된다.

환경지속성 기여도는 환경부에서 발행한 『환경기술동향·수준조사 및 신기술 예측 보고서』를 참고해 환경분야 기술에 대해 환경의 질 향상, 환경산업 경쟁력, 환경규제 대응의 3개 종류의 중요도를 전문가들에게 설문조사하고, 이를 상·중·하로 나눴다.

   
▲ 정부는 기후변화 예측기술과 에너지원 기술, 수처리 등 사후처리 기술, 고효율화 기술 등 27개 중점육성 녹색기술을 선정하여 개발, 상용화할 계획이다.

국가 전략 고려 27개 녹색기술 선정

마지막으로 ‘전략적 중요도’를 산출하기 위해 기술적 중요도가 아닌 국가 전략적 중요도에 대해 설문조사를 수행했다. 전략적 중요도란, 국가 정책이나 전략 등과의 부합되는 정도를 말한다. 즉, 국가차원에서 확보할 필요성을 포괄적으로 의미하는 것으로 투자 우선순위라고도 할 수 있다.

녹색기술의 중요도보다는 해당 녹색기술을 국가가 필요로 하는 것인가의 관점에서 평가한 것으로, 에너지원 기술, 고효율화 기술, 사후처리 기술 등 3개 대분류 및 각각의 세부분류를 기준으로 7등분하여 설문조사를 수행했고, 총 418명의 과학기술자가 설문에 응답했다.

요약하면, 27개 녹색기술 선정을 위해 ‘경제성장 기여도’와 ‘저탄소·환경지속성 기여도’를 통합해 후보 57개 기술 중 녹색성장 기여도 분석 결과에 따른 그룹 투자 우선순위를 설정했다. 세부적으로는 적극적으로 투자를 확대해야 할 그룹을 Ⅰ그룹, 평균적 투자 영역을 Ⅱ그룹, 소극적 투자확대를 해야 하는 그룹을 Ⅲ그룹으로 분류했다.

또한 ‘전략적 중요도’ 분석결과를 통해 ‘상’으로 나타난 경우 현재 속한 그룹에서 한 단계 높은 그룹으로 이동시키고,‘중’으로 나타난 경우는 변동하지 않고, ‘하’로 나타난 경우 현재 그룹에서 한 단계 낮은 그룹으로 이동시켰다. 정부는 이런 과정을 통해 녹색기술의 비전 및 목표달성을 위한 27대 녹색기술 중점육성 기술을 선정하고, 장·단기적 연구개발 계획을 수립했다.

IT·LED 전력기술 집중투자

정부는 향후 5∼10년 동안은 단기 집중적으로 성장동력화 할 수 있는 기술을 개발할 계획이다. 단기에 집중 투자하되 산업화 또는 기술적 목표달성 후에 투자규모를 축소할 수 있는 기술을 우선적으로 연구·개발한다는 방침이다.

수계 수질평가 및 관리기술, 실리콘계 태양전지의 고효율 저가화 기술, 지능형 교통·물류 기술, 친환경 저에너지 건축기술이 이에 해당된다. 수계 수질평가 관리기술은 수환경 오염도를 평가하며, 수량 및 수질을 통합적으로 제어하는 기술을 말한다.

또한 실리콘계 태양전지는 국내 반도체 기술 인프라 활용을 통한 초기 박막화 시장의 고효율 저가화 기술 선점이 시급하다. 지능형 교통·물류기술을 통해서는 교통정보 및 물류정보를 연계·수집·제공함으로써 효율적인 시스템 기반을 마련할 수 있다. 
친환경 저에너지 건축기술의 경우, 유럽국가들을 중심으로 에너지 사용을 90% 이상 절감한 저에너지 저탄소 건축단지가 성공적으로 운영되고 있지만, 우리나라의 그린시티 조성은 2%∼3% 정도로 아직 시범운영 중에 있다.

또 조명용 LED·그린 IT 기술, 전기기기 효율성 향상기술을 비롯해 폐기물 저감·재활용·에너지화 기술도 이른 기간 안에 중점적으로 육성될 기술이다. 에너지 절감과 온실가스 감축요구, 글로벌 환경규제 강화 등 국제적 환경 변화에 대한 IT 분야의 대응 전략이 필요하며, LED 기술을 통해 전력관리 효율성을 실행할 날이 가까워지고 있다.

중장기 개발기술 실증화 단계

한편 10∼20년 간 중·장기적 개발을 통해 신규시장을 창출할 기술은 시장 형성과 수요에 대비해 기초적인 원천 연구가 필요한 분야이다. 우선 친환경 식물성장 촉진기술이나 환경부하 및 에너지 소비 예측을 고려한 그린 프로세스 기술, 석탄가스화 복합발전기술(IGCC) 등이 이에 포함된다.

친환경 식물성장 촉진기술은 친환경 유기농 식품을 생산하거나 신바이오 작물보호제를 개발하는 기술 등을 말한다. 또 환경부하 및 에너지 소비 예측을 고려한 그린 프로세스 기술은 원료·소재·생산·수송·사용·재활용·폐기 등 산업활동 전 과정에 있어서 환경부하를 최소화하고 에너지 효율을 향상시키는 기술이다.

현재 국외 석탄가스화 복합발전 기술의 경우, 실증화 단계로 전세계 약 140여 개 사용 가스화 플랜트가 운전 중이나, 국내 기술수준은 56% 정도 개발 단계이다. 이뿐만 아니라 고효율 저공해 차량기술, 가상현실 기술, 비실리콘계 태양전지 양산 및 핵심원천 기술, 바이오에너지 생산요소기술 및 시스템 기술, 개량형 경수로 설계 및 건설 기술, 차세대 고효율 연료전지 시스템 기술, 고효율 2차 전지 기술도 중장기적 개발 기술에 해당된다.

자동차 관련 정책은 친환경적인 면에서 주로 시행되고 있어 연비 및 대체연료 자동차에 대한 연구가 주를 이룬다. 일본은 하이브리드카에 집중해 상용화에 성공했다. 가상현실기술의 경우, 컴퓨터 시뮬레이션으로 창출된 3차원 가상공간으로 사용자의 감각 경험을 확장하고 공유함으로써 물리적 에너지나 경비를 경감할 수 있으며 이들 기술에 대한 대비가 필요하다.

   
▲ 핵융합로 설계·건설 기술, 고효율 수소제조 및 수소저장기술에 대한 장기적인 연구개발도 필요한 시점으로, 우리나라의 경우 ‘차세대 초전도 핵융합 연구장치(KSTAR)’를 건설했으며, 국제열핵융합실험로(ITER)에 참여하고 있다. 사진은 국가핵융합연구소의 핵융합실험로 KSTAR.

국제규제 대응 기술 비용 줄여

덧붙여 CO₂포집·저장·처리기술, Non-CO₂처리기술, 유해성물질 모니터링 및 환경정화기술, 기후변화 영향평가 및 적응기술, 대체 수자원 확보기술 등도 단기간에 시장형성은 어렵지만 시장이 형성되면 사업화 가능성이 큰 중장기 개발 기술이다. 교토의정서 발효 이후 CO₂ 배출권 시장은 급성장하여 2010년 1천500억 달러(약 1천800조 원) 규모의 거대시장을 형성하고 있다.

유해성물질 모니터링 및 환경정화기술은 유해물질에 대한 인체의 노출량을 예측하고, 노출 과정에 대한 모델을 정립하여 유해 물질을 관리하고 처리하는 기술이다. 우리나라의 경우 EU(유럽연합)에서 제정한 신화학 물질 통합 관리 제도를 말하는 REACH(신화학물질관리제도) 대응 비용만으로만 1조∼2조 원을 추산하고 있어, 국가적 차원에서 대응기술을 개발한다면 이에 따르는 비용을 절감할 수 있을 것으로 기대된다.

또한, Non-CO₂처리기술은 CO₂를 제외한 온실가스의 발생을 억제하고 포집, 정제, 활용하는 기술과 배기가스를 건식 처리하는 기술로서, 에너지관리공단에서 이산화질소(N₂O)와 불화가스 저감기술을 개발 중이다. 환경부에서는 메탄(CH₄)을 중심으로 Non-CO₂ 저감기술을 개발하고 있다.

한편, 공공적 분야로서 향후 20년 이상을 내다보고 장기지속개발을 통해 미래 수요에 대비할 기술로는 대표적으로 기후변화 예측 및 모델링 개발 기술이 있다.

기후변화 예측 등에 투자 지속 필요

선진국은 이미 미래기후변화 예측을 위한 기후변화 복원이나 원인 규명에 대한 다양한 연구를 수행하고 있다. 국내에서는 국립기상연구소에서 탄소순환, 식생 등의 관련 기반기술 연구를 최근에 시작했다. 급격한 기후변화로 인해 발생빈도가 높아진 쓰나미, 집중폭우, 가뭄 등의 피해를 사전예 예측하고 대비하기 위해서는 사전 대책이 필요한 기술이다.

또한 생태공간 조성 및 도시재생 기술도 20년 이상의 지속적으로 투자해야 할 분야이다. 현재 도시 내 생태공간 조성, 종합 수 순환 제어·관리, 신재생에너지 활용 등 교토의정서 발효에 따라 CO₂ 감축 등을 통한 친환경 도시 조성을 추진 중이다.

아울러 핵융합로 설계·건설 기술, 고효율 수소제조 및 수소저장기술에 대한 장기적인 연구개발도 필요한 시점인데 우리나라의 경우 ‘차세대 초전도 핵융합 연구장치(KSTAR)’를 건설했으며, 국제열핵융합실험로(ITER)에 참여하고 있다.

한편, 수소에너지 기술은 화석연료 또는 물을 원료로 수소를 생산하고 기체압축, 액화, 금속수화물, 흡착, 수소화합물 등을 통해 안전하고 효율적으로 저장하는 기술로서 이산화탄소를 발생시키지 않는 청정에너지로 주목받는 바 향후 20년 간의 장기 개발이 요구된다.

살펴본 것과 같이 정부는 지난해 27가지 중점 육성 녹색기술을 발표하고 이를 연구·개발할 장·단기 계획을 수립했다. 저탄소 녹색성장의 핵심은 녹색기술의 개발과 성공적인 상용화가 핵심 키워드로, 앞서 소개된 여러 녹색기술에 대한 모색이 필요한 시점이다.

 

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