일본의 온실가스 삭감 계획, 'Cool Earth - 에너지 혁신 기술 계획'

일본 경제산업성(經濟産業��)에서는‘2050년 세계 온실가스 반감(半減)’이라고 하는 목표 달성을 위해, 에너지 분야에서 혁신적 기술 개발을 추진하는 ‘Cool Earth - 에너지 혁신 기술 계획’을 책정했다.
2007년 5월, 일본은‘아름다운 별 50’이라는 지구온난화 대책 제안을 공표했다. 여기에서는‘2050년까지 세계 온실가스 반감’이라는 장기 목표를 내세우고 있다. 현재 계속 증가하는 이산화탄소 배출에 제동을 걸어 대폭 감소시키기 위해서는 기술 보급과 함께 혁신 기술을 개발하여 보급시켜 나가는 것이 꼭 필요하다. 이에 따라 일본은 아마리 아키라(甘利明) 경제산업성 대신을 주축으로 산·학·관의 리더로 구성된 회의를 열고, 2007년 8월부터 검토하기 시작해 2008년 3월‘Cool Earth - 에너지 혁신 기술 계획’을 공표했다.
본 계획에서는 향후 일본이 중점적으로 취해야 할 21가지의 기술을 선정했다. 기술 선정에는 다음의 세 가지 요건에 부합하는 기술을 선택하여 혁신 기술을 도입한다. 그 첫 번째 요건은 기본적으로 기술 보급에 필요한 시간을 고려하여 2030년까지 실용화할 수 있는 기술일 것, 두 번째는 새로운 원리 활용 및 제조 프로세스 혁신, 시스템으로서의 실증을 통해 비약적인 성능 향상 등을 실현하는 기술일 것, 세 번째는 일본이 세계를 리드할 수 있는 기술이어야 한다는 것이다. 조건에 맞는 기술로는 발전분야 화력발전 등에서 화석연료로 인해 배출되는 이산화탄소를 회수하여 땅속에 저유(貯�R)하는 기술 및 현행 3~4배의 효율을 가지는 혁신적인 태양광발전, 차세대 경수로와 같은 선진 원자력발전 등을 채택했다. 또 운수 부문에서는 가정용 전원에서 충전 가능한 플러그인 하이브리드 자동차 및 전기로 주행하는 전기자동차, 바이오매스 연료 등을 들었다. 민생 부문에서는 고효율 히트펌프, 에너지 절감형 정보기기·시스템 등을 들었다. 또한 이렇게 각 부문마다 필요로 하는 기술과 함께 부문 횡단적으로 필요로 하는 기술로는 전력 저장 기술, 파워일렉트로 닉스 등을 들고 있다. 온실가스 반감이라고 하는 야심적인 목표를 달성하려면 어느 하나의 기술만 채택해서는 충분하지 않다. 또 부문 간 제휴를 염두하고 기술 개발을 행하는 것도 중요하다. 예를 들어 태양광발전 등의 재생 가능한 에너지 개발·도입에 따라 계통 안전화를 위한 축전지 개발도 중요해져 직류전류를 유효하게 활용하기 위한 인버터 기술도 필요해졌다. 그러나 이러한 기술 개발에는 리스크와 시간이 따른다. 특히 에너지 기술 개발에는 인프라 정비를 위해 필요한 것도 많고 시간도 많이 걸린다. 이를 위해 본 계획에서는 장기간에 걸쳐 착실하게 기술 개발하기 위한 로드맵을 책정했다. 기술 실용화 시기 및 기술 개발 목표가 되는 이정표를 설정하여 착실한 기술 개발을 추진한다. 실용화를 위한 과제, 달성해야 하는 이정표를 명시하여 산·학·관 관계자는 공통 인식을 가지고 일체적으로 기술개발을 진행해야 한다.
여기에서는 석탄 화력발전 기술의 로드맵을 소개한다. 현재 가장 효율이 높은 석탄 화력발전 기술인 초초임계압발전(USC)에서는 효율이 42%에 달하는데, 본 계획에서는 선진 초초임계압발전에 의해 2020년에 48%의 실용화를 목표로 기술 개발을 추진하고 있다. 또 석탄을 가스화하여 발전하는 석탄 가스화 복합발전(IGCC) 및 연료전지에 의해 발전하는 석탄가스화 연료전지발전(IGFC)에 의해, 효율 향상을 목표로 더욱 기술 개발을 추진하고 있다.
구체적으로 말하면, 2015년 IGCC에 의한 발전 효율은 48%, 2025년 IGFC에 의한 발전 효율은 55% 실현을 목표로 기술 개발을 추진하고 있다. 이러한 기술 개발과 함께 궁극적으로 이산화탄소 배출을 거의 제로로 하는 혁신적 기술 개발도 필요하다. 이를 실현하는 것이 이산화탄소 회수·저유 기술(CCS : Carbon Dioxide Capture and Storage)로, 전 세계적으로 이 기술에 대한 기대가 높다. 미국과 유럽에서도 적극적으로 기술 개발이 진행되고 있지만, 과제는 코스트다. 가장 코스트가 많이 드는 부분은 회수하기 위한 코스트로, 이산화탄소를 선택적으로 분리하는 막(膜) 기술 개발 및 고효율 흡수액 개발이 필요하다. 또 회수·저유된 이산화탄소가 오랫동안 안정적으로 저유되는 것을 모니터링하기 위한 기술도 필요하다.
본 계획에서는 이러한 기술의 조기 개발과 함께 대규모 실증에 착수하여 2020년경 실용화를 목표로 기술 개발을 추진하고 있다. 일본뿐 아니라 향후 동아시아를 중심으로 석탄 화력발전 증가가 예측되는 가운데, 이 기술은 이산화탄소를 삭감하기 위해 매우 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 특히 중국 발전(發電)의 80%는 석탄에 의한 것으로, 중국이 미국을 능가하는 이산화탄소 배출국이 될 것이라는 IEA(국제에너지기관) 예측에 따라 석탄의 고효율 이용, 나아가서는 제로 에미션(Zero Emission : 배출 제로)化를 위한 CCS기술의 역할이 클 것이라고 생각된다.
한편 발전 분야와 함께 중요한 분야로서 운수 부문이 있다. 운수 부문의 차세대화는 일본이 책정한 신·국가 에너지 전략에서 있어서 주요 정책이기도 한 데다 전 세계적으로 이산화탄소를 대폭 삭감하기 위해서도 운수 부문의 대책은 매우 중요하다. 이에 대한 대책으로 플러그인 하이브리드 전기자동차가 있다. 이미 하이브리드 자동차는 상용화가 진행되고 있지만 플러그인 하이브리드 자동차는 전기로 주행할 수 있는 거리가 보다 긴 자동차로, 그만큼 삭감 효율도 크다. 전기로 주행이 가능하며 이산화탄소 배출 삭감 효율도 높은 전기자동차는 배터리 기술 개발이라는 과제가 있다. 로드맵에서는 리튬이 온 전지의 배터리 성능을 2015년에 1.5배, 코스트는 1/7로, 2030년에는 성능을 7배, 코스트를 1/40로 하는 이정표를 설정하고 있다.

<Energy News>