배충식 카이스트 교수 <사진=최홍석 PD>
KAIST의 배충식 교수는 최근 이퓨얼(e-Fuel)에 관한 세미나에서 동력기관과 탄소 중립 에너지 전환에 대해 광범위하게 논의했다. 이퓨얼은 탄소 중립을 달성할 수 있는 재생가능 에너지 기반의 전기로 제조된 연료로, 기존 자동차, 선박, 항공기 등에 사용 가능하여 혁신적인 탄소 감축 솔루션으로 주목받고 있다.
교수님은 이퓨얼이 기계공학과 전통적인 동력기관의 퇴보가 아닌, 전동화 및 디지털 기술과의 결합을 통한 발전이라고 강조했다. 특히, 신재생에너지를 활용한 이퓨얼 생산이 중요한데, 이는 태양광, 풍력 등의 재생에너지 또는 원자력을 포함한 무탄소 발전원에서 생산된 전기를 사용한다.
이퓨얼의 핵심은 수소 생산에서 시작되며, 수소는 신재생에너지로부터 얻은 전기를 이용해 생산된다. 이 수소를 기반으로 다양한 탄화수소 연료를 생산할 수 있으며, 이는 기존의 화석 연료를 대체할 수 있는 탄소 중립적 연료로 활용될 수 있다.
교수님은 현재 이퓨얼 관련 연구를 주도하고 있으며, 특히 수송용 동력기관에 사용되는 이퓨얼에 대한 연구에 집중하고 있다고 밝혔다. 이 연구는 정부와 산업체의 지원을 받아 진행 중이며, 현대자동차와 같은 대기업뿐만 아니라 여러 연구 기관들이 참여하고 있다.
이퓨얼 기술의 개발과 상용화는 탄소 중립 목표 달성을 위한 중요한 단계로, 선박 및 항공 분야에서의 적용 가능성 뿐만 아니라 육상 교통 분야에서도 큰 기대를 모으고 있다. 또한, 이퓨얼은 기존의 인프라를 최대한 활용할 수 있어 전환 비용을 최소화하고, 에너지 안보 측면에서도 다양한 옵션을 제공한다는 장점을 가진다.
배충식 교수의 발표는 이퓨얼이 탄소 중립을 향한 여정에서 중요한 역할을 할 수 있음을 보여주며, 이와 관련된 연구 및 개발이 한국을 포함한 전 세계적으로 활발히 이루어지고 있음을 시사한다.
Q. 이퓨얼(E-Fuel)이란 무엇인가요?
“이퓨얼은 탄소 중립을 달성하기 위한 전략적 에너지 솔루션 중 하나입니다. 재생가능 에너지원으로부터 생산된 전기를 사용하여, 수소와 같은 중간 매개체를 통해 다양한 형태의 액체 연료를 제조합니다. 이 연료는 기존의 화석 연료를 대체할 수 있으며, 자동차, 선박, 항공기 등 다양한 수송 수단에 사용될 수 있습니다. 이퓨얼의 중요성은 기존 인프라를 최대한 활용하면서 탄소 배출을 줄일 수 있다는 데에 있습니다. 따라서, 환경 친화적인 미래를 위한 전환 과정에서 핵심적인 역할을 할 것으로 기대됩니다.”
Q. 이퓨얼의 주요 생산 방식은 무엇인가요?
이퓨얼의 생산은 주로 신재생에너지로부터 얻은 전기를 이용해 수소를 생산하는 것에서 시작됩니다. 이 수소를 기반으로 다양한 탄화수소 연료를 생산할 수 있으며, 이를 통해 기존 화석 연료를 대체하는 탄소 중립 연료를 제공합니다. 이퓨얼의 생산 과정은 크게 두 단계로 나뉩니다. 첫 번째 단계는 신재생에너지(태양광, 풍력 등) 또는 원자력 발전을 통해 전기를 생산하는 것입니다. 이 전기를 사용하여 물을 전기분해해 수소를 생산하는데, 이 수소가 이퓨얼 생산의 기본 구성 요소가 됩니다. 두 번째 단계에서는 이 수소를 이산화탄소와 반응시켜 메탄올 같은 액체 연료를 합성합니다. 이 과정을 통해, 화석 연료의 사용 없이도 다양한 형태의 탄소 중립 연료를 제조할 수 있습니다.”
Q. 이퓨얼의 연구와 개발 현황은 어떻습니까?
현재 이퓨얼 관련 연구를 주도하고 있으며, 특히 수송용 동력기관에 사용되는 이퓨얼에 대한 연구에 집중하고 있습니다. 이 연구는 정부와 산업체의 지원을 받아 진행 중이며, 현대자동차와 같은 대기업 및 여러 연구 기관들이 참여하고 있습니다.
Q. 이퓨얼 기술의 장점은 무엇인가요?
이퓨얼 기술의 가장 큰 장점은 탄소 중립 목표 달성에 기여할 수 있다는 점입니다. 또한, 기존의 인프라를 최대한 활용할 수 있어 전환 비용을 최소화할 수 있으며, 에너지 안보 측면에서 다양한 옵션을 제공합니다. 선박, 항공 분야뿐만 아니라 육상 교통 분야에서의 적용 가능성도 높습니다.
Q 현재 이퓨얼 연구와 개발에 있어서 어떤 진척이 있나요?
“현재 이퓨얼에 대한 연구와 개발은 주로 대학과 연구 기관, 그리고 일부 선도적인 기업들을 중심으로 진행되고 있습니다. 특히, KAIST의 배충식 교수와 같은 전문가들은 이퓨얼의 생산 방법, 효율성 개선, 그리고 다양한 수송 수단에서의 적용 가능성에 대해 연구하고 있습니다. 이러한 연구는 정부의 지원을 받으며, 현대자동차와 같은 대기업에서도 관련 기술의 상용화를 목표로 참여하고 있습니다. 선박과 항공 분야에서의 적극적인 적용 사례와 함께, 육상 교통 분야에서도 이퓨얼 기술의 잠재력을 탐색하고 있습니다.”
Q. 이퓨얼 기술의 상용화와 보급을 위한 주요 장애물은 무엇인가요?
“이퓨얼 기술의 상용화와 보급을 위한 주요 장애물은 크게 두 가지입니다. 첫 번째는 생산 비용입니다. 신재생에너지를 기반으로 한 이퓨얼의 생산 비용은 현재 화석 연료에 비해 상대적으로 높은 편입니다. 이는 대량 생산과 기술 개발을 통해 해결될 수 있지만, 단기적으로는 경제성 확보가 중요한 과제로 남아 있습니다. 두 번째 장애물은 기술적 난제입니다. 이퓨얼을 효율적으로, 그리고 환경적으로 지속 가능한 방식으로 생산하기 위해서는 아직 극복해야 할 기술적인 문제들이 있습니다. 예를 들어, 수소 생산의 효율성 증대, 이산화탄소 포집 및 활용 방안의 개선, 액체 연료 합성 과정의 최적화 등이 그 예입니다. 이퓨얼 기술은 선박 및 항공 분야에서의 적용 가능성이 이미 확인되고 있으며, 육상 교통 분야에서도 큰 기대를 모으고 있습니다. 상용화를 위해서는 연료 자체를 저렴하게 제조할 수 있는 기술 개발이 선행되어야 하며, 현재 다양한 연구와 개발이 진행 중입니다. 이퓨얼이 경제적으로 생산될 수 있게 되면, 탄소 중립을 향한 중요한 에너지 솔루션 중 하나로 자리 잡을 것으로 전망됩니다.”
Q .이퓨얼 기술의 미래 전망은 어떻게 보시나요?
“이퓨얼 기술의 미래 전망은 매우 긍정적입니다. 전 세계적으로 탄소 중립 목표를 달성하기 위한 노력이 강화되면서, 이퓨얼과 같은 혁신적인 기술에 대한 관심과 투자가 증가하고 있습니다. 특히, 이퓨얼은 기존의 인프라를 활용할 수 있고, 다양한 수송 수단에 적용 가능한 유연성을 가지고 있어, 탄소 배출 감소를 위한 중요한 수단이 될 것으로 예상됩니다. 또한, 기술 개발과 상용화를 위한 연구가 지속적으로 이루어지고 있는 만큼, 향후 몇 년 내로 이퓨얼 기술의 경제성과 효율성이 크게 향상될 것으로 기대됩니다.”
Q. 일반 대중과 기업들은 이퓨얼 기술에 어떻게 기여할 수 있나요?
“일반 대중은 이퓨얼과 같은 친환경 에너지 기술에 대한 인식을 높이고, 관련 정책 및 기술 개발에 대한 지지를 표현함으로써 중요한 역할을 할 수 있습니다. 예를 들어, 친환경 에너지 소비를 촉진하고, 이퓨얼을 포함한 친환경 제품과 서비스에 대한 수요를 증가시키는 것입니다. 기업들은 자체 연구개발을 통해 이퓨얼 기술의 혁신에 기여하거나, 관련 스타트업과의 협력을 통해 새로운 비즈니스 모델을 탐색할 수 있습니다. 또한, 기업의 지속 가능성 목표 내에 이퓨얼을 활용한 전략을 포함시키는 것도 하나의 방법입니다. 이퓨얼 기술은 환경, 경제, 사회적 측면에서 매우 중요한 발전을 가져올 수 있으며, 다양한 이해관계자들의 지속적인 관심과 지원이 필요한 분야입니다.”
정리_장현민 PD gnzhyunmin@thelec.kr