지식경제부 R&D전략기획단은 최근 5대 분야 ‘조기성과 창출형’ 미래산업 선도 기술을 발표했다. 에너지분야에서는 △차세대 전기차 기반 그린수송시스템 △K-MEG(Korea Micro Energy Grid) △고효율 대면적 박막태양전지 등 3개 기술이 선정됐다. 이에 각 기술의 프로젝트 개요 및 선정배경, 추진전략, 기대효과에 대해 설명하고자 한다.

△차세대 전기차 기반 그린 수송시스템

이번 과제는 차세대 전기차, 핵심부품, 충전시스템 개발을 통한 세계 최고 수준의 그린 수송시스템을 개발하는 것으로 ‘Total Solution Provider’ 사업모델 구축을 통한 글로벌 대형사업을 창출할 것으로 기대돼 선정됐다.

자동차산업은 국가경제에서 중추적 위상을 차지하고 있다. 세계 자동차산업 판도를 재편할 전략적 변곡점으로 대두되고 있는 에너지·환경문제 해결을 위한 ‘그린카’ 전략에의 대응이 시급한 상황이다.

IEA의 자료에 따르면 전기차(EV/PHEV)가 미래 주력차종으로 급부상 중인 가운데 2015년 120만대, 2020년 720만대, 2030년 3,400만대로 급성장할 것으로 전망된다.

우리나라는 세계수준의 자동차 및 배터리, 모터, 충전기, IT, 스마트그리드 등 전기차 기반 그린수송시스템을 위한 ‘토탈 솔루션’ 및 경쟁력을 보유하고  있어 성공 가능성이 높다.

그린카 세계 3강 및 세계 자동차산업 4강 도약을 위해 EV/PHEV 겸용 플랫폼 개발, 냉난방시스템 등 핵심부품 개발, 충전기 등 충전인프라 개발, 대규모 실증사업 등 R&D를 적극 추진한다. 또 주행거리 확대, 충전시간 단축, 저가격/고성능 등 최적화 개발과 정부 주도의 Top-Down식 전략 및 동시집중 R&D에 투자를 집중하게 된다.

이를 통해 2020년 전기차 생산 100만대를 생산, 연 40조원의 직접 매출 효과와 에너지절감, 환경기여, 수출, 고용, 전후방산업 파급효과 등이 기대된다.

△K-MEG(Korea Micro Energy Grid)

K-MEG는 에너지 프로슈머(Prosumer)시대를 선제적으로 대응하는 세계 최초의 에너지효율 종합기술을 상용화하는 연구로 스마트그리드, 분산전원, 최종에너지(열, 전기, 가스, 공기, 물 등) 사용기술을 융합한 차세대 에너지기술로 평가받고 있다.

우리나라는 2012년 탄소감축 의무국으로 선정이 예상되고 있어 OECD국가 중 효율분야 하위국인 우리나라로서는 K-MEG기술이 이러한 문제점을 개선할 수 있는 대안으로 떠오르고 있다.

선진국의 경우 에너지소비 40%가 건물에서 발생하고 있으며 후진국은 분산전원 및 마이크로그리드에 의한 신규 전기 공급이 필요한 상황으로 전세계 그린빌딩(에너지제로빌딩) 의무화 및 그린시티건설로 2015년 이후 그린에너지시장이 급성장할 것으로 기대된다.

K-MEG는 우리나라의 강점인 스마트그리드기술에 에너지생산/소비 모델링 및 에너지기기 운영기술을 접목하고 이에 Plug & Play할 수 있는 H/W개발을 통해 선진국과 개도국시장을 동시에 타겟으로 둘 수 있을 것으로 기대된다. 특히 글로벌시장 진입의 일환으로 개발기술의 국내외 실증, 성능입증과 동시에 맞춤형 비즈니스모델 개발로 시장을 개척할 수 있다.

K-MEG는 기후변화에 능동적 대응으로 에너지산업의 신주력 산업화가 가능해지고 그린빌딩(선진국), 산업단지(중진국), 고립마을(후진국) 등의 에너지 최적 공급으로 에너지 수입국가에서 에너지기술 수출국가 도약의 핵심이 될 것으로 기대되는 기술이다. 2020년 25조원의 매출을 기대하고 있다.

△고효율 대면적 박막태양전지

이번 기술개발 과제는 차세대 박막태양전지 글로벌시장 주도로 반도체·디스플레이 인프라를 접목해 제2의 반도체산업으로 육성하기 위한 핵심과제다.

태양광은 신재생에너지 중 잠재력이 가장 큰 에너지원으로 유리, 금속, 폴리머기판위에 수㎛두께의 광흡수층 박막형성/제조, CIGS, 비정실 실리콘(a-Si), 연료감응 박막태양전지 등의 광전변환 효율 향상, 신공정 개발을 통한 고효율 대면적 박막태양전지를 개발하게 된다.

태양광분야는 우리나라의 강점인 반도체, 디스플레이 기반 기술 및 인프라활용 시 단기간내 성과창출 및 경쟁력 확보가 가능하고 세계 박막태양전지시장 규모가 2015년까지 연평균 31%의 고성장이 예상되고 있는 분야다. 세계 박막태양전지시장은 2015년 12조원, 2020년 27조원으로 확대될 것으로 예상되고 있다.

급성장하고 있는 시장에 진입하기 위해 소재, 셀, 모듈, 시스템, 공정장비 등을 패키지 형태로 지원해 밸류체인내 공동 R&D활성화로 대·중소기업 상생협력을 모색하고 있다. 또 R&D성과의 조기사업화를 위해 선제적 양산투자, 전방산업과의 연계 강화 및 권역별 맞춤형시장 진출 전략을 추진한다.

이번 기술개발을 통해 2015년까지 박막태양전지 생산능력을 2GW로 늘려 시장 창출 2조원, 시장점유율 20%, 고용창출 5,000여명, CO₂감축 130만톤/년 등을 달성하는 효과를 기대하고 있다. 또 반도체, 디스플레이에 이은 부품소재분야 미래 신성장동력산업으로 육성해 저탄소 녹색성장의 핵심으로 온실가스 배출 저감에 기여할 것으로 보인다. 2020년까지 세계시장 27조원의 약40%인 11조원 매출을 기대하고 있다. 

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