전 세계 에너지 생산과 사용 방식이 급변하고 있습니다. AI와 데이터센터의 성장, 교통과 산업 전반의 전기화와 더불어 전력을 만드는 방식도 재생에너지를 중심으로 재편되는 중입니다.

환경, 에너지 및 천연자원 문제를 독립적으로 연구하는 미국의 비영리 단체 RFF(Resources for the Future)는 ‘2026년 세계 에너지 전망(Global Energy Outlook 2026)’ 보고서에서 국제기구와 주요 에너지 기업 등 8개 기관이 발표한 장기 에너지 시나리오 15개를 같은 기준으로 비교했습니다. 핵심은 에너지의 미래가 한 방향으로만 흐르지 않는다는 것입니다. 전력 수요가 빠르게 늘고 풍력·태양광 발전이 크게 확대되는 한편, 천연가스와 원자력 같은 기존 에너지원도 각자의 역할을 이어갑니다.

이처럼 에너지원이 달라지고, 에너지를 쓰는 방식도 바뀌고 있습니다. 그런데 어떤 에너지원이든 에너지를 만들고, 필요한 형태로 바꾸고, 쓰고 난 뒤 환경 영향을 관리하는 모든 과정에는 촉매가 함께 합니다.

‘2026년 세계 에너지 전망’ 보고서를 바탕으로 에너지 시스템의 변화와 그 안에서 촉매의 역할을 살펴봅니다.

급증하는 세계 전력 수요, 에너지 생산에 따른 환경 영향 관리

RFF에 따르면 2000년부터 2024년까지 세계 발전량은 약 두 배로 늘었습니다. 향후 2050년 세계 발전량은 가장 보수적인 시나리오에서 2024년 대비 59% 많아지고, 적극적인 기후 대응 시나리오에서는 2024년 발전량의 두 배를 넘어설 것으로 예상됩니다. 최근에는 예상 전력 수요 자체도 커지고 있습니다. 2025년에 국제에너지기구(IEA)와 블룸버그 뉴 에너지 파이낸스(BNEF)가 내놓은 2050년 발전량은 2022년에 발표했던 예상치보다 각각 7,000~8,000TWh 높습니다.

상승 배경에는 AI와 데이터센터의 성장이 있으며, 교통·산업 공정의 전기화, 전 세계적인 냉방 수요 확대도 맞물려 있습니다. RFF가 인용한 IEA 보고서에 따르면 데이터센터의 전력 수요는 2024년부터 2030년 사이 두 배로 증가합니다.

전력 수요가 커지면서 이제는 필요한 전력을 어떻게 생산하고 공급뿐 아니라 그 과정에서 생기는 환경 영향에 대한 관리 대책도 필요한 때입니다.

여러 에너지원이 공존하는 미래

앞으로 늘어나는 전력의 상당 부분은 재생에너지가 담당할 것으로 전망됩니다.

RFF가 비교한 모든 시나리오에서 풍력과 태양광 발전은 크게 늘어, 2050년에는 세계 발전량의 40~72%를 차지합니다. 수력·바이오매스·지열까지 더한 재생에너지 비중도 2024년 약 30%에서 2050년 52~70%까지 증가합니다(기준·정책진화 시나리오).

석탄 발전은 감소하지만, 천연가스 발전은 기준·정책진화 시나리오에서 2024년보다 7~56% 늘고, 원자력은 가장 보수적인 시나리오에서조차 31% 증가할 것으로 예상됩니다.

앞으로의 에너지 시스템은 한 에너지원이 나머지를 모두 대체하기보다, 여러 에너지원과 기술이 공존하는 형태로 바뀔 가능성이 큽니다. RFF도 재생에너지가 기존 에너지를 대체할 것인지, 새 에너지원으로 더해지는 것인지 단정하기 어렵다고 설명합니다.

그렇다면 촉매는 이렇게 다양해지는 에너지 환경에서 어떤 역할을 할까요?

효율적인 에너지 생산과 배출가스 관리

에너지원이 다양해질수록 전력 생산 방식도 다양해집니다. 대규모 발전소뿐 아니라 수요지 가까이에서 전력을 만드는 분산에너지 시스템도 확대되고 있는데, 분산에너지 설비에는 연료전지, 열병합발전(CHP), 바이오가스 설비, 디젤·가스 기반 발전기 등이 함께 활용됩니다.

이러한 설비 운전 시 발생하는 질소산화물(NOx), 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 휘발성유기화합물(VOCs) 등의 대기오염물질을 촉매가 처리합니다. 예를 들어 선택적 촉매 환원(SCR) 기술은 발전설비와 보일러, CHP, 바이오가스 설비 등에서 발생하는 NOx를 저감하고, 디젤산화촉매(DOC)는 CO와 HC, VOCs 등을 산화해 배출을 줄입니다.

바이오가스를 새로운 에너지와 원료로 활용하는 과정에서도 촉매가 중요한 역할을 합니다. 바이오가스의 메탄을 개질해 수소를 생산할 때는 니켈 또는 귀금속 촉매를 사용합니다. 이를 통해 바이오가스를 수소 생산뿐 아니라 발전과 산업용 원료 등 다양한 용도로 활용할 수 있습니다.

에너지 전환 과정에서의 반응 촉진

생산된 에너지를 필요한 형태로 바꾸고 저장하거나 활용하는 과정에서도 다양한 화학반응이 일어납니다. 이때 촉매는 원하는 반응이 효율적으로 일어나도록 돕습니다.

수소 밸류체인

천연가스나 바이오가스에서 수소를 생산할 때는 촉매로 수증기 개질(SMR)과 건식 개질(DRM) 반응을 촉진합니다. 수성가스전환(WGS)으로 수소를 추가 생산하고, 암모니아 크래킹으로 수소를 분리할 때도 촉매를 통해 반응 효율을 높입니다.

수소를 전기에너지로 전환하거나 전기에너지를 이용해 수소를 생산하는 과정에서도 촉매가 필요합니다. 전극촉매가 연료전지에서는 수소의 화학에너지를 전기에너지로 바꾸는 전기화학 반응을 촉진하고, 수전해에서는 물을 분해해 수소를 생산하는 전기화학 반응을 촉진합니다. 희성촉매 역시 SMR 촉매부터 연료전지와 수전해 촉매까지 수소 밸류체인 전반의 촉매 기술을 개발하고 있습니다.

지속가능한 연료

지속가능항공유(SAF)는 폐식용유, 바이오매스, CO₂ 기반 합성가스 등 다양한 원료를 활용해 생산할 수 있습니다. HEFA 공정에서는 수소화 반응에 촉매가 사용되고, FT 공정에서는 합성가스를 액체 연료로 전환하는 과정에 철(Fe)과 코발트(Co) 촉매가 활용됩니다. 재생에너지로 생산한 수소와 CO₂를 이용하는 PtL 공정에서도 합성가스와 SAF를 생산하는 촉매 반응이 필요합니다.

탄소중립을 위한 촉매 기술 적용

RFF에 따르면 2024년 세계 에너지 관련 CO₂ 배출량은 380억 톤을 넘어섰습니다. 에너지를 더 많이 생산하고 전환하는 것만큼 중요한 과제는 에너지 생산과 산업 활동에서 발생하는 환경 영향을 줄이는 것입니다.

발전소와 산업설비, 자동차에서 배출되는 NOx·CO·VOCs는 환경촉매로 유해물질 배출을 저감합니다. 또한 반도체·디스플레이 공정에서 발생하는 과불화탄소(PFC), 질산 공정의 아산화질소(N₂O), 발전·바이오가스 설비에서 발생하는 메탄(CH₄)과 같은 온실가스 역시 촉매 반응을 통해 분해하거나 산화합니다. 이처럼 배출물질에 맞는 촉매를 적용하면 에너지 생산과 산업 활동의 환경 영향을 효과적으로 줄일 수 있습니다.

더 나은 에너지를 위한 기술 파트너

에너지 시스템이 변화할수록 촉매 기술의 역할은 더욱 중요해집니다. 희성촉매는 수소 생산과 활용부터 지속가능한 연료, 발전·산업 분야의 배출가스 저감과 온실가스 저감까지 다양한 에너지 환경에 대응하는 촉매 기술을 개발하고 있습니다.

에너지 전환의 현장에서 필요한 기술을 개발하고, 더 나은 에너지 환경을 만들어가는 기술 파트너로 함께 나아가겠습니다.

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FAQ

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Q1. 세계 전력 수요가 증가하는 이유는 무엇인가요?

AI와 데이터센터의 성장, 교통의 전기화, 전 세계적인 냉방 수요 증가 등이 주요 배경입니다. RFF가 인용한 IEA 전망에 따르면 데이터센터의 전력 수요는 2024년부터 2030년 사이 두 배로 증가할 것으로 예상됩니다.

Q2. 재생에너지가 확대되면 기존 에너지원은 사라지나요?

그렇지는 않습니다. RFF가 비교한 15개 장기 에너지 시나리오에서는 풍력과 태양광 발전이 크게 증가하지만, 천연가스와 원자력 역시 각자의 역할을 이어갈 것으로 전망됩니다. 에너지 전환이 하나의 에너지원으로 수렴하기보다 다양한 에너지원이 함께 활용되는 방향으로 진행될 가능성을 보여줍니다.

Q3. 에너지 산업에서 촉매는 어떤 역할을 하나요?

촉매는 에너지를 생산하고 필요한 형태로 전환하거나, 에너지 생산과 산업 활동에서 발생하는 배출물질을 저감하는 과정에서 화학 반응을 촉진합니다. 수소 생산을 위한 SMR·DRM·WGS, 암모니아 크래킹, 연료전지와 수전해, SAF 생산을 위한 HEFA·FT·PtL 공정 등 다양한 분야에서 활용됩니다.

Q4. 수소 생산과 활용에는 어떤 촉매가 필요한가요?

천연가스나 바이오가스에서 수소를 생산하는 SMR과 DRM, 수소를 추가 생산하는 WGS, 암모니아에서 수소를 분리하는 암모니아 크래킹 등에 촉매가 활용됩니다. 또한 연료전지에서는 수소를 전기에너지로 전환하는 전기화학 반응을, 수전해에서는 물을 분해해 수소를 생산하는 반응을 전극촉매가 촉진합니다.

Q5. 촉매는 탄소중립과 온실가스 저감에 어떻게 기여하나요?

촉매는 에너지와 산업 활동에서 발생하는 다양한 배출물질을 저감하는 데 활용됩니다. 발전소와 산업설비, 자동차의 NOx·CO·VOCs를 줄이는 환경촉매부터 반도체·디스플레이 공정의 PFC, 질산 공정의 N₂O, 발전 및 바이오가스 설비의 CH₄를 처리하는 촉매까지 적용 범위가 넓습니다. 에너지 시스템이 다양해질수록 배출물질의 특성에 맞는 촉매 기술의 중요성도 커지고 있습니다.

참고자료

Raimi, D., Joiner, E., Hubbell, B., Lohawala, N., & Robertson, M. (2026). Global Energy Outlook 2026: How the World Lost the Goal of 1.5°C. Resources for the Future, Report 26-06.