운송연료 및 배출저감을 위한 12대 혁신기술 - Accenture 보고서
 
KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2009-11-11 
 
 

10년 이내에 운송연료의 공급, 수요 및 온실가스 배출에 대한 현재의 인식을 혁신할 잠재력이 있는 12가지 기술을 선별하였다. 본 보고서에서는 연소엔진(combustion engine)의 개선, 바이오연료, 전기화(electrification) 등에 대한 기술을 비교하고 있다. 이런 혁신기술의 상업성의 실현은 이런 응용기술에 대한 정부의 적극적인 지원이 있지 않으면 지체될 것이라고 Accenture사는 강조하고 있다.

운송연료의 혁식기술에 포함된 12가지로는, 전기화, 유전자조작 바이오연료 분야뿐만 아니라 배출과 가솔린, 디젤 시장에 가장 즉시적인 영향을 미칠 수 있는 현존하는 화석연료도 포함하고 있다. 본 보고서에서는 이런 기술을 향후 5년 이내에 상업화하고자 하는 25개 기업체를 소개하고 있기도 하다.

Accenture사가 선별한 혁신연료기술을 통해 다음을 성취할 수 있을 것이다.
(1) 2030년까지 탄화수소 연료의 수요를 20% 이상 감소
(2) 연료를 대체함으로써 온실가스의 배출을 30% 이상 감소
(3) 5년 이내 상용화
(4) 상업화되는 시점에서 $45 - $90을 오일 가격으로 경쟁력 확보

Accenture사는 다음과 같이 세 가지 그룹으로 기술을 분류하고 있다:
진화적 기술: 오늘날의 자산과 자원을 확장할 수 있는 기술로, 현재 기술을 활용하여 에너지 안보, 지역 자원의 최적화 등을 성취하고자 하는 개념이다.
(1) 차세대 내연기관: 연비를 대폭 개선시키고자 하는 바램은 탄소배출을 감소시키거나 에너지 안보를 증대시킬 수 있는 운송의 전기화를 통해서도 성취할 수 있다. 하지만 자동차의 광범위한 전기화를 실현하기 위해서는 인프라와 각종 인센티브가 제공되어야 하지만, 내연기관의 개선은 신속히 적용할 수 있다는 장점이 있다.
(2) 차세대 농업: 농업분야에서는 개선을 위한 많은 잠재력이 남아 있으며, 특히 곡물의 유전자조작을 통해 원하는 특성을 얻을 수 있으면서 수율의 향상과 수확 및 가공비용을 줄일 수 있다.
(3) 폐기물의 연료화: 폐기물로부터 운송연료를 생산하는 것은 기초기술로 실험실뿐만 아니라 상업화를 위한 파일럿 단계에서 연구가 현재 진행되고 있다. 지방정부의 지원이 있기도 하지만, 현재 이 기술을 개발하기 위한 정부의 적극적인 법적/금전적 지원이 이루어지고 있지는 않다. 만약 기술을 실현한다면 폐기물 가공을 통해 원가절감, 저탄소 재생가능한 원료의 생산을 통해 매립지 문제까지도 해결할 수 있다.
(4) 해양 세정기( Marine scrubbers): 본 기술은 저황연료(low sulfur fuel oil)을 생산하기 위한 정제소의 업그레이드에 대한 막대한 비용투자를 회피할 수 있게 해 준다. 또한 단순한 연료 전환을 통해 항행선(seagoing vessels)의 배출을 상당히 감소시킬 수 있는 잠재력이 있다. 본 기술은 기술적 타당성이 있으며, 몇 개 회사에서 성공적으로 테스트를 마친 기술이다. 하지만 최종 기술적 승자가 부각되고 있지는 않다.

전환적 기술: 현재의 연료판매 인프라를 사용하면서 대체가능한 연료의 생산을 지원할 수 있는 기술로, 바이오 기반의 연료를 시장에 빠르게 대규모로 침투시키기 위한 제약을 가진 판매 인프라를 제거하게 된다.
(1) 합성생물학: 사탕수수를 디젤로. 합성생물학을 이용하여 사탕수수를 디젤로 전환하는 과정은 사탕수수를 에탄올로 전환하는 것과 유사하다. 합성생물학의 이용은 과거 1-2년 동안 상당한 진보를 이루었으며, 상업성을 거의 확보하기에 이르렀다. Amyris와 LS9사는 2011년까지 상업설비를 갖추고 2013년 상업생산을 개시할 예정이다.
(2) 부탄올: 부탄올을 이용한 연료는 가솔린과 에너지함량이 유사하며 옥탄가가 높고 물에 대한 친화도가 낮다는 점에서 매우 바람직한 물질이다. 때문에 기존의 파이프라인을 통해 이송할 수 있으며 기존의 인프라를 활용하여 가솔린과 혼합할 수도 있다. 그러나 부탄올 생산을 방해하는 요인이 남아 있으며 경제성이 증명되지 않았다.
(3) 바이오 원류: 추가투자 거의 없이 기존의 정제 및 분배망을 비용할 수 있는 바이오원유의 이점은 명확하여 전세계 재생원료의 도입에 돌파구를 마련해 주고 있다. 비록 일부 회사와 기술만이 이 분야에 참여하고 있지만 적정한 투자자금이 확보된다면 운송연료를 위한 혁신기술이 될 것이다.
(4) 조류: 기술적으로 조류산업은 매우 분산되어 있다. Shell, ExxonMobil, BP, Valero 및 Chevron 과 같은 석유업체가 참여하여 비용저감과 공정의 복잡성을 단순화하기 위한 연구를 수행하고 있다. 이들 업체가 최저 비용을 실현하고자 함에 따라 몇 가지 다른 가동모델이 출현하고 있다.
(5) 바이오제트(항공용 재생탄화수소연료): 항공산업은 효율증대 및 탄소배출 저감이라는 압력에 직면하게 될 것이다. 항공기 바이오연료의 적용은 긍정적이며 문제점들은 하나씩 해결되고 있다. 그러나 공급원료의 제약과 도로교통용 바이오연료의 수요를 고려한다면 규모를 명확히 규명할 수는 없다. 공급원료에 대한 이러한 수요는 고수율 공급원료에 대한 개발을 촉발시킬 것이다.

게임 체인저(game changer): 전기화와 PHEVs의 규모확대를 위한 기술들은 발전 및 운송자원을 최적화할 것이다. 이 분야에 속하는 기술은 다음과 같다.
(1) 플러그인 하이브리드: 플러그인 전기자동차는 정부와 산업체로부터 상당한 관심을 받고 있으며 미래 자동차의 일부가 될 것이다. 이중 PHEVs(플러그인 하이브리드)는 5년이내 가장 혁신적 기술로 도약할 것이다. 내연기관이나 HEVs보다 운전비용이 저렴한 PHEVs의 장점을 가지고 있지만, 밧데리에 대한 자본비용과 가용성의 제약은 극복해야 할 과제이다.
(2) 충전 관리: 에너지수요를 좀더 효과적으로 관리하고 사용자는 세금을 적게 낼 수 있는 충전 관리방안이 필요하다. 이는 전기자동차의 보급에 큰 영향을 미치게 될 것이다.
(3) V2G(vehicle to Grid): V2G는 현재 시범 프로젝트가 진행되고 있는 기술적으로 타당성이 있는 기술이다. 본 프로젝트는 자동차와 전력망과의 통신상태를 평가하거나 차량의 저장능력을 최대화는 방안, 좀더 통합된 스마트 그리드를 제공하는 것 등을 연구하는데 초점이 맞추어져 있다.