과학기술정보통신부(이하 ‘과기정통부’, 장관 이종호)는 과학기술을 활용하여 기후난제를 해결하기 위해 3월 13일(월)부터 2023년 기후·환경 분야 신규사업(2개 사업, 3개 과제)을 공고한다고 밝혔다.
기후위기는 21세기 인류가 직면한 최대난제 중 하나로 과기정통부는 과학기술 혁신을 통해 기후위기를 극복하고 지속가능한 미래를 만들기 위해 도전적 연구개발 과제를 계획하여 전략적으로 지원할 계획이다.
| ① DACU 원천기술개발(2개 과제, ’23~’25년, 197억원) |
DACU 원천기술개발 사업은 공기 중 이산화탄소를 직접 포집하는 기술을 개발하기 위한 사업이다. 공기 중 직접포집(DAC, Direct Air Capture) 기술은 이산화탄소 포집·활용(CCU, Carbon Capture & Utilization)의 세부 기술 중 하나로 전 세계적으로 초기단계의 기술이지만, 2050 탄소중립을 달성하는 데 있어 핵심적인 역할을 담당할 것으로 기대되는 탄소중립 유망기술이다.
온실가스 감축을 위해서는 저탄소 재생에너지 중심의 에너지 전략을 강화하는 것이 필요하지만, 저탄소 재생에너지로의 완전한 전환까지 상당 수준의 시간과 재원이 소요되는 만큼, 배출된 이산화탄소를 처리·활용하는 CCU 기술이 에너지 전환 과정에서의 가교 기술로 주목받고 있다.
* 국제에너지기구(IEA)도 2070년 전세계 총 CO2 감축량의 15% 수준(연간 100억톤 CO2를 포집·처리)을 CCUS 기술이 담당할 것으로 예상(‘20.9)
과기정통부는 그간 CCU 기술에 대한 기업참여를 촉진하고 전략적 투자를 뒷받침하기 위해 중장기 R&D 전략인 「이산화탄소 포집·활용 기술혁신 로드맵」을 마련(관계부처 합동, ’21.6)하였으며, 연구개발 사업을 통해 CCU 원천기술을 확보하였다.
< 주요 연구개발 성과 >
한편, DAC 기술은 2050 탄소중립 실현을 위한 핵심수단임에도 CCU 기술 중 상대적으로 기술적 난이도와 불확실성이 높아 민간의 연구개발 참여를 촉진하고자 본 사업을 기획하게 되었다.
본 사업은 ①공기 중 직접포집(DAC) 원천기술 및 실증 기반기술 개발, ②공기 중 이산화탄소 동시 포집·전환(RCC*) 원천기술개발 두 과제로 구성되어있으며, 3년간(’23~’25) 총 197억원의 연구개발비를 지원할 예정이다.
* Reactive Capture and Conversion : 포집된 이산화탄소를 탈착, 분리, 압축공정 없이 유용물질(합성가스, 유기화합물 등)로 전환하는 기술
< 연구개발 최종목표(안) >
| 과제 명 | 최종목표 |
| 직접공기포집(DAC) 원천기술 및 실증 기반기술 개발 | - DAC 적용을 위한 혁신 소재 성능 최적화 ∙ 저차압・고효율 DAC 공정 적용을 위한 수백 kg 규모의 포집 소재 대량 성형기술 확보 및 기술 최적화 ∙ 1,000 CMH급 저차압・고효율 DAC 프로토타입 구축 및 연속운전을 통한 대량성형소재 성능 평가 * CO2 포집량 ≧ 10 kg/day 대량성형 소재의 포집성능 ≧ 0.03 g-CO2/g-sorbent, 대기압과 공정의 차압 ≦ 900 Pa, 재생열에너지 ≦ 5.0 GJ/tCO2 ∙ DAC 규모 격상 목표 설정 및 설계안 제시 |
| 공기 중 이산화탄소 동시 포집·전환 기술(RCC) 원천기술 개발 | - 유기화합물(포메이트, 아마이드 등) 제조를 위한 흡수 열화학 RCC의 동시 흡수·반응 시스템 원천 기술 확보 - 합성가스 제조를 위한 전기화학 RCC의 동시 흡수·전해 시스템 원천 기술 확보 - 메탄 및 일산화탄소제조를 위한 흡착 열화학 RCC의 동시 흡착·반응 시스템 원천 기술 확보 - 1종 이상 RCC 프로토타입 검증 (50 Nm3/일 이상 공기처리규모) |
| ② 디지털기반 기후변화 예측 및 피해 최소화(통합과제 1개, ’23~’26년, 347.6억원) |
디지털기반 기후변화 예측 및 피해최소화 사업은 디지털 기술을 활용하여 폭우, 가뭄, 한파 등 이상기후가 도시에 미치는 영향을 예측하고, 이상기후로 인한 피해와 손실을 최소화하는 기술을 개발하는 사업이다.
IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change, 기후변화에 관한 정부간 합의체) 제6차 평가보고서(AR6)의 제1실무그룹(WG1) 보고서에 따르면 지구 평균기온이 1°C 상승할 때마다 산업화 시기(1850~1900년)에 약 50년에 한 번 발생할 만한 기상이변이 4.8배 더 빈번하게 발생하며, 이러한 빈도는 기하급수적으로 증가할 것으로 예상하고 있다.
급격한 도시화 및 인구 과밀화의 결과, 도시에서의 기후변화 영향 관리의 중요성이 매우 커지고 있지만 이상기후 현상은 기후변화에 내재한 고도의 복잡성으로 인해 그로 인한 영향을 사전에 예측하여 대응하는 것이 매우 힘든 상황이다.
그 동안 개별 연구개발 과제를 통해 기후변화 영향을 예측하고, 피해를 최소화하려는 시도는 있었지만, ‘피해 사전예측-저감기술 개발-모사 시스템을 활용한 효과 검증’으로 이어지는 전주기적 접근은 없었다.
본 사업은 이러한 한계를 극복하고자, ①디지털 트윈 기반 도시 기후변화 영향 감시 및 피해감지 기술, ②도시 기후변화 영향 피해완충 기능성 소재 및 능동이용 시스템 개발, ③도시 기후변화 영향 실험모사(U-Ecotron*) 기술 등 기후변화 적응을 위한 전주기적인 기술개발 과제를 하나의 프로젝트 형태로 기획하여, 4년간(’23~’26) 총 347억원의 연구개발비를 지원할 예정이다.
* 다양한 환경에 존재하는 프로세스를 측정할 수 있는 도시 실험모사 시스템으로, 프랑스를 중심으로 활발하게 연구되고 있음
< 연구개발 최종목표(안) >
| 과제 명 | 최종목표 |
| 디지털 기반 기후변화 예측 및 피해 최소화 | - 물리-가상센서 융합 디지털 트윈 기후변화 피해 감시·예측 실증 - 실험모사 시스템과 디지털 트윈을 활용한 피해 완충 소재 및 능동 이용 시스템 성능 최종 검증 및 효과 예측 - 실험모사 시스템 정확도 향상 및 국내 표준화 전략 마련 - 기후변화 적응 중점 기술분야 발굴 및 R&D 방향성 제시 |
두 사업(DACU 원천기술개발, 디지털기반 기후변화 예측 및 피해 최소화)의 공고문은 3월 13일(월) 사업 전담기관인 한국연구재단 누리집(www.nrf.re.kr)에 공고될 예정이며, 자세한 내용 및 지원요건, 접수기간 등은 사업별 공모 안내서를 통해 확인할 수 있다. 참여를 원하는 연구기관 및 기업은 사업별 공모 안내서의 내용을 숙지해야 한다.
과기정통부 구혁채 기초원천연구정책관은 “탄소중립 실현과 기후위기 대응을 위해서는 기존에 없던 새로운 기술을 개발하여 산업과 현장에 적용하는 것이 필수적이며, 과기정통부는 2030년, 2050년을 목표로 하여 파급력이 높은 핵심기술 확보를 위해 도전적인 R&D를 지속적으로 지원해 나가겠다”라고 밝혔다.
출처 - 과기정통부
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