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2 목차 Ⅰ 미 주 1 美, DOE Better Buildings, Better Plants 프로그램을통해에너지효율성목표달성 1 美, 2013년을넘어선풍력산업붐 2 캐나다, 더많은풍력에너지개발수요증가 3 Aquion Energy, 신재생에너지저장용저가배터리판매시작 4 美, MIT 하구 ( 河 ) 에설치한대규모 PRO 시스템 5 美, 해수로부터 CO 2 및 H 2 회수및이를이용한연료생성 6 美, 풍력단지성능개선을위한소프트웨어개발 7 美, 원자력발전량에다가선풍력및태양발전 8 미국, 풍력산업과유지보수관리 S/W 9 美, ADA 고체흡수제이용연소후 CO 2 포집공정 10 바이오화학제품, 2015년에는화학제품시장의 10% 점유예상 11 Enerkem 과 AkzoNobel, Waste-to-Chemicals 플랜트개발에대하여모색 12 美, 에너지저장대용량베터리개발투자 13 Ⅱ 유 럽 14 EU, 2020년온실가스감축목표순조롭게진행 14 영국, 지역사회스스로발전소설치가능 15 녹색기후기금, 약 90억달러모금 16 Alstom의부유식풍력발전진출 17 스페인, OPC S/W 사용한풍력발전단지운용 18 풍력발전에대한오해와진실 19 유럽, 지멘스社풍력발전기생산전기를열에너지로변환저장하는시스템개발중 20

3 Ⅲ 아시아 21 일본, 전력시장자유화와지자체의에너지사업추진 21 중국, 풍력발전기기의품질향상을위한새로운규칙발표 22 카자흐스탄, 재생에너지개발과기후변화방지노력강화 23 교토대, 다공성삼차원다공성그래핀구조체제조기술개발 24 일본, 재생가능에너지와수소를이용한독자적인에너지공급시스템실증테스트 25 최초의진정한 그린연료 포크리프트운영 26 Ⅳ 해외출장보고서 27 캐나다, ICCE 2014 국제컨퍼런스연구동향 27 에너지분야경영과학기법적용 28 히트펌프시장적용을위한최적의방법은무엇인가? 29 To be or Not to be Pseudocapacitive 30 GHGT 12 컨퍼런스-일본미츠비시중공업개발 31 시멘트공정적용 Norcem CO 2 포집프로젝트 32 CVD법을이용한고내구성실리카막개발 ( 일본, Kogakuin 대학교 ) 33 Clean Energy Ministerial meeting th ECS Meeting을통해본전기화학커패시터분야의연구개발동향 35 미국에너지부, 해양가스하이드레이트프로젝트개시 36 일본, 고해상도 CSEM(controlled source electromagnetic) 조사 37 일본, 바이오가스흡착분리기술동향 38 독일, 덴마크의대규모지중열저장조용지오합성라이닝기술 39 INFORMS annual meeting 40 Ⅳ [ 특집 ] BSA Visions and Plans 41 BNL 운영구조및비전 41

4 세계에너지기술개발월간동향 (11 月 ) Ⅰ. 미주 美, DOE Better Buildings, Better Plants 프로그램을통해에너지효율성목표달성 - DOE, ( 작성자 : 박민희 ( 연구전략실, 3016, mhpark@kier.re.kr)) DOE 는 11 개기업이 Better Buildings, Better Plants 프로그램을통해에너지 효율성목표달성했음을발표 - BBBP 프로그램을통해재까지 5 개화력발전소의연간탄소배출량과 맞먹는 1,850 만메트릭톤의탄소배출량을저감 프로그램회사내용 Better Buildings, Better Plants BPM, Inc. Celanese International Corp. Holcim (US) Inc. Legrand North America Lennox International Inc. Patriot Foundry & Castings Procter & Gamble Texas Instruments ThyssenKrupp Elevator Toyota Verso Paper Corp. 에너지집약도 25% 향상 - BBBP 프로그램에는미국내 140 개회사가참여하고있으며, 일자리창출및 제조업강화와함께에너지절약이가능한모범사례를보여줌 - 국내에서도일자리창출이가능한에너지고효율화 R&D 분야에서기업의 적극적참여필요 1

5 美, 2013 년을넘어선풍력산업붐 - Cleantechnica, ( 작성자 : 박민희 ( 연구전략실, 3016, mhpark@kier.re.kr)) 미국풍력에너지협회 (American Wind Energy Association) 의데이터에따르면 2014년 9월까지도입된풍력발전설비가 2013년을뛰어넘음 - 재까지 19개의프로젝트가이미완료되었고, 2014년하반기와 2015년까지설비도입추세는지속적으로증가할것으로전망 - DOE 의데이터에따르면미국풍력발전비용이지난 5 년간절반이상 하락하였고생산세액공제 (Production Tax Credit) 의확대로다수의신규 풍력단지가건설됨 - 지속적인기술혁신을통해풍력에너지의경제성을확보한미국은 PTC의확대를통해시장매력도를향상시킴 - 시장의불확실성을감소시키고효율적인시장형성을위해 R&D 개발과더불어정부의지속적이고구체적인지원이필요 2

6 세계에너지기술개발월간동향 (11 月 ) 캐나다, 더많은풍력에너지개발수요증가 - Cleantechnica, ( 작성자 : 박민희 ( 연구전략실, 3016, mhpark@kier.re.kr)) 캐나다앨버타州는더많은풍력에너지도입에대한수요증가 - 캐나다풍력에너지협회 (Canadian Wind Energy Association) 와나노리서치 (Nanos Research) 가수행한연구에서는앨버타주의주민들의 86% 가온실가스배출문제를해결하기위해풍력에너지를대안으로선정함 * 재앨버타州는온타리오및퀘벡에이어캐나다에서 3번째로높은풍력발전생산능력을보유 - 캘커리의 Pembina 연구소는전력생산의절반을화석연료에의존하고있는앨버타州가풍력, 태양광및수력등으로대체할경우 2033년경에는전기요금의 4% 정도를감소할수있을것으로발표 - 또한이번조사결과를통해앨버타州의대다수주민들은재생가능에너지 (Renewable Energy) 가미래에너지믹스의중요한부분이될것으로판단함 - 이번조사에서는여성과 30세미만의젊은연령대가재생가능에너지에대해보다적극적인지지를보여주고있으며, 미래에는재보다환경친화적정책에긍정적일것으로예측 - 국내에서도대중들이신재생에너지에대해친숙하고필요성을공감할수있는접근이필요 3

7 Aquion Energy, 신재생에너지저장용저가배터리판매시작 - MIT Technology Review, ( 작성자 : 여정구 ( 창의소재연구실, 3744, jgyeo@kier.re.kr)) 태양광, 풍력이생산한에너지를저장하는 Aquion 배터리를상업판매함 - 태양광, 풍력등신재생에너지는간헐적인전력생산방식으로 24시간계속전력을공급할수있는배터리가필수요소임 - Aquion Energy, Inc 제품은염수를전해질로사용하는나트륨이온배터리이며저비용대용량스케일업이용이함. 가격은납축전지수준이지만납축전지보다두배이상길게성능이지속됨 Aquion 배터리는마이크로그리드 (microgrid) 운전에매우적합한제품임 - Aquion은전력이닿기힘든고립지역에서작동할수있는에너지저장장치를 DOE project로수행하였음 ( Sodium-Ion Battery for Grid -level Applications, ) - Aquion은카네기멜론대학의벤처회사로시작했고, MS 빌게이츠가투자한에너지저장분야회사중하나임. 빌게이츠는 Aquion 이외에도압축공기로저장하는 라이트세일에너지 (LightSail Energy) 와액체금속배터리개발사 앰브리 (Ambri) 등도투자함 - 신재생에너지가가진불연속적인전력공급을해결하는데 ESS는필수구성요소이며, 재의대용량스케일업이가능하고값싸게저장할수있는에너지저장장치의개발이시급함 - Aquion의배터리는신재생에너지원을이용한마이크로그리드실을가속화함 4

8 세계에너지기술개발월간동향 (11 月 ) 美, MIT 하구 ( 河口 ) 에설치한대규모 PRO 시스템 - J. Memb. Sci. 2014, 468, ( 작성자 : 최지연 ( 해양융복합연구실, , jychoi@kier.re.kr)) 하구에설치한압력지연삼투발전 (pressure-retarded osmosis, PRO) 의성능과최적크기의새로운평가법고안 - PRO는염분차를이용하여반투과성막으로인해발생하는수압으로터빈을돌리는발전방식으로, 담수와해수가교차하는하구의지리적이점을이용할수있음 - PRO는이미많이알려진염분차발전중의하나이지만, MIT 연구팀은 PRO 성능과플랜트의최적크기등평가법을고안함 - 연구에따르면, 반투과성막의크기가클수록염분농도비율이높을수록발전량상승함. 또한, 반투과성막이절반크기로작아지더라도원래발전량의 95% 정도가얻어짐 - 탈염부산물인염수와처리할오수의조합은해수 / 담수조합보다 2 배정도높은발전량가능함. 오수처리플랜트를연안에설치하여해수와함께발전시킬경우플랜트처리설비작동에충분한에너지를얻을수있음 - 실적인모델확립및규모, 비용, 성능연구를통해신재생에너지인염분차 발전시스템의실가능성을높임 5

9 美, 해수로부터 CO 2 및 H 2 회수및이를이용한연료생성 - Heather D. Willauer et al., 2014, I&EC Research (ACS) - ( 작성자 : 김한기 ( 해양융복합연구실, , hankikim@kier.re.kr)) 미국 Naval Research Laboratory 에서는 E-CEM(electrolytic cation exchange module) 을이용하여해수로부터 CO 2 gas 및 H 2 gas를회수하고이를이용하여 Jet Fuel 을합성하는연구를진행하고있음 - 해수에녹아있는 CO 2 의농도는 (w/v) 공기중에녹아있는 CO 2 에비하여 140배이상높으며, 해수로부터 CO 2 를회수함으로써해수의 CO 2 흡수능력을높이고간접적으로대기중의 CO 2 제거가능함 - 또한, Naval Research Lab에서는회수한 CO 2 를이용하여 jet fuel을합성하는공정을함께연구하고있음 < 그림출처 : H. D. Willauer et al. 2014> - 우리연구원에서진행중인염분차발전을이용한신재생에너지발전이외에도, 해수에녹아있는다양한자원들을전기에너지외의에너지 ( 유가금속, 연료등 ) 로회수하여해양에너지기술분야를선점할필요가있음 6

10 세계에너지기술개발월간동향 (11 月 ) 美, 풍력단지성능개선을위한소프트웨어개발 ( 작성자 : 김홍우 ( 풍력연구실, , k-wh@kier.re.kr)) 미에너지부 (DOE) 산하국립신재생에너지연구소 (NREL) 은풍력발전과관련한새로운소프트웨어툴인 SOWFA(Simulator for Wind Farm Applications) 를개발 - SOWFA는다양한변수들이어떻게풍력단지의공기흐름및에너지생산에영향을주는가를보여줌 - 혁신적인부분은규모면에서광범위하게시뮬레이션이가능하게함으로서전체풍력단지의성능을개선할수있도록하여화석연료발전과가격경쟁력을갖게되기위한효율개선에마지막으로도움이될수있도록함 - 장기적인면에서 SOWFA와같은소프트웨어개발은전체에너지에있어풍력에너지를확대하는데큰영향을줄것임 - 우리나라의경우이러한소프트웨어개발은전무하고해외에서수입해서사용하고있는실정으로경쟁력확보를위해위와같은소프트웨어개발에많은투자를해야할것임 7

11 美, 원자력발전량에다가선풍력및태양발전 ( 작성자 : 유경상 ( 풍력연구실, , ksryu@kier.re.kr)) 원자력에너지의생산량은수년동안정체되어있는반면, 재생에너지는화석연료를사용하는발전량을따라잡기위해많은시간이걸렸음에도불구하고빠르게성장하고있음 년대중반부터가파르게증가한원자력발전용량은핵확산우려및폐기물처리에대한풀리지않는문제점들로인해정체되어재원자력산업에제동을가하고있는실정 - 풍력및태양광발전용량은 1980년대의원자력발전의급증하는성장궤적과동등한수준으로풍력의경우발전용량이 2013년 320GW에달해원자력발전용량과거의동등한수준까지도달함 - 원자력발전은값싼전기가격에도불구하고안정성문제때문에다시부흥하기는어려울것으로판단됨 - 풍력같은재생에너지는기후재난을늦추기위해서라도더욱가속화되어야하며, 우리나라의경우재생에너지의확대를단지시장에만맡길것이아니라적절한정부정책이뒷받침되어야할것임 8

12 세계에너지기술개발월간동향 (11 月 ) 미국, 풍력산업과유지보수관리 S/W ( 작성자 : 김성완 ( 풍력연구실, , kso@kier.re.kr) - 풍력발전기유지보수에상당히많은시간과금액이투자됨에도불구하고여전히불확실성을내포함 * 작업자들의보고서작성시정보누락, 정확하지않은정보기입등시스템적인문제와분석능력한계등의문제점 * 전체 400억불정도의풍력발전기가제조사품질보증이종료될예정으로 O&M 비용이풍력발전단지운영업체의큰부담으로작용할전망 (Sandia National Laboratories) - 유지보수관리 S/W(CMMS : Computerized maintenance management software) 를통해비용절감과이익증대구 * 위 S/W를사용하여터빈의부품및운전상태등통합관리 * Potential to Failure 선도를통해예상정비계획을수립하여풍력발전기의 downtime을감소시켜이익증대 - 국내에서풍력발전단지의설치가증가됨에따라서유지보수에발생하는비용도커지고있는상. - 특히, 풍력발전기제조업체의품질보증기간이만료되면기술적인문제와더불어비용의가파른상승이예상됨에따라이와같은체계적인 O&M 관리 S/W가요구될것으로보임 9

13 美, ADA 고체흡수제이용연소후 CO 2 포집공정 - GHGT-12, ( 작성자 : 박영철 ( 저탄소공정연구실, 3072, youngchp@kier.re.kr)) ADAsorbTM 파일럿플랜트테스트 - 1 MWe급연소후건식 CO 2 포집공정 - Liquid amine-기반고체흡수제 - 모듈개발시작 : 2013년 1월 - 모듈로제작한후, 장에서조립 - 모듈조립후, 유틸리티라인결속 - 파일럿플랜트설치완료 - 시운전 : ~ 초기변수테스트 : ~ 2014년 10월 - 초기변수테스트후 30일연속운전을통한성능평가예정 - 운전동안가스성분, 온도, 압력, 수분량에대한영향을검토해보고, 전력사용량, 스팀사용량등을통해공정성능분석예정 - 국내의경우, 하동화력 8호기에 10MWe급건식 CO 2 포집공정을설치하여 1,000시간이상연속운전을통한성능평가를완료함 - 국내의경우 K-계열고체흡수제를사용한반면, ADA의경우아민을담지한고체흡수제를사용하여재생에너지저감이가능할것으로판단됨 10

14 세계에너지기술개발월간동향 (11 月 ) 바이오화학제품, 2015 년에는화학제품시장의 10% 점유예상 - Chemistry World, ( 작성자 : 나정걸 ( 바이오자원순환연구실, 3423, narosu@kier.re.kr)) - 미 USDA( 농업부 ) 에서 10월 7일발간한보고서에따르면, 바이오화학제품시장이성장하여 2015년이되면전체화학제품시장에서의점유율이 10% 를차지할것으로전망 - PLA나 PHA 등의고분자제품의판매호조로 2020년바이오플라스틱은연간 345만톤이생산될예정임 - 한편, 이보고서에서는바이오화학제품의추가생산확대를위해서는바이오매스원료확보, 용수사용문제해결, 시장의안정화가필요할것이라고분석함 - 전세계적으로바이오화학에대한투자가늘어나고있는데, 독일의 BASF는미국의곡물회사인 Cargill, 덴마크효소회사인 Novozyme과함께바이오제품인 3-HP(hydroxypropionic acid) 로부터아크릴산과초흡수성고분자를생산하는공정을개발중 - 중국역시바이오화학시장에본격적으로진출하고있으며, 캐나다의산업바이오회사인 BioAmber는중국의폴리에스터제조회사인 Xuchuan chemical에바이오숙신산을 5년간제공한다고최근발표한바있음 - 바이오매스는탄소와수소로구성되어있다는점에서화학제품분야에서석유를대체할수있는유일한신재생자원이라는장점이있음 - 바이오매스의효율적인이용과시장진입을위하여에너지와함께화학원료생산에대한관심이필요함 11

15 Enerkem과 AkzoNobel, Waste-to-Chemicals 플랜트개발에대하여모색 - Green Car Congress, ( 작성자 : 나정걸 ( 바이오자원순환연구실, 3423, narosu@kier.re.kr)) - 캐나다 Enerkem사는최근유럽의메이저화학회사중하나인 AkzoNovel사와유럽지역에폐기물전환화학제품생산플랜트를설치하는방안에대하여파트너쉽협약을체결함 - Enerkem은폐기물을가스화하여합성가스를생산하고, 이로부터메탄올을생산한다음, 최종적으로는메탄올에서연료 ( 에탄올 ) 와화학제품 ( 아크릴산 ) 을생산하는기술을보유하고있으며, 최근캐나다 Edmonton에대규모상업화설비를구축한바있음 - 파트너쉽협약에따르면, Enerkem은자사가보유한상기생활폐기물전환기술을라이센싱할계획이며, 최종적인비즈니스구조나플랜트위치는향후발표할예정 [Enerkem사의폐기물전환기술개념도 ] - 에너지기술의보급을위해서는확립된플랫폼기술이필요함 - 대규모의폐기물원료수집이가능하다면 Enerkem의가스화-합성가스전환기술의적용이용이하겠으나, 국내의경우원료수급을고려한분산형폐기물에너지화기술확보가더욱필요할것으로판단됨 12

16 세계에너지기술개발월간동향 (11 月 ) 美, 에너지저장대용량베터리개발투자 ( 작성자 : 김건훈 ( 풍력연구실, , kkh4417@kier.re.kr) - 풍력, 태양광등신재생에너지출력의간헐성, 불균일성을해소하고, 수요와공급의불일치에따른전력운용의비효율성을개선하기위하여에너지저장기술에대한관심이점차높아지고있음 * Navigant Research 社의연구에따르면, 에너지저장용량은 2014년 538MWh에서 2024년까지 20.8GW로증대되고, 연매출은 6억7천만달러에서 156억달러로증가할것으로예측됨 - Oncor Electric Delivery 社 ( 미 ) 는배터리를통한에너지저장시스템개발을위해 20억달러투자계획을발표 - Tesla Motors 社 ( 미 ) 는전기차용배터리뿐만아니라, 신재생에너지저장용대용랑베터리개발을위한 Gigafactory 프로젝트에 50억달러투자계획을발표함 - 태양광이나풍력에서생산되는필요이상의전력을저장해두었다가필요할때거래하는새로운전력서비스모델의탄생이예상되므로, 관련기술확보를빠르게진행하여야할필요 13

17 Ⅱ. 유럽 EU, 2020 년온실가스감축목표순조롭게진행 - Endseurope, ( 작성자 : 배치혜 ( 연구전략실, 3595, chihye@kier.re.kr)) ( 화 ) EU환경청 (European Environmental Agency, EEA) 이발표한최신자료에따르면, 유럽연합은 2020년온실가스감축목표를이미 2013년에거의달성한것으로나타남 - 동자료에따르면유럽의온실가스배출량은 2012년과 2013년사이에 1.8% 떨어졌다. 이것은 1990년대수준보다 19% 감소한수치이고, 2020 년온실가스감축목표에서 20% 부족한수준 - EEA는 EU가 2020년까지온실가스배출 21~24% 감축목표를달성할것으로기대하고있으며, 이는 EU회원국이온실가스배출감축정책을지속적으로유지하고새로운감축계획을세우는것에달려있다고밝힘 - 동기관에따르면신재생에너지는온실가스감축목표와관련하여 EU 계획대로성장하는중이지만, 2020년목표달성을위해서지속적으로신재생에너지분야를지원하는것이필요 년신재생에너지가 EU 전체에너지에서차지하는비중은 14.1% 였으나, 2020년까지신재생에너지의비중이더가파르게높아져야한다고 EEA는강조 - EU의경우온실가스감축목표는달성과더불어, 이와관련한신재생에너지분야에대한지원은지속적으로확대될것으로보임 - 세계적으로단순히목표치달성뿐만아니라좀더공격적으로온실가스감축및신재생에너지기술개발에투자를강화할것으로예상됨 14

18 세계에너지기술개발월간동향 (11 月 ) 영국, 지역사회스스로발전소설치가능 - GOV.UK, ( 작성자 : 배치혜 ( 연구전략실, 3595, chihye@kier.re.kr)) 영국의지역사회에최대 2만파운드의보조금또는 13만파운드의대출의기회가주어지는도시지역사회에너지기금지원이시작됨 - 에너지및기후변화부장관 Ed Davey가발표한 1,000만파운드의기금덕분에영국에서신재생에너지계획을세운지역사회수는증가세를보이고있음 - 지역사회는자신들의지역에 전력허브 를만듦으로써신재생에너지의혜택을얻을수있음. 지역의빌딩이나공장에태양광패널을설치하거나지역폐기물로부터에너지를얻기위해혐기성소화공장을설치함으로써전체지역사회의비용절감가능 - Ed Davey 장관은정부의커뮤니티에너지프로젝트지원을통해더많은사람들이전력자가발전을하고그들의에너지요금이동시에더낮아질수있도록도움을주길원한다고밝힘 - 금번발표는 11월 3일발표된 Shared Ownership Taskforce 보고서에따른것으로, 보고서는개발자와지역사회가새롭고상업적으로발전된육상신재생에너지의공동소유의기회를증가시킬수있을지에대한방법의기틀을마련 - 세계적으로신재생에너지를이용한에너지자립도시에대한투자가확대되고있으며, 국내에서도친환경에너지타운을통하여타운규모의신재생에너지융복합기술을국가중점사업으로수행하는계획을가지고있음 - 따라서세계적인흐름에맞추어에너지자립타운및신재생에너지융복합기술에대한투자를확대해야할필요가있을것이라사료됨 15

19 녹색기후기금, 약 90 억달러모금 - Endseurope, ( 작성자 : 배치혜 ( 연구전략실, 3595, chihye@kier.re.kr)) ( 목 ) 베를린에서열린 UN 녹색기후기금 (Green Climate Fund, GCF) 모금회의결과모금액이총 93억달러에이르렀음 - 이번모금액중가장큰금액을제시한국가는영국으로약 11억달러기부의사를밝혔으며, 영국의기부금은기존원조예산에서지급될예정 - GCF는다음달리마에서열리는국제기후회담에서모금액이 100억달러를넘어서기를기대하고있으며, 재개발도상국및기후취약국가는 150억달러의초기자본을추진을요구 - 이번회의에서는총 13개국가가기부를약속했으며, 프랑스와독일이각각 10억달러, 미국 30억달러, 일본 15억달러를포함, 몇몇개발도상국이기부를약속 - EU 국가중에서는스웨덴, 네덜란드, 핀란드, 룩셈부르크, 체코, 이탈리아, 덴마크, 스페인이 5.5백만에서 588백만에이르는금액을기부하겠다고제안했고, 노르웨이와스위스또한기부를약속 - GCF는내년부터기금분배를시작하며, 2020년까지매년 1,000억달러가배분될것으로예상됨 - 녹색기후기금은공공및민간기관으로부터기금을모금할뿐만아니라공공출자금및양허자금또한받고있음 - 녹색기후기금이축적됨에따라기후변화및개발관련사업 / 컨설팅수요가생겨날것으로사료됨 - 이에따라이러한수요에적절하게대응할수있도록관련분야육성을위한정책및투자지원이필요할것임 16

20 세계에너지기술개발월간동향 (11 月 ) Alstom 의부유식풍력발전진출 ( 작성자 : 고희상 ( 풍력연구실, , heesangko@kier.re.kr) - 프랑스의풍력발전기제조사인 Alstom이방위산업체인 DCNS와함께부유식풍력발전기를만들기로결정 - Alstom은 6MW 터빈을반잠수식부유체와결합하여 2017년까지시제품을만들기로계획 - Alstom은부유식풍력발전기를인증받기까지 6천만유로가연구및개발에소요될것으로예측 - 부유체의운동에따른하중이기계부품들과전체구조에미치는영향을조사하고이에맞추어설계하는것이당면한문제임 - DCNS는부유체개발과설치를맡음 - 이미여러개의부유식풍력발전기들이바다에띄워졌다. Statoil과 Siemens가만든 Hywind, Principle Power와 Vestas가만든 WindFloat, 일본의 Marubeni Corp와 Fuji/Hitachi가만든 Fukushima Floating Offshore가대표적임 [ 그림 ] Alstom 의 Haliade 풍력발전기 - 6MW 부유식풍력발전기의개발은경제성확보면에서상용화가능성을높인다 고볼수있음 17

21 스페인, OPC S/W 사용한풍력발전단지운용 ( 작성자 : 김대진 ( 풍력연구실, , djk@kier.re.kr) - 전체발전량에서차지하는풍력발전량의증대로인해전력운용을효율화, 분석, 정비등의결정을위해서풍력발전단지의실시간정확한데이터의송수신측면이중요해짐 * 실제, 650,000명의배전및판매고객을보유한스페인의전력업체에서풍력발전단지의중앙데이터접근제공을위한문제봉착 * 전력생산중인풍력발전기제품의업체와모델마다다양한방식으로전체중앙데이터장치로검증된데이터전송이중요성증대 - OPC 방식을이용해풍력발전단지데이터를전송 * Funnell 이란데이터가공기능을사용하여 OPC를통해온데이터를각사용자의요구에맞게재가공됨 - 국내도전체발전량에서차지하는풍력발전량비중이증대됨에따라기존전력시스템과효율적인연동을위해위와같이통신시스템기준확립에대해연구및실증이필요함 18

22 세계에너지기술개발월간동향 (11 月 ) 풍력발전에대한오해와진실 ( 작성자 : 최정철 ( 풍력연구실, , jungchul.choi@kier.re.kr) - 광범위하게퍼져있는풍력발전에대한오해에대하여 Nordrhein- Westfalen 지역의풍력협회가대답을내놓음 - 풍력발전기가세워지면부동산가격이내려가는가? * 독일북부에풍력발전회사이름을딴 에너콘지역 에는매우많은풍력발전기들이돌아가고있지만토지가격은지속적으로상승하고있다. 반대의경우로남부 Niedersachsen 지역은북부에비해풍력발전설치량이적지만땅값이오르지는않음 - 풍력발전기의설치는관광산업에해가되는가? * Schleswig Holstein주에서진행된설문조사에따르면응답자의 99% 가풍력발전기때문에휴가지역을옮길의향이없다고밝혔고 94% 는풍력발전기때문에방해받은적이없다고대답하였다. Ostfriesland 에위치한풍력발전기는많은관광객들을끌어모으고있음 [ 그림 ] Ostfriesland 에위치한풍력발전기와전망대 - 국내풍력발전기보급에걸림돌이되는 풍력발전에대한오해 들을풀수있는 해외자료임 19

23 유럽, 지멘스社풍력발전기생산전기를열에너지로변환저장하는시스템개발중 작성자 : 유철 ( 풍력연구실, , c.yoo@kier.re.kr) - 지멘스社는풍력발전기에서수요이상으로생산되는전기를저장하였다가필요시선택적으로사용하기위한에너지저장기술개발을위해노력중 * 2012년에이미배터리기반의 20MWh 용량의에너지저장시스템개발완료 * 저장용량증대를위해서배터리전문업체 Aquion Energy 社와공동연구를지속수행중 - 최근에는, 전기에너지를열에너지로변환하여지하암석층에저장하였다가, 필요시증기터빈을통해서다시전기로변환하는시스템개발중이라고발표 - 풍력발전기에서생산되는전기의효율적운영을위해서수요이상의전력을 저장해두었다가필요할때사용하는에너지저장시스템개발경쟁이치열함 20

24 세계에너지기술개발월간동향 (11 月 ) Ⅲ. 아시아 일본, 전력시장자유화와지자체의에너지사업추진 - KEEI, ( 작성자 : 김효준 ( 연구전략실, 3809, kimhj@kier.re.kr)) 2013년 4월 전력시스템에관한개혁방침 을발표하고단계적인전력시스템개혁을시행 - 일본정부는전력안정공급, 전기요금인상억제, 소비자의전력회사선택폭및사업자의사업기회확대를목적으로시행하게되었음 - 일본정부의총무성은전력시장자유화를앞두고지역의독립적인에너지사업을육성하는 분산형에너지인프라프로젝트 를추진 - 이프로젝트는각지역의독립적인에너지시스템구축을목표로공공시설을중심으로자가발전등자립형에너지설비를도입하여평상시에는지역의에너지비용절감, 재해시에는지역의에너지자립을도모 년에는 31개지자체에서예비타당성조사가진행되었으며, 2014년중으로 13개지자체에서마스터플랜이마련될예정 - 13개지자체는조만간일본정부의총무성에에너지자급자족을위한계획서를제출할예정 - 바이오매스나지열등지역자원을활용한발전이나열공급으로에너지자급자족을실하려는움직임이일본지자체사이에서확대될전망임 - 지역에너지사업의보급은일본정부가 2013년 6월에발표한 일본재건전력-JAPAN is BACK 이목표로삼은 활기찬지역경제사회실 과도일맥상통하여향후에도다양한시도가기대됨 21

25 중국, 풍력발전기기의품질향상을위한새로운규칙발표 - KISTI, ( 작성자 : 김효준 ( 연구전략실, 3809, kimhj@kier.re.kr)) 올해 9 월중국정부는풍력발전설비제조업의지속적이고건전한발전을위해풍력발전기기의품질향상을도모제반규칙을발표 년상반기풍력발전량 ( 그리드연결 ) 은 767억 kwh였지만능력대로발전하지못한전력량은 72억 kwh에달하며, 발전삭감률은전국평균 8.5% 가되어 2013년동기와비교하면발전삭감률은감소했지만, 아직발전삭감률은높아개선의여지가있음 - 풍력발전소의조업효율을개선하고발전삭감률을저하시키는것은발전사업자의수익성향상에도연결되어, 종래부터중요과제로서민관에서대처가진행됨 - 이번에발표된규칙은터빈블레이드, 발전기, 기어박스, 교류기계, 저항기및제어오류베어링등주요장비의검사및인증체제를일원화하고강화하는동시에형식인증에통과함 - 없는기기를사용하는풍력발전개발사업자는 2015년 7월이후풍력개발프로젝트에입찰을금지하고, 또한외지기업의참여를제한배척하는등지방정부의풍력발전프로젝트입찰에간섭을금지하고풍력발전시장의감독을강화하는한편, 관련정보의공개를신속하게할수있다고밝힘 - 중국은급성장의반동으로설비공급능력과잉의문제를안고있어지속적인발전을위해품질향상은필수적임 - 중국의풍력산업이세계시장에진출하기위해서이번의새로운규칙의발표는시기적으로적절한것으로볼수있음 22

26 세계에너지기술개발월간동향 (11 月 ) 카자흐스탄, 재생에너지개발과기후변화방지노력강화 - KISTI, ( 작성자 : 김효준 ( 연구전략실, 3809, kimhj@kier.re.kr)) 중앙아시아최대의산유국인카자흐스탄이재생가능에너지의개발과기후변화대책에주력 - 화석연료에대한의존도를줄이고기후변화대책의필요성에서정부는 2009년 6월에 재생가능에너지원이용법 을제정하고 2024년까지발전량의 5% 를신재생에너지로충당한다는목표를세움 - 환경, 수자원장관은지난 6월다시에너지고정가격매입 (FIT) 제도를도입할방침임을밝힘 - 9월중순의보도에따르면카자흐스탄의공적에너지기구는 2020년까지국가에너지믹스에서차지하는재생가능에너지비율을 3%( 재 1%) 로증가시키는중기목표를발표 - 국영에너지산하 Astana Solar사에따르면 FIT 도입으로 2015년에만 100MW의신규태양광발전용량이추가될전망 - 또한, 2015년에는총발전설비용량 125MW의풍력발전소건설및총 100MW의소수력발전소의개발이계획되어있다. 2018년까지북부에서최대 6개의풍력발전소가건설될전망 - 온난화대책에대해서는 2020년까지온실가스배출량을 1992년대비 15% 감소하는자체계획을수립하였고 2013년에배출량거래제도를도입한아시아최초의국가가됨 - 카자흐스탄의신재생에너지지원책으로에너지건설에중점을두는것과다시에너지고압선사용요금을면제하는것, 그리고에너지발전시설건설예정지송전망연결을지원하는등의정책을제시함으로본정책의미치는영향을주시할필요가있다고사료됨 23

27 교토대, 다공성삼차원다공성그래핀구조체제조기술개발 - Materials 360, ( 작성자 : 여정구 ( 창의소재연구실, 3744, jgyeo@kier.re.kr)) 삼차원다공성매크로구조체의대용량제조방법개발 - 교토대연구진은전기전도성과기계적안정성이뛰어난그래핀을커패시터, 연료전지분리막, 배터리전극등으로이용하기위하여매크로범위의다공성구조체로만드는데성공함 - 확산에의한자기조립 (diffusion-driven layer-by-layer assembly) 이라이름붙인방법으로그래핀나노시트가뭉쳐충분한두께를갖는벌크형태를만들기어렵다는애로점을적절한고분자를계면에적용함으로써계면사이로분자들이이동할수있는다공성구조체를만들어냄 - 본연구결과는 Nature Communications에게재됨 * 원문정보 : Jianli Zou and Franklin Kim, Diffusion driven layer-by-layer assembly of graphene oxide nanosheets into porous three-dimensional macrostructures, Nature Communications, 5, 2014; doi: /ncomms 탄소나노튜브, 그래핀등은매우우수한물성에도불구하고제품소자에적합한형태, 예를들어일정두께의종이로충분히크게만들지못하거나그렇게만들더라도비용이많이들어상업적생산공정에쉽게적용되지못하고있음 - 교토대개발방법은그래핀재료를최종소자에맞는크기로손쉽게제조하는것으로핵심개념은나노시트의간격을유지하는고분자물질의사용임 - 작년에 Science지에게재된그래핀분리막의기체투과연구결과 (Science, 342, 91-95, 2013; DOI: /science ) 도유사하게접근한사례로재료의적절한적용은종래기술을혁신시킬수있음 24

28 세계에너지기술개발월간동향 (11 月 ) 일본, 재생가능에너지와수소를이용한독자적인에너지공급시스템실증테스트 - KISTI 미리안글로벌동향브리핑, ( 작성자 : 주종훈 ( 창의소재연구실, 3212, jhjoo@kier.re.kr)) 최근도시바는재생가능에너지 (Renewable Energy) 와수소 (Hydrogen) 를이용한독자적인에너지공급시스템 (Energy Supply System) 의실증테스트를위해일본카와사키시와상호협력약속 - 이시스템은약 300여명의피난민들에게 1주일분량의전기와온수를공급. 이독립적인에너지시스템은태양광발전설비와저장용배터리, 수소를생산하기위한물전기분해장비, 수소및물탱크, 연료전지로구성되어있음 - 태양광발전설비를통해전기를생산한후이전기를활용하여물을전기분해하고이로생성된수소는탱크에저장되었다가필요시전기와온수를공급하기위해연료전지로공급됨 - 오직태양광과물만을이용하여가동할수있기때문에비상시전기와온수를독자적으로공급할수있으며, 트레일러를이용하여재난이발생한지역으로시스템을직접운송가능 - 태양광, 연료전지, 수전해등의신재생에너지기술이융합된재난구호시스템 - 여러분야의신재생기술의융합을통한새로운개념의에너지생산시스템발굴필요 25

29 최초의진정한 그린연료 포크리프트운영 - Material Handling World Magazine, ) - ( 작성자 : 서동주 ( 수소연구실, 3547, djseo@kier.re.kr)) 혼다와 Briggs Equipment 사는완전한재생에너지기반의수소연료전지포크리프트트럭개발을위한협력을진행중 - 혼다자동차는 Swindon 생산시설에태양광, 수전해를연계한재생에너지수소제조설비구축중임 - Briggs Equipment CEO인 Richard Close는혼다와의콘소시움은상용급용량의진정한 그린 수소를생산하기위한설비구축에전력을다하고있다고함 - 개조된하이브리드트럭은기존의납축전지대신리튬배터리와연료전지복합설비를탑재. 배터리가주전원의역할을하며연료전지가 on-board 충전기의역할을함 - 원격충전을하는시간을줄여주며수소재충전으로짧은시간에업무복귀가능. 다만소규모차량군에적용하기어려움 - 커다란납축전지와이를위한공간이필요없어졌으며무배출포크리프트사용으로작업환경개선 - 청정생산기술, 공장사용에너지저감을위해재생에너지기반의파워공급설비구축이선진국에서진행중 - 수소도화석연료기반이아닌재생에너지수전해기반으로 그린 에너지공급을중점으로두고있음 - 연료전지, 수전해, 태양광, 수소공급인프라의융복합협력의한예로참고 1) uture html 26

30 세계에너지기술개발월간동향 (9 月 ) Ⅳ. 해외출장보고서 캐나다, ICCE 2014 국제컨퍼런스연구동향 - ICCE2014, Quebec, CANADA, ( 작성자 : 이성곤 ( 연구전략실, 3036, sklee@kier.re.kr)) - ICCE 2014는청정에너지, 에너지정책및시장등에너지분야의기술개발, 정책수립및시장등전범위에대한내용을다루고, 에너지환경분야의전문가들이모여지속가능한발전을위해에너지효율향상기술, 신재생에너지기술, 시뮬레이션등다양한연구결과소개 - 본학술대회는각국의대학, 연구기관, 민간기업연구소의에너지환경분야의전문가들이모여지속가능한발전을위해에너지효율향상기술, 신재생에너지기술, 시뮬레이션등다양한연구결과가소개 - 금번북미권의청정에너지분야대표학술대회에참석하여우리나라에서수행중인개괄적인에너지기술개발및정책등에대한알려주고, 특히에너지기술개발분야전담기관이 KIER에대한간단한소개를하였음 - 도쿄대 Suzuki 교수등풍력분야전문가및에너지분야참석자들과청정에너지및기술정책등에대한연구교류및동향에대한논의를할수있는기회였음 - 기조연설에서논의된 RETScreen 분석의사례와같이캐나다의경우에너지환경분야과제선정과투자에대한 RETScreen 시뮬레이션기법을적용하고있으며, 유럽의경우 EnergyPlan 과같은시뮬레이션을적용하고있음 - 국내에너지기술정책및전략수립시, 본모델의적용가능성을검토하고, 적용이가능할경우에너지기술정책의완성도및신뢰성향상이가능할것으로판단 27

31 에너지분야경영과학기법적용 - INFORMS Annual Meeting, 샌프란시스코, 미국, ( 작성자 : 김덕환 ( 품질시험인증실, 3006, thekan@kier.re.kr)) - 미국의경우에너지기술의효율적공급을위하여공급망관리, 네트워크최적화, 다속성의사결정과같은경영과학기법을적용하고있음 - 우선에너지생산자, 중계자, 소비자간의공급가격책정등을위하여제조업분야에서적용되는공급망관리 (SCM: Supply Chain Management) 기법을적용하고있음 - 또한전력생산및공급망을하나의네트워크로보고전체네트워크에걸리는부하및비용을최소화하기위하여 Dynamic Programming, Integer Programming 등의최적화기법 (OR : Operational Research) 을적용하는연구가이루어짐 - 뿐만아니라단일에너지생산시스템의효율적운영을위하여에너지소비량, 생산비용등의다양한의사결정요소를동시에고려하는다속성의사결정기법등의적용이이루어지고있음 - 우리원의경우다양한에너지생산시스템및공정에대한기술개발이이루어지고있으나, 실제에너지생산시스템및공정의최적운영을위한데이터기반의체계적최적화는미흡한것으로판단 - 연구원에서개발된에너지생산시스템및공정에대해시험운영을통해얻어지는데이터를기반으로시스템및공정최적화에대한체계적접근이필요 - 신기술개발을통한시스템및공정개발뿐만아니라이에대한최적화까지동시에고려된다면실제활용가치가높은에너지기술을개발할수있으며, 이를통해기술이전시더욱높은가치를인정받을수있을것이라사료됨 28

32 세계에너지기술개발월간동향 (9 月 ) 히트펌프시장적용을위한최적의방법은무엇인가? - EHPA Best Practise, 덴마크, ( 작성자 : 문종호 ( 온실가스연구실, 3696, moon_jongho@kier.re.kr)) - 히트펌프는시장측면에서최근확장일로에있으나그성장의속도는기대에미치지못하고있음 - 가장큰원인으로유럽히트펌프협회 (EHPA, European Heat Pump Association) 에서는최적운용사례, 즉 Best Practice에대한사례가모아지지않았기때문으로판단하고있음 - 이를위하여다음의다섯가지원칙을시장확대를위한방안으로제안하고범국가적프로젝트를제안하였음 * 강력한정책구조의확립 * 안정적인품질이전체시장분야에서적용되는지확인 * 마케팅과프로모션을통한시장인식확대 * 설득력있는소비자제안발굴 * 재시장의요구사항모니터링 - 국내히트펌프시장은적용여건이우수하나상기원칙에서정책구조 / 안정적품질측면에서확립되지못하였음 - 이에상기와같은활동을적극적으로활용하여국내시장에보급할수있는근거를확립하고수출시장에대응할수있는방안을모색하는것이필요할것으로사료됨 29

33 To be or Not to be Pseudocapacitive - CNRS, ( 작성자 : 유정준 ( 에너지저장연구실, 3656, jjyoo@kier.re.kr)) - Pseudo-capacitance의정의에관한논의를이끌어내었음 - 발표자는 Pseudo와 capacitance의사전적의미로부터 B. conway 외다양한학자및학술서적의기술을바탕으로학술적의미를도출및해석을시도하였음 - 발표자의주장에따르면, MnO 2 와 RuO 2 같은실제 capacitor와유사한거동을보이는전극물질들만이 pseudo-capacitance를가진다고얘기할수있으며, NiO와같이 battery-like behavior를보이는물질을가지고 pseudo-capacitance를가진다고해석하는것은틀렸다고주장함. 같은맥락으로 intercalation을이용한 pseudo-capacitor를주장하는것도동의하기어렵다함. 그러나, VN, PbO 2, Ni(OH) 2, IrO 2 와같이어느한쪽으로해석하기에 confuse한경우도있음을언급 - 결론적으로, 전이금속산화물전극이라고할지라도 pseudo-capacitance 를가진다고하기위해서는 dq/dv가 capacitance 와비례관계이어야만하며, 다시말해 constant capacitance 를가져야만함을강조하였음. 또한, 정말로 pseudo-capacitance 를가진다고이야기하려면 cycle과같은 electrochemical supercapacitor 가가지는특징들에도부합하는 behavior 를보여야한다고주장 - 수퍼커패시터개발에있어서용량증가만을위한무리한전이금속산화물의도입은 supercapacitor 의용도를훼손할가능성이있음을염두할필요가있으며, Pseudo-capacitance 의개념이무엇인지에대한논의는계속이루어져야할필요성이있음을확인 - 수퍼커패시터의용도와역할에대한개념을스스로확립하고 pseudo-capacitance 로의확장을진지하게모색하되그에대한검토와논의는충분히이루어져야함 30

34 세계에너지기술개발월간동향 (9 月 ) GHGT 12 컨퍼런스 - 일본미츠비시중공업개발 - MHI, 오스틴, 미국, ( 작성자 : 윤여일 ( 온실가스연구실, 3758, 21yoon@kier.re.kr)) 년 10월 4일 ~9일까지미국텍사스주오스틴에서개최된 GHGT 12 컨퍼런스에참가한일본미츠비시중공업사의개발을정리 - 미츠비시중공업사는재까지가장많은 CO2 포집공정의상용화실적을가지고있으며, 재가장큰규모의공정을대상으로공정실증연구데이터를확보하고있는 CO 2 포집분야세계선두연구그룹 - 그들이판매하고있는공정의이름은 KM CDR 공정으로 KS-1 흡수제를이용한공정이며낮은재생에너지 ( 기존 MEA 공정보다 15% 정도재생용스팀을덜소모 ), 낮은소재부반응성및소모, 부식방지제가필요없다는부분을강점으로내세우고있음 - 재 3000tCO 2 /d 급의 Process Design Package 작업이완료되어언제든상용화가가능하며, 미국알라바마의 25MW급포집공정도성공리에운전중 - 우수한 CO 2 포집용소재도중요하지만, 공정격상연구도중요함을알수있음 - rocess Design Package를가지고있는지여부에따라해당기술의성패가갈릴수있으며, 재연구원에서수행하고있는 100Nm3/h 급 (0.5ton CO2/day) 의 CO 2 포집공정 PDP 확보뿐만아니라최소 2000Nm3/h 급공정규모 (10 ton CO 2 /day) 까지는반드시확보해야함을알수있었음 31

35 시멘트공정적용 Norcem CO 2 포집프로젝트 - 노르웨이, ( 작성자 : 이창근온실가스연구실, 3673, ckyi@kier.re.kr)) - 노르웨이의시멘트회사에서나오는 CO 2 를포집하기위하여최신의 4 가지기술을적용하는프로젝트임 - Heidelberg Cement 회사 : 연 1.3million ton cement 생산 - 시멘트생산과정에서생김 2/3는소재에서발생 (CaCO 3 소성 ), 1/3는사이클론킬른등에서연료로부터발생 - European Cement Research academy, NORCEM, Heidelberg Cement가참여기관으로참가, 11.7 million 프로젝트비용 - 4가지최신포집기술을적용하여비교 * AKER solution/amine technology * RTI의건식흡수제기술 * 멤브레인기술 (DNV GL, NTNU & Yodfat Engineers) * Alstom사의 calcium looping 기술 - CCS 산업체적용의실제예를보여주는프로젝트 - 시멘트에서발생하는 CO 2 를포집하기위하여최신기술을기술개발자에게용역으로맡겨시멘트배가스를실제적용하여성능을제시하도록하였음 - 향후 4개의기술가운데실질적으로적용할 1개기술선정과정을눈여겨봐야할필요성있음. 각기술별개발정도가다른경우기술의선정을위하여어떤기준과선정지표를사용할지가관건 년 CSLF 회의에서 CSLF 인지프로젝트로선정됨 32

36 세계에너지기술개발월간동향 (9 月 ) CVD법을이용한고내구성실리카막개발 ( 일본, Kogakuin 대학교 ) - ICSST14, ( 작성자 : 이신근 ( 창의소재연구실, 3155, h2membrane@kier.re.krl)) - 일본 Kogakuin 대학교에서는수소분리를위한실리카분리막제조에있어기존 sol-gel 기반의제조법의한계인수분및열충격에취약함을극복하기위하여 CVD법을도입하여내구성이우수한분리막제조가가능함을보고함 - 또한이를이용하여탈수소화반응을진행하여열역학적평형전환율 극복이가능함을확인함 - 기존 sol-gel법일색의실리카분리막제조에있어서 CVD법을적용하여조직이치밀하고내습성및열적충격에의한내구성이우수한막제조가가능하여고성능다공성분리막분야에서기술을한단계진보시킴 - 그러나경쟁기술인금속막, 특히팔라듐막과의경쟁성을확보하기위하여투과도, 선택도, 및내구성향상이필요함 33

37 Clean Energy Ministerial meeting - Heat Pump Center Newsletter, 스웨덴, ( 작성자 : 김민성 ( 열에너지변환연구실, 3062, minsungk@kier.re.kr)) - IEA Energy Technology Perspective 2014에서히트펌프기술을 2도시나리오 (2DS) 의핵심기술로조명함 - IEA에서 ETP 2014를서울에서개최된 5회 Clean Energy Ministerial meeting에서보고 - 기존사업을유지할때 (BAU, business-as-usual) 2050년까지기후상승은 6DS(6 senario) 가될것으로예측하였음 - 이에 IEA에서는 2DS의달성을위한핵심기술로히트펌프를선정 - 세계적으로이와관련하여히트펌프시장의확대를위한발빠른노력이지속되고있음 - 국내산업에서는히트펌프시장이대기업이주도가되고있는데, 산업부문에적용되기위해서는프로젝트베이스의중소기업이기반이되어야함 - 이를위하여중소기업부문의기술경쟁력을위한산학연협력이매우중요할것으로사료됨 34

38 세계에너지기술개발월간동향 (9 月 ) 226th ECS Meeting을통해본전기화학커패시터분야의연구개발동향 - 226th ECS Meeting, Cancun, Mexico, ( 작성자 : 문종호 ( 온실가스연구실, 3696, moon_jongho@kier.re.kr)) 년 10월에개최된제226회 Meeting of The Electrochemical Society(ECS) 에서는전기화학분야전반에대한발표가진행되었으며, 이차전지, 화학및바이오센서, 태양전지, 연료전지등 51개의심포지엄분야에서총 2,299개의발표가이루어짐 - 전기화학커패시터관련심포지엄은전극재, 전해질, 시스템등요소기술별최근연구동향에대한발표가이루어짐 - 전기화학커패시터의전극재로활성탄이외에그래핀, 금속산화물나노입자등의재료를기반으로고출력 / 고에너지밀도달성을위한노력들이활발히이루어지고있음 - 또한, Si 박막기반의새로운재료를사용한전기화학커패시터및새로운셀타입의플로우커패시터등기존의정형화된재료및형태를벗어나새로운전기화학커패시터개발을위한연구가진행중임 - 최근연구동향은정형화된재료및시스템을벗어나새로운타입의이차전지개발에초점이맞춰지고있음 - 또한, 단순한개발을벗어나전산모사및메커니즘분석을통한연구가함께진행되고있음 - 따라서 KIER 에서도기존의정형화된재료및형태를벗어난새로운형태의이차전지개발을위한지원및관심이요구됨 35

39 미국에너지부, 해양가스하이드레이트프로젝트개시 - 미국에너지부, ( 작성자 : 강성필 ( 그린에너지공정연구실, 3475, spkang@kier.re.kr)) - 미국에너지부 (Department of Energy, DOE) 는해양퇴적층에존재하는메탄하이드레이트에대하여보다심도깊게이해하기위하여 4 년기한의해양연구프로젝트를개시하였음 ( 총규모 5,800만달러 ) - 금번신규프로젝트는지난 2000년해양하이드레이트의분포지역을확인하고이를생산하기위한기술로발전시키기위해제정한메탄하이드레이트연구개발법의목표를더욱공고히하기위한것임 - University of Texas, Austin의주도로본프로젝트는수행될것이며멕시코만지역의시추지역전망과우선순위를결정할것임. Ohio State University, Columbia University, 미국지질조사소 (US Geological Survey) 그리고해양리더쉽컨소시엄이참여함 - 연구자들은단시간압력구배에대한저류지의반응, 그리고실시간 (in situ) 물성등에대한정보를얻을계획임 - 이전에 DOE 지원연구및참여기업연구에의해고순도하이드레이트저류층의확인과건전한채굴방법이확인된바있음. 금번연구를통해보다세밀한심해조건의메탄하이드레이트생산기술평가가가능할것으로기대함 - 오일샌드, 셰일가스등비전통화석연료의주목으로인해최근다소간관심이떨어졌던해양메탄하이드레이트생산이다시시작되었다는사실에큰의의가있음 - 해양메탄하이드레이트생산관련연구는재미국, 일본, 한국, 중국, 인도, 독일, 대만에서진행중. 우리나라의하이드레이트생산관련프로젝트는당초계획대비지연되었지만여전히진행중임 - 해양하이드레이트생산프로젝트를주도하는일본, 미국에서다시진행의지를표한것은전세계적으로여전히해양하이드레이트생산에대한의지가살아있으며향후계속진행될것임을시사함. 우리나라도지연된스케쥴을맞추기위해연구속도를더욱높일것이므로이분야연구에참여할수있는기획이필요 36

40 세계에너지기술개발월간동향 (9 月 ) 일본, 고해상도 CSEM(controlled source electromagnetic) 조사 - 일본통상산업성, ( 작성자 : 한송이 ( 그린에너지공정연구실, 3816, songlee001@kier.re.kr)) - 일본후카다해양구난건설社 (Fukuda Salvage and Marine Works) 는캐나다해저지질물리학社 (Ocean Floor Geophysics) 와함께구체적으로밝히지않은일본해양지역에서고해상도 CSEM(controlled source electromagnetic) 조사를마쳤음 - 후카다사의 Shin Nichi Maru 호를이용하여고해상도데이터를 500 km 구간에서확보한금번조사는일본통상산업성 (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, AIST) 가시행한사업임 - 수심 400~1,100 미터깊이의해양에서관심지역에대하여 Electromagnetic(EM) 데이터를 3차원데이터로전환하는것도성공함. 조사구간전구역의 EM 데이터를 3차원화하는것은금년말까지계속될것임 - 일본은자국태평양연안의 Nankai tough에다량의메탄하이드레이트가부존되어있는것으로알려져있으며, 퇴적층의토질이사암층이어서재의석유나가스생산기술로도비교적쉽게접근이가능할것으로기대되고있음. EM 데이터를 3차원화한다는내용으로유추하자면해저면지질상태를 3차원으로매핑하여하이드레이트퇴적층을완전하게모사, 확인이가능한단계까지진행한것으로알수있음 - 상업생산단계진입을위한시험생산을목전에두고있는우리나라의하이드레이트개발생산프로젝트는수심이매우깊은퇴적층을상대하고있기때문에비교적낮은수심의일본과비교하여대단히어려움. 향후우리나라프로젝트의조속한진행과수심에대한문제를해결하기위해서라도일본의 EM 데이터 3차원화에대한정보입수가필요하며, 협력사업이나협동연구등을통한기술정보확보가진행되어야함 37

41 일본, 바이오가스흡착분리기술동향 - 일본 ICSST 14, ( 작성자 : 김종남 ( 청정연료연구단, 3112, jnkim@kier.re.kr)) 수분이포함된바이오가스분리기술 - 일본 Kanazawa 대학의 Kodama 교수는수분이포함된바이오가스흡착분리 (VSA공정) 에적합한흡착제를스크리닝함 - 제올라이트 13X, SAPO-34, CMS를 2탑식 VSA 공정에충전하고수분함량에따른메탄농도및회수율을측정함 - SAPO-34는상대습도 20% 에서 CH4 농도가급격히떨어지고 13X는상대습도 5% 에서급격히떨어지지만 CMS는상대습도 80% 까지수분영향을안받으므로수분이포함된바이오가스분리에는 CMS가적합하다고발표함 - 유기성폐기물해양투기금지로혐기소화조가동이증가하고있으며, 여기서생성된바이오가스에서고농도메탄을생산하여자동차연료나도시가스로활용하려는시도가많이진행되고있음 - 바이오가스분리기술로흡착법, 막분리법, 흡수법등이상용화되어있고, 성능향상을위한개선이이루어지고있는데, 바이오가스는수분을많이포함하고있으므로흡착법에서는 CMS를흡착제로활용하는것이바람직해보임 38

42 세계에너지기술개발월간동향 (9 月 ) 독일, 덴마크의대규모지중열저장조용지오합성라이닝기술 - 독일, ( 작성자 : 이경호 ( 태양열연구실, 3525, khlee@kier.re.kr)) - 독일 GSE Environmental사에서개발한향상된폴리머소재의라이닝재료가덴마크의 Vojens, Gram, Dronnonglund에태양열지역난방플랜트용계간지중축열조라이닝소재로채택적용 - 라이닝의최고내구온도는 95 이며, 내구수명은약 20년으로보고있음 - 태양열저장에적용하기위한조건으로 350 와 220 조건에서의접합 (Hot-wedge welding, Extrusion welding) 기술에이용가능한폴리머안정화기술을개발하여적용 - 라이닝을피트형계간축열조에설치하기위해서는스프레드바 (Spread bar) 가필요하며, 대규모계간축열시스템용으로특별히두개의지오멤브래인층사이에단열층으로이루어진축열조에띄우는방식의커버로개발되었고, 커버는축열조의고비용요소중하나임 - 덴마크의 Vojens과 Gram에있는계간축열조의크기는각각 203,000 m3, 110,000m3이며, 500,000m3이상의축열조에도적용가능 - 미래부에서는계간축열식대규모태양열저장조를설치하여실증하기위한사업을추진중에있음 - 폴리머의지오멤브래인을이용한라이닝은지중계간축열을위한몇가지지중열저장방식중에서초기비용이낮은피트 (Pit) 형열저장조의경우에필요한단열라이닝기술로고려할수있을것임 39

43 INFORMS annual meeting - INFORMS, San Francisco, 미국, ( 작성자 : 최동구 ( 기술정책연구실, 3401, dgchoi@kier.re.kr)) - 경영과학, 운영과학및수리적모델링관련세계최대학회인 INFORMS annual meeting에서도 Energy, Natural Res & the Environment (ERNE) Session이점차활발해지고있음 - 대학뿐만아니라, Argonne National Laboratory(ANL), Electric Power Research Institute(EPRI) 등미국내에너지관련기관에서도참여하여연구내용을발표 * ANL : 중앙공급전력망연결옵션대비분산전원시스템옵션을장려하기위한보조금정책에관련한연구 * EPRI : 미국내화석연료발전설비로부터의 CO 2 emission 배출규제관련연구 - 미에너지부 (DOE) 발주과제로 U of Mass 에서수행중인수리적모 델링에기반한기후변화대응기술들의 R&D 투자최적포트폴리오수 립연구발표가흥미로웠음 - 새로운규제및정책을도입하기에앞서, 수리적인모형에기반하여예상문제점및개선점을전망으로써효율적인정책설계를돕는연구들이활발해지고있음 - 재기술정책연구실에서수행중인 KETEP R&D 최적포트폴리오수립연구에활용할수있는연구자료수집가능 40

44 세계에너지기술개발월간동향 (9 月 ) [ 특집 ] BSA Vision and Plans BNL 운영구조및비전 - KIER SLP, Brookhaven Science Associates (BSA) 역할및구성 - 미국 DOE는외부의비영리기관에위탁하여산하 National Lab. 들을관리및운영하고있음 - BSA는 1998년부터재까지 Brookhaven National Lab. 을위탁운영해오고있음 - 최근 (2014년 11월 12일 ) 에 BSA 는 DOE 로부터향후 5년간 BNL 에대한관리및운영에대한계약을확정함 - BSA의설립목적은오로지 BNL 에대한관리및운영에있음 - Battelle 과뉴욕주립대학연구협회 ( 스토니부룩대학교를대표함 ) 가 50:50 의파트너쉽으로만들어진법인으로 BNL을성공적으로이끌어갈책임을가지고있음 - 또한 6개의세계적수준의대학인콜롬비아, 코넬, 하버드, MIT, 프린스턴, 예일이 BSA에참여하고있음 BSA의 Visions과 Plans 1 BSA 의비전은미래세계적으로우수하고선도적인연구소를만드는데에있음 - 원자물리, 광자과학및에너지과학분야에서선두유지 - 최고수준의연구실험장비운영 - Big data 분야의수월성확보 - 연구소기반에대한개보수, 안전및효율성극대화하는운영 2 선두연구소가되기위한향후 10년 BNL의계획 - DOE 임무에대한다양한측면의기여를주요비전으로하며, 41

45 - 재보유한세계수준의장비활용을통해비전을실화할수있음 - 주요전략은재보유한거대장비의지속적인선도적역할유지에있음 BSA의연구분야계획 (Science Plans) - BNL 이추구하는핵심적인성과물 (Critical Outcome) 을제시하였으며, 대부분이 BNL 이보유하고있는거대장비의운용을기반으로하고있다는점에서한국의출연연구소와는상이함 BSA의운영계획 (Operations Plans) - 3 가지주요분야에대한탁월성의확보및이들의균형을유지하는데에운영의목표를두고있음 - 운영및사업시스템은안전과 DOE 의자산보호를기반으로, 연구및발견업무가가능하도록지원함 - 운영측면의계획은연구분야에서탁월한성과를얻기위한기반을제공하는데있음 - 운영측면의목표성과로대적이고유지가능한기반시설을갖추는것을잡고있음 - 미국의국가연구소는전문비영리기관을통해서위탁운영되고있으며, DOE는 5년단위로운영기관을심사및재선정하는과정을통해서효율성을유지하고있음 - 재 BNL을운영하고있는 BSA의경우는 15년동안연속해서 BNL을운영해오고있으며, 추가 5년에대한운영권을얻어내어최소 20년이상일관성을가지고 BNL을운영해오고있음 - 우리나라국가연구소기관장의임기는대부분이 3년으로운영되어왔으며, 이런상에서는 10년이상의장기계획을세우고지속적으로그계획을추진하기어려운것이실임 - 국가마다환경, 역사, 실, 문화등이상이하지만미국국가연구소의운영에서배울수있는점을폭넓게조사해볼필요성은있어보임 42