에너지연·포항공대, 국내 환경 최적화된 에너지시스템 모형 개발

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 탄소중립의 핵심 수소에너지의 최적 활용 전략을 제시해 주목된다.

한국에너지기술연구원 국가기후기술정책센터 박상용 박사 연구팀과 포항공대 산업경영공학과 최동구 교수 공동 연구팀은 국내 환경에 최적화된 에너지시스템 모형을 개발하고 수소에너지의 최적 활용 전략을 제시했다고 10일 밝혔다.

연구진은 국제에너지기구(IEA)의 에너지시스템 분석 모형인 TIMES을 기반으로 우리나라의 에너지 환경을 반영한 KIER-TIMES 모형을 개발하는 데 성공했다. 또 이를 기반으로 2050년 국가 탄소중립 달성을 위한 수소에너지의 최적 비중을 예측했다.

TIMES 모형은 국가 또는 지역 에너지시스템의 최종에너지수요를 공급하기 위한 비용최소화 에너지기술 조합을 찾아내는 모형이다.

TIMES 모형은 에너지기술별 비용 및 효율 등의 변화가 에너지시스템 비용 및 이산화탄소 배출량에 미치는 영향을 분석할 수 있어 에너지 및 기후변화 정책의 경제적·환경적 효과 분석에 널리 이용하고 있다.

이번 KIER-TIMES 모형에는 우리나라의 에너지 수급 현황, 미래 에너지 수요, 전력수급계획, 에너지 가격 등이 반영됐다. 특히 정부의 ‘2050 탄소중립 시나리오 최종안에서 제시된 2050년 최종에너지 수요 등 다양한 전제조건을 반영해 정부정책과의 일관성을 높였다. 또 전제조건이 바뀔 때 결괏값이 얼마나 민감하게 변하는지 확인하는 민감도 검사를 시행해 정부 정책의 조건 변화에도 적용할 수 있도록 신뢰성을 확보했다.

개발된 모델을 통해 분석한 결과 2050년까지 국가 탄소중립을 달성하기 위해서는 전체 에너지의 27%를 수소에너지로 공급해야하는 것으로 나타났다. 또 최종 소비되는 에너지 수요 측면에서도 수소에너지의 비중이 25%까지 증가해야 할 것으로 예측됐다.

이 밖에도 연구진은 개발된 모델을 활용해 시나리오에서 제안된 수소의 수입 비중, 수전해 기술의 효율 향상, 이산화탄소 포집 기술 활용 방안을 심층 분석했다. 그 결과 탄소중립을 위해서는 최소 76% 이상을 수입해야 하며 수입 비중이 높을수록 탄소중립 달성 가능성이 높아질 것으로 예측했다.

또 수전해 기술의 효율 향상을 통해 감축되는 전력 소비량을 분석한 결과 현재 수전해 효율의 국가 연구개발 목표는 94%로 목표 달성 시 국가 전력 소비량의 6.4%, 수소 소비량의 10.3%를 감축할 수 있을 것으로 전망했다.

박상용 박사는 “이번 연구는 국제적 기준에 부합하는 방법론을 이용해 우리나라의 에너지 환경을 고려한 수소에너지의 역할과 최적 활용 전략을 도출했다는 데 의미가 있다”며 “KIER-TIMES 모형을 확장해 섹터커플링 기술들의 탄소중립 기여도를 분석하고 보급, 확산하는 연구를 진행할 계획”이라고 말했다.

국가과학기술연구회 섹터커플링(SCI) 융합연구단 과제를 통해 수행된 이번 연구 결과는 에너지 분야 국제 저명 학술지 ‘에너지(Energy)’에 지난달 30일 게재됐다.

memory4444444@news1.kr