재생합성연료(e-Fuel) 4차 연구회 개최

2021.10.13 산업통상자원부

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「재생합성연료(e-Fuel) 제4차 연구회」 개최

- 현대중공업, 선박 엔진에 탄소중립연료 적용 추진 -

- 카이스트, 생물 유래 이산화탄소 연료화 원천기술 연구 중 -

□ 산업통상자원부(장관 문승욱)는 10월 13일(수) 오전 10시, 자동차회관에서 「재생합성연료(e-Fuel) 4차 연구회」 개최

	【 제4차 e-Fuel 연구회 개요 】

◇ 일시/장소 : ’21.10.13(수), 10:00∼11:30 / 자동차회관(서울 서초구) B1F 그랜저볼룸 ◇ 주제 : 현대중공업그룹 선박 엔진의 탄소중립연료 적용 기술로드맵 생물 유래 CO2 활용을 통한 e-Fuel의 탄소중립 및 경제성 확보 방안 국제학술대회 논의 결과와 e-Fuel 개발 가속화를 위한 향후 과제 ◇ 참석 : (정부) 산업부 산업정책실장, 자동차과장, 에너지기술과장, 석유산업과장 (학계) 화학공학회, 카이스트, 고려대학교, 에너지공과대학교 (산업계) 정유社, 자동차社, 조선社, 항공社 등 (연구계) 석유관리원, 화학硏, 에너지경제硏, 자동차硏, 조선해양기자재硏, 항공우주硏 (유관기관) 석유협회, 자동차산업협회, H2KOREA, 에너지공단 등

【 추진 배경 】

□ 수송부문 탄소중립을 위해 전기차·수소차, 탄소중립연료(e-Fuel, 바이오연료, 암모니아 등), 수소엔진 등 다양한 수단이 제시되고 있음

ㅇ 독일, 일본 중심으로 e-Fuel 관련 연구가 진행 중이며, 우리나라도 2050년 탄소중립 목표로 기술 진보의 가능성을 열어두고 다양한 수단 모색 중

□ 산업부는 잔여 내연기관차(대형 상용차, 군용차 등), 전동화가 어려운 항공·선박의 탄소중립을 위해 연구회를 구성, 정례적 회의를 개최*하여 e-Fuel 국내외 동향, 경제성, 선결과제 등을 논의

* 발족식(’21.4.15), 2차 연구회(’21.5.27), 3차 연구회(’21.7.15), 4차 연구회(’21.10.13)

【 4차 연구회 논의내용 】

□ 현대중공업그룹은 선박 엔진의 탄소중립연료 적용 기술로드맵을 발표

ㅇ “e-Fuel의 일종인 e-메탄올 적용이 가능할 것으로 예상되는 메탄올 엔진을 개발, 생산 설비를 구축*하였고, 향후 수소·암모니아 엔진**까지 개발 예정”이라며 기업 차원의 연료전환 노력 강조

* 세계 최대 해운사인 머스크社와 약 1.6조원 규모 메탄올 추진선 건조 계약 체결(‘21.8)

** 메탄올 엔진 탑재(‘22.下)에 이어, 암모니아(‘23.下), 수소(‘25) 순으로 엔진 개발 계획 중

ㅇ “선박은 전동화에 한계가 있고, 대형선박의 긴 선령(~25년) 고려 시 탄소중립연료는 ‘50년 온실가스 저감 목표 달성을 위한 필수 요소”라며, 친환경 연료에 대한 정부의 관심과 지원을 요청

□ 카이스트 강석태 교수는 생물 유래 CO2(Biogenic CO2)*에 대해 설명

* 바이오매스(음식물쓰레기, 볏짚, 축산분뇨 등)의 알콜 발효, 혐기성 소화 시 부산물로 발생하는 CO2

** (관련 연구) 유기성 폐자원 원료 기반 바이오가스 촉매 활용 액체연료 생산 기술개발(‘17~‘21)
폐바이오매스 바이오가스화 기반 산업 배출가스 연료화 기술개발(CO2 가스연료화, ‘17~‘20),

ㅇ “에탄올 발효 CO2는 탈수, 압축 공정만 필요하여 공정 단순화가 가능하며, 포집 비용은 톤당 $30 수준으로 CO2 포집원 중 가장 이상적”이라 언급

ㅇ “국내 바이오가스 CO2 잠재량 활용 시, 연간 도로 부문 가솔린 소비량의 약 29%*의 e-Fuel이 생산이 가능”하다며,

* 바이오 CO2 잠재량(938만톤/년, ‘17)으로, 36억L(年 도로 가솔린 소비량의 28.5%) e-Fuel 생산 가능

ㅇ “해외도 생물 유래 CO2 활용 시 e-Fuel을 탄소중립 달성한 연료로 인정* 하는 만큼, 우리나라도 이를 탄소중립 주요 수단으로 삼아야 한다”고 강조

* 국제재생에너지기구(IRENA)는 생물 유래 CO2 활용 시 e-Fuel을 탄소중립 달성한 연료로 인정

□ 카이스트 배충식 교수는 ’탄소중립연료 국제학술대회‘* 논의 결과를 공유

* 세계 각국 연구기관, 정부 관계자 등이 참여하여 e-Fuel의 기술개발, 정책 과제 등 논의(‘21.9.9)

ㅇ 독일 측 발표자 Koch 교수(칼스루헤 공대)는 “독일은 저장·운송이 용이하고 활용성이 높은 e-Fuel을 탄소중립연료로 제시하고, e-Fuel 생산 및 적용 기술 연구*를 진행 중”이라 언급하면서,

* 독일은 Re-Fuel(e-Fuel, 바이오연료 등) 프로젝트 개시(‘19), 바덴뷔르템베르크 주 등 2천만 유로 출자

“내연기관에 곧바로 적용하여 미세먼지 감축, 탄소중립 달성이 가능한 만큼 e-Fuel 개발 가속화가 필요하다”고 강조

* 방향족 화합물이 적은 e-Fuel은 완전연소되어 배출가스가 60~80% 낮은 수준(독일 NPM)

ㅇ 일본 측 발표자 Maruta 박사(Technova社)는 “일본은 지난 6월 ‘녹색성장전략’을 발표하며 수소, 암모니아와 e-Fuel에 대한 투자 및 연구개발 로드맵을 제시”하였고,

“e-Fuel의 탄소중립 달성을 위해서는 공기 중 CO2 포집(DAC, Direct Air Capture)과 생물 유래 CO2 활용이 필요”하다고 강조

□ 연구회는 토론을 진행하면서, “제조공정*의 원천기술은 다수 확보 중이나 상용화를 위한 실증 연구가 필요하며, 경제성 확보가 주요 과제”임을 제시

* 그린수소 생산, CO2 포집(공기 중 포집, 생물 유래 CO2, 차량 배출 포집), 합성 공정

** 포르쉐-지멘스社는 DAC 활용 e-Fuel 생산 플랜트 건설 추진 중(’21.9월 착공, ’22년 시범생산, ’26년 상용화)

ㅇ “신재생에너지 보급, CO2 흡착제 효율 향상, 합성 촉매 개발 등으로 수소, CO2 가격은 낮아지고 제조 효율은 높아질 것으로 예상”되며,

“이에 따라 2050년 e-Fuel 가격은 리터당 1$ 수준까지 하락할 가능성도 있는 것으로 전망”된다고 언급

* ’50년 CO2 포집 비용 $90/tCO2, 그린수소 생산 비용 $2,000/tH2 가정 시, e-Fuel 총 생산비용은 $0.94/L (K.Jun & J.CO2 Util.34 (2019) 293-302, 화학연)

* 향후 e-Fuel 예상 가격은 리터당 0.8~1.9$(IEA, '50년), 0.8~5.6$(독일, ‘30년), 1.8$(일본)

ㅇ 또한, “전기·수소차의 높은 차량 가격, 배터리 소재 공급망 불안정성, 인프라 구축 비용 등 고려 시 e-Fuel도 전기·수소차 수준의 경제성 확보가 가능하다”고 언급

□ 주영준 산업정책실장은 “수송부문 탄소중립을 위해 전기·수소차를 중점 보급하되 e-Fuel, 차세대 바이오연료*, 수소엔진** 등 다양한 옵션을 탄소중립 감축 수단으로 병행할 필요가 있다”고 언급

* 식물성 오일, 폐식용유 등 비식량 원료로 수소첨가 반응 공정 등을 통해 생산한 연료

** 내연기관 연료로 가솔린·디젤 대신 수소를 사용하는 엔진

ㅇ “기술의 성장 가능성, 대형상용차·항공·선박 활용성, 배터리 공급망 리스크 등 종합 고려 시, e-Fuel 기술은 우리도 내재화해야 할 기술”이라며,

* Microsoft社(빌게이츠)는 대기 중 CO2 포집(DAC) 등 탄소 감축 기술에 10억불 투자 계획 발표(‘20.1)

ㅇ “정부도 그린수소 생산, CO2 포집, 합성 공정 등 e-Fuel 요소 기술에 대한 지원*을 지속해나갈 것이며, 차량 적용 검증을 위한 기술개발 지원도 추진할 계획”이라고 언급

* 산업부는 재생에너지 이용 P2G(Power to Gas) 기술개발(‘19~‘23, 280억원), 습식·건식 CO2 포집 기술개발(‘10~‘21, 729억원), 합성공정 기술개발(‘18~‘21, 40억원) 등 지원 중

“이 자료는 산업통상자원부의 보도자료를 전재하여 제공함을 알려드립니다.”

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