기술 'CO₂ → 액체 연료' 전극 개발...'탄소 자원화' 새 길 열어

건국대 박기태 교수팀, 고대·KAIST와 공동연구▶ 효소-금속 하이브리드 전극 기술로 CO₂ 전환 효율 3.3배↑▶ 고체전해질 기반 시스템으로 고농도 개미산 직접 생산 성공 자료: Angewandte Chemie [넷제로뉴스] 이산화탄소(CO₂)를 고효율 액체 연료로 전환하는 기술이 국내 연구진의 손에 의해 한층 더 진보했습니다.  건국대학교 화학공학부 박기태 교수 연구팀은 고려대학교, KAIST 연구진과 공동으로 차세대 전기화학 시스템을 개발해, 이산화탄소 자원화 기술의 산업적 실현 가능성을 크게 앞당겼다고 밝혔습니다. 이번 연구는 화학 분야 세계 최고 권위 학술지 중 하나인 'Angewandte Chemie'(IF=16.9) 2025년 7월호에 표지 논문으로 선정되며, 국제 학계의 주목을 받고 있습니다.   ▶ 생물촉매 기반 전극…효소와 금속이 융합된 ‘하이브리드’ 기술연구팀이 해결하고자 한 기술적 과제는 전기화학적 CO₂ 전환 기술에서 가장 큰 병목현상 중 하나인 ‘CO₂ 공급 제한’ 문제였습니다. 이를 위해 박기태 교수팀은 ‘탄산무수화효소(bovine carbonic anhydrase, bCA)’를 탄소나노튜브(CNT)에 고정시켜 장기간 활성도를 유지하게 했고, 이를 다시 비스무트(Bi) 금속 촉매와 결합시켜 ‘금속–효소 하이브리드 전극(M–bCA cathode)’을 제작했습니다.이 전극은 촉매 표면에 형성되는 중탄산염(HCO₃⁻)으로부터 이산화탄소를 재생하여 공급하는 메커니즘을 구현함으로써, 기존의 금속 전극 대비 반응 속도를 최대 3.3배까지 끌어올릴 수 있었던 것으로 나타났습니다.◇그림 S4. CO2RR 성능 테스트를 위한 H형 셀 실험 설비의 구성(좌). 그림 S9. (a) MEA형 단일 셀의 제작 과정과 (b) CO2RR 성능 테스트를 위한 실험 설비(우).▶ 고순도 개미산 직접 생산…‘넷제로 연료’로서도 주목이 기술은 기존과 달리 별도 정제 공정 없이도 전해질과 섞이지 않은 순수 개미산(formic acid)을 15% 이상의 고농도로 직접 생산할 수 있다는 점에서 실용성이 매우 높다고 평가받고 있습니다.개미산은 단순한 화학 원료를 넘어 ▲수소 저장 매체로의 활용 가능성 ▲산업용 저탄소 연료 ▲전기차용 대체 연료 등의 가능성도 열어두고 있는 물질로, 이번 연구성과는 탄소중립 사회를 위한 새로운 청정 연료 플랫폼의 등장을 알리는 신호탄이 될 수 있다는 분석입니다.또한 연구진은 이 기술을 고체전해질 기반의 새로운 전기화학 전해 시스템에 적용해, 액체 연료를 직접 고순도로 제조할 수 있는 기반 기술로도 확장시켰습니다.자료: 건국대▶ CO₂ 자원화 산업의 ‘상용화 토대’ 마련박기태 교수는 “효소 기반 CO₂ 공급 메커니즘을 전기화학 시스템에 성공적으로 통합함으로써, 탄소중립 사회를 위한 실용적 탄소 자원화 기술 상용화의 토대를 마련했다”고 강조했습니다.이번 연구는 과학기술정보통신부 국가연구개발사업의 지원을 받아 진행되었으며, 건국대 박기태 교수와 강여민·도영진 박사과정생, 고려대 김중배 교수와 김윤재 박사과정생, KAIST 이진우 교수가 공동으로 참여했습니다.

넷제로뉴스 2025.08.01

산업 재생에너지, 2026년 석탄 제치고 최대 전력원…전력시장 지형 바뀐다

국제에너지기구(IEA)가 2025~2026년 세계 전력수요가 꾸준히 증가할 것으로 전망했다. IEA는 경기 불확실성이 지속되는 가운데서도 전력 수요는 산업, 가전, 냉방, 데이터센터, 전기차(EV) 등 다양한 부문에서 지속적으로 확대되고 있다고 분석했다.30일(현지시각) IEA가 발표한 2025년 전력시장 중간보고서(Electricity Mid-Year Update 2025)에 따르면, 전력수요는 올해 3.3%, 내년 3.7% 증가할 전망이다. 같은 기간 전체 에너지 수요 증가율의 두 배가 넘는 수준이다. 지난해 기록한 4.4%의 급증세보다는 둔화됐지만, 2015~2023년 평균 증가율인 2.6%는 크게 웃돈다. 전 세계 전력수요 증가의 약 60%는 중국과 인도가 차지2025~2026년 전 세계 전력수요 증가의 약 60%는 중국과 인도가 차지할 것으로 전망된다. 중국은 올해 5%에서 내년 5.7%, 인도는 올해 4%에서 내년 6.6%로 전력수요 증가율이 높아질 것으로 예상된다.미국의 전력 수요는 2024년에 2.1% 증가한 데 이어, 데이터센터의 급속한 확장에 힘입어 2025년과 2026년에는 각각 2.3%, 2.2% 증가할 것으로 예상된다. 지난 10년간 평균 증가율의 두 배를 넘는 수준이다.반면 유럽연합(EU)은 산업 위축으로 인해 올해 전력소비 증가율이 1%에 머물며, 내년에도 완만한 증가세를 보일 것으로 예상된다. EU의 평균 산업용 전력요금은 미국의 두 배, 중국보다도 50% 높은 수준이다. 이러한 비용 차이는 EU 제조업의 경쟁력에 부담 요인으로 작용하고 있다.한편, 유럽 등 일부 지역에서는 재생에너지 과잉 공급에 따라 전력 도매가격이 마이너스로 전환되는 빈도가 증가했다. 이는 공급·수요 간 유연성 확보의 필요성을 보여주는 신호로, IEA는 에너지 저장과 수요관리 수단에 대한 규제 및 시장 설계 보완이 필요하다는 분석했다. 재생에너지, 2025~2026년 석탄 제치고 최대 전력원으로 부상IEA는 빠르면 2025년, 늦어도 2026년에는 재생에너지가 석탄을 제치고 세계 최대 전력원이 될 것으로 내다봤다. 다만, 이 같은 추세는 기후 및 연료 가격에 따라 달라질 수 있다고 덧붙였다.원자력 발전도 사상 최고치를 경신할 전망이다. 일본의 원전 재가동, 미국과 프랑스의 활발한 운영, 아시아 지역의 신규 원전 투자가 주된 요인이다. 가스 발전도 계속해서 석탄과 석유를 대체하고 있는 추세다.이에 따라 전력 부문에서의 이산화탄소 배출은 2025년 정점을 찍은 뒤, 2026년에는 소폭 감소할 것으로 전망됐다.IEA 에너지시장·안보국 사다모리 케이스케 국장은 “재생에너지와 원자력의 강한 확장은 여러 지역에서 전력시장의 구조를 꾸준히 바꾸고 있다”고 밝혔다. 그는 “전력 시스템이 증가하는 수요를 안정적이고 비용 효율적으로 감당하려면, 송전망·저장설비·기타 유연성 자원에 대한 투자가 함께 뒷받침되어야 한다”고 강조했다.

임팩트온 2025.07.31

정책 새 정부 탄소중립산업 마스터플랜 수립 착수

산업부, ‘탄소중립 기술·산업경쟁력 강화전략’ 수립 킥오프회의 [에너지신문] 새 정부의 탄소중립산업 마스터플랜 수립이 시작된다. 산업통상자원부(장관 김정관)는 29일 기후위기 대응과 국내 탄소중립 산업의 경쟁력 강화를 위해 한국무역협회에서 분야별 전문가 30여명이 모인 가운데 ‘탄소중립 기술·산업경쟁력 강화전략’ 수립을 위한 킥오프회의를 개최했다. 이번 회의는 기후위기가 우리 경제·산업의 근본적인 체질 개선을 요구하는 상황에서 우리나라가 탄소중립산업 선도국으로 도약할 방안을 모색하기 위한 것이다. 산업통상자원부가 29일 기후위기 대응과 국내 탄소중립 산업의 경쟁력 강화를 위해  ‘탄소중립 기술·산업경쟁력 강화전략’ 수립을 위한 킥오프회의를 개최하는 등 탄소중립산업 마스터플랜 수립에 착수했다. 이원용 에너지 MD, 이해석 고려대 교수 등 회의 참석자들은 차세대 태양전지, 해상풍력 및 소형모듈원자로(SMR)를 포함한 10대 탄소중립 핵심기술 분야를 대상으로 글로벌 시장 동향과 우리 기술·산업경쟁력을 진단하고, 탄소중립 경쟁력 제고를 위한 방안에 대해 논의했다. 탄소중립 10대 핵심기술·산업은 △청정전력 분야에서 태양광, 해상풍력, SMR △청정연료 분야에서 청정수소, 지속가능연료 △청정인프라 분야에서 에너지저장장치, 차세대 전력망, 에너지AI, 히트펌프, CCUS 등이다. 특히 에너지 공급 부문의 탄소중립 달성을 위해서는 전기화 확대와 함께 청정연료 도입이 필요하다는 데 인식을 같이하고, △청정전력 △청정연료 △청정인프라로 나눠 기술개발, 대규모 실증 및 초기 시장 조성 등을 내용으로하는 새 정부 탄소중립 산업육성 로드맵을 수립할 예정이다. 세부적으로는 청정전력 중심의 전기화 확대를 지원하는 태양광, 해상풍력의 경쟁력 강화와 SMR 등 차세대 원자력의 초격차 달성을 위한 방안과 전기화가 어려운 일부 수송 및 산업공정에 대해 청정수소, 지속가능연료와 같은 청정연료 전환 방안에 대해 검토할 계획이다. 또한 효과적인 탄소중립 생태계 마련을 위해 차세대 전력망, 에너지 저장장치, 히트펌프 및 에너지 AI와 같은 청정인프라 육성방안도 수립할 계획이다. 이호현 산업부 2차관은 “재생에너지 보급 확대, 에너지 고속도로 건설 등 새 정부의 기후위기 대응 정책과제를 차질없이 이행하기 위해서는 우리 탄소중립산업의 경쟁력 향상이 시급한 상황”이라며 “전기화와 청정연료 도입을 두 축으로 한 탄소중립 산업생태계 로드맵을 마련해 탄소중립 기술 중심의 진짜 성장을 이뤄내야 한다”고 탄소중립 이행과 에너지 대전환에 대한 강한 의지를 표명했다. 이승재 한국에너지기술평가원 원장은 “혁신기술 개발과 사업화는 탄소중립 실현의 핵심 축으로 기술개발 성과가 시장에 안착되는 전략이 절실한 시점”이라며 “정부와 산학연 연구현장과의 유기적 협력으로 탄소중립 생태계 조성에 최선을 다하겠다”고 말했다. 이창근 한국에너지기술연구원 원장은 “탄소중립 초격차 기술확보와 산업 체질 개선을 통해 기술주도 성장을 달성하고 글로벌 에너지 대전환 시장에 진출해야한다”라며 탄소중립 기술에 대한 전폭적인 지원 필요성을 강조했다. 산업부는 이날 제기된 다양한 의견들을 종합해 10대 핵심 기술·산업에 대한 집중육성계획을 마련하고, 전문가 간담회 등을 거쳐 속도감있게 ‘탄소중립 기술·산업경쟁력 강화전략’을 수립할 계획이다. 

에너지신문 2025.07.29

산업 구글, 탄소배터리에 투자…AI 전력 수요에 장기 저장 기술로 대응

구글이 급증하는 AI 전력 수요에 대응하기 위해 차세대 에너지 저장기술에 투자를 단행했다. 구글은 25일(현지시각) 이탈리아 에너지 저장업체 에너지돔(Energy Dome)과 상업적 파트너십을 체결하고 전략적 투자를 실시한다고 발표했다. 구글은 오만 국부펀드, 글로벌 탱크 저장업체 보팍(Vopak) 등과 함께 에너지돔 투자자로 참여했다. 투자 규모는 공개되지 않았다. 탄소배터리, 리튬배터리 저장시간의 6배...핵심광물 공급망 리스크도 낮아에너지돔의 핵심 기술은 이산화탄소를 활용한 장기 에너지 저장시스템이다. 재생에너지가 풍부할 때 전력으로 이산화탄소를 압축해 액체로 저장하고, 전력이 필요할 때 이를 다시 기체로 팽창시켜 터빈을 돌리는 방식으로 전기를 생산한다.기존 리튬이온 배터리는 전력을 4시간 저장하는 게 한계인 반면, 에너지돔의 탄소배터리는 8시간에서 최대 24시간까지 저장 가능하다. 이 기술은 리튬이나 구리 같은 핵심광물을 사용하지 않아 공급망 리스크도 낮게 평가된다.에너지돔은 2022년부터 이탈리아 사르데냐섬에서 20MW급 상업 플랜트를 운영하고 있다. 이 시설은 1만5000가구에 전력을 공급할 수 있는 규모다. 회사는 구글의 투자를 기반으로 탄소 배터리 프로젝트를 확장할 계획이다. 에너지돔은 이미 이탈리아, 미국, 인도에서 에너지 기업인 엔지, 얼라이언트 에너지, NTPC 등과 추가 프로젝트 계약을 체결했다.구글의 투자 배경에는 AI로 인한 전력 수요 폭증이 있다. 구글이 지난 7월 발표한 환경보고서에 따르면 2024년 데이터센터 전력 수요가 전년 대비 27% 급증했다. 구글은 2030년까지 24시간 무탄소 에너지 운영을 목표로 하고 있지만, 2024년 기준 달성률은 66%에 그치고 있다. AI 서비스 확산으로 데이터센터가 늘어나면서 목표 달성이 더욱 어려워지고 있는 상황이다.구글 유럽·중동·아프리카 지역 에너지 담당인 모드 텍시어 이사는 "에너지돔의 검증된 장기 에너지 저장 기술이 청정에너지 확산을 가속화할 것"이라며 "전 세계 지역사회가 안정적이고 저렴한 전력에 접근할 수 있도록 돕겠다"고 말했다. 화석연료 완전 배제에는 한계…745조 비용 절감 효과구글은 이번 프로젝트의 주요 목표가 재생에너지 저장이라고 밝히고 있으며, 사업장이 위치한 지역의 풍력과 태양광 프로젝트에서 발생하는 잉여 전력을 활용할 계획이다.하지만 이번 투자가 100% 재생에너지로의 전환을 의미하는 것은 아니라는 지적이 나온다. 클린테크니카는 26일(현지시각) 에너지돔의 탄소배터리가 전력망에서 전기를 끌어와 저장하는 방식이어서 재생에너지만 골라서 저장할 수 없고 화석연료로 생산된 전력도 함께 저장될 수 있다고 분석했다.구글이 기존에 사용해 온 리튬이온 배터리 역시 다양한 발전원에서 생성된 전기가 합쳐진 전력망에서 에너지를 끌어와서 저장해왔다는 점에서 새로운 탄소배터리 기술도 유사한 구조적 한계를 갖고 있다는 지적이다.클린테크니카는 장기 에너지 저장 기술 확산이 화석연료 발전에 위협이 될 것이라는 전망에도, 당분간 재생에너지와 화석연료가 혼합된 에너지를 계속 저장하게 될 것이라고 분석했다.한편, 구글은 성명에서 장기 에너지 저장 위원회(LDES Council) 자료를 인용해 2040년까지 8TW(테라와트) 규모의 장기 에너지 저장시설을 구축하면, 연간 5400억달러(약 745조원)의 비용 절감 효과를 거둘 수 있을 것으로 전망된다고 강조했다.

임팩트온 2025.07.28