정부가 2050년 탄소중립을 목표로 청정 연료 기반의 무탄소 발전을 확대하고 재생에너지 발전을 효율화하는 등 에너지 전환을 위한 연구개발(R&D)에 박차를 가한다.

수소화·유연화·고효율화를 기조로 에너지 전달 기술 개발과 함께 철강, 석유화학, 정유, 반도체 등 주요 산업 분야를 탈탄소 공정으로 근본적으로 전환하기 위한 기술 확보도 추진한다.

정부는 이를 위해 2030년까지 산업통상자원부 R&D 예산의 30% 이상을 탄소중립에 전략적으로 투입하는 한편 다른 부처와 공동으로 대형 예비타당성 조사를 통해 대규모 기술개발도 추진키로 했다.

◇ '탄소중립 산업·에너지 R&D 전략' 발표…"산업계 지원 첫 단추"

산업부는 17일 오후 대한상공회의소에서 제2차 탄소중립산업전환 추진위를 열고 이 같은 내용의 '탄소중립 산업·에너지 R&D 전략'을 발표했다.

지난 2월 탄소중립 R&D 기술전략 회의를 시작으로 산학연 기술 전문가들의 의견을 수렴해 마련된 이 전략은 17개 중점 산업·에너지 분야에서 2030년 국가온실가스감축목표(NDC) 달성 및 2050년 탄소중립 실현을 위한 핵심 기술을 단계별로 개발하는 내용을 담고 있다.

'2030년 NDC 달성, 2050년 탄소중립 실현' 목표 달성을 위해 정부가 내놓은 첫 구체적인 지원책인 셈이다.

세부 전략을 보면 현재 화석발전 위주의 에너지 생산 분야에서는 발전용 가스터빈 연료를 청정연료(수소·암모니아)로 전환(2050년 기준 100%)하고 고(高)발전효율 연료전지를 기반으로 하는 메가와트(㎿)급 복합 발전 등을 통해 무탄소 발전을 할 수 있는 기술을 개발하겠다는 것이 목표다.

또 2050년까지 태양광 입지 다변화 기술, 50년 이상 수명을 가진 풍력터빈 상용화, 기가와트(GW)급 해상풍력 전력망 통합기술 등 차세대 기술을 개발해 태양광과 풍력 발전을 대규모로 보급한다는 계획이다.

그 이전 단계인 2030년까지는 발전용 수소 혼소(혼합연소·50%) 및 분산전원용 수소 전소(100%) 가스 터빈 기술 등 청정연료 기반 무탄소 발전기술 개발과 태양광 결정질 실리콘 기반 탠덤 모듈 상용화 기술 등 보다 빠르게 상용화가 가능한 기술 개발을 추진한다.

에너지 전달 분야에서는 2030년까지 수소화·유연화·고효율화를 위한 기술개발을 추진하고 2050년까지는 공급 최적화, 전력계통 인프라 혁신 등에 대한 R&D 투자를 집중적으로 한다.

탄소를 다량으로 배출하고 에너지 소비가 많은 산업 분야에서는 철강, 석유화학, 시멘트, 정유, 반도체 및 디스플레이, 일반산업(섬유, 제지 등), 산업공통 설비(보일러, 전동기 등) 등으로 나눠 탄소중립을 위한 기술 개발을 모색한다.

일례로 철강의 경우 고로와 전로 등 탄소계 공정을 수소환원 제철로 100%로 전환한다는 목표 아래 2030년까지 1단계로 수소환원용 용해 기초기술 개발 등을 추진하는 방식이다.

석유화학 분야에서는 나프타 분해로를 전기가열 분해 공정으로 전환하는 것이 목표이며, 시멘트는 소성 공정을 친환경 신열원 기반으로 바꾸기 위한 R&D가 단계별로 이뤄진다.

수송 분야에서는 친환경차와 관련해 탄소중립 대체연로 상용화를, 친환경 선박과 관련해서는 수소·암모니아 추진의 무탄소 선박 상용화가 목표다.

이밖에 산업부는 2050년까지 자원순환 혁신기술 상용화 및 연 1천500만t(톤) 규모의 이산화탄소 포집·활용·저장(CCUS) 실증 등을 통한 CCUS 기술 상용화 및 자립화 등도 추진할 예정이다.

문승욱 산업부 장관은 이 같은 전략을 발표하며 "그간 산업·에너지업계와 협업해 마련한 산업계 탄소중립 지원 정책의 첫 단추"라고 밝혔다.

◇ 탄소중립 R&D 예산 확대…2030년까지 R&D의 30% 이상 투자

산업부는 이날 발표한 전략에 따라 탄소중립 핵심기술을 개발하기 위해 R&D 예산을 지속적으로 확대하는 한편 R&D 예산을 탄소중립 분야에 우선 투자한다는 방침이다.

이를 위해 산업부는 관련 예산을 올해 8천200억원에서 내년에 1조2천억원으로 대폭 증액했으며 2023년 이후에도 R&D 예산 구조조정 등을 통해 산업부 R&D 예산의 30% 이상을 탄소중립 분야에 투자한다는 계획이다.

이와 함께 대규모 기술 개발이 필요한 분야에 대해서는 대형 예비타당성(예타) 조사를 실시하고 기후대응기금 등도 활용할 예정이다.

이와 관련, 산업부는 지난달 6조7천억원 규모의 탄소중립 산업 핵심기술개발 예타 사업에 대한 기술성 평가를 통과한 바 있다.

산업부는 R&D 지원체제도 성과 및 현장, 국제공동 R&D 중심으로 개편할 예정이다.

탄소 감축 성과 중심의 기술개발을 위해 핵심 기술별 탄소중립 목표를 설정하고, 수요 기업 등을 총괄 주관기관으로 산학연 최고 전문가가 참여하는 R&D 컨소시엄을 구성해 대형 R&D를 수행토록 한다는 계획이다.

또 이 컨소시엄을 통합 연계한 업종별 '그랜드 컨소시엄'을 도입해 수행기관 간 기술 교류와 상호 협력도 촉진한다.

연간 100만t급 수소환원제철 실증 플랜트, 시간당 230㎏급 전기가열 분해로 파일럿 실증 등 기술개발과 실증을 패키지로 지원해 1단계 기술개발이 완료되는 대로 바로 실증에 착수할 수 있도록 지원할 방침이다.

아울러 미국, 영국, 독일 등 기술 선도국과 공동 펀딩형 R&D를 확대하는 등 국제 공동 R&D도 활성화한다.

탄소중립 기술 개발 지원과 관련, 민간 투자를 촉진하기 위해 기술혁신 펀드를 조성하고 탄소중립 기술가치 평가모델 등도 개발한다.

◇ 산업계 "현장 애로 많아"…정부의 다각도 지원 요청

이날 회의에는 공동위원장인 대한상의 회장과 이정배 한국반도체산업협회 회장(삼성전자 사장) 등 경제단체와 업종단체, 주현 산업연구원 원장 등 연구기관·공공기관에서 20여명이 참석했다.

우태희 대한상의 상근부회장은 회의에서 ▲ 혁신기술 개발·투자 지원(R&D) ▲ 신재생에너지 활성화(Renewable Energy) ▲ 자원순환 확대(Resource Circulation) ▲ 인센티브·제도적 기반 마련(Rebuilding Incentive System) 등 '4R' 영역에서 정부의 지원 확대를 요청했다.

우 부회장인 2030년까지 미국은 1천870조원, 유럽연합(EU)은 1천320조원, 일본은 178조원의 투자를 계획하고 있다면서 내년 기준 11조9천억원 수준인 우리 정부의 탄소중립 예산을 확대할 필요가 있다고 제언했다.

그는 또한 OECD 국가 중 최하위 수준인 국내 재생에너지 발전 비중(5.8%), 세계 3위인 1인당 플라스틱 배출량 등을 지적하며 'RE100'(사용 전력의 100%를 재생에너지로 충당) 참여 기업에 대한 지원과 바이오·신소재 기술 R&D 및 시장 창출 등에 대한 지원도 주문했다.

아울러 기업의 자발적·혁신적 노력을 촉진하려면 '성과기반 인센티브 시스템' 도입이 필요하다며 탄소 가격을 일정 기간 계약가격으로 보장하는 '설비투자 탄소차액계약제도'(CCfD), 전기차·수소차 충전시설 확대, 온실가스배출권거래제 시장 안정화 조치 개선 등이 마련돼야 한다고 밝혔다.

산업부는 추진위의 제언 등을 반영해 내달 정부의 정책·재정적 총력지원 방안을 담은 '탄소중립 산업 대전환 비전과 전략'을 발표할 예정이다.

문 장관은 "탄소중립은 이제 목표 설정을 넘어 본격적인 이행을 통해 산업구조를 전환해야 하는 변곡점"이라면서 "그간 산업·에너지업계와 협업해 오늘 R&D 전략을 발표했으며 탄소중립 산업 대전환 비전과 전략도 오늘 제언을 추가로 검토, 보완해 12월에 발표하겠다"고 말했다.