차세대 전지 초격차 R&D 전략 착수..기획위원장에 윤석진 KIST원장

[이데일리 김현아 기자]

과학기술정보통신부(장관 이종호)는 국가필수전략기술의 하나인 이차전지를 비롯한 수소연료전지, 동위원소전지 등 차세대 전지 분야의 초격차 기술 선점을 위해, ‘(가칭)차세대 전지 초격차 R&D 전략’ 수립에 착수한다고 밝혔다.

수소연료전지는 수소를 연료로 이용해 전기에너지를 생성하는 발전 장치를 말한다. 일반 화학전지와 달리 공해물질을 내뿜지 않기 때문에 친환경 에너지에 속한다. 동위원소전지는 방사선동위원소에서 방출되는 방사선에너지를 전기에너지로 변환하는 전지다.

과기정통부는 산·학·연 전문가로 구성된 기획총괄위원회(위원장: 한국과학기술연구원 윤석진 원장)를 구성하고 착수회의를 시작으로 다양한 의견수렴을 거쳐 금년 하반기 중 ‘차세대 전지 초격차 R&D 전략’을 마련해 발표한다.

윤석진 KIST 원장. 사진=이데일리DB

리튬이온전지(전기차 배터리용)는 우리가 1위

4차 산업혁명 시대에는 기기 및 장비의 시·공간적 제약을 극복하는 에너지원으로써 ‘전지’가 무엇보다 중요한 요소로 평가되고 있다.

현재는 리튬이온전지 중심의 전지 시장이 형성돼 있다. 리튬이온전지 제조 분야에서 글로벌 경쟁이 치열하게 진행 중이다.

리튬이온전지란 이차 전지의 일종으로 방전 과정에서 리튬 이온이 음극에서 양극으로 이동하는 전지다. 주로 전기차용 배터리에 쓰이는데, ‘21년 전기차용 배터리 시장 점유율은 대한민국(33.5%), 중국(44.7%), 일본(15.8%) (SNE리서치)다.

성능 및 가격한계…차세대 전지 기술 필요성 대두

하지만, 리튬이온전지는 이론적 용량 성능 및 가격 한계에 다다르고 있어 에너지 밀도가 높은 전고체전지, 경제성이 높은 나트륨이온전지 및 해수전지 등 차세대 전지에 대한 기술개발 필요성이 대두되고 있다. 그래서 차세대 기술선점을 위한 경쟁 또한 치열하다.

미국 에너지부에서는 차세대 이차전지 R&D에 대규모 투자를 진행한다. 일본은 도요타, 혼다 등 자국 업체의 전고체전지 개발을 적극 지원하고, 중국 역시 전기차 1위 업체인 CATL에서 저가형 나트륨이온전지 개발을 진행 중이다.

이에 더해, 수소를 활용하여 장기간 저장 후 전기에너지를 활용 가능하며 초대형화에 유리한 수소연료전지와 우주, 극지 등 극한 환경에서 활용될 특수목적용 전지 시스템의 필요성도 부각 되고 있어 이에 대한 초격차 기술선점을 위한 전략이 필요한 시점이다.

수소연료전지 시장 급성장 예상

수소연료전지 시장은 발전용 및 수소차용에 더해 드론, 선박 등 새로운 활용분야의 개척으로 향후 시장이 급성장 할 가능성이 높은 것으로 전망되고 있으나, 장수명화, 고성능화 등 여전히 해결할 기술적 난제들이 남아 있어 초격차 기술을 선제로 확보하는 의미가 클 것으로 예상된다. 수소연료전지 시장은 ‘21년 29억달러 → ’30년 91억달러(Market&Market)로 예상된다.

또한, 외부환경(온도, 압력 등)에 영향을 받지 않으면서 오랫동안 사용(10년 이상)할 수 있는 전력원으로 동위원소전지 기술도 부상중이다. 이는 우주, 심해, 극지 탐사 및 개발의 국가역량을 높이고, 무인 원격지 지역에 에너지 솔루션을 제공하는데 유리하다.

이창윤 과기정통부 기초원천연구정책관은 “국가필수전략기술 및 국정과제에 포함된 이차전지를 중심으로 수소연료전지, 동위원소전지 등 다양한 용도의 차세대 전지 초격차 기술 확보를 목표로 이번 전략을 수립할 것”이라고 했다.

이어 “전문가 및 기업의 의견을 폭넓게 수렴하고 인력양성, 인프라 활용 등을 포함하는 실효성 있는 전략을 마련할 계획”이라고 했다.