'석유없는 시대' 6대 신성장동력 산업을 주목하라!

미래에는 우리가 사용하는 물건들이 에너지를 어떻게 공급받게 될까요?

최근 고유가시대를 맞이하여 에너지절약이 많이 이슈화되고 있습니다. 직장 내 실내온도를 적절하게 조절하는것부터, 겨울철 내복입기 캠페인 등, 기름한방울 안 나는 우리나라에서 에너지와 자원의 고갈 문제를 우리 모두가 가슴깊이 느낄 수 있게 되었는데요. 

하지만 이미 유한한 자원인 석탄,석유 등이 이미 고갈되어가고 있는 상황에서, 또 국제정세에 의해 이러한 자원들도 우리나라가 확보하는데 점차 어려움을 겪고 있다는 점에서  에너지절약만으로는 이 문제를 근본적으로 해결할 수는 없을 것입니다. 

이미 석유의 시대는 저물어 가고 있다는 말도 많은데요. 석유의 시대가 지나고 다가오는 새로운 시대는 우리나라에 큰 기회가 될 수 있을것입니다. 실제로 이미 많은 일류국가들과 기업들은 미래의 에너지원을 서로 선점하고자 더욱 치열하게 경쟁하고 있습니다. 그렇다면 현재 주목받고, 기술개발 등에 지원을 받고 있는, 향후 20년내에 우리를 '먹여 살릴' 에너지원을 만드는 산업에는 어떤 것이 있을까요?

저는 여기서 6가지 차세대 에너지원을 제공할 신성장동력 산업을 소개하고자 하는데요. 여기서 소개하는 산업들은 정부에서 선정한 10대 신성장동력에도 포함되는 것들로, 향후 우리나라의 경쟁력이 될 산업 후보들이기도 합니다. 자, 이제 차세대 주인공들을 만나러 가볼까요?

1. 중대형 이차전지 산업

이차 전지(secondary cell)는 외부의 전기 에너지를 화학 에너지의 형태로 바꾸어 저장해 두었다가 필요할 때에 전기를 만들어 내는 장치를 말합니다.

이차전지는 일차전지와 달리 전기의 반복 충전이 가능하다는 장점이 있으나 일차전지에 비해 값이 비싸고 전지에 쓰이는 화학부나 금속의 독성이 더 강하다는 단점도 있다고 합니다. 이차 전지는 이미 여럿 출시되어 소비자에게 친숙한 제품이기도 한데요. 현재까지 이차전지는 휴대폰, 노트북, PDA 등에 사용되는 핵심부품으로, 휴대용 전자기기의 고성능화 및 특성화, 보급 확대 등에 힘입어 주로 소형 2차전지 시장을 통해 발전하였지만 이제는 중대형 이차전지에 관심이 더 쏠리고 있다고 합니다.

중대형 이차전지는 전기차와 함께 태양광,풍력 등 대규모 신재생에너지 단지에서 생산된 전력을 저장하고 전송하기 위해 활용될 수 있기 때문인데요. 전기차의 경우 최근 유럽, 미국등의 자동차 이산화탄소배출 규제와 함께 관심이 높아지고 있으며, 신재생에너지 또한 고유가시대에 더 주목받고 있다는 점에서 그 어느 때보다 이차전지의 기술개발은 차세대 에너지원을 만들 신성장동력의 가장 기본이 된다고 할 수 있겠습니다. 중대형 이차전지의 시장은 2020년 무려 1175억달러에 달할 전망이라 합니다.

현재 이차전지산업은 우리나라를 비롯하여, 일본과 중국이 선두를 달리고 있는데요. 하지만 이제 미국, 독일등도 이차전지 기술개발에 국가적인 지원을 확대하고 있는만큼 선두권을 놓치지 않도록 더욱 노력이 필요하다고 합니다.

2. 고효율 박막(thin film) 태양전지 산업

친환경 재생에너지 개발에 대한 전세계적 관심과 노력이 급증하고 있는데요. 그중에서도 태양광에너지는 최근 기술개발의 가속화로 주목을 받으면서, 세계 에너지 시장의 패러다임을 바꿀 무한한 잠재력을 가진 에너지원으로 평가받고 있습니다.

‘빅막 태양전지’는 기존의 ‘결정질 태앙전지’에 비해 주재료인 폴리실리콘이 적게 사용되어서 비용절감에 도움이 된다고 하는데요. 왜냐하면 빅막 태양전지는 폴리실리콘을 아주 얇은 빅막 형태로 만들어 태양광의 흡수율을 증착시키고 그 밑에 대부분 저가의 재료인 유리, 플라스틱, 금속판 등을 기판으로 사용하기 때문입니다.

또한 빅막 태양전지는 생산하는데 배출되는 이산화탄소량 또한 절반으로 줄여 친환경에도 도움이 된다고 합니다. 그러나 아직까지 빅막 태양전지는 결정질 태양전지에 비해 효율이 좋지 않아 상용화하는데 어려움을 겪고 있다고 합니다. 이 때문에 세계 유수의 업체들이 빅막 태양전지 시장에서 철수했다고 하는데요. 하지만 기존의 결정질 태양전지는 이미 중국이 주도권을 가지고 물량을 쏟아내는 상황에서 우리는 새로운 성장동력이 될 수 있는 고효율의 빅막 태양전지 개발에 주목할 필요성이 높아지고 있습니다. 즉, 빅막 태양전지의 기술개발을 통해 낮은 가격을 유지하면서 빅막태양전지의 태양광에너지를 전기에너지로 변화시키는 변환효율의 향상을 통해 경제성을 확보하는 것이 관건이라 할 수 있습니다.

최근 원재료시장에서 폴리실리콘의 가격이 안정화되는 추세 때문에 오히려 폴리실리콘을 적게쓰는 빅막태양전지의 기술개발에 회의적인 시각이 있긴 합니다. 하지만, 고효율 빅막 태양전지의 개발은 중국의 저가공세를 이기고 태양에너지 시장에서 우리나라가 선두로 나아갈 수 있는 좋은 발판이 될 것으로 보입니다.

3. 에너지절약형 전력용반도체 산업

전력용 반도체는 밖에서 제품 안으로 들어온 전력을 제품의 시스템과 상황에 맞게 적절히 배분하는 제어기능과 변화기능을 갖는 소자로서, 전기를 사용하는 거의 모든 제품에 사용되고 있습니다. 전력용 반도체의 기술혁신은 보통 전력소모 절감이나 크기 축소, 부품 수 절감 등을 목적으로 하는데요. 컴퓨터, 카메라 등의 기존의 전자기기를 비롯하여 최근 모바일 기기들도 급 부상함에 따라 미량의 전력으로도 오랫동안 가동할수 있는 에너지를 절약형 전력용 반도체 개발이 그 어느때보다 주목을 받고 있습니다.

미국, 독일, 일본등의 세계 유수 반도체 업체들의 에너지 절약형 반도체 개발에 집중하고 있는데, 현재 전력용 반도체를 이미 출시하거나 출시하기 위한 개발이 이뤄지고 있는 상황입니다. 우리나라는 95% 이상의 전력용 반도체를  외국계 기업으로부터 수입해서 쓰고 있는 만큼 국산화가 시급한 상황이라 합니다.



4. 해상풍력 산업

산업조사 전문기관 ‘이슈퀘스트’에 따르면 지속가능한 신재쟁에너지 분야에 대한 큰 관심으로 태양광과 함께 풍력 발전이 해상풍력을 중심으로 급격하게 성장하고 있다고 합니다. 현재 세계 해상풍력의 설치 용량은 3.55GW에 불과하지만 2030년 건설규모는 무려 239GW에 달할 정도로 엄청난 성장력을 가지고 있습니다.

해상풍력의 경우 육상풍력에 비해 비용이 40%이상  더 들어가지만, 육상풍력에 비해 다양한 이점이 있는데요. 해상에서의 풍력발전은 육지에 비해 첫째, 바람의 난류와 높이, 방향에 따른 풍속변화가 적으며, 둘째, 경관이나 소음 등의 문제가 적다는 것입니다. 이러한 점들에 따라 설치장소가 한정되지 않다는 점 또한 최고의 이점이라 할 수 있습니다. 또한, 해상에서의 풍력발전에 장애가 되었던 기술적 문제점들은 기술발전으로 인해 해결되어 가고 있습니다.

우리나라도 3면이 바다인 자연환경을 이용하여 올해 11월 2020년까지 세게 3대 해상풍력 강국으로 도약하기 위해 서남해2.5GW 해상풍력 종합추진계획을 발표하는 등 지원을 본격화 하고 있습니다.

5. 스마트 LED 조명 산업

스마트 LED 조명이란 IT기술과 LED 조명과의 결합을 통해 사용자 요구 환경에 부합되는 콘텐츠가 내장된 신개념의 시스템 조명을 말합니다. 이 조명은 유.무선 네트워크 인프라를 활용하여 아주 다양한 분야에서 융.복합 서비스를 가능하게 만듭니다. 또한 스마트 LED 조명은 에너지 절감면에서도 단연 독보적인데요. 일반조명의 절전률은 제로인데 비해 스마트 LED 조명은 50%의 절전률을 보이며 획기적 에너지 절감률을 자랑한다고 합니다. 한국 산업기술평가관리원의 보고에 따르면 이 산업은 2020년 이후 100조 이상의 시장규모와 40%이상의 고 성장을 견인할 것으로 예측되고 있습니다.

역시 현재 선진 외국 회사들이 이 분야의 70%이상의 기술을 장악하고 있습니다. 국내 산업의 경우는 아직 미비한 상황이라 차후 이 기술을 주도하기 위해선 기술개발 지원이 시급하다고 합니다.

6. 막 여과 정수 산업

지난 제11차 위기관리대책회의에서 박재완 기획재정부 장관은 "기후변화로 물 부족 현상이 세계적으로 발생함에 따라 각국은 막 여과를 통한 고도정수처리 산업을 국가전략 산업으로 육성하는 추세"라며 관심을 표명한 바 있습니다.

모래여과를 대체하는 막여과 정수시설은 구멍지름이 머리카락의 1/300 굵기(0.01마이크로미터) 정도로 정밀한 필터 분리막을 통해 오염물질을 걸러내는 최첨단 기술입니다. 각종 오염물질과 바이러스는 물론 병원성 미생물까지 차단할 수 있는 최첨단 정수방식인데요. 막여과 정수방식은 기존 정수처리에 비해 한층 더 정밀하게 정수해 맛과 수질을 좋게 하고, 응집제 등 화학약품 사용을 50% 이상 줄일 수 있습니다. 또한 설비 자동화, 집적화 등 유지관리 업무 단순화로 예산 절감효과까지 가져오는 친환경, 최첨단 정수시설이라 합니다.

현재 국내 막여과 관련 시장 규모는 약 200억원으로 꾸준히 증가하고 있으나 우리의 막 여과 기술수준은 선진국 대비 아직 미흡한 수준에 불과하다는 지적이 있으며, 세계 막여과 산업 시장은 2016년 약 300억 달러까지 성장할 것으로 기대하고 있기 때문에 더 전폭적인 지원이 필요하다고 합니다.

자 어떤가요? 앞으로 이 후보들은 향후 우리가 사용할 에너지원을 만들 미래 기술들이자 산업들입니다.

이미 이들 기술은 아기가 걸음마하는 수준이 아니라 상용화를 목표로 개발에 주력하고 있습니다. 이들을 통해 향후 우리가 20년 후 살아갈 미래가 보이지 않나요? 

이왕이면 다른국가나 기업보다 우리나라, 우리기업이 이 기술들을 선점하고 산업을 이끌어나가면 좋겠는데요. 정부에서도 이 산업들을 신성장동력으로 삼은만큼 향후 이들에 대한 관심과 지원이 더 증가할 것으로 보여 기대가 높습니다.

또한 우리 스스로도 이 기술들에 대해 어느정도 관심이 필요하다고 생각됩니다. 어느 학자가 자신들에게 직접적으로 관련이 없는 기술을 알 필요가 있느냐는 질문에 이렇게 대답했다고 합니다. '아는것과 모르는 것은 차이가 있다. 그 기술을 직접 쓸수있느냐의 문제가 아니라 그 기술을 앎으로서 세상을 바라보는 시각이 그 기술을 통해서도 바라볼 수 있게 될것이다' 라고. 하물며 이 기술들은 향후 우리에게 직접적으로 관련이 될 것들인데요. 우리 모두 미리 알아두면 미래를 대비하는데 좋지 않을까요?