[오토저널] 국제에너지기구 수송연료 기술협력 프로그램(IEA AMF TCP) 현황과 2030 신 기후체계 대응전략 ?

글로벌오토뉴스 조회 151 등록일 2020.09.18


국제에너지기구(IEA) 첨단수송연료(AMF) 협력프로그램(TCP)은 수송분야 화석연료의 의존도를 줄이기 위하여 1984년 Alcohols 연료 공동연구를 시작으로 설립된 수송기계용 연료관련 다자간 기술협력 프로그램으로서 에너지원을 다양화하고 보급을 촉진 시킬 수 있는 기술 및 정책 등 수송연료관련 연구/개발/실증에 관한 다자간 협력을 촉진하고 정책결정권자 및 사용자들에게 명확한 데이터를 제공함으로써 기술적, 경제적 장벽을 극복하는 데 기여하는 것을 목표로 우리나라를 포함하여 캐나다, 미국, 일본, 중국, 독일 등 15개국이 활동하고 있다.



우리나라는 AMF의 초청으로 2011년 4월 집행위원회에 처음 참석한 이래 2012년부터 정식멤버로 가입하여 활동해오고 있다. 경제활동의 주요 에너지원인 화석연료의 문제로 인하여 석유계 신연료 및 대체연료에 대한 필요성이 증대하고 있어 우리나라를 포함한 각국은 자국의 특수성을 고려한 에너지전략을 수립하여 추진중에 있으나 여기에 소요되는 막대한 비용과 및 자원의 한계 등으로 큰 성과를 얻고 있지 못하고 있는 상황이다. 그러므로 각국은 독자적인 수송연료 공인절차를 가지고 있는 바, 다자간 협력을 통하여 새로운 연료의 타당성이 잘 평가된 연구결과가 있다면, 여러 국가에서 공인 받을 수 있는 좋은 근거자료가 될 것이다.


한편 우리나라는 2015년 7월에 RFS(Renewable Fuel Standard, 신재생에너지 연료 혼합 의무화제도) 프로그램을 시행하였다. 이에 따라 디젤연료에 바이오디젤 혼합 공급을 의무화하였고, 석유정제업자 및 석유수출입업자는 정해진 비율에 따라 혼합하여 판매해야 한다. 연도별 혼합 의무비율은 신재생에너지의 기술개발 수준과 연료수급 상황을 고려하여 2015년 7월 31일 기준으로 매 3년마다 재검토하게 된다. 2018년 1월 1일부터는 3%로 혼합비율이 변경되었고, 3년 이후인 2020년에 혼합비율을 재검토할 예정이다.


우리나라 정부도 수송에너지의 다양화 및 신산업 육성 차원에서 친환경차량인 하이브리드자동차, 전기자동차 및 수소자동차에 대한 보급을 위해 세금혜택과 보조금지원을 하고 있는데, 이러한 영향으로 인해 친환경차량의 등록이 꾸준하게 증가하고 있다. 특히 전기자동차의 경우는 다른 유종의 차량에 비해 상승폭이 컸고, 압축천연가스(CNG) 및 수소연료전지 차량은 큰 폭은 아니지만 신규 등록 대수가 지속적으로 증가하고 있다.


선박 연료는 해양오염방지협약(MARPOL) 개정안의 발효로 2020년 1월 1일부터 황함유량 0.5%m/m 이하로 제한되며, 이에 대비하기 위해 국내에서도 탈황시설 개발, 저유황유 공급확대, LNG 사용 등을 추진하였다. 국내에서는 이러한 규제에 맞추어 저유황유 생산과 배출가스 저감기술(스크러버 등)에 대한 기술개발 및 민간 투자를 늘렸다.

위와 같이 선박연료의 환경규제 강화로 액화천연가스(LNG) 및 액화석유가스(LPG) 사용연료의 적용이 증가하고 있고, VOC, SOx 및 NOx 정화장치 시장이 호황을 누리고 있다. 그러나 더욱 장기적이고 어려운 선박의 문제는 지구온난화가스 저감을 위해 국제해사기구(IMO)가 제시한 2030 40%(2008년 기준) 및 2050 70% 저감 목표로서 2015년을 시작으로 CO2 배출량을 5년마다 10%씩 단계적으로 감축하여 최종적으로 CO2 Free/Zero Emission 선박을 실용화하는 목표를 제시한 것이다. 이를 위하여 수소연료전지 및 배기가스 탄소포집 및 저장(CCS : Carbon Capture and Storage)를 핵심기술로 고려하였으나 최근 들어 신재생에너지(지열, 태양광 및 풍력 등)를 이용하여 만든 그린수소와 그린수소를 기반으로 하는 CO2 Free 연료(e-fuel : electro-fuel)인 암모니아(NH3) 등에 관심이 높아지고 있다. 즉, IMO의 배기규제에 따라 LNG/LPG 엔진 및 탈황장치(Sulfur Scrubber)가 각광을 받고 있으나, IMO 2030 지구온난화가스 장기목표를 달성하기 위한 기초연구가 물밑에서 진행중이다.


폭스바겐 사태이후 퇴출 움직임이 가시화되고 있는 승용 디젤차량의 위축 추세에 따라 내연기관 자동차의 판매 축소 및 중단에 대비하여 기술개발 투자가 축소되어가는 반면, CO2 Free 신연료에 대한 기초연구를 추진하고 있다. 일본의 AIST는 그린수소와 암모니아를 연료로 사용하는 가스터빈 연소연구를 진행중이며 덴마크 선박엔진기술의 선도기업인 MAN ES는 2018년부터 암모니아 엔진을 연구중이고 덴마크(MAN ES), 네델란드(TNO), 스위스(바질라), 핀란드 등 대형엔진 강국이자 농업강국들은 LNG 이후 연료로서 그린수소(e-fuel)를 기반으로 한 암모니아 엔진기술을 연구중이다.





이러한 상황을 기반으로 2019년 11월에 열린 제 58차 집행 위원회(스위스 몽트뢰)에서 덴마크기술연구소(DTI)가 제안한 첨단선박연료(Advanced Marine Fuel) 프로그램에 우리나라를 포함하여 캐나다, 덴마크, 필란드, 스웨덴, 스위스 및 미국과 같이 8개국이 참여하기로 의결하였으며, 우리나라는 한국조선해양(구, 현대중공업)이 중속엔진에서의 LNG/LPG 혼합기술 및 연소연구관련 데이터를 제공하기로 하였고, 한국에너지연구원(KERI)은 암모니아를 가솔린 및 디젤엔진에 혼합 시 연소특성을 분석하고 차량적용시 연비 등에 관한 연구결과를 제시하는 것으로 협력중이다.


1990년대 초에 착수된 정부주도 G7 차세대자동차사업을 통하여 10년에 걸친 산학연의 긴밀한 협력으로 독자기술개발 및 인력양성 붐이 일어났고 이사업이 우리나라 자동차기술 발전의 기폭제가 되었으며 이후 2000년대에는 친환경자동차 및 에너지효율향상을 위한 정부의 전폭적 지원으로 명실상부한 기술선진국으로 진입할 수 있었다고 생각한다. 2010년대에는 초연결/인프라와 센서, 인공지능 및 Big Data를 기반으로 하는 자율주행기술이 출현하였고 다양한 첨단기술과 제조혁신, 공유차량 및 신흥국의 부상에 따라 자동차산업의 페러다임이 격변하는 시점이다.


30년 전까지만 하더라도 자동차산업은 기계산업의 꽃이라 불렀으나 하이브리드 및 전기차의 등장으로 전기전자산업의 총아로 불리다가 최근에는 자율기술과 초연결 사회를 선도하는 서비스산업으로 급격하게 변화하고 있다고 할 수 있다. 이러한 수송시스템의 발전과 병행하여 에너지시스템도 화석연료 중심에서 생태계와 지구환경의 악화를 완화할 수 있는 신·재생에너지의 활용에 지혜를 모아야 할 때이다. 그 예로 일본의 소프트뱅크 손정의 회장이 제안한 동북아/아시아 슈퍼그리드 계획과 같이 신에너지 발굴과 이를 이용한 그린에너지(그린수소, 암모니아 등) 공동개발과 공동이용을 위한 글로벌 협력이 필요한 시점이다.





지금까지의 두서없는 이야기를 종합하면, 자동차 및 석유로 인한 지구온난화 및 환경오염 문제가 각종 규제 및 신기술 보급으로 해결되어감과 동시에 기타 선박, 건설장비와 같은 수송수단과 Shale Gas, 바이오메스, 바이오 에타놀 및 바이오 디젤유, 전기연료(Electro-Fuels)와 같은 Carbon Neutral/CO2 Free 재생에너지 개발 및 보급 확대를 추진하고 있는 상황으로 이러한 신연료를 사용한 기술과 전동화와의 결합을 통한 산업육성 및 지속가능한 수송사회로의 이행에 기여하고자 노력하고 있는 추세이다.


선진각국은 중장기전략으로 내연기관 자동차 퇴출정책을 추진중이지만 탄소기반 화석연료는 기존 인프라를 사용할 수 있고 높은 에너지 밀도 제공이라는 장점으로 2050년에도 주요 연료로 사용될 것으로 보이지만 그린수소 및 암모니아와 같이 신재생에너지를 이용한 Green Fuel이 연료전환에서의 중요한 역할을 할 것으로 예측되고 있다. 이를 논의하기 위한 IEA 사무국과 유럽위원회가 공동으로 주관 한 e-fuel 관련 워크숍(2018년 9월 10일) 이후 IEA AMF에서도 신규과제로 첨단선박연료관련 연구검토를 위한 국제협력과제가 승인되고 우리나라도 참여함으로써 2030 연료전화 및 신 기후체계의 환경에 대응할 수 있는 출발점이 될 수 있기를 희망한다.



글 / 이춘범 (한국자동차연구원)
출처 / 오토저널 2020년 4월호 (http://www.ksae.org)
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