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1 에너지자원활용통합보고서

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3 [ 목차 ] 1. 바이오매스전략분야현황분석 1 2. 바이오매스전략제품분석 35 1) 바이오액상연료 37 2) 바이오가스 폐기물에너지전략분야현황분석 폐기물에너지전략제품분석 141 1) 폐기물고형연료 143 2) 폐기물탈수 건조설비 169 3) 소각열회수 이용설비 화석연료전략분야현황분석 화석연료전략제품분석 267 1) 화석연료 광물자원전략분야현황분석 광물자원전략제품분석 341 1) 탄산염산업원료광물 343 2) 희유금속 i -

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5 바이오매스전략분야현황분석

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7 전략분야 바이오매스 1. 개요 가. 정의및범위 - 정의 : 동, 식물또는파생자원 ( 농임산부산물, 유기성폐기물 ) 으로부터석탄, 석유등의화석에너지의대체에너지원생산기술을바이오매스에너지화기술이라고정의함. - 범위 : 바이오매스에너지화기술에는고형연료 ( 우드칩또는목질펠릿 ), 바이오가스 ( 메탄, 수소 ) 또는바이오액상연료 ( 바이오디젤, 바이오에탄올, 바이오오일등 ) 생산및에너지로활용하는기술등이포함됨 바이오매스는나무처럼가공하지않은형태로태워도열을생산할수있지만, 이를가공하면보다사용이편리한에너지형태로전환 ( 바이오매스에너지화 ) 하여자동차연료나전기를생산하는데에도이용될수있기때문에미래에너지로서관심을받고있음. 바이오에너지화기술에는열분해가스화와같이연구개발단계에있는분야도있으며, 바이오디젤, 바이오알콜및바이오가스와같이전세계적으로이미상용화단계에접어든분야도있음. 그러나기술수준에관계없이바이오매스에너지화에대한연구개발은앞으로도전세계적으로지속될것이며, 향후 5~10년을기점으로바이오에너지산업은급격히성장할것으로전망되고있음. [ 바이오매스에너지화기술의분류 ] 온실가스배출증가율이높기때문에교토의정서에따라 2013년부터 CO2 발생량을감축해야하는국내현실을감안할때, 화석연료의사용을줄이고새로운에너지원을 - 3 -

8 에너지자원활용 - 바이오매스 활용하는방안이요구됨. 바이오매스를부가가치가높은에너지자원으로활용할수있는바이오매스이용에국가차원의관심과육성이절대적으로필요함. 바이오매스자원을에너지로전환 이용하는방법은신탄의사용에서보는바와같이직접연소시켜열을얻는방법, 이를열분해하거나가스화하여숯, 액화유또는가연성가스등을얻는열화학적방법과혐기성발효를하여메탄가스를얻거나당화하여에탄올과같은고급액체연료를얻는등과같은생물학적방법으로대별할수있음. 따라서중소기업의기술혁신을통한산업의경쟁력제고를위해, 신세대에너지중에서바이오매스를원천적인소재로서활용하려는기술개발과 refinery를통한새로운상품으로재탄생하는기술개발분야를대상으로분석을수행하였음. [ 바이오매스에너지화기술적용예 ] 나. 주요제품 ( 또는공정 서비스 ) - 바이오매스자원은곡물, 감자류를포함한전분질계의자원과초본, 임목과볏짚, 왕겨와같은농수산물을포함하는셀룰로오스계의자원과사탕수수, 사탕무와같은당질계의자원은물론가축의분뇨, 사체와미생물의균체를포함하는단백질계의자원및해양바이오매스자원 ( 식물성플랭크톤 ( 미세조류 ), 미역, 다시마등 ( 해조류 )) 포함하는다양한성상을지님. - 설비투자가집중되는성격의경우, 대기업의시장주도가예상되지만, 다양한제품의바이오플라스틱을제조하고시스템화하기위한소재 / 재료, 모듈및주변장치등은중소기업기술개발이필요한영역임 바이오매스산업의중심제품은바이오매스의원료에기인한분류가제품화에적절함 바이오매스는원료의종류에따라옥수수, 감자류를포함하는전분질계자원, 초본, 임목과볏짚, 왕겨와같은농부산물을포함하는목질계자원, 그리고사탕수수, 사탕무우 - 4 -

9 전략분야 와같은당질계자원, 그리고가축분뇨, 사체와미생물의균체를포함하는동물단백질계자원및해양바이오매스자원 ( 식물성플랭크톤 ( 미세조류 ), 우뭇가사리, 다시마등 ( 해조류 )) 등으로분류함 - 이러한바이오매스에너지를구성하고있는세부품목으로는고형바이오연료 ( 우드펠렛, 반탄화고형연료 ), 액상바이오연료 ( 바이오오일 1), 바이오에탄올 / 부탄올, 바이오디젤 ), 기체바이오연료 ( 바이오가스, 바이오합성가스 ) 및바이오에너지 / 연료생산플랜트등으로구성됨 - 반탄화고형연료는목재를산소없이 200~300 의조건에서부분적으로탄화 (Torrefaction) 한후펠릿형태로성형한것으로, 반응과정에서물 (H 2 O), 이산화탄소 (CO 2 ), 일산화탄소 (CO), 아세트산 (Acetic Acid), 메탄올 (Methanol), 기타유기물등이목재로부터빠져나옴. 저열량성분과수분이빠져나온탄화형태의목재는일반목재펠릿에비해높은에너지밀도를냄. 바이오디젤은식물성오일또는동물성기름과메탄올을 transesterification 반응시켜얻을수있는신재생에너지임. 이러한바이오디젤은원유를정제한경유와성질이비슷하여경유에혼합하여사용됨. - 10여년전부터유럽을중심으로보급되던바이오디젤은최근유럽, 미국, 브라질등전세계적으로보급이확대되고있음. - 특히독일및미국의 10여개주와브라질에서는바이오디젤의사용을의무화하고있고, 독일이외의영국등유럽여러나라들에서도바이오연료사용을의무화하였음 바이오매스자원을이용한바이오연료로서바이오에탄올은사탕수수나곡물등의바이오매스로부터발효과정을통해얻어짐. 즉, 사탕수수로부터추출한사탕액 (juice) 은효모에의해직접에탄올로전환됨. 이후에탄올을농축하여연료용알콜 ( 함량 : 99.27% 이상 ) 로만들어가솔린과혼합또는에탄올자체만으로휘발유대체연료로사용함 초기바이오폴리머는주로생분해성고분자를중심으로의료용고분자를통칭하였으나, 최근에는바이오매스유사고분자를바이오폴리머혹은바이오플라스틱이라고함. 바이오플라스틱은바이오매스로부터제조되는과정에서잉여이산화탄소를발생하지않는소위 CO 2 Neutralization 개념 으로지구온난화의주범인이산화탄소를발생하지않는물질로인식됨. 1) 목질계바이오매스를산소가없는조건에서 400~600 의조건하에열분해에의해 wtod 성하는오일을말함. 바이오오일의단위부피당에너지밀도는약 20GJ/ m3으로서다른목질계바이오연료인목질칩 (8GJ/ m3 ) 이나볏짚 (2GJ/ m3 ), 목탄 (9GJ/ m3 ) 보다상대적으로높아대체연료로서의활용가치가높을것으로예상 - 5 -

10 에너지자원활용 - 바이오매스 [ 주요제품분류표 ] 대분야 바이오매스원료 중분야 중간제품 세부제품 최종제품 당질계원료포도당차량연료 ( 에탄올, 부탄올 ) 전분질계원료 목질계원료 포도당젖산, 숙신산등 차량연료 ( 에탄올, 부탄올 ) 음식료화장품용제, 폴리머식품, 필름, 섬유, 용제, 유화제, 생분해성플라스틱 포도당차량연료 ( 에탄올, 부탄올 ) 고형바이오연료 ( 펠릿, 반탄화고형연료 ) 바이오오일 / 바이오합성가스 열, 전력 열, 전력, 차량연료 유지계식물식물성기름바이오디젤 유기성폐기물바이오가스전력, 차량연료 (CNG/LNG) 해양바이오매스 당 기름 바이오알콜 바이오디젤 2. 산업현황분석 - 국내의바이오매스산업이안정적으로성장하기위해서는원료바이오매스의수급기반구축이중요하므로이에대한방안마련이필요함 - 바이오매스시장은현재를기점으로폭발적인성장이예상되는만큼, 관련중소기업들에대한정부의시의적절한지원책은향후바이오매스분야가국가의중추산업으로발전할수있는초석이될수있음. - 바이오매스관련산업은국가간 / 기업간경쟁이매우치열한분야로아직까지정부정책의의존성이높은사업이며, 사업형태는 B2B 와 B2C 모두존재하나현재는 B2C 사업이주류임. - 바이오연료및생화학제품을중심으로바이오매스제품제조에필요한원료생산및수집, 연료제조장비등과관련된후방위산업과바이오연료및생화학제품이생산 / 판매되는전방위산업구조로되어있음. 가. 환경분석 (1) 정치 (Political) 산업과학의발달은환경오염과자원고갈이라는환경문제를야기했으며, 지속가능분야의새로운시장이형성되고있고, 특히신재생에너지는지구환경에미치는파급효과가크기때문에지속성장의중요한역할을하고있음. - 신재생에너지에서바이오매스가중요한축을담당하고있음 정부의녹색성장정책은적극적 / 공격적정책과소극적 / 방어적정책으로구분할수있는데, 적극적인정책은재생에너지확대및에너지효율과관련한에너지산업이며, 소극적인정책은환경폐기물저감을비롯한친환경적인소재로활용하는산업임

11 전략분야 또한바이오매스원소재, 가공및처리기술의발전으로수요자에대한욕구를충족시킬수있는여건이성숙되고있으며, 수요자욕구가다양화되고고급화되는추세에대응하는활동이활발해지고있음 촉진요인 지구환경오염을차단하기위해산업전반에실시되고있는세계적인규제움직임은더이상새로운것이아니며, 에너지측면에서그러한움직임에대응하는바이오매스의에너지활용에대한요구사항이증대되고있음. 특히효율적인에너지활용과함께, 재생가능한바이오매스가활용된다는점은에너지자원의고갈에대한우려를잠재울수있다는점과라이프사이클관점에서바이오매스를활용한에너지를사용했을때발생하는이산화탄소는원료식물인작물의성장과정에서광합성에의해회수되므로전체적인이산화탄소배출량이적다는장점을가지고있음. 특히수송부문에서 CO 2 감축을위해수송용바이오연료인바이오에탄올, 바이오디젤, 바이오가스등의수요가증가하고있음. 정부에서는국가에너지기본계획수립을통해바이오에너지보급율을 2030년까지 2008년대비 30배증가한 1천만 toe/ 년으로높일예정임. 이와같은목표달성을위해바이오전력의의무사용을규정한 RPS를 2012년부터시행중이며수송용바이오연료 ( 바이오디젤, 에탄올 ) 의의무혼합을규정한 RFS를 2015년하반기부터시행할예정임 저해요인 대부분의친환경설계에따른소재선택은원가를상승시키는부정적인기능을반드시포함하게되며, 바이오디젤의경우에는기존화석연료에비하여가격경쟁력이떨어지고있음. 따라서바이오매스사용이친화경적이나경제적인측면에서의부담은상승하게됨 바이오매스를원재료로하는경우자원부족이발생할수있기때문에, 곡물류의가격폭등원인으로작용할수있음. 이는전통적인에너지사용의경우보다직접비용이증대되는현상으로이어짐 현재바이오연료의고비용문제및자원부족등의문제를해결하고급증하는수송용바이오연료의수요에대응하기위해서는현재사용중인곡물계바이오매스인당질계, 전분질계및유지계원료를비식용바이오매스원료인목질계, 유기성폐기물및해양바이오매스로대체하여야함

12 에너지자원활용 - 바이오매스 (2) 경제 (Economical) 교토의정서의발효로한국은온실가스의무감축국이될가능성이커이에대한대책차원에서바이오매스산업에대한관심이더욱고조됨. 환경친화를유도하는인증및제도적여건이조성되고있으며, 범정부차원의친환경산업에대한지원이이루어지고있고, 전세계적으로친환경산업분야의서비스및관련소재산업의시장이확대되고있음. 촉진요인 궁극적으로는석유화학및석유정제산업에서담당하고있는에너지및소재산업의역할을바이오매스의에너지 / 화학연료이용산업으로전환되어이러한탄소배출을저감하려는노력이더욱활발해지고있음 초기에는바이오매스의직접적인활용으로열에너지를취하는방식에초점을맞추었으나, 타재생에너지 ( 태양열, 지열등 ) 의보급이늘어남에따라바이오에너지는보다부가가치가높은전력또는수송용연료로보급수요가증가하고있음. 저해요인 시장의조기정착을위한인센티브제도가미흡함. 특히바이오디젤은정부의적극적인지원이결여될경우시장경쟁력이매우낮은상황이한동안유지될것으로예상됨 바이오매스산업이성장하면서원료에대한가격및수급불안정이발생하고있으며, 이는바이오매스에너지시장의수익률을악화시켜시장확대를저해하는요인이될수있음 따라서정부의적극적인참여유도정책에한계가있어, 바이오매스산업의자체경쟁력확보시점이늦추어지는결과를초래할수밖에없음 (3) 사회 (Social) 기후변화및화석자원고갈문제에대한능동적대처를통해지속성장가능한사회를실현하기위해서는바이오에너지의보급확대가필요하며이를위해서는사회적공감대형성이중요함 - 8 -

13 전략분야 촉진요인 자원순환형사회형성에대한요구증가 - 자원고갈, 화석연료사용증가로인한지구환경위협이새로운사회문제로등장하면서물질순환의바탕위에서지속가능한자원순환형에너지기반사회정착의필요성이부각됨 - 자원순환형친환경마을조성등자원순환형사회를선도하기위한정부의법적, 경제적지원이강화됨 바이오에너지산업육성을통한지역균형발전가속화 - 바이오매스생산에직접참여하는저개발농촌지역의소규모농가에실질적혜택을제공하는방안임 - 유휴농지를활용한지역경관개선및자원순환형농촌형성을통한지역역량강화가기대됨 저해요인 현재바이오연료는곡물로부터만들어지고있어일반인들은바이오연료보급확대가곡물가격폭등을가져올것이라는우려가존재함 국내의바이오매스자원수집인프라구축이미흡하여바이오에너지보급확대에어려움이있음 (4) 기술 (Technology) 전분질계에탄올, 바이오디젤연료, 유기성폐기물메탄발효, 목질펠릿등의바이오고형연료생산분야에서만상업적용이가능한기술을확보하고있으며, 목질계에탄올및화학원료, 바이오수소생산, 해양바이오연료등에서도기술개발활동이지속되고있음 다만, 연구개발혹은보급촉진활동부분에서뒤지고있는바이오매스의열화학적이용 ( 연소, 열분해, 가스화 ) 에관한기술개발및보급촉진이추진되어야함 촉진요인 바이오매스를활용하는액체연료사업은공해저감입증사업, 차량에적용시바이오디젤성능연구, 차량의내구력및안전성연구, 바이오디젤의품질기준정립을위한검 - 9 -

14 에너지자원활용 - 바이오매스 증을위한연구를국립환경연구원, 에너지기술연구원, 전북대학교, 한국석유품질관리원등국가기관, 국책연구원, 대학교가주축이되고정유사, 자동차제작사, 바이오디젤공급회사등이참여하는형태로진행하여바이오디젤수요기반이구축되었음 또한바이오매스의활용분야중의하나인바이오디젤의경우, 차세대생산공정이라불리는비균질촉매를이용한바이오디젤생산공정이세계에서 2번째로국내기술이개발되어실증화연구를진행중에있음. 유기성폐기물의혐기소화에의해생산된바이오가스 ( 메탄 ) 의 CNG/LNG 차량연료로사용에대한실증연구사업이진행중임. 정부는국내바이오매스자원의안정적수급기반구축을위해해양바이오매스양산 R&D를적극지원중임. 저해요인 독일, 미국, 중국, 일본등선진기업의급속한성장에따라국내기업들의기술력격차가점차심화되고있음. 바이오디젤원료의다변화에따른제품품질관리가용이하지않음. 특히, 바이오디젤의경우품질특성및저온유동성, 산화안정성에대한기술적인문제가여전히존재함. [ 바이오매스의 PEST 분석 ] 구분주요이슈단기 (3 년이내 ) 중장기 (4 년이상 ) 비고 정치 (P) 촉진국가에너지기본계획 상 중 하 상 중 하 저해 바이오매스원재료자원부족 상 중 하 상 중 하 바이오매스의전력생산및수송용에서의의무사용시행 곡물계바이오매스를비식용바이오매스원료로전환노력필요 경제 (E) 사회 (S) 촉진 고부가가치인석유화학원료의대체재가능성 상 중 하 상 중 하불순물제거기술필요 저해정부인센티브부족 상 중 하 상 중 하정부의적극적정책유도진행예상 촉진친환경에너지의요구 상 중 하 상 중 하 저해 바이오매스자원인프라부족 전세계적인자원순환형에너지요구증대 상 중 하 상 중 하정부촉진정책에의해개선예상 기술 (T) 촉진 다양한원료의바이오매스에너지개발 상 중 하 상 중 하 저해실용화기술개발 상 중 하 상 중 하 경제성을중시한목질계 / 해양계원료이용기술개발진행 실증화연구및인중관련개발진행중

15 전략분야 나. 산업특징및구조 (1) 산업의특성 바이오매스에너지산업은시장의생명주기선상에서초기단계이며, 다양한분야로의확대연구개발이주종을이루고있음. 또한시장니즈뿐만아니라정치, 사회및환경요인에의해연구개발및상용화가진행되는산업특성도있음. 바이오매스산업의특성은다음과같음. - 우선바이오매스가에너지원으로시장에서인정을받기위해서현재의가격경쟁력을더욱높이기위한노력이지속적으로이루어지고있음. - 둘째, 이산화탄소배출에대한세계적인규제상황에서바이오매스가전체이산화탄소의발생을억제하는친환경적인산업의특성을가지고있음. - 셋째로, 바이오매스는다양한자원을원료로사용하기때문에산업특성또한자원과의연관성을가지게되며, 각국보유자원에따라특화경향을보임. (2) 산업구조 바이오매스의산업연관도를살펴보면, 후방산업은바이오매스원료생산및수입하는농업, 임업및수산업, 바이오매스를연료로가공및생산할수있는공정설비산업그리고화학적및생물학적처리를수행하는공정기초산업이위치하고있고, 전방산업은수송용바이오연료 ( 바이오디젤 ) 을사용하는정유업체, 재생에너지로서활용하는발전산업, 환경친화정책에대응하는산업등이있음. 후방위산업바이오매스전방위산업 - 농업 - 기계가공산업 - 기계설비산업 - 임업 - 수산업 - 오폐수처리업 - 바이오디젤 - 바이오에탄올 - 바이오가스 - 정유산업 - 재생에너지산업 - 친환경산업 [ 바이오매스중심의연관산업 ( 전후방산업 ) 구조 ] 바이오매스자원개발의경우, 동부한농, 바이오트론등바이오매스종개발및생산업체등이연구개발및시장진출을위해노력하고있으며, 바이오연료생산공정및제품화의경우 GS 바이오, SK 케미칼, 대우건설, 한솔이엠이등대기업과엠에너지, 단석산업, 창해에탄올등소수의중소기업이시장에서경쟁하고있음

16 에너지자원활용 - 바이오매스 [ 바이오매스분야의공급망분석및주요업체 ] 품목고형바이오연료액체바이오연료가스바이오연료해양바이오연료 설명 목질펠릿 바이오디젤, 바이오에탄올, 바이오오일 메탄, 바이오합성가스 미세조류바이오디젤, 해조류바이오에탄올 주요업체 SK 임업, 건조기술, KB E&I GS 바이오 ( 주 ), SK 케미칼, 제이씨케미칼, 애경유화, 엠에너지, 단석산업, 창해에탄올, 젠닥스, 대경에스코, 한송이엠이, ( 주 ) 지앤지인텍, 삼양에코에너지 ( 주 ), ( 주 ) 대우건설, 포스코건설, 한라건설, 태영, 고등기술연구원 엘엔피, 바이올시스템즈 가격경쟁력확보 R&D 강화 3. 시장분석 - 바이오에너지의세계시장은 2013 년 1,126 억달러규모로전망되며, 지속적인성장으로 2017 년 1,524 억달러에이를것으로예상됨 - 바이오에너지의국내시장은 2007 년전체시장규모는 3,600 억원에달하였음. 지속적으로바이오매스제품시장이확대되어 2013 년 8,800 억원에서 2017 년 2.2 조원으로연평균 23% 의성장률을보일것으로추정됨. 가. 시장현황및전망 바이오에너지의세계시장은 2013년 1,126억달러규모로전망되며, 지속적인성장으로 2017년 1,524억달러에이를것으로예상됨 - 바이오에너지의열 / 발전부문시장규모는연평균 13% 성장하여 2017년에는약 270 억달러에이를것으로예상됨. 2013년수송용바이오연료시장은 980억달러로열 / 발전시장에비해 4배가량크지만곡물원료수급의한계로시장성장률은연평균 4.9% 로다소낮아 2017년에는시장규모가 1,250억달러에도달할것으로예상됨 바이오에너지의국내시장은 2007년전체시장규모는 3,600억원에달하였음. 지속적으로바이오매스제품시장이확대되어 2013년 8,400억원에서 2017년 1조 8천억원으로연평균 15% 의성장률을보일것으로추정됨 - 국내고형바이오연료시장은 2012년부터 RPS( 발전부문에서의신재생에너지의무사용 ) 가시행됨에따라발전소중심으로목질펠릿수요가가파르게증가할것으로예상됨. 산림청은 2020년기준고형바이오연료 ( 목질펠릿 ) 500만톤보급목표를제시한바있으며이에따른시장규모는약 1조 2천억원에달할것임 2013년 6월수송용바이오연료 ( 바이오디젤, 에탄올등 ) 의의무사용법안 (RFS) 이국회본회의를통과하여 2015년 9월부터 RFS가전면시행예정임. 동법안에의거 2020년

17 전략분야 까지국내수송연료의 5% 가바이오연료로대체예정임 - 현재 6천억원 (40만 kl) 인바이오디젤시장은 RFS 시행에따라 2017년에는 1.1조원시장으로성장하고바이오에탄올은 2014년부터시범보급을거쳐 2017년부터전국보급이시작되면 2017년기준 3천 5백억원시장이가능할것으로예상됨 - 신규바이오연료시장의형성에따른 2020년까지바이오연료생산플랜트설비수요도약 6천억원에달할것으로전망됨 ( 바이오디젤플랜트 : 250억원 /5만 kl, 바이오에탄올플랜트 : 1천억원 /10만 kl 기준 ) [ 바이오에너지시장현황및전망 ] ( 단위 : 억원 ) 구분 세계시장 국내시장 년도 시장규모 성장률 (%) (2013~2017) 고형바이오연료 32,400 38,800 46,500 51,000 59, 바이오에탄올 761, , , , , 바이오디젤 224, , , , , 바이오가스 109, , , , , 바이오소재 합계 1,126,900 8,440,300 1,306,100 1,393,600 1,524,000 고형바이오연료 1,600 1,840 2,100 2,400 2, 바이오에탄올 , 바이오디젤 6,240 8,000 8,000 9,560 11, 바이오가스 바이오소재 합계 8,440 10,460 10,740 12,630 18,080 세계바이오연료 ( 바이오에탄올, 바이오디젤 ) 시장규모 ( 출처 : IEA-Renewable energy medium term market report, 2013) 국내바이오에탄올, 바이오디젤시장규모는입법발효된 RFS 기준안에의해산출하였음. 바이오가스, 고형바이오연료시장 : 바이오 폐기물발전전략보고서 (2012) 나. 무역현황 바이오매스분야의주요수출입품목은비식용동물성유지및혼합물등이있으며, 대체로수입에의존하고있는것으로나타남. [ 바이오매스전략분야품목별수출현황 ] ( 단위 : 천달러 ) 품목구분 비식용동식물성유지및혼합물 수출현황 10,161 8,726 9,932 9,496 13,090 11,891 12,237 수입현황 9,808 17,935 35,257 35,799 51,907 54,212 66,376 무역특화지수 * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 ) / ( 총수출액 + 총수입액 )

18 에너지자원활용 - 바이오매스 다. 글로벌수출입유망품목 2012년글로벌수출입유망품목은국내외수출입규모와성장률, 관세율, 특허출원동향을바탕으로품목경쟁력, 품목유망성, 시장성, 기술성, 중소기업적합성등을분석하여도출됨. 바이오매스분야에서는바이오에너지및제조장치가수출유망품목으로도출됨. 라. 업체동향 (1) 해외주요업체동향 현재보급중인바이오디젤과에탄올등이곡물원료사용과석유계연료와의낮은호환성으로보급확대에어려움을겪음에따라이러한문제해결을위한기술개발을진행중임 - 미국과 EU의주요기업들은비식용원료 ( 목질계및해양바이오매스 ) 로부터바이오연료생산기술개발연구를진행중임 세계적인정유회사인 BP와화학회사인 DuPont 은현재이소부탄올생산기술개발을완료하고 Butamax 라는 Joint Venture 회사를설립하여사업화를추진하고있음. 최근 EU로부터바이오부탄올생산을승인받았으며영국에바이오부탄올실증을위한 Demo 공정을건설을진행하고있음. 미국최대의바이오에탄올업체인 POET LLC는농부산물 ( 옥수수대 ) 를활용하여바이오에탄올생산하는상용화데모공정건설및운전중 핀란드 Neste Oil은기존바이오디젤에비해물성이개선된수소첨가바이오디젤 (Hydrotreating Biodiesel, HBD) 생산기술을상용화하여핀란드와싱가포르등에상용화플랜트를구축운영중임 캐나다의 Dynamotiv는목질계바이오매스의열분해에의한바이오오일기술개발선두기업으로서바이오오일생산데모공정운전중 독일의 Schmack Biogas 는유기성폐기물의바이오가스전환기술보유업체로독일, 일본등에약 60여개소바이오가스플랜트건설실적이있음 미국의 Flotech 은바이오가스고순도정제기술보유업체이며국내서남물재생센터

19 전략분야 는동사의바이오가스의고순도정제시설을도입하여차량용바이오가스생산시범운영중 미국의 Fulghum Fibrefuels는캐나다에연산 12만톤고형바이오연료 ( 목질펠릿 ) 제조설비를보유하고있으며제조펠릿은유럽으로수출중 (2) 국내주요업체동향 국내에서는바이오디젤과고형바이오연료 ( 목질펠릿 ) 및바이오가스등이실제산업화되어보급중이며일부벤처중소기업에서는목질계로부터차세대에탄올생산기술개발을위한연구를진행중임 바이오디젤의경우사업초기에는중소기업중심으로시장이형성되었으나점차시장이커짐에따라대기업의신규진입으로중소기업의경쟁력이크게약화된상태임 현재국내바이오디젤시장은 SK 케미칼, GS 바이오, 애경유화등의대기업과 JC 케미칼, 단석산업, 엠에너지등 6개정도기업만이실제정유사에납품하고있음 고형바이오연료의경우에도최근 RPS가시행됨에따라규제대상업체인발전소등의대형수요업체에의한고형바이오연료신규수요가급증함에따라 SK 임업, 건조기술등기존업체외많은중소기업들이신규사업진출에관심을보이고있음 바이오가스는대우건설, 한솔이엠이등의대기업과서희건설, 한라산업개발, 리클린, 엑사이엔씨등의중소기업이음심쓰레기와축산분뇨등의유기성폐기물을처리하여메탄을생산하는설비공급사업을진행중임. 또한한솔이엠이, 한라산업개발등에서는생산된바이오가스를차량용연료로사용하기위한바이오가스의고순도정제설비개발사업도추진중임 최근비식용원료로부터차량용연료생산이중요해짐에따라창해엔지니어링, 젠닥스등의벤처중소기업들에서는목질계에탄올생산기술개발을통한차세대에탄올시장진출을추진하고있음 해양바이오연료분야도엘엔피, 바이올시스템즈와같은벤처기업을중심으로해양바이오매스인미세조류또는거대조류를대량배양또는양식하여바이오디젤또는에탄올을생산하는기술을산업화하는데필요한기술개발연구를진행중임

20 에너지자원활용 - 바이오매스 [ 바이오에너지주요제품의국내업체현황 ] 중분류세부제품대기업중소기업 중소기업주요참여영역 중소기업참여정도 중소기업점유율 액체바이오연료 바이오디젤 SK 케미칼, GS 바이오, 애경유화 JC 케미칼, 단석산업, 엠에너지 바이오에탄올 - 창해에탄올, 젠닥스 바이오디젤생산 / 판매 바이오에탄올기술개발 바이오오일 - 대경에스코, ENFC, 바이오오일기술개발 고체바이오연료 목질펠릿 SK 임업건조기술우드펠렛생산 / 판매 기체바이오연료 바이오가스생산 바이오가스정제 대우건설, 한솔이엠이 한솔이엠이 서희건설, 한라산업개발, 리클린, 엑사이엔씨 한라산업개발 바이오가스생산설비공급 바이오가스정제설비공급 * 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5 단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : ) 마. 기업개발니즈 바이오매스분야중소기업의니즈분석을통한현황을살펴보면, 다양한중소기업들이융합을기반으로하는다양한제품을개발, 판매를진행하고있음. - 구체적으로식물로부터얻어진오일을이용한친환경바인더제품, 바이오디젤, 폐기물에너지화설비, 대기방지설비, 폐자원열병합발전설비, 슬러지건조및열회수설비, VOC 및악취방지설비, 폐타이어를이용한열분해시설, 수소가스정제기, 유기성폐수의고효율메탄가스화기술바이오매스 ( 조류, 폐음식물, 축분외 ) 가스화기술, 연료전지연계기술, 미세조류대량배양시스템, 바이오고형연료제조기술개발, 바이오매스열병합발전기술폐기물고효율건조기술, 바이오매스연료, 바이오에탄올, 바이오플라스틱등이있음. 바이오매스분야의중소기업들은기술을기반으로다양한산업분야, 적용분야의시장진입을위한개발계획을가지고있음. - 구체적으로친환경 PU 바인더시스템, 바이오디젤, 기체분리막을이용한매립가스분리 / 정제기술, 하이드레이트를이용한유가금속회수기술, 하이드레이트를이용한가스수송 / 저장기술, 폐목재에너지화기술, 배가스를이용한슬러지건조기술, 수소가스정제기, 연료전지연계기술개발, 미세조류배양관련기반기술, 고형연료, 발전 / 환경플랜트설계, 바이오매스대량생산, 바이오플라스틱등의제품을미래에생산할계획을가지고있음

21 전략분야 바. R&D 현황분석 최근 2년간중소기업들이정부 R&D 자금지원을받기위해신청한과제리스트를분석한결과, 친환경생산분야에는고형연료, 바이오매스가스, 바이오알코올, 바이오에탄올, 분쇄장비에대한연구개발을추진하고있는것으로나타남. [ 바이오매스분야의최근중소기업연구개발추진현황 ] 4. 기술분석 에너지자원-바이오매스에너지분야의산업기술개발동향및기술개발역량을파악하기위하여, 특허검색 DB를이용하여최근 13년간 (2000년 1월 ~ 2013년 7월 ) 출원 / 공개된해외특허 ( 일본, 미국, 유럽특허 ) 와국내특허를그분석대상으로하였음 가. 기술동향분석 (1) 세계동향 바이오매스에너지분야의전체대상특허 9,059건에대한각국가의연도별출원동향을살펴보면, 전체적으로지속적인출원이이루어지는분야이나, 2008년전후로성장에서감소하는경향을보이고있으며미국이가장많은특허를보유하고있음

22 에너지자원활용 - 바이오매스 [ 에너지자원 - 바이오매스에너지분야의국가 연도별출원동향 ] - 일본은 2000년초반이후지속적으로감소하는추세를보이는반면, 미국과한국의경우 2000년이후지속적으로성장하는추세를보이고있고, 2008년에최대성장을보이고있는것으로나타남. 이러한추세는전세계적으로환경시장이급속도로변화하면서재생에너지의필요성이점차중요해지고미국, 한국등지속적으로활용가능한기술에대한연구가증가함을반영하고있는것으로분석됨. 그러나최근바이오매스에너지의활용효율이떨어진다는점에문제점이제기되고있어일시적은정체상태를보여주고있는것으로분석됨 - 전체 9,059건에대해서미국 3,267(37%), 일본 3,196(35%), 한국 1,962(22%), 유럽 634(7%) 로나타나미국특허의점유율이가장높은것으로나타남 년전반기 2) 와하반기 3) 에각각 51%, 49% 의특허출원이이루어졌으며, 일본은전반기에다수의특허를미국과한국은후반기에다수의특허를출원하면서유사한점유율의분포를보이고있는것으로판단됨. 또한 2012~2013년에미공개건이존재한다는점을고려하였을때, 후반기에미국과한국에성장이두드려진다고해석될수있음 2) 2000 년 ~2006 년까지를 2000 년대전반기로명시 3) 2007 년 ~2013 년까지를 2000 년대후반기로명시

23 전략분야 바이오매스분야의해외특허주요출원인의출원현황을살펴보면, 모든국가에서기업이 98% 이상을출원하고있어연구소 / 대학에비해많은특허출원을하고있는것으로나타남 [ 해외특허주요출원인의출원현황 ] 미국특허에서기업의경우, 미국국적의 Uop LLC가최상위출원인으로나타났으며, 상위출원인들이미국국적의출원인다수를차지하고있고, 그외에브라질과영국국적의출원인이상위출원인으로나타남. 이는미국국적의출원인의활동이자국내의활동을활발히진행하여시장을선점하고자하는의지를보여주고있는것으로판단됨 - Uop LLC사는세계적인오일생산업체로알려져있으며, biofuel 생산에도관심을가지며 37건을출원하여미국내상위출원인으로분석되었으며, 이어 Concophilips company[us] 가 27건, Chevrond U.S.A Inc. 가 27건이상위출원인으로분석됨 - 연구소 / 대학의경우미국국적출원인인 University Of Massachusetts가 12건으로최상위출원인으로나타났으며, Board Of Regents The University Of Texas System[US] 이 9건, The Regents Of The University Of California[US] 과 Board Of Trustees Of Michigan State University[US] 각 5건으로상위출원인으로나타남 - 전반기에는두드려지는상위출원인이없었으며, 브라질국적의 Petroleo Bassileiro S.A. 이상위출원인인것으로나타났으며, 후반기에는 Uop LLC의출원이급격히증가하고있으며, Chevrond U.S.A Inc. 가차상위출원인으로나타나고있어, 미국내출원인들은 2007~2013년에두드러진성장과더불어바이오매스에너지관련연구에대한관심이급격하게증가하고있는것으로분석됨

24 에너지자원활용 - 바이오매스 [ 미국특허주요출원인의전 후반기출원비율 ] - 미국내상위출원기업들은다수의특허를출원하고있으나그점유율은 1% 를차지하고있어다양한기업들간의경쟁이치열하게나타나고있는것으로분석됨 - 기업에의한출원이전 후반기 90% 이상으로나타나기업에의한출원이대부분이며, 연구소 / 대학의경우도전반기에비해후반기에출원이증가하고있으며, 주로미국내대학에서연구가활발하게이뤄지고있는것으로나타남 일본특허에서기업의경우, Toshiba Corp이상위출원인으로나타났으며, 그외에 Mitsubishi Heavy lnd Ltd 등자국의출원인이상위출원인으로나타남 - Toshiba Corp는일본기반에전기및전자기기제조기업으로발전및에너지생산에도관심을보이고있는기업인것으로나타났으며, 93건을출원하여최상위출원인으로나타났으며, 근소한차이로 Mitsubishi Heavy Ind Ltd가 83건을차상위출원인으로나타남. 이어서 Nippon Oil Corp이 55건, Hitachi Ltd가 49건으로상위출원인인것으로나타남 - 연구소 / 대학의경우일본국적의 Univ tohoku가 6건으로최상위출원인으로나타났으며, Univ Nihon이 5건, Institute of National colleges of Tech가 4건으로상위출원인으로나타났음. 특이하게한국에한국에너지연구원이일본의상위출원인에순위를올리고있는것으로나타남 - Toshiba Corp이전 / 후반기모두최상위출원인인것으로나타났으며, 전반기에는차상위출원인이 Mitsubishi Heavy Ind Ltd에서후반기에는 Toyota Motor Corp이로변화를보이고있으며, 전반적으로전반기에비해후반기에출원이감소하는경향을보이고있음 - 기업체의경우대부분후반기에출원활동이감소되는추세인반면, 연구소 / 대학에서는후반기에출원이비교적증가하는경향을보이고있어, 경제적위기에의해기업의활동이감소함에따라국가의지원이다소증가하고있는것으로판단됨

25 전략분야 [ 일본특허주요출원인의전 후반기출원비율 ] 유럽특허에서기업의경우, 브라질국적의 Petroleo Bassileiro S.A. 이최상위출원인으로나타났으며, 그외일본, 한국, 핀란드, 영국국적의출원인들이유럽시장을확보하기위해출원을하고있는것으로나타남 - Petroleo Bassileiro S.A. 사는브라질의에너지기업으로 14건을출원하여최상위출원인으로나타났고, 이어 Mitsubishi Heavy Ind Ltd[JP] 와엘지전자주식회사가각각 9 건으로상위출원인으로분석됨 - 연구소 / 대학의경우미국국적출원인인 Carnegie Mellon University가 4건으로최상위출원인으로나타났으며, SHELL INT RESEARCH[NL] 와 Total Petrochemicals Research Feluy[BE] 가각각 2건으로상위출원인으로나타남 [ 유럽특허주요출원인의전 후반기출원비율 ] - 전반기에는엘지전자주식회사가가장높은점유율을보이고있는반면, 후반기에는 Petroleo Bassileiro S.A. 가급격히출원이증가하면서최상위출원인으로부상하고있는것으로나타남. 한국과일본기업은후반기에출원건수가감소하는반면, 유럽국적

26 에너지자원활용 - 바이오매스 의출원인들의출원건수는후반기에증가하는경향을보이고있음 전체적으로살펴보면, 연구소 / 대학보다는기업출원이압도적이며, 미국과일본특허의비율이매우높음 - 일본에너지관련기업들 (Toshiba Crop, Mitsubishi Heavy lnd Ltd 등 ) 의출원이압도적으로나타나며, 미국에서는미국국적의 Uop LLC가, 유럽에서는브라질국적의 Petroleo Bassileiro S.A. 의출원이눈에띔 (2) 국내동향 바이오매스에너지분야의국내특허연도별출원동향을살펴보면, 전체적으로증가하는경향을보이고있으며, 최근에다소감소하는경향을보이고있는것으로나타남. 내국인의경우출원비율이매년 60% 이상으로나타남 [ 연도별국내출원동향및연도별내국인 / 출원인출원비율 ]

27 전략분야 - 국내전체특허의내외국인비율은한국인이 75%, 외국인 25% 로한국인의특허출원비율이높아기술자립도가높은것으로분석됨 - 출원인을구분하면개인이 29% 로가장높았고, 중소기업과해외출원인이각각 25%, 대학 / 연구소 / 공공기관이 13%, 대기업이 8% 로분석되어, 바이오매스에너지분야는중소기업과해외출원인에의해출원이주도되고있는것으로분석됨 바이오매스분야의국내주요출원인현황을살펴보면, 개인이가장활발한특허출원활동을나타내고있으며, 그뒤를중소기업이활발한출원활동을보이고있는것으로나타남. 해외와비교하였을때, 개인및중소기업등소그룹을중심으로연구가진행되고있는것으로판단됨 - 중소기업은국내친환경에너지생산기업인주식회사부강테크와 피이알이엔티가각 6건 (1%), 5건 (1%) 의출원을하고있으며, 대학 / 연구소 / 공공기관에서는한국에너지기술연구원이 32건 (13%) 으로최다출원인으로나타남 [ 국내주요출원인의출원현황 ]

28 에너지자원활용 - 바이오매스 대기업의경우전반기에는삼성에스디아이가 12% 의점유율로, 후반기에는대우조선해양주식회사가 11% 의점유율로최상위출원인것으로나타났으며, 그외에후반기에지에스칼텍스와에스케이에너지가상위출원인으로성장하고있는것으로나타남 중소기업의경우, 전반기에는주식회사유맥스가 2%(4건 ) 의점유율을보이며최상위출원인으로나타났으며, 후반기에는주식회사부강테크가 2%(6건 ) 의점유율로최상위출원인으로나타남. 주식회사부강테크, 피이알이엔티, 코리아워터텍등은상반기특허출원이전무한상태로, 후반기에특허출원이집중되어있음 - 주요출원인의후반기출원비율이높게나타나는데, 이는전체적인출원건수가 10건미만으로중소기업의연구규모상다양한프로젝트수행이어려우며, 주로연구진행완료단계에서특허출원하기때문으로판단됨 한국에너지기술연구원은전 후반기각각 17%(11건 ), 11%(21건 ) 의출원점유율을보여최상위출원인으로나타났으며, 이어한국과학기술연구원이전 후반기각각 8%(5건 ), 6%(21건 ) 으로차상위출원인으로나타남 - 기업체와달리전 후반기상위출원인의순위변동이적은것이특징임 [ 국내주요출원인의전 후반기출원현황 ]

29 전략분야 (3) 대표기술군선별 바이오매스에너지분야에서출원건수를기준으로다출원상위 IPC 20개를알아본후, 상위 10개를선별하여대표기술군을선정함 [ 다출원상위 20 개 IPC 중 10 개선별과정 ( 전체 )] [ 다출원상위 20 개 IPC 중 10 개선별과정 ( 전 하반기 )] 선정된주요 IPC로는 C10L-001의천연가스생산, B09B-003의고체폐기물처리방법 C12P-007의유기화합물의제조, B01D-053의가스또는폐가스회수또는분리, C02F-003의생물학적에너지생산기술, C02F-011의물질의처리방법, C10L-005의바이오연료생산, H01M-008의연료전지및제조기술, F23G-005의에너지원료의소각, C10J-003의가스또는기체화기술로선별됨

30 에너지자원활용 - 바이오매스 주요 IPC와매칭되는 UPC의분류코드로 210, 044, 055 등이선별되었고, 바이오연료, 고체폐기물처리방법, 바이오에탄올제조, 가스분리및정제등으로 10개의대표기술군을최종선별함 [ 대표기술군요약 (UPC/IPC)] 대표기술 (IPC) IPC 코드 건수 대표출원인 대표기술 (UPC/IPC) 대표기술군 세부내용 C10L Nippon Oil Corp[JP], Uop LLC[US], Infineum International Ltd[GB] 044/ / /014 바이오연료 1. 식물또는동물추출물혼합물또는추출물을포함하는연료 2. 분리와정제 3. 생산물과조성물 B09B Mitsui Eng & Shipbuild Ltd[JP], Toshiba Corp[JP], Kangen Yoyu Gijutsu Kenkyusho[JP] B09B-003/00 고체폐기물처리방법 1. 고체폐기물의파괴또는유용하거나무해한물질로의전환 C12P University Of Massachusetts[US], Sumitomo Chem Ltd[JP], 지에스칼텍스주식회사 [KR] C12P-007/06 C12P-007/64 C12P-007/10 바이오에탄올제조 1. 에탄올제조 2. 지방등을함유하는제조기술 3. 셀룰로스물질을함유하는제조기술 B01D Mitsubishi Heavy Ind Ltd[JP], Praxair Technology Inc.[US], Engelhard Corp[US] 055/ / /467 가스분리및정제 1. 가스분리재활용수단 2. 가스화또는액체 3. 가스흐름에영향을주는수단 C02F Toshiba Corp[JP], Kurita Water Ind Ltd[JP], Sumitomo Heavy Ind Ltd[JP] 210/ / /611 액체정화또는분리 1. 살아있는유기체에의한정화 2. 미생물처리에의한효소추가 3. 특정미생물에의한정화 C02F EBARA[JP], 한밭대학교산학협력단 [KR], Takuma Ltd[JP] C02F-011/04 C02F-011/12 메탄가스제조 1. 혐기적처리에의한메탄의제조 2. 탈수, 건조, 농축에의한처리방법 C10L 한국에너지기술연구원 [KR], Yamnaka, Ltd[JP] C10L-005/44 C10L-005/42 바이오연료생산 1. 식물성물질에기인한연료 2. 동물성물질또는그것에서얻어지는생성물에기인한연료 F23G Takuma Ltd[JP], Nkk Corp[JP] F23G-005/027 F23G-005/46 에너지원료의소각 1. 열분해또는가스화의단계 2. 열의회수 C10J Mitsubishi Heavy Ind Ltd[JP], Nippon Steel Corp[JP] C10J-003/00 C10J-003/46 가스또는기체화기술 1. 고체탄소질연료에서일산화탄소함유가연성기체의제조 2. 현탁되어있는입상또는입상연료의기체화

31 전략분야 나. 기술지수분석 (1) 기술성장성분석 기술성장성분석은전세계특허를대상으로진행하였으며, 바이오매스에너지분야의각국가의대표기술군별특허활동지수 (Activity Index) 4) 를분석전체기간에대해살펴봄 [ 각국가의대표기술군별특허활동도지수 ( 전체 )] - 한국특허에서는메탄가스제조분야의특허활동지수가 2.43로가장높고, 그외바이오연료생산과가스또는기체화기술분야에서특허활동이활발한것으로분석됨. 미국특허에서는바이오에탄올제조기술분야의특허활동지수가 1.65로가장높고, 그외바이오연료생산, 액체정화또는분리기술분야에서특허활동이활발한것으로분석됨 - 일본특허에서는고체폐기물처리방법분야의특허활동지수가 1.91로가장높으며, 그외가스또는기체화기술분야에서특허활동이활발한것으로분석됨. 유럽특허에서 4) 특정연구주체가특정기술분야에서차지하는상대적집중도를살펴보기위한지표로서, 그값이 1 보다큰경우에는특정연구주체가다른기술분야에비하여특정기술분야에상대적특허활동이활발함을나타냄

32 에너지자원활용 - 바이오매스 는가스분리및정제분야의특허활동지수가 1.27로가장높으며, 그외액체정화또는분리분야에서특허활동이활발한것으로분석됨 바이오매스에너지분야의각국가의대표기술군별특허활동지수를상 후반기로비교해봄 [ 각국가의대표기술군별특허활동도지수 ( 전 하반기 )] - 한국특허에서는메탄가스제조분야에서전반기 1.19로나타났으나, 후반기특허활동지수가 2.84으로증가하여상대적으로특허활동이매우증가한분야로분석됨. 미국특허에서액체정화또는분리분야는전반기 1미만에서후반기 1.44로증가하여상대적으로특허활동이증가한분야로분석됨 - 일본특허에서는고체폐기물처리방법분야에서전반기 0.66으로나타났으나, 후반기특허활동지수가 1.71으로증가하여상대적으로특허활동이매우증가한분야로분석됨. 유럽특허에서는주물사압축분야에서전반기 1.58로나타났으나, 후반기특허활동지수가 0.27로감소하여상대적으로특허활동이감소한분야로분석됨 바이오매스에너지분야의각대표기술군의최신특허비율 5) 및 PFS 6) 을살펴보면, 바이오에탄올제조및바이오연료기술군의경우최신특허비율과 PFS가평균이상으로최근기술개발이활발하며, 해외시장확보력이보통이상으로분석됨 - 메탄가스제조및바이오연료생산의경우 PFS값이평균이하로패밀리특허수가낮아해외시장확보력은낮은편이나, 최근기술개발은상대적으로높게나타남 5) 최신특허비율 : 2009~2013 년전세계출원된특허를최신특허로분류함 6) PFS : 패밀리특허수를산정하여해외시장에진출정도를나타냄

33 전략분야 - 액체정화또는분리, 가스분리및정제및에너지원료의소각의경우최신특허비율이평균이하이나 PFS값이평균이상으로해외시장확보력이높게분석됨 - 고체페기물처리방법및가스또는기체화기술은상대적으로최신특허비율과 PFS가모두낮은것으로분석됨 [ 대표기술군별 PFS/ 최신특허비율 ( 전체 )] (2) 기술수준분석 기술수준분석은전체특허에나타나는특허의인용관계 ( 평균 CPP 7) ) 및경쟁력정보 ( 평균 TS 8) ) 를이용하여대표기술군별원천성 / 기술경쟁력을살펴보면, 원천성 / 기술경쟁력모두평균값보다높은대표기술군은에너지원료의소각, 액체정화또는분리및가스분리및정제의기술군으로나타나상대적으로기술수준이우수한것으로분석되어기술적인면에서중요한분야로판단됨 - 바이오연료기술군은 CPP가평균이하이나 TS값이평균이상으로인용도는상대적으로떨어지나기술력은높은기술군으로판단됨 - 바이오연료생산, 고체폐기물처리방법, 메탄가스제조등의기술군은 CPP값과 TS값모두평균이하로분석되어기술수준의양적, 질적수준이저조한분야인것으로판단됨 7) 특허당타특허로부터의평균피인용도로서, 이값이높을수록기술적인면에서중요하다고볼수있음 8) 대표기술군별평균피인용도에해당특허건수를곱하는값으로표현되며, 이값이높을수록기술수준이높아경쟁력있는대표기술군이라고판단할수있음

34 에너지자원활용 - 바이오매스 [ 대표기술군별 CPP/TS( 전체 )] (3) 중소기업적합성분석 중소기업적합성분석은한국특허를대상으로진행하였으며, 각대표기술군별중소기업의기술개발참여정도를판단함에따라국내중소기업의진출이용이한전략제품후보군을선별함 - 중소기업출원비율을살펴보면, 메탄가스제조는관련국내특허건수 (106건) 중에서중소기업의출원건수 (48건) 비율이 45% 를차지하여타기술군보다높은중소기업의출원비율을보이고있음 - 또한중소기업출원인비율을살펴보면, 상기와동일하게메탄가스제조관련분야의중소기업출원인비율이 48% 에이르러가장높은분야로나타남. 고체폐기물처리방법, 액체정화또는분리및에너지원료의소각분야는중소기업출원인비율이 30% 이상으로나타나, 상대적으로국내중소기업의진출이용이한분야로판별됨 - 종합적으로살펴보면, 메탄가스제조분야가중소기업출원비율과중소기업출원인비율이상대적으로높아국내중소기업의진출이용이한전략제품군으로판단됨

35 전략분야 [ 중소기업적합성분석 ] 대표기술군 국내특허중소기업중소기업출원비율 9) 중소기업출원인비율 10) 특허건수출원인수특허건수출원인수 바이오연료 % 21% 고체폐기물처리방법 % 38% 바이오에탄올제조 % 11% 가스분리및정제 % 28% 액체정화또는분리 % 38% 메탄가스제조 % 48% 바이오연료생산 % 32% 에너지원료의소각 % 42% 가스또는기체화기술 % 25% 다. 종합결론 바이오매스에너지분야의전체대상특허 9,059건에대한각국가의연도별출원동향을살펴보면, 전체적으로지속적인출원이이루어지는분야이나, 2008년전후로성장에서감소하는경향을보이고있으며미국이가장많은특허를보유하고있음 일본은 2000년초반이후지속적으로감소하는추세를보이는반면, 미국과한국의경우 2000년이후지속적으로성장하는추세를보이고있고, 2008년에최대성장을보이고있는것으로나타남. 이러한추세는환경시장이급속도로변화하면서미국, 한국등지속적으로활용가능한기술에대한연구가증가하고있음을반영하고있는것으로분석됨 해외주요출원인현황을살펴보면, 연구소 / 대학보다는기업출원이압도적이며, 미국과일본특허의비율이매우높고, 일본에너지관련기업들 (Toshiba Crop, Mitsubishi Heavy lnd Ltd 등 ) 의출원이압도적으로나타나며, 미국에서는미국국적의 Uop LLC 가, 유럽에서는브라질국적의 Petroleo Bassileiro S.A. 의출원이두드러지며, 국내의경우한국에너지기술연구원의활동이가장눈에띔 일본특허에서는고체폐기물처리방법, 가스또는기체화기술등의특허활동이활발한것으로분석된반면, 한국특허의경우, 메탄가스제조및바이오연료생산과가스또는기체화기술가특허활동이활발한것으로분석됨. 미국특허에서는바이오에탄올제조의특허활동이활발한것으로분석된반면, 유럽특허에서는가스분리및정제분야의특허활동이활발한것으로분석됨 9) 중소기업출원비율 : 국내에서출원된전체특허중에서중소기업에서출원한비율 10) 중소기업출원인비율 : 국내에서출원한출원인전체중에서중소기업출원인비율

36 에너지자원활용 - 바이오매스 바이오에탄올제조및바이오연료기술군이최신특허비율과 PFS가평균이상으로나타나최근기술개발과해외시장진출이활발한분야로판단됨. 에너지원료의소각, 액체정화또는분리및가스분리및정제의기술군은 CPP 및 TS값이평균이상으로나타나원천성특허기술의가능성및기술경쟁력이높은것으로분석되며, 메탄가스제조분야가중소기업출원비율과중소기업출원인비율이상대적으로높아국내중소기업의진출이용이한전략제품군으로판단됨 각대표기술후보군을특허지수를종합분석한결과, 바이오연료관련기술군은기술성장성및기술수준분석결과높은수준으로나타나해당분야의시장형성및기술개발이활발한것으로판단됨. 중소기업적합성이높은수준으로평가된액체정화또는분리및에너지원료의소각관련기술군은상대적으로국내중소기업의출원활동이활발한것으로평가되고, 기술성장성은보통이상으로평가되며기술수준은높은것으로나타나, 중소기업이기술수준이높은기술군에대한특허를다수보유하고있는것으로판단되어국내중소기업이해당분야에서기술개발을고려해볼수있는후보군으로사료됨 [ 특허분석종합평가표 ] 기술성장성분석기술수준분석중소기업적합성 대표기술군 특허건수 AI 종합최근특허비율 PFS 평가 11) CPP TS 종합평가 12) 출원비율 출원인비율 종합평가 13) 바이오연료 中 中 14% 21% 下 고체폐기물처리방법 下 下 39% 38% 上 바이오에탄올제조 中 下 8% 11% 下 가스분리및정제 中 上 23% 28% 下 액체정화또는분리 中 上 40% 38% 上 메탄가스제조 上 下 45% 48% 上 바이오연료생산 上 下 29% 32% 中 에너지원료의소각 中 上 42% 42% 上 가스또는기체화기술 上 下 25% 25% 下 11) 기술성장성분석종합평가기준표 AI 최신특허비율 / PFS( 시장확보력지수 ) 의미 상 ( 上 ) 1초과구간최신특허비율과 PFS 모두평균이상일경우특허활동도가크고, 최근연구개발이많고해외특허출원이높아현재선도하는대표기술군으로평가하여종합평가상 ( 上 ) 으로판단함 1초과특허활동도가크고, 최근연구개발이많거나해외특허출원이많은현재선도가능최신특허비율과 PFS 중 1개가평균이상일경우구간성이큰대표기술로평가하여종합평가상 ( 上 ) 으로판단함 중 ( 中 ) 1초과구간최신특허비율과 PFS 모두평균이하일경우특허활동도가크나, 최근연구개발이나해외특허출원이낮아앞으로유망할대표기술군으로평가하여종합평가중 ( 中 ) 으로판단함특허활동도가낮은편이나, 최근연구개발과해외특허출원이높아서최근유망하 1이하최신특허비율과 PFS 모두평균이상일경우거나시장이형성되고있는대표기술군으로평가하여종합평가중 ( 中 ) 으로판단함 하 ( 下 ) 특허활동도가낮고, 최근연구개발이적거나해외특허출원이낮아잠재력이있지 1이하최신특허비율과 PFS 중 1개가평균이하일경우만유망성이낮은대표기술군으로판단하여종합평가하 ( 下 ) 로판단함특허활동도가낮고, 최근연구개발이적거나해외특허출원이낮아유망성이매우 1이하최신특허비율과 PFS 모두평균이하일경우낮은대표기술군으로판단하여종합평가하 ( 下 ) 로판단함 12) 기술수준분석종합평가기준 : CPP, TS 값이모두평균이상 ( 상 ), 모두평균이하 ( 하 ), 그외 ( 중 ) 13) 중소기업적합성평가기준 : 출원비율, 출원인비율이모두평균이상 ( 상 ), 모두평균이하 ( 하 ), 그외 ( 중 )

37 전략분야 5. 시사점및제언 자연속에풍부하게존재하는원료를이용한천연신재생에너지원을개발하는기술중에하나인바이오매스에너지는세계적으로에너지수요가증가하고있는반면에너지부족이이어지고있는현실에서친환경에너지생산기술은꾸준히기술개발이이루어질것으로예상되는분야임 바이오매스는기후변화대응및자원재생에의한지속성장측면에있어국가경쟁력및신인도제고에중요한산업일뿐만아니라향후전개될거대바이오매스시장에서의우위를점하기위한주요성장동력산업이라할수있음 정부의바이오에너지사용의무화정책 (RPS, RFS 등 ) 에따라바이오매스관련중소기업의내수시장에대한판로는당분간유지될것으로보이나, 한정된내수시장으로중소기업의과당경쟁을해소하기는어려울것으로보이므로경쟁력있는중소기업의해외시장을위한기술개발역량강화를지원할필요가있음 고형바이오연료 ( 펠렛 ) 분야는현재국내시장규모가작아대기업의진출이미미하지만향후 RPS 시행에따른목질펠릿수요증가로시장수요처가크게늘것으로예상됨. 이경우다양한펠렛설비수요대응을위해서는대기업과중소기업의역할분담이필요한분야임 대규모투자가많이되는바이오디젤의경우대기업의바이오디젤공정설비확대로중소기업의생산활동이위축되고있지만바이오디젤의물성향상에필요한첨가제의경우중소기업을중심으로제품화기술이개발될경우국내외대기업은주요수요업체가될수있는분야임. 바이오가스분야는대규모사회간접시설투자가요구되므로대기업이주도해야하지만사업의원활한수행을위해서는많은중소기업이하도급업체로참여하는컨소시움의구성이필요한특성을가짐. 국내의경우향후유기성폐기물의에너지화사업이가파르게성장할것으로예상되므로중소기업들의역할이확대가능한분야임. 현재국내의바이오에탄올시장은음료용으로만형성되어있으며중소기업인주정업체가시장을장악하고있음. 따라서에탄올연료시장이열린다면기술력을가진중소기업이유리한분야임. 해조류바이오연료분야는시장초기단계의벤처영역으로기술력을갖춘중소기업에많은기회가있는산업분야임

38 에너지자원활용 - 바이오매스 각대표기술후보군을특허지수를종합분석한결과, 액체정화또는분리기술군이기술성장성과및기술수준분석결과높은수준으로나타나해당분야의시장형성및기술개발이활발한것으로판단되며, 액체정화또는분리기술을포함하여중소기업적합성이높은수준으로평가된에너지원료의소각기술군은상대적으로국내중소기업의출원활동이활발한것으로평가되고, 기술성장성과기술수준이높은것으로나타나해당분야에서기술개발을고려해볼수있는후보군으로사료됨 기술성장성, 기술수준모두중간이상의평가된바이오연료, 에너지원료의소각기술군도중소기업에서진출하기용이한대표기술후보군으로사료됨 바이오매스에너지전략분야에대해옥수수및옥수수가공품, 사탕수수당, 사탕무우당, 화학적순수자당, 광천수, 대두유추출시얻는오일케이크와유박품목을중심으로한미 FTA에따른영향을분석한결과바이오매스에너지분야와한미 FTA 대상 13 대주요업종과의전반적관련성은중간수준으로나타났으며, 이로인해한미 FTA에대한전반적영향력도중간수준인것으로판단됨. [ 바이오매스분야주요제품 ] 분류제품설명출처 산업기술분류코드 대분류중분류소분류 바이오알콜 바이오매스를발효하여만든액상연료 ( 휘발유대체용 ) 시장 / 특허 / 기업니즈 기초화학 유기화학 기초화학물질 반탄화고형연료 바이오매스를무산소조건에서탄화하여성형한고형바이오연료 전문가 바이오매스에너지 바이오디젤 바이오유래유지의에스테르화로만든액상연료 ( 경유대체용 ) 시장 / 특허 / 기업니즈 기초화학 유기화학 기초화학물질 바이오가스 유기물을협기발효하여만든기상연료 ( 메탄이주성분 ) 시장 / 특허 / 기업니즈 기초화학 무기화학 산업용가스 바이오오일 목질바이오매스의열분해에의해만들어진액화연료 시장 / 특허 / 기업니즈 기초화학 유기화학 기초화학물질

39 바이오매스전략제품분석 - 바이오액상연료 - 바이오가스

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41 전략제품 바이오액상연료 1. 개요 - 정의 : 바이오액상연료는바이오매스를화학적또는생물학적으로처리하여제조하는액상연료임. 현재바이오액상연료로는바이오디젤과바이오알코올이있음. A. 바이오디젤은동식물의지방또는재생유지를원료로알콜또는수소와반응시켜만들어진경유대체연료임. B. 바이오알코올은사탕수수등당질계, 옥수수, 밀전분, 카사바등전분질계, 나무, 풀등목질계를원료로생물학적발효방법으로생산된에탄올을말하며 99.5%(v/v) 이상으로정제되어가솔린에첨가하거나 (85% 이하 ), 95%(v/v) 함수바이오에탄올로자동차용연료로쓰일수있는제품임. - 범위 : A. 바이오디젤은원료인동 / 식물유전처리, 바이오디젤전환용촉매양산및바이오디젤생산공정으로구성되며바이오디젤기술은모든생산공정및공급망단계에서사용되는각종소재와부품을포함함. B. 바이오알코올은당질, 전분질, 셀룰로오스유래원료를효소당화 ( 또는추출 ) 하여당 ( 糖 ) 을제조하고이를발효시켜제조하고가솔린의대체연료또는혼합연료로사용되는모든제품 ( 바이오에탄올, 바이오부탄올, ETBE(Ethyl tertiary butyl ether) 등 ) 을포함. 가. 정의및필요성 A. 바이오디젤 바이오디젤은동식물의지방또는재생유지를원료로알콜또는수소와반응시켜만들어진경유대체연료임. 디젤유와비교하였을때세탄가, 열량, 점도및상변화특성등이매우유사하며독특한윤활성때문에기존디젤유의첨가제로도그응용이가능함. [ 유지로부터바이오디젤생산반응 ] 바이오디젤은기본적으로유황의함량이낮아내연기관에서연소될경우기존디젤유보다황산화물이적게발생할뿐만아니라분진, 미연탄화수소및일산화탄소의발생이기존디젤유보다훨씬적다는장점을지니고있음 현재바이오디젤은대부분식물성기름 ( 유채유, 대두유등 ) 을원료로사용하며총생산비중원료비의비중이높을뿐만아니라식물성기름의식품시장에서의수요에따라원료수급이원활치못한문제점이있음. 이러한원료의수급불안정성과고비용문제

42 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오액상연료 를해결하기위해식용으로사용이어려운폐유지를바이오디젤생산원료로활용하려는공정개발이활발히진행됨. B. 바이오알코올 바이오에탄올은사탕수수등당질계와옥수수, 밀전분, 카사바등전분질계및나무, 풀등목질계를원료로생물학적발효방법으로생산된에탄올을말하며 99.5% (v/v) 이상으로정제되어가솔린에첨가하거나 (85% 이하 ), 95%(v/v) 함수바이오에탄올로자동차용연료로쓰일수있는제품 가솔린과비교하였을때옥탄가, 함산소율등은높으며열량, 공해물질함유는상대적으로낮으나연소특성등이매우유사하며기존가솔린의대체연료로혼합및직접사용이가능함. 바이오에탄올은기본적으로원료가바이오매스이므로온실가스를감축할수있으며, 함산소연료로미연탄화수소및일산화탄소의발생을저감하나, 질소산화물의발생은더많아질수있음. 현재바이오에탄올은전부당질및전분질계곡물원료를사용하므로총생산비중원료비의비중이높을뿐만아니라식품과경합하여원료수급불안, 가격상승등의문제점이있음. 이러한원료의수급불안정성과고비용문제를해결하기위해식용으로사용이불가한목질계 ( 셀룰로오스 ) 혹은해조류등을바이오에탄올생산원료로활용하려는공정기술개발이활발히진행되고있음. 나. 범위및분류 A. 바이오디젤 현재보급중인대부분의바이오디젤은동 / 식물성유지 ( 유채유, 대두유, 팜유, 폐유지등 ) 와알콜을반응물로사용하는알킬에스테르화에의해제조하고있으며, 알콜대신수소를반응물로사용하는경우수첨바이오디젤 (Hydrotreating biodiesel, HBD) 등별도의명칭으로칭하고있음. 바이오디젤은원료인동 / 식물유전처리, 바이오디젤전환용촉매양산및바이오디젤생산공정으로구성되며바이오디젤기술은모든생산공정및공급망단계에서사용되는각종소재와부품을포함함

43 전략제품 [ 바이오디젤의분류관점의범위 ] 대분야중분야세부제품 바이오디젤 알킬에스터 수첨바이오디젤 바이오디젤, 글리세린 HBD, 프로판, CO2, 메탄등 [ 공급망단계별주요제품분류표 ] 대분야중분야세부제품 바이오디젤 원소재촉매바이오디젤전환공정부산물활용유통 유채, 대두, 팜유, 폐식용유, 동물성유지등 NaOH, 황산, 고체산 / 알카리촉매등바이오디젤플랜트고순도글리세린바이오디젤물성개선첨가제 따라서, 바이오디젤기술의범위는 - 동식물성기름과알콜을반응하여만들어지는알킬에스터와수소와반응하여생산하는수첨바이오디젤을포함하고, - 공급망기준으로는동 / 식물성원료유생산및바이오디젤생산및연료유통단계에사용되는각종소재와부품을포함하며, - 기술적으로는원료생산, 바이오디젤전환, 유통및차량적용기술등이포함됨. B. 바이오알코올 바이오알코올은당질, 전분질, 셀룰로오스유래원료를효소당화 ( 또는추출 ) 하여당 ( 糖 ) 을제조하고이를발효시켜제조하고가솔린의대체연료또는혼합연료로사용되는모든제품 ( 바이오에탄올, 바이오부탄올, ETBE 14) ) 등을포함함. 바이오에탄올은효모에의해생산되며가솔린에비해부식성및친수성등의약점때문에전세계적으로 10% 이하혼합하여일반차량연료로사용하며고함량혼합의경우연료계통의재료개선, 에탄올농도에따른자동조절이가능한가변연료자동차 (FFV) 의연료로적용이가능하며상용화되고있음. 바이오부탄올은박테리아에의해만들어지며에탄올에비해부식성및친수성등의문제가없어일반차량대해서도고함량혼합사용이가능하지만부탄올의미생물에대한독성문제때문에아직상용화되지못하고있음 14) Ethyl tertiary butyl ether

44 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오액상연료 바이오알코올은원료인당생산, 바이오알코올 ( 에탄올, 부탄올 ) 전환공정및정제공정등으로구성되며바이오알코올기술은모든생산공정및공급망단계에서사용되는각종소재와부품을포함함 [ 바이오알코올의분류관점의범위 ] 대분야중분야세부제품 바이오알코올 바이오에탄올 바이오부탄올 바이오에탄올, 흡착제, 첨가제등 바이오부탄올, 분리막등 [ 공급망단계별주요제품분류 ] 대분야중분야세부제품 바이오알코올 원소재 생물촉매 바이오알코올생산공정 정제 사탕수수, 카사바, 옥수수, 쌀등곡물류, 폐목재, 볏집, 옥수수대등목질계, 우뭇가사리, 다시마등해조류 고활성효모, 박테리아 발효기 증류, 흡착공정, 분리막등 부산물활용 DDGS ( 사료첨가제 ) 따라서, 바이오알코올기술의범위는 - 제품으로는바이오에탄올과바이오부탄올을포함하고, - 공급망기준으로는당생산및생물촉매개량, 알코올생산공정, 알코올분리정제시스템및부산물활용등에사용되는각종소재와부품을포함하며, - 기술적으로는원료생산, 바이오알코올전환, 유통및차량적용기술등이포함됨. [ 바이오알코올생산원료별공정도 ]

45 전략제품 2. 산업및시장분석 A. 바이오디젤 - 정부는국내수송부문에서의 CO2 감축수단으로서바이오디젤의유효성이인정됨에따라보급을지속적으로확대하기위한정책시행 (2013 년 2% 2020 년 5%) - 바이오디젤시장은현재를기점으로지속적인성장이예상되는만큼, 관련중소기업들에대한정부의시의적절한지원책은향후바이오디젤분야가국가의중추산업으로발전할수있는초석이될수있음. - 바이오디젤관련산업은국가간 / 기업간경쟁이매우치열한분야로아직까지정부정책의의존성이높은사업이며, 사업형태는 B2B 와 B2C 모두존재하나현재는 B2B 사업이주류임. - 바이오디젤은바이오디젤생산설비구축에필요한소재, 부품, 장비등과관련된후방위산업과바이오디젤활용과관련한정유, 유화산업등의전방위산업구조로되어있음. B. 바이오알코올 -CO 2 감축과화석연료 ( 가솔린 ) 의대체품으로서바이오알코올이관심을받고있으며, 비식용원료활용기술과고효율플랜트의개발이필요함. - 바이오알코올이기후변화해결을통한지속성장의실현핵심수단으로서인식됨에따라 2005 년이후시장가파르게성장하고있으나, 비식용원료인목질계원료로부터알코올을생산하기위한기술개발이진행되고있으며일부상용화를전제로한실증공정운전연구가진행중임 - 세계바이오에탄올시장은 2010 년 500 억달러의규모에서 2016 년 751 억달러로성장할것으로예상됨. 국내에서도 RFS 의입법화로 2017 년 3 천억원, 2020 년 5 천억원의에탄올시장이형성될것으로예상됨 - 바이오알코올관련업체들은고효율알코올발효공정시스템, 저에너지소비형알코올분리 / 정제공정, 발효부산물의고부가제품화공정등을개발하고있음. 가. 니즈분석 A. 바이오디젤 온실가스규제 시장니즈 1 : 재생연료의무사용정책 (RFS) 정부는온실가스감축목표 (2020년배출전망치의 30% 감축 ) 달성을위해, 수송부문에서온실가스저감효과가큰바이오디젤비중을적극적으로확대할계획임 년까지바이오디젤보급목표를 5% 로높이는재생연료의무사용제 (Renewable Fuel Standards) 를시행예정임. 한국형수송용신재생에너지의필요성이증대하면서수송용대체연료로재생이가능하고기존의화석연료시스템에변화를초래하지않는바이오디젤이주목받고있음. 낮은가격경쟁력 시장니즈 2 : 저가격화 (Cost down) 바이오디젤의가격은화석연료가격에비해가격경쟁력에서낮은상태임. 이러한고비용바이오디젤생산가격문제를해결하기위해보다값싼원료의활용이필요하며현재폐식용유및산업폐유지를원료로활용하는기술개발이진행되어왔으며현재

46 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오액상연료 폐식용유원료비중이약 30% 로높아졌음. 향후보다저렴한원료의발굴을통해바이오디젤의저가격화는지속적으로이루어질것임 곡물의에너지사용에대한도덕성논란 시장니즈 2 : 비식용원료활용 현재바이오디젤은거의유채, 대두및팜유등의식물유로부터생산됨. 폐식용유및동물성유지등폐유지도일부사용되고있지만가용자원양이제한되어향후급증할는바이오디젤의수요대응수단으로서미흡함. 원료수급안정성해결을위해목질계및해양바이오매스 ( 미세조류 ) 를활용하려는기술개발이진행중임. 동기술이상용화되면바이오디젤원료수급안정성제고와곡물원료사용에따른논란의해소가가능할것임 해외바이오디젤수요급증 시장니즈 4 : 고효율바이오디젤플랜트수요증가 미국및동남아에서는산업폐유지 ( 팜유부산물, 동물성유지등 ) 로부터바이오디젤을안정생산할수있는고효율바이오디젤플랜트수요가존재하지만현재적용공정은다량의폐기물발생등의문제로보급이저조함 고체촉매를적용한바이오디젤플랜트기술은이러한폐기물발생이획기적으로저감가능한우수기술임 [ 바이오디젤분야의 PEST 분석 ] 구분주요이슈단기 (3 년이내 ) 중장기 (4 년이상 ) 비고 정치 (P) 경제 (E) 촉진 RFS 정책 상 중 하 상 중 하 저해 상 중 하 상 중 하 촉진 폐유지활용 상 중 하 상 중 하 저해 낮은경제성 상 중 하 상 중 하 2013 년현재 2% 인바이오디젤의보급률을 2020 년까지 5% 로높일계획임 정부의지원정책으로발생가능한저해요인해소가능 폐유지활용으로원가 30% 이상절감 대체원료기술개발과정책적지원예상 사회 (S) 기술 (T) 촉진온난화 상 중 하 상 중 하 지속적인이슈화로재생에너지수요증대예상 저해곡물원료사용 상 중 하 상 중 하폐기물이용생산의증가 촉진 고효율바이오디젤생산공정개발 상 중 하 상 중 하기술개발의가속화예상 저해

47 전략제품 B. 바이오알코올 지구온난화 시장니즈 1 : 이산화탄소저감필요 석유고갈의위기에대한대처방안으로서의관심과병행하여이산화탄소배출량감축의수단으로가솔린대체연료인바이오알코올이관심을받고있음 지구대기중의이산화탄소농도는최근 50년간 100ppm 가까이급격하게상승하여 2050년까지대기중으로배출되는이산화탄소의양이나온실가스의양도꾸준히증가할것으로예상되고있음. 원료다변화 시장니즈 2 : 비식량자원원료개발 현재상용화된주요바이오알코올의원료는목질계를제외하고식량자원과직결되는당질계또는전분질계를사용하므로식량을에너지로사용한다는데따른도덕적문제뿐만아니라, 원료수급문제가발생될수있음. 또한옥수수재배는상당량의농약과질소비료를사용함으로써토양을심하게부식시키는환경적인단점도존재함 우리나라와같이육상작물재배면적과바이오매스자원이부족한나라로서는바이오알코올원료의다변화가절실함. 알코올플랜트수출산업화 시장니즈 3 : 바이오알코올플랜트공정개발 동남아주요국가들에서는자국농산물 ( 카사바등 ) 을원료로에탄올을생산하여연료로활용하는정책을적극추진중임. 이에따라에탄올플랜트수요가점차증가하고있음 국내주정업체들은카사바활용에탄올생산공정에대한충분한경험을갖고있으므로비교적단기간내에동남아에서필요로하는고에탄올수율플랜트설계기술을개발할수있음 최근국내기업들은정부지원을받아비식용원료 ( 목질계및해조류등 ) 로부터바이오에탄올생산파일롯실증연구를진행중이며이들은차세대바이오알코올플랜트수출에산업화가능할것으로예상됨

48 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오액상연료 물성개선바이오알콜연료개발 시장니즈 4 : 고함량혼합바이오알코올연료수요증가 바이오연료보급확대를위해고함량혼합가능한바이오알코올기술개발필요성이제기됨에따라미국의 Butamax 는바이오부탄올생산파일롯공정개발및상용화실증연구진행중임. 국내의정유사들도바이오부탄올생산기술개발을진행중이며소규모파일롯실증연구를완료하여부탄올공정개발에대한경험을갖고있으므로비교적단기간내에시장에서필요로하는고효율부탄올생산플랜트설계기술을개발할수있음 [ 바이오알코올분야의 PEST 분석 ] 구분주요이슈단기 (3 년이내 ) 중장기 (4 년이상 ) 비고 정치 (P) 촉진 RFS 정책 상 중 하 상 중 하 저해지원정책의지체 상 중 하 상 중 하 2013 년현재보급되지않는바이오알코올의보급률을 2020 년까지 5% 로높일계획임 정부의지원정책으로발생가능한저해요인해소가능 경제 (E) 사회 (S) 기술 (T) 촉진목질계활용 상 중 하 상 중 하국내기술개발의진전예상 저해낮은경제성 상 중 하 상 중 하 촉진온난화이슈 상 중 하 상 중 하 저해 곡물원료에대한거부감 대체원료기술개발과정책적지원예상 지속적인이슈화로재생에너지수요증대예상 상 중 하 상 중 하대체원료기술개발 촉진생명공학기술발전 상 중 하 상 중 하바이오부탄올기술개발 저해 나. 산업특징및구조 A. 바이오디젤 전세계적으로바이오디젤이기후변화해결을통한지속성장의실현핵심수단으로서인식됨에따라 2005년이후시장가파르게성장하고있음. 현재바이오디젤생산원료의 95% 이상은식물성기름이며이러한곡물유의사용은향후급증하는바이오디젤수요충족에부족할뿐만아니라고비용 15) 의주원인임. 15) 원료비가바이오디젤총생산비의 80% 임

49 전략제품 단기대책으로미활용되고있는폐유지 ( 폐식용유, 산업유지부산물및동물성유지등 ) 를원료로바이오디젤을생산하는플랜트가검토되고있음. 폐유지로부터바이오디젤을고수율생산하는공정은전세계적으로 3 4개사만이실증수준의기술을보유하고있으며최근 1 2개업체가상용화설비건설중임. 바이오디젤은경유에비해연료물성이좋지않아유통과정에서변성문제가발생할수있으므로물성개량첨가제의투여가필요함. 전방산업은바이오디젤을사용하는정유업체, 후방산업으로는유지식물경작농업과기름을대량생산하는식물성기름정제업체등이있음 [ 바이오디젤중심의연관산업구조 ] 후방산업바이오디젤산업전방산업 농업, 기계설비업, 식용유가공업 폐유지가공업, 바이오디젤, 촉매, 플랜트엔지니어링, 첨가제, 분석장비 정유산업, 재생에너지산업, 유화산업등 [ 바이오디젤중심의 SWOT 분석 ] 강점 (Strength) - 부산물글리세린활용가능 ( 기술개발필요 ) - 경유에비해높은세탄가와우수한윤활성 - 바이오디젤의높은생분해성 - 바이오디젤연료품질확립 기회요인 (Opportuinity) - 바이오디젤에대한수요증가 - 바이오디젤보급활성화를위한정부지원강화 - 폐유지활용가능 약점 (Weakness) - 낮은경제성 - 바이오디젤의용매효과 - 낮은저장안정성 - 원료에따른바이오디젤물성차이 위험요인 (Threat) - 선진국산업체들과의시장선점경쟁심화 - 해외원료에대한높은의존성 - 글리세린의시장포화로인한가격하락 B. 바이오알코올 전세계적으로바이오에탄올이기후변화해결을통한지속성장의실현핵심수단으로서인식됨에따라 2005년이후시장가파르게성장하고있음. 현재바이오에탄올은전량식용가능한당질계또는전분질계원료로부터생산되고있으며이러한원료의사용은향후급증하는바이오에탄올수요충족에부족할뿐만아니라고비용 16) 의주원인임. 현재비식용원료인목질계원료로부터알코올을생산하기위한기술개발이진행되고있으며미국에서는상용화를전제로한실증공정운전연구가진행중임. 16) 원료비는바이오에탄올생산비의 60% 수준임

50 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오액상연료 미생물에의해만들어지는바이오알코올은농도가매우낮아에너지효율이높은정제공정의적용이필요하지만이러한정제기술은전세계적으로 3 4개사가시장을 지배하고있음 바이오에탄올은가솔린에비해연료물성 ( 부식성및물친화성 ) 이좋지않아일반차량에서는 10% 이하범위에서혼합사용하고있으며부탄올의경우이러한문제가없어고함량혼합이가능하지만에탄올에비해발효 / 정제공정이까다로워양산공정이개발되지못하였음 전방산업은바이오알코올을사용하는정유업체와주정업체, 후방산업으로는농업과바이오알코올생산설비관련업체등이있음 [ 바이오알코올중심의연관산업구조 ] 후방산업바이오알코올산업전방산업 농업, 기계설비업, 미생물육종업 바이오에탄올 / 부탄올, 발효시스템설비업, 에탄올플랜트엔지니어링, 분리정제, 분석장비 정유산업, 재생에너지산업, 주정업체등 [ 바이오알코올중심의 SWOT 분석 ] 강점 (Strength) - 높은옥탄가로연소특성향상 - 공해물질배출저감효과 (PM 및 NOx 등 ) - 낮은 CO 배출 - 가솔린과혼합사용가능 기회요인 (Opportuinity) - 전세계바이오에탄올플랜트수요증가 - 바이오연료보급에대한정부지원정책 - 바이오에탄올연료품질기준마련예정 약점 (Weakness) - 낮은경제성 - 에탄올의좋지않은연료물성 - 바이오부탄올상용공정기술미확보 위험요인 (Threat) - 선진국산업체들과의시장선점경쟁심화 - 해외원료에대한높은의존성 다. 시장현황 / 전망분석 A. 바이오디젤 원료수집및제조 2012년발행된 Global Biodiesel Market 시장보고서에따르면, 바이오디젤전체시장은 2011년 200억달러규모의시장을형성하고있는것으로나타났으며, 연평균 7.0% 성장하여 2016년에는 264억달러로 2011년대비 64% 성장할것으로예상됨

51 전략제품 대체연료로재생이가능하고기존의화석연료시스템에변화를초래하지않아서친환경에너지분야에서최근주목받는시장임. 정부의온실가스감축목표달성을위해수송부문에서온실가스절감효과가큰바이오디젤비중을적극적으로향상시킬필요가있으며, 재생연료의무사용제 (Renewable Fuel Standards) 등의정책시행으로관련분야의고성장이기대됨. [ 바이오디젤시장현황및전망 ] ( 단위 : 억원 / 억달러 ) 구분 년도 시장규모 성장률 CAGR(%) 바이오디젤 6,000 6,000 [7,500] [9,000] [10,500] 10.0 국내시장 바이오디젤플랜트 ( 고체 ) 촉매 [180] [180] [225] [270] [315] 10.0 첨가제 [60] [60] [75] [90] [105] 10.0 바이오디젤합계 6,240 6,240 8,000 9,560 11,120 바이오디젤 세계시장 바이오디젤플랜트 ( 고체 ) 촉매 첨가제 [0.2] [0.22] [0.23] [0.25] [0.26] 7.0 바이오디젤합계 출처 : 제 3 차신재생에너지보급기본계획 ( 지식경제부, 2008). [ ] 는추정치, 환율 1,000 원 Global Biodiesel Market 시장보고서 한국은아시아에서가장먼저바이오디젤양산을시작하였으며고체촉매적용바이오디젤플랜트기술은세계최고수준에도달한만큼향후말레이시아, 인도네시아등동남아국가바이오디젤플랜트시장에우선적으로진출가능할것으로판단됨. B. 바이오알코올 2010년발행된 World Ethanol Markets: The Outlook to 2020 보고서에따르면액체바이오연료시장은 1세대액체바이오연료시장과그외바이오액체연료시장으로구분됨. - 액체바이오알코올연료시장은사용된제품에따라에탄올과부탄올로구분됨. 또한사용원료에따라곡물을이용하는 1세대바이오연료기술, 비식용바이오매스 ( 목질계또는해조류등 ) 를원료를하는 2세대바이오연료기술, 새로운수송인프라의도입이필요한수소등을생산하는 3세대바이오연료기술로구분됨

52 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오액상연료 - 현재 1세대바이오연료인에탄올과바이오디젤만이실제사용되고있으나 2050년까지 2세대바이오연료가수송연료소비량의 27% 를대체할것으로예측됨. 1세대액체바이오연료시장은 2010년 500억달러의규모에서 2016년 751억달러로성장할것으로예상되며연평균성장률은 5% 로나타남. 기타액체바이오연료시장은시장규모는아직작지만연평균 51.8% 고성장할것으로예상됨. 전세계에탄올시장은미국과브라질이절대점유율을차지하고있으며중국, EU 등이그뒤를따르고있음. ( 단위 : 106L) 자료 : F.O. Lichts, World Ethanol Markets: The Outlook to 2020 [ 바이오에탄올시장전망 ] 자료 : ISO, World Fuel Ethanol Outlook to 2020, 2012 [ 주요국가별바이오에탄올생산현황 (2011)]

53 전략제품 구분 국내시장 세계시장 년도 [ 바이오알코올시장현황및전망 ] 시장규모 바이오알코올 바이오알코올플랜트 - - [1,000] [1,000] 분리 / 정제시스템 - - [72] [200] 부산물 바이오알코올합계 ,468 1,632 ( 단위 : 억원 / 억달러 ) CAGR(%) 바이오알코올 바이오알코올플랜트 [48] [48] [48] [48] [48] - 분리정제시스템 [10] [10] [10] [10] [10] 부산물 [60] [64] [68] [72] [75] 7.0 바이오알코올합계 자료 : RFS ( 산업부, 2013, 6). [ ] 는추정치, 환율 1,000 원 World Ethanol Markets: The outlook to 2020 정부는에탄올차량연료로사용에대한실증연구를완료하였으며이를기반으로에탄올차량연료사용에대한지원방안을검토중임. 2013년입법화된 RFS( 안 ) 에따르면 2020년까지 5% 에탄올혼합을시행할예정이며 2017년 3% 에탄올보급을예정하고있음. 이경우에탄올자체시장은 3,600억원, 에탄올생산플랜트구축에따른시장은에탄올 10만 kl 플랜트건설비가약 7백억원인점을고려하면 2017년에에탄올플랜트시장규모는 2천억원으로산출됨. 세계에탄올플랜트및부산물시장은시장보고서 (World Ethanol Markets: The outlook to 2020) 에서예측한에탄올생산량증가에비례하므로이러한관계를이용하여산출하였음. 라. 공급망 ( 분류 ) 에따른분석 A. 바이오디젤 바이오디젤분야는원료생산, 바이오디젤전환플랜트, 촉매및바이오디젤물성개량첨가제등으로공급망이구성되며운전수명이긴고체촉매개발, 고효율바이오디젤전환공정, 공정의모듈화플랜트및바이오디젤물성개량첨가제등이중요기술로도출됨. 세계업체및제품현황 - 고체촉매를적용하여바이오디젤을생산하는공정은프랑스 Axen Inc. 에의해개발된바있으나동공정에서는저급폐유지가아닌순수한식물성기름만을원료로사용가능하다는제한점이있으며폐유지를원료로바이오디젤전환공정은오스트리아 BDI 에서상용실증공정운전연구단계임

54 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오액상연료 - 미국의 Rohm & Haas Inc는이온수지기반의바이오디젤생산용고체촉매를개발하여상용제품으로판매중임. - 미국의 Lubrizol 등에서는바이오디젤물성개량첨가제를판매하고있음. - 수소첨가에의해물성개량바이오디젤인 HBD를생산하는공정은핀란드 Neste Oil 이세계에서유일하게상용화기술을보유하고있으며, 일본 NOC(Nippon Oil Company), 국내 SK 이노베이션등에서 HBD 공정파일롯실증연구를완료함. 국내업체및제품현황 - 바이오디젤업체중부품소재업체는 20여개로서비중은약 80% 이며, 바이오디젤물성개량첨가제의경우수입에의존적이며, 기술의종속성이너무크고로얄티부담가중되는상황임. 바이오디젤플랜트핵심소재및응용관련업체는대부분소규모업체들로서경쟁력이해외선진기업들에비해낙후되어있음. [ 공급망분석종합 ] 공급망단계원료유바이오디젤플랜트촉매바이오디젤첨가제 주요내용 폐유지바이오디젤전환고체촉매 바이오디젤물성개선 주요제품 / 기술폐식용유분리기바이오디젤플랜트첨가제 해외기업 국내기업 Cargil CJ, 폐식용유수거업체등 Lurgi Bio BDI Axens Rohm& Haas Lubrizol SM-POT 한텍엔지니어링, 서울기계 SM-POT, 해피세라믹 - SK Innovation SK Innovation - 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5 단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : ) - 최근국내바이오디젤시장은대기업들이시장진입하면서경쟁력이상대적으로취약한중소기업들이고전하고있는상황임. - 중소기업의역할이중요한바이오디젤부품산업의육성이필요함. B. 바이오알코올 바이오알코올분야는원료생산, 바이오알코올발효설비, 분리 / 정제및플랜트설계와부산물활용등으로공급망이구성되며고효율알코올발효공정시스템, 저에너지소비형알코올분리 / 정제공정, 발효부산물의고부가제품화등이중요기술로도출됨. 세계업체및제품현황 - 미국은옥수수를원료로활용하여약 10여개의주요업체가전분질계에탄올을생산하며브라질은사탕수수로부터직접발효하여에탄올을생산하고있음

55 전략제품 - 전세계에탄올생산플랜트시장의 50% 이상을오스트리아 Vogelbusch GmbH 에서점유하고있음 - 발효에탄올을연료용무수에탄올로고도정제하는설비시장은시장의주공급설비인증류공정외에잔여시장을미국의 UOP ( 흡탈착공정 ) 와독일의 GFT( 분리막공정 ) 이양분하고있음. - 에탄올보다연료물성이우수하여차세대연료로주목받고있는부탄올은미국의 Dupont 와영국의 BP의합작회사인 Butamax 및 Gevo 등에서상용화공정개발중임. 국내업체및제품현황 - 국내에탄올생산업체로는 10여개의주정업체가있으며이들은국내잉여농산물 ( 현미 ) 및수입타피오카등을주원료로활용하여음료용에탄올을생산하고있음. 최근한국내중소기업은우뭇가사리등해조류로부터바이오에탄올을생산하는상용화기술을개발한바있음. - 바이오알코올업체중부품소재업체는 20여개로서비중은약 80% 이며, 국내시장이음료용에탄올생산에집중되어연료용에탄올및부탄올에대한기술개발은미미한실정임. 특히에탄올탈수공정의경우차세대기술인막이용탈수공정은국내기술기반이매우취약하여국내연료용알코올의보급이시작되면대부분탈수공정기술은해외에의존하게될것으로예상되며이에따른로열티부담이커질것으로판단됨. - 바이오부탄올의경우 SK Innovation, GS-Caltex 등대기업이공정개발에착수하였으므로동기술의산업화에필요한부품소재기술개발을담당할중소기업역할이요구됨. - 최근국내알코올시장은음료용위주로형성되어있지만최근정부에서바이오에탄올의연료보급방안을추진하면서주정업체및정유사등이이에대한대응을위해기술개발을진행중임. - 알코올플랜트설비구축에필요한많은설비부품의공급기반구축을위해서는관련중소기업의육성이필요함. [ 공급망분석종합 ] 공급망단계원료생물촉매발효설비바이오알코올플랜트분리 / 정제설비 주요내용우수미생물개발 주요제품 / 기술 해외기업 국내기업 당 Cargil CJ, 대상, 진로발효, 창해에탄올, 무학주정바이올시스템즈 에탄올 / 부탄올발효미생물 Gevo, Amyris, LS9 CJ, 대상, 진로발효, 창해에탄올, 마크로젠, GS-Caltex, SK Innovation 알코올전환설비 플랜트설계 무수알코올제조 발효기바이오에탄올플랜트막분리시스템 - Vogelbusch 창해에너지어링, 바이오트론, 코바이오텍, 코오롱건설 Ajinomoto Dupont 창해에너지어링 ( 에탄올 ), 코오롱엔지니어링 ( 에탄올 ), 창해에너지어링, GS-Caltex, SK Innovation ( 부탄올 ) 바이올시스템즈 ( 해조류에탄올 ) - 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5 단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : )

56 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오액상연료 3. 기업니즈조사 바이오액상연료에종사하는중소기업의제품개발현황을조사한결과, 구체적으로다음과같은다양한제품을개발, 판매하고있음. - 미세조류대량배양시스템, 바이오에탄올, 바이오디젤, 바이오매스연료. 또한바이오액상연료와관련하여아래와같은기술개발을추진하고있음. - 다품종저급유지및특수유지를이용한바이오디젤생산, 산업폐기물 ( 목질계, 주정박등 ) 으로부터바이오에탄올전환기술개발. 바이오액상연료의중소기업들은향후다음과같은제품개발계획을가지고있음. - 미세조류배양관련기반기술, 바이오디젤, 바이오에탄올. 또한바이오액상연료와관련하여아래와같은기술개발을추진할계획임. - 미세조류의대량생산기술, 오일팜에서효과적인 Product 및 sub-product 의추출및바이오디젤생산, 바이오디젤생산관련인프라구성및효율성증대기술개발. 4. 기술 ( 특허 ) 분석 17) 가. 기술동향분석 (1) 세계동향 바이오액상연료제품의대상특허 1,842건에대한각국가의연도별출원동향을살펴보면, 전반적으로최근까지꾸준한출원이이루어지고있으며미국이가장많은특허를보유하고있음 - 출원규모에있어서는미국이 927(50%) 로가장높은점유율을나타내며, 이어서일본이 460(25%), 한국 336(18%), 유럽 119(7%) 의특허점유율을나타냄 - 한국과미국의경우 2007년이후꾸준한특허출원건수를유지하고있으며, 일본은출원감소를보이고있음 17) 최근 6 년간 (2007 년 1 월 ~ 2013 년 8 월 ) 공개된해외특허 ( 일본, 미국, 유럽공개특허및미국등록특허 ) 와국내특허 ( 국내공개특허 ) 를대상으로함 년이후전체출원건수가감소추세를보이고있는데, 이는출원일로부터 18 개월이후공개한다는특허공개제도에의한현상임

57 전략제품 [ 바이오액상연료제품의국가 연도별출원동향 ] 바이오액상연료제품의해외특허주요출원인의출원현황을살펴보면, 전체적으로미국특허의비중이높고미국국적의출원인의활동이두드러지는것으로분석됨 [ 해외특허주요출원인의출원현황 ]

58 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오액상연료 - 미국의경우자국국적출원인에의한출원이활발하며, 특히 Xyle(US) 과 Uop(US) 의출원이많음. 일본의경우 Jxnipponoilenergy(JP) 가최상위출원인으로나타나며, 유럽은 Petroleobrasileirosapetrobr(BR) 가출원을주도하는것으로분석됨 (2) 국내동향 바이오액상연료제품의국내특허출원동향을살펴보면, 출원건수는 2010년까지매년증가하다가 2011년이후감소추세 18) 를보이고있고, 내국인출원비율은최근 80% 이상으로증가함 - 국내전체특허의내외국인비율은한국인이 68%, 외국인 32% 로한국인의특허출원비율이높아기술자립도가높은것으로분석됨 [ 연도별국내출원동향및연도별내국인 / 출원인출원비율 ] 18) 출원일로부터 18 개월후공개한다는특허공개제도에의한일시적인현상으로판단

59 전략제품 - 출원인을구분하면해외출원인의특허비율이 31% 로가장높았고, 대학 / 연구소 / 공공기관이 30%, 중소기업 19) 의특허비율이 17%, 개인이 15%, 대기업 20) 이 7% 로분석되어, 바이오액상연료분야는해외출원인및연구기관에의한특허출원이많은분야임 바이오액상연료제품의국내주요출원인현황을살펴보면, 대학 / 연구소 / 공공기관이대기업과중소기업보다활발한특허출원활동을나타내고있는것으로조사되었으며, 대학 / 연구소 / 공공기관인한국에너지기술연구원 (KR) 이 14건으로최다출원을기록하고있으며, 대기업은에스케이에너지 (KR) 가 5건으로최다출원을기록하고있음. 중소기업은이엔에프씨 (KR) 가최다출원인으로나타남 [ 국내주요출원인의출원현황 ] 19) 유가증권 / 코스닥상장기업및외부감사법인을대상으로한매출액기준 1,000 대기업 ( 대기업으로정의 ) 외기업 20) 유가증권 / 코스닥상장기업및외부감사법인을대상으로한매출액기준 1,000 대기업을기반으로분류하였으며, 부분적으로 KISLINE( NICE 신용평가정보 ) DB 정보이용

60 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오액상연료 (3) 국가별기술수준분석 미국특허에나타나는특허의피인용지수 ( 평균 CPP 21) ) 및기술력지수 ( 평균 TS 22) ) 를이용하여국가별기술수준을살펴보면, CPP값이높을수록타특허에서의인용되는수가많아기술적원천성이높다고판단되고, TS값이높을수록기술경쟁력이높다고판단되므로, 미국은원천성 / 기술경쟁력이모두평균이상으로분석되어, 바이오액상연료분야에서상대적으로기술수준이우수한국가로판단됨 [ 국가별 CPP/TS] - 핀란드, 브라질, 프랑스는 TS값이평균이하로기술경쟁력이낮은편이나, CPP값이평균보다높은것으로나타나기술원천성이높은국가로분석됨 나. 기술군도출 바이오액상연료전략제품의특허와논문유효데이터 ( 특허 1,357건 23), 논문 4299건 24) ) 를대상으로데이터마이닝기법 (Scientometrics 기법 ) 을통해클러스터링된키워드의연관성을바탕으로요소기술후보군을도출함 21) 피인용도지수 (CPP : Cites per Patent) : 다른특허에의해피인용 (Forward Citation) 된평균횟수. 피인용지수가높을수록기술의원천성이높음을의미인용한특허의수 (Forward Citation) CPP = 전체등록특허건수 22) 기술력지수 (Technology Strength) : 양적평가인특허건수를질적평가로보는인용빈도에의해가중치를부여한평가로, 특허의인용빈도를통해측정되는기술품질가중치지수임. 이값이클수록해당국가의기술력이높음을의미함 TS = 국가별평균피인용도 특허건수 23) 2007년 01월 01일부터 2013년 08월 05일까지출원된미국, 일본, 유럽특허대상 (Wintellips DB) 24) 2007년 01월 01일부터 2013년 08월 05일까지발행된논문대상 (SCOPUS DB)

61 전략제품 또한바이오액상연료전략제품의특허데이터기반의특허분류세분화분석을통해데이터마이닝으로누락될가능성이있는요소기술후보군을추가도출함 (1) 특허및논문을이용한키워드클러스터링 바이오액상연료의특허및논문유효데이터를이용하여키워드클러스터링을통하여 13개의요소기술을도출함 - 제품별 dataset 구축 : 바이오액상연료관련특허 / 논문데이터를추출하여노이즈제거후제품별 dataset 구축 - 1차클러스터링 : 키워드맵을통한고빈도키워드확인 - 빈도수 (tf-idf) 25) 가상위 33% 에해당하는키워드를대상으로 1차추출 - 2차클러스터링 : 1차클러스터링에서추출된고빈도키워드사이에서고연관도키워드를 2차추출 ( 고연관도기준은연관도수치 26) 가 2이상인클러스터로제한 ) 다음그림은각키워드를나타내는원과키워드사이의연관도를나타내는선으로이루어진키워드간네트워크를나타냄 - 키워드가특허와논문중어떤데이터에서도출되었는지원의색으로구분하였으며, 키워드클러스터는황색음영으로표시하여시각화하였음 - 키워드를나타내는원은고빈도의키워드일수록크기가큰원으로나타내었으며, 연관도를나타내는선은키워드사이의연관도수치가높을수록굵게나타남 [ 바이오액상연료에대한키워드클러스터링 ] 25) 빈도수 (tf-idf): 각키워드가출현되는특허또는논문수를의미 26) 연관도수치 : 두개이상의키워드사이의특허또는논문수를의미

62 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오액상연료 키워드도출 No. 해당키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 01 diesel engine, biodiesels DIESEL ENGINE FUEL SYSTEM USING WASTE EDIBLE OIL, METHOD FOR UTILIZING THE SAME, AND DIESEL ENGINE AUTOMOBILE 2. BIODIESEL FUEL ENGINE SYSTEM AND METHOD OF DRIVING BIODIESEL FUEL ENGINE 3. FILTRATION DEVICE USED IN DIESEL ENGINE FUEL SYSTEM OF WASTE EDIBLE OIL 클러스터 02 esterification, methyl ester, fatty acid, free fatty acid METHOD FOR PRODUCING FATTY ACID ESTER 2. Esterification and deacidification of a waste cooking oil (TAN mg KOH/g) for biodiesel production 3. Free fatty acids esterification of waste cooking oil and its mixtures with rapeseed oil and diesel 4. Esterification of free fatty acids in Zanthoxylum bungeanum seed oil for biodiesel production by stannic chloride 클러스터 03 heterogeneous catalyst, solid catalyst Low-quality vegetable oils as feedstock for biodiesel production using k-pumice as solid catalyst 2. MnO and TiO solid catalysts with low-grade feedstocks for biodiesel production 3. Biodiesel production over Ca-based solid catalysts derived from industrial wastes 4. Biodiesel production in a rotating packed bed using K/γ-Al 2O 3 solid catalyst 클러스터 04 ethanol yield, ethanol production The effect of biomass moisture content on bioethanol yields from steam pretreated switchgrass and sugarcane bagasse 2. Effect of wheat gluten proteins on bioethanol yield from grain 3. METHOD FOR INCREASING ETHANOL YIELD FROM GRAIN 4. Airtight storage of moist wheat grain improves bioethanol yields 클러스터 05 fermentation process, saccharomyce s cerevisiae, sugar Use of biodiesel byproduct crude glycerol as the carbon source for fermentation processes by recombinant Pichia pastoris 2. Real-time monitoring of fermentation process applied to sugarcane bioethanol production 3. Production of fuel ethanol and methane from garbage by high-efficiency two-stage fermentation process 4. Use of biodiesel byproduct crude glycerol as the carbon source for fermentation processes by recombinant Pichia pastoris 클러스터 06 gasoline, biofuels Green gasoline by catalytic fast pyrolysis of solid biomass derived compounds. 2. Bio-ethanol production to be blended with gasoline: Improvements in energy use by adsorption 3. Production of gasoline and diesel fuels from bio-materials 클러스터 07 microalgae,bi ofuels Methods of downstream processing for the production of biodiesel from microalgae 2. Biodiesel production from microalgae 3. Marine microalgae selection and culture conditions optimization for biodiesel production 클러스터 08 클러스터 09 wheat straw, rice straw, ethanol production soybean biodiesel, soybean oil 클러스터 10 synthesis gas Pretreatment and fractionation of wheat straw for production of fuel ethanol and value-added co-products in a biorefinery 2.Improved enzymatic hydrolysis of wheat straw by combined use of gamma ray and dilute acid for bioethanol production 3. Utilization of hydrothermally pretreated wheat straw for production of bioethanol and carotene-enriched biomass 4. Efficient conversion of rice straw to bioethanol using sodium carbonate pretreatment 1. Anti-oxidation stability and its mechanism of soybean biodiesel 2. Biofuel production in Argentina: Factors and challenges of soybean biodiesel 3. Biodiesel production from mixed soybean oil and rapeseed oil 1. Ethanol production from the biological fermentation of synthesis gas 2. METHOD FOR METHANOL SYNTHESIS USING SYNTHESIS GAS GENERATED BY COMBINED REFORMING OF NATURAL GAS WITH CARBON DIOXIDE 3. Methods of higher alcohol synthesis

63 전략제품 (2) 분류를이용한기술트리 바이오액상연료전략제품의유효데이터의 IPC 27) 를대상으로특허분류체계별특허분포를파악하고상위 30위에대하여기술트리 28) 를구축하여키워드클러스터링을통한요소기술도출에서누락가능성이있는추가적인요소기술을도출함 27) 국제특허분류코드 : 특허분류체계를국제적으로통일시킬목적으로체결된 국제특허분류에관한스트라스부르그 (Strasbourg) 협정 에따라세계지식재산권기구 (WIPO) 가 1975 년 10 월에제정한기술분야별분류기호 28) IPC 의메인그룹데이터에대하여상위 30 위까지를대상으로함

64 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오액상연료 (3) 전문가기반의요소기술도출 바이오액상연료의유효데이터에대하여키워드클러스터링결과와 IPC 분류로도출된기술트리를참조하여전문가의검증을통하여최종요소기술을도출함 요소기술도출 No. 요소기술명도출방식키워드 /IPC 요소기술 01 바이오디젤활용엔진시스템관련기술키워드클러스터링 diesel engine, biodiesels 요소기술 02 유지 / 폐유지의바이오디젤전환기술키워드클러스터링 esterification, methyl ester, fatty acid, free fatty acid 요소기술 03 바이오디젤생산용고체촉매개발기술키워드클러스터링 heterogeneous catalyst, solid catalyst 요소기술 04 목질계원료의에탄올전환 ( 전처리 / 당화 ) 공정기술 키워드클러스터링 ethanol yield, ethanol production 요소기술 05 폐글리세롤 ( 부산물 ) 전환 ( 정제 / 발효 ) 공정기술 키워드클러스터링 fermentation process, saccharomyces cerevisiae, sugar 요소기술 06 목질계원료의바이오가솔린전환 ( 급속열분해등 ) 기술 키워드클러스터링 gasoline, biofuels 요소기술 07 미세조류로부터오일생산공정기술키워드클러스터링 microalgae,biofuels 요소기술 08 목질계에탄올발효부산물활용을위한바이오리파이너리기술 키워드클러스터링 wheat straw, rice straw, ethanol production 요소기술 09 바이오디젤의물성개선 ( 첨가제 / 블렌딩 ) 기술키워드클러스터링 soybean biodiesel, soybean oil 요소기술 10 합성가스의에탄올발효기술키워드클러스터링 synthesis gas 다. 기술지수분석 (1) 기술성장성분석 바이오액상연료제품의요소기술별최신특허비율 29) 및 PFS 30) 을살펴보면, 요소기술04의경우최신특허비율이평균이며 PFS값이평균이상으로최근기술개발이활발하며, 해외시장확보를위한경쟁이치열한분야로예상됨 29) 최신특허비율 : 전체유효특허중에서 2009 년 ~2013 년출원된특허를최신특허로정의 최신특허비율 = 2009 년 ~2013 년출원특허전체유효특허 30) 시장력지수 (PFS : Patent Family Size) : 하나의특허에대하여각국가마다특허권을인정받기위해각국가마다특허를출원하여등록 ( 속지주의원칙 ) 받아야하는데각국가마다출원된특허를패밀리특허 (Family Patent) 라하며, 상업적이익또는기술경쟁관계에있을경우해외에특허를출원하므로, 패밀리특허수가많을때에는특허를통한시장성이크다고판단되어시장확보력이큼을의미 PFS = 해당요소기술의평균패밀리특허국가수전체유효건의평균패밀리특허국가수

65 전략제품 [ 요소기술별 PFS/ 최신특허비율 ] - 요소기술02와요소기술05, 요소기술09, 요소기술10은최신특허비율이평균이하이나 PFS값이평균이상으로해외시장확보력이높은기술분야로분석되고, 요소기술06, 요소기술07, 요소기술08은 PFS값이평균이하로패밀리특허수가적어해외시장확보력이낮은편이나, 상대적으로최근기술개발이높은분야로분석됨 (2) 기술수준분석 기술수준분석은미국특허에나타나는특허의인용관계 ( 평균 CPP 31) ) 및경쟁력정보 ( 평균 TS 32) ) 를이용하여각요소기술별원천성 / 기술경쟁력을살펴보면, 원천성 / 기술경쟁력이모두평균보다높은요소기술은요소기술07로나타나상대적으로기술수준이우수한것으로분석되어기술적인면에서중요한분야로판단됨 31) 피인용도지수 (CPP : Cites per Patent) : 다른특허에의해피인용 (Forward Citation) 된평균횟수. 피인용지수가높을수록기술의원천성이높음을의미인용한특허의수 (Forward Citation) CPP = 전체등록특허건수 32) 기술력지수 (Technology Strength) : 양적평가인특허건수를질적평가로보는인용빈도에의해가중치를부여한평가로, 특허의인용빈도를통해측정되는기술품질가중치지수임. 이값이클수록해당국가의기술력이높음을의미함 TS = 국가별평균피인용도 특허건수

66 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오액상연료 [ 요소기술별 CPP/TS] - 요소기술03, 요소기술10은 TS값이평균이하이지만 CPP가평균이상으로나타나, 기술적으로인용되고있으나타기술군에비해상대적으로경쟁력은낮은기술군으로판단됨 - 요소기술02, 요소기술04는 TS값이평균이상이지만 CPP가평균이하로나타나, 타기술군에비해상대적으로경쟁력은높으나기술적으로인용도는낮은기술군으로판단됨 (3) 중소기업적합성분석 중소기업적합성분석은한국특허를대상으로진행하였으며, 각요소기술별중소기업의기술개발참여정도를판단함에따라국내중소기업의진출이용이한요소기술후보군을선별함 - 요소기술05와요소기술08은각 50% 와 33.33% 의중소기업출원비율을보여타기술요소보다중소기업의출원이용이한분야로나타나며, 중소기업개발규모가상대적으로높은분야로판단됨 - 중소기업출원인비율역시요소기술05와요소기술08이각 47.06% 와 33.33% 로타기술요소보다높게나타나, 상대적으로중소기업의참여도가높은분야로나타남 - 종합적으로살펴보면, 요소기술05과요소기술08 분야가중소기업출원비율과중소기업출원인비율이상대적으로높아국내중소기업의진출이용이한전략제품군으로판단됨

67 전략제품 [ 중소기업적합성분석 ] 요소기술 No. 요소기술명 국내특허중소기업특허건수출원인수특허건수출원인수 중소기업출원비율 33) 중소기업출원인비율 34) 요소기술 01 바이오디젤활용엔진시스템관련기술 1 1 0% 0% 요소기술 02 유지 / 폐유지의바이오디젤전환기술 % 17% 요소기술 03 바이오디젤생산용고체촉매개발기술 % 12% 요소기술 04 요소기술 05 요소기술 06 목질계원료의에탄올전환 ( 전처리 / 당화 ) 공정기술 폐글리세롤 ( 부산물 ) 전환 ( 정제 / 발효 ) 공정기술 목질계원료의바이오가솔린전환 ( 급속열분해등 ) 기술 % 17% % 47% 1 1 0% 0% 요소기술 07 미세조류로부터오일생산공정기술 % 14% 요소기술 08 요소기술 09 목질계에탄올발효부산물활용을위한바이오리파이너리기술 바이오디젤의물성개선 ( 첨가제 / 블렌딩 ) 기술 % 33% % 15% 요소기술 10 합성가스의에탄올발효기술 8 8 0% 0% [ 특허분석종합평가표 ] 요소기술 특허건수 최근특허비율 기술성장성분석기술수준분석중소기업적합성 PFS 종합평가 35) CPP TS 종합평가 36) 출원비율 출원인비율 종합평가 37) 요소기술 % 4.11 下 下 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 4.74 中 中 15.45% 17.86% 中 요소기술 % 4.33 下 中 20.00% 12.50% 中 요소기술 % 5.18 上 中 11.48% 17.95% 中 요소기술 % 5.70 中 下 50.00% 47.06% 上 요소기술 % 3.44 中 下 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 3.31 中 上 14.29% 14.29% 下 요소기술 % 4.40 中 下 33.33% 33.33% 上 요소기술 % 4.79 中 下 15.15% 15.38% 下 요소기술 % 6.94 中 中 0.00% 0.00% 下 33) 중소기업출원비율 : 국내에서출원된전체특허중에서중소기업에의해출원된특허비율 34) 중소기업출원인비율 : 국내에서출원한전체출원인중에서중소기업출원인의비율 35) 기술성장성분석종합평가기준 : 최근특허비율과시장확보지수가모두평균이상 ( 上 ), 모두평균미만 ( 下 ), 그외 ( 中 ) 36) 기술수준분석종합평가기준 : 인용도지수와기술력지수가모두평균이상 ( 上 ), 모두평균미만 ( 下 ), 그외 ( 中 ) 37) 중소기업적합성평가기준 : 중소기업출원비율 / 출원인비율이모두평균이상 ( 上 ), 모두평균미만 ( 下 ), 그외 ( 中 )

68 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오액상연료 5. 요소기술후보군 [ 요소기술후보군 ] 구성요소요소기술출처 원소재촉매생산공정정제기타 (Alc) 섬유질계원료의전처리기술 (Alc) 해조류의전처리 / 당화기술 (Diesel) 바이오디젤분리정제기술 (Diesel) 미세조류로부터지질추출기술 (Diesel) 바이오디젤원료전처리기술개발 (Alc) 효소 ( 셀룰라제, 자일라나제등 ) 의양산공정기술 (Alc) 미생물의효소생산성향상기술 (Alc) 오탄당, 육탄당동시발효균주개량기술 (Alc) 알코올발효균주의생산성개선기술 (Alc) 부탄올균주개량기술 (Diesel) 고체촉매개발 / 저가화기술 (Diesel) 생물촉매양산기술 (Diesel) 효소고정화기술 (Diesel) 수첨바이오디젤용촉매기술 (Alc) 당질계원료 ( 사탕수수, 사탕무, molasses 등 ) 의에탄올전환공정기술 (Alc) 전분질계원료 ( 옥수수, 카사바및고구마, 감자등 ) 의에탄올전환공정기술 (Alc) 목질계원료 ( 나무, 볏짚, 억새등 ) 의에탄올전환공정기술 (Alc) 동시당화발효공정기술 (Alc) 해조류당의알코올전환공정기술 (Alc) 화학촉매에의한부탄올전환기술 (Diesel) 유지 / 폐유지의바이오디젤전환공정기술 (Diesel) 유리지방산의에스테르화기술 (Diesel) 바이오디젤연속생산공정기술 (Diesel) 초임계바이오디젤공정기술 (Diesel) 수소첨가 ( 수첨 ) 바이오디젤생산공정기술 (Diesel)Microwave 바이오디젤공정기술 (Diesel) 바이오디젤플랜트모듈화기술 (Alc) 합성가스의에탄올발효기술 (Alc) 발효저해물질정량화및제거기술 (Alc) 저농도알코올의분리 / 정제기술 (Alc) 고농도알코올의탈수기술 (Diesel) 글리세롤정제기술 (Alc) 발효부산물의활용기술 (Diesel) 부산물 ( 글리세롤 ) 전환 / 활용기술 (Diesel) 바이오디젤물성개선 ( 첨가제 / 블렌딩, 산화안정성 ) 기술 (Diesel) 저온유동성개선첨가제기술 (Diesel) 바이오디젤활용엔진시스템관련기술 논문, 니즈특허, 논문, 니즈논문, 특허특허니즈논문논문, 특허논문, 특허특허특허특허논문, 특허논문, 특허논문, 특허논문, 특허논문, 특허특허, 논문, 니즈특허특허, 니즈논문, 특허논문, 특허논문, 특허논문, 특허, 니즈논문논문, 특허논문논문, 특허특허논문논문, 특허논문특허특허논문, 특허논문특허

69 전략제품 6. 핵심기술선정 전략제품관련한특허기술의클러스터링을통해도출된요소기술을시장동향, 기술동향을고려하여, 전문가의합의로요소기술을조정함. [ 요소기술조정결과 ] 구성요소요소기술출처 원소재 생물촉매 바이오알코올생산공정 목질계원료의연속전처리장비개발해조류의전처리 / 당화기술 고활성효소 ( 셀룰라제, 자일라나제등 ) 의양산공정기술미생물의효소생산성향상기술고활성오탄당, 육탄당동시발효균주개발알코올발효균주의생산성개선기술부탄올균주개량기술 당질계원료 ( 사탕수수, 사탕무, molasses 등 ) 의에탄올전환공정기술전분질계원료 ( 옥수수, 카사바및고구마, 감자등 ) 의에탄올전환공정기술섬유질계원료 ( 나무, 볏짚, 억새등 ) 의에탄올전환공정기술동시당화발효공정기술해조류당의알코올전환공정기술화학촉매에의한부탄올전환기술 특허, 기업니즈, 전문가 특허, 기업니즈 특허, 전문가특허 특허, 전문가특허특허 특허 특허 특허, 기업니즈특허특허, 전문가특허 발효저해물질정량화및제거기술 특허 정제 저농도알코올의분리막장치개발 특허 무수알콜제조용분리막소재 특허, 전문가 부산물활용 발효부산물로부터유용물질추출및활용기술 특허, 전문가 도출된요소기술의범위와수준, 중소기업적합성과시급성등을고려하여요소기술을보완함. - 선정위원회를통해필요에따라요소기술명칭을일부수정하였고, 중복된요소기술은통합하고반드시필요한기술을추가함. - 부산물의활용의경우정제도포함되어야하므로 발효부산물로부터유용물질추출및활용기술 로재명명함. 핵심기술선정 - 조정된요소기술과기술 시장동향분석및기업니즈조사결과를기반으로핵심기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술선정 - 핵심기술선정은기술성 (10), 시장성 (10), 중소기업성 (10), 정책적부합성 (5) 을고려하여평가됨. 기술성은기술성장성 (5), 기술수준 (5) 으로, 시장성은시장규모 (5), 시장성장성 (5) 으로, 중소기업성은중소기업참여정도 (5) 및중소기업진입장벽 (5) 정도를고려하여평가

70 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오액상연료 [ 핵심기술선정결과 ] 공급망또는중분류 핵심기술 목질계원료의연속전처리장비기술 바이오알콜 전분질계원료의연속에탄올전환공정기술 고농도알코올탈수설비기술 바이오디젤생산용고체촉매양산설비기술 바이오디젤 바이오디젤플랜트모듈화기술 부산물 ( 글리세롤 ) 전환 / 활용기술 바이오디젤물성개선첨가제기술 7. 로드맵기획 가. 연구개발목표설정 [ 선정된핵심기술에대한연구목표 ] 공급망또는중분류 핵심기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 목질계원료의연속전처리장비기술 당수율 80% 85% 90% 이상 90% 이상 바이오알콜 전분질계원료의연속에탄올전환공정기술 에탄올수율, 생산성 (g/l-h) 80%, 1.5 < 85%, 2.0 < 88%, 2.5 < 88%, 2.5 이상 고농도알코올탈수설비기술 탈수비용 ( 원 /L 에탄올 ) < 17 < 15 < 이하 바이오디젤생산용고체촉매양산설비기술 촉매생산용량 (kg/ 일 ) < 10 이상 바이오디젤플랜트모듈화기술 모듈화플랜트설계자료 ( 톤 / 년 ) 단위공정설계 모듈화기술개발 상용공정설계기술 (50,000 톤 / 년 ) 상용공정설계기술 (50,000 톤 / 년 ) 바이오디젤 부산물 ( 글리세롤 ) 전환 / 활용기술 고부가제품화 정제기술개발 제품화기술개발 실증및시제품생산 (1,000 원 /kg 이상 ) 실증및시제품생산 (1,000 원 /kg 이상 ) 바이오디젤물성개선첨가제기술 시제품생산 요소기술확보 제품화기술개발 시제품생산 (30,000 원 /kg 이하 ) 시제품생산 (30,000 원 /kg 이하 )

71 전략제품 나. 로드맵작성

72 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오가스 바이오가스 1. 개요 - 정의 : 바이오가스는생물학적방법으로유기성폐기물을혐기성미생물로소화하여제조하는메탄을주성분으로하는가스이며, 바이오매스합성가스는열화학적방법으로가스화하여수소및일산화탄소를주성분으로하는가스제품임. - 범위 : 바이오가스및바이오매스합성가스제조기술에는유기성폐기물전처리설비, 혐기성소화조 ( 생물학적방법 ), 가스화기 ( 열화학적방법 ), 정제설비, 에너지화 ( 연료, 전기등 ) 설비를포함함 가. 정의및필요성 바이오가스는생물학적방법으로유기성폐기물을혐기성미생물로소화하여제조하는메탄을주성분으로하는가스이며, 바이오매스합성가스는열화학적방법으로가스화하여수소및일산화탄소를주성분으로하는가스제품임. [ 바이오매스의생물학적 열화학적가스화 ] 생물학적바이오가스제조기술은유기성폐기물 ( 음식쓰레기, 축분등 ) 또는매립지에서의유기물이젖은상태에서혐기성미생물로소화되면가수분해, 유기산생성, 환원단계를거치면바이오가스가생성되고, 이를발전, 연소열공급, 정제하여도시가스, 자동차용연료등으로사용할수있음. 생물학적바이오가스제조기술은산소가없는상태에서혐기성소화에분해가능한유기물을메탄으로전환한다는의미에서메탄발효라고도함

73 전략제품 [ 가스화반응원리 ( 생물학적 )] 열화학적바이오매스합성가스제조기술은사용하는원료및최종적으로얻고자하는물질종류에따라서다양한기술이사용되고있음. 대체로바이오매스종류에관계없이모든탄화수소물질로부터합성가스 (CO, H2) 를생성할수있고, 이를원하는형태의제품으로전환하여사용할수있음. 가스화원료가되는바이오매스로는섬유소식물체 ( 목질계, 볏짚등 ) 와메탄가스를생성하는유기성폐기물 ( 음식쓰레기, 축분등 ) 이있음. 열화학적전환기술은인류가오랜기간동안이용해온에너지이용방식으로연소, 열분해, 가스화, 액화등이포함되며열, 전기, 가스, 메탄올, 디젤등의다양한제품들을얻음. [ 바이오매스의열화학적전환기술 ]

74 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오가스 가장널리이용되는연소법은주로열을생산하는목적으로이용되며, 전기생산효율을향상시키거나화학물질및다양한제품생산을염두에두는경우에는일산화탄소와수소를생산하는가스화기술이각광을받고있음. [ 가스화반응원리 ( 열화학적 )] 가스화공정은건조, 탈휘발, 연소, 가스화등이순차적또는동시에일어나는복합반응공정으로고체탄화수소물질들을가스상물질들로전환시킴. 다양한바이오매스자원들로부터친환경적방법으로합성가스를생산하고수소부터합성디젤까지다양한에너지자원을생산할수있는복합공정기술로서자국내에서원료를얻을수있어에너지자립과에너지안보를향상시키는핵심기술임. 나. 범위및분류 ( 바이오가스관점 ) 바이오가스기술의범위는혐기소화공정기술 ( 전처리, 소화조, 가스포집 ), 바이오가스정제기술, 가스자원화기술 ( 연료, 전력, 열 ) 을포함. 바이오가스설비산업의가치공급사슬은다음과같음. [ 바이오가스설비산업의가치공급사슬과업체 ] 기술항목 공정 ( 시공 ) 공정업체수 기자재 / 설비 업체수 설계 총괄설계 설계자 3 수집운반 수집, 운반, 공급 지자체 용기, 운반구 - 전처리 파쇄, 이송, 선별 업체 20 분쇄, 선별기 업체 1 혐기성소화 교반, 가열, 입출 업체 20 소화조용기 업체 4 가스포집, 정제 제습, 탈황, 저장 업체 20 가스홀더, 정제 업체 1 가스자원화 연료, 전력, 열 업체 20 가스엔진등 업체 5 후처리 퇴비화, 정화처리 업체 20 고액분리기등 업체 15 운영 공정운전, 관리 지자체 18 자료 : 환경산업기술원 (KEITI), 환경산업주요업종현황분석및발전방안 ( 전문가회의자료 )

75 전략제품 ( 합성가스화기관점 ) 공정은가스화기의운전형태에따라서고정층 (Fixed bed), 이동층 (Moving bed), 유동층 (Fluidized bed), 분류층 (Entrained bed) 등을포함. [ 바이오매스합성가스화반응기의종류 ] ( 공급망관점 ) 바이오가스화는생물학적분해가능한유기성폐기물, 전처리설비, 혐기성소화조, 가스내오염물질을재거하는정제설비, 에너지화 ( 연료, 전기등 ) 설비으로구성됨. - 바이오합성가스화는가스화반응에참여하는바이오매스, 산소, 증기등을주입하는전처리설비, 가스화반응이일어나는가스화기, 합성가스내의오염물질들을제거하는정제설비, 합성가스로부터전력, 수소, 메탄올, 액체연료등을생산하는전환설비등으로구성됨. [ 바이오가스화공정예 ]

76 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오가스 [ 바이오합성가스화공정예 ] [ 바이오가스 / 합성가스분류관점의범위 ] 대분야중분야세부제품 바이오매스가스화 바이오가스 바이오매스합성가스 전처리설비, 혐기성소화조, 정제설비, 에너지화설비 전처리설비, 가스화기, 정제설비, 전환설비 [ 공급망단계별주요제품분류 ] 대분야중분야세부제품 바이오가스 / 바이오매스합성가스 전처리설비가스제조설비가스정제설비에너지화설비 분쇄기, 선별기, 건조기정량공급장치, 혐기성소화조, 가스화기집진, 촉매분해, 흡착공정, 분리막, 증류등가스엔진, 발전기, 열교환기 따라서, 바이오매스가스화의범위는 - 바이오가스의생산과사용에필요한공정기술과함께 - 바이오합성가스화를위한고정층, 유동층, 분류층등을모두포함하는반응기술영역이며, - 공급망기준으로바이오매스전처리, 가스화기, 정제설비, 에너지화설비등의전영역, - 기술적으로는바이오매스의건조및고온공기를주입하는전처리기술, 고정층, 유동층, 순환유동층등의가스화기, 혼합연료이용을위한복합가스화기, 고순도정제설비등의가스화반응을위한단위공정뿐만아니라, 가스엔진, 수성가스전환반응, FT 전환공정이포함된전환공정및바이오정제기술까지포함

77 전략제품 2. 산업및시장분석 - 신재생에너지의확대적용에따른고효율가연성폐기물의에너지화기술의요구증대됨에따라, 바이오매스가스를이용한발전및수송용분야로응용범위가확대되고있음. - 가연성폐기물뿐만아니라바이오매스까지의복합폐기물을대상으로한가스화기술과함께생산가스로부터고부가가치의연료를회수활용하고자하는기술이활발히개발되고있음 - 국내의경우 2020 년까지현재가용량이모두관련시설로처리된다고보면년평균약 4,400 억원의잠재시장이형성되리라예측되고있음. - 일본, 캐나다및 EU 에서는폐기물및바이오매스를활용하여합성가스생산및합성가스의고부가가치연료인고순도수소, 일산화탄소를생산하여다양한석유화학계연료를대체하는상용플랜트를보급하고있음. 가. 니즈분석 (1) 바이오가스부문 가격경쟁력요구 시장니즈 1 : 유기성폐기물의수집, 처리체계기술 축산분뇨는저비용설비와운영용이성, 소화액농지살포및유기농연계가필요하며소규모저비용설비의개발적용이필요함. 음식물쓰레기, 폐수의분리수거, 하수슬러지와의병합소화및소화액의하수혹은폐수처리장연계가필요하며대규모고성능설비의개발적용이필요함. 가격경쟁력요구 시장니즈 2 : 혐기소화공정기술력향상 원료수급개선 ( 병합소화, 탄소원추가 ), 전처리 ( 파쇄및선별 ) 공정개선을통한바이오가스수율향상 농지살포, 하수처리장연계, 정화처리기술개선을통한소화액후처리저비용화 바이오가스활용기술 ( 열병합발전, 가스정제이용 ) 최적화를통한바이오가스생산공정의경제성향상 원료특성별공정기술의특화즉축산분뇨처리를위한소규모저비용설비, 그외생활폐기물을처리대상으로한대규모고성능통합설비기술의정착

78 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오가스 (2) 바이오매스가스화부문 가격경쟁력요구 시장니즈 1 : 중소형바이오매스가스화 국내의바이오매스자원량과건축폐목재, 생활폐목재, 산업가공폐목재등도지속적으로증가하므로, 친환경적으로처리할수있는기술개발이필요함 국내의바이오매스가스화기술개발은수집비용이대폭증가하지않는규모로개발이진행되어야하며국내바이오매스자원의특성을고려한전처리공정, 가스화기설계등이필요함. 타르발생량의저감및대처요구 시장니즈 2 : 저타르발생가스화기및저비용타르개질기 정부의녹색성장정책에따라바이오매스가스화기에대한수요가증가하고있으나높은타르발생량은가스화기의효율을낮추고안정적인조업을가로막는장벽임. 타르발생량을저감시킬수있는가스화기의설계및제작을통해가스화기에대한신뢰도및효율향상과가스엔진, FT 공정등과같은합성가스응용공정의이용을위해타르를개질함으로써합성가스의양을증가시키고공정의효율을증가시키는기술이필요함. 안정적인국산공정의부재 시장니즈 3 : 바이오매스가스화공정의국산화및핵심기술확보 유럽은바이오매스연소에서확대되어바이오매스가스화공정기술을확보하고있으며, 펠렛연료생산, 건조, 합성가스정제등의핵심요소기술들도확보하고있으나높은비용으로인해중소형가스화기개발에적용하기어려움. 바이오매스가스화기의설계및제작, 타르제거기술, 중소형바이오매스가스화공정연계등의핵심공정기술들의국산화를통해단가절감뿐만아니라, 소싱기업다변화를통해수급불안정성해소필요. [ 산업시장수요분석및시장니즈 ] 요인 - 가격경쟁력요구 - 타르발생량저감및대처요구 - 안정적인국산공정의부재 Needs - 중소형규모의바이오매스가스화공정 - 저타르발생가스화기및타르개질기술 - 바이오매스가스화공정의국산화및핵심기술확보

79 전략제품 [ 바이오가스 / 합성가스분야의 PEST 분석 ] 구분주요이슈단기 (3 년이내 ) 중장기 (4 년이상 ) 비고 정치 (P) 경제 (E) 사회 (S) 기술 (T) 촉진 국가에너지기본계획및온실가스감축의무정책 상 중 하 상 중 하탄소중립연료이용기술 저해정부인센티브부족 상 중 하 상 중 하 촉진 저해 탄소세및신재생에너지의무부담부여 낮은전기등에너지비용단가제도 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 정부의적극적유도정책진행예상 발전사의무사항, 열판매도 RPS 에포함예정 전력요금현실화정책기대 촉진에너지자원화인식증대 상 중 하 상 중 하지자체등의관심증가 저해 촉진 슬러지등바이오자원화시설설치기피의식 원천적인국산화기술개발필요 상 중 하 상 중 하 바이오가스생산플랜트설치문제 상 중 하 상 중 하플랜트산업화 / 수출 저해상용화제품기술개발 상 중 하 상 중 하 국내개발기술의최적화및운영기술확보필요 나. 산업특징및구조 국내뿐만아니라해외가스화시장이급성장하고있으며, 바이오매스가스의고부가가치연료생산기술이개발되어상용화되고있음. 폐기물에너지화기술별신재생에너지보급기여도전망으로부터 2020년 238,632 TOE/ 년의신재생에너지보급기여도를달성하기위해서는국내고유모델의바이오매스가스화합성가스연료회수전체시스템기술개발이시급히진행되어야함 바이오가스화기술은가연성폐기물뿐만아니라바이오매스및저급연료를모두활용할수있으므로다양한폐기물을복합적으로이용하는복합폐기물을대상으로한가스화기술과함께합성가스로부터고부가가치의연료를회수활용하고자하는기술이활발히개발되고있음 일본, 캐나다및 EU에서는폐기물및바이오매스를활용하여합성가스생산및합성가스의고부가가치연료인고순도수소, 일산화탄소를생산하여다양한석유화학계연료를대체하는상용플랜트를보급하고있음 [ 바이오가스 / 합성가스중심의연관산업구조 ] 후방산업바이오매스가스산업전방산업 폐기물전처리 엔지니어링, 기계, 자동화설비, 안전분석장비, 소화조, 가스엔진, 보일러, 화학공정 화학공정, 발전시스템, 수송연료

80 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오가스 [ 바이오가스 / 합성가스중심의 SWOT 분석 ] 강점 (Strength) - 화석에너지대체에따른온실가스저감효과 - 가스화기초연구다수수렴 - 바이오매스가스화는 2 차오염을획기적으로줄이면서합성가스를다양한형태의고부가가치연료로사용할수있는방법임 기회요인 (Opportunity) - 바이오매스에대한친환경적인에너지화방법의필용성대두 - 정부의적극적인신재생에너지보급및확대정책 - 국제유가상승에의한폐기물에너지화에대한필요성인식 - 중국, 동남아, 중동등의새로운환경시장형성 약점 (Weakness) - 핵심적인원천기술및축적된노하우의부족 - 바이오매스가스의경우기존가스연료에비해경제성이취약함 ( 천연가스의경우셰일가스의출현으로가격이안정됨 ) - 합성가스터빈이나엔진사용경험부족 위협요인 (Threat) - 국제환경시장의경쟁심화 - 선진국의기술우위선점과지속적인기술개발 - 가스화기술의상용화에장기간소요 - 상용화단계까지의개발비용조달 - 바이오매스에너지의가치인정감소사회적분위기 ( 풍력, 태양전지등으로의연구비편중 ) 다. 시장현황 / 전망분석 ( 가 ) 바이오가스부문 유기성폐기물을활용한바이오가스생산 ( 매립지가스 (LFG) 포함 ) 은최근유기성폐기물의매립및해양배출규제, 기후변화협약, 에너지위기문제와맞물려관심이급등 유기성폐기물을소화하여바이오가스를생산하는공정은악취문제의효율적대처, 메탄 (CH 4, CO 2 의 21배에해당하는온실가스 ) 의대기방출억제에따른기후변화협약대응, 재생가능에너지생산, 소화잔재물의자원활용등의장점을가지고있음. 그럼에도불구하고국내에서는다음의이유로유기성폐기물이용바이오가스생산이용이활성화되지않고있음. - 유기성폐기물수집처리체계미흡 음식쓰레기퇴비화 (93%), 음폐수퇴비화 (60%), 해양투기 (40%) 일반화 축산분뇨퇴비화 (83.3%) 일반화 하수슬러지해양배출 (71%) 일반화 - 혐기소화공정기술력부족 높은설치및운영비용과운영관리미숙 소화액및잔재물 ( 소화퇴비 ) 의부적절한처리혹은정화비용부담 바이오가스의비효율적이용 ( 발전및도시가스화체계미흡 ) - 바이오가스생산이용의정책지원체계미흡 환경편익 ( 수질 해양오염, 온실가스저감, 청정에너지공급 ) 을고려한공세적정책의미흡 정부관리부처의분산 바이오가스시장창출및산업육성정책미성숙

81 전략제품 우리나라유기성폐기물의바이오가스화산업시장은우리나라유기성폐기물가용량을처리하기위한시설사업, 운영관리사업및바이오가스판매사업시장을포괄한것으로보기도함. 2010년에서 2020년에이르는 10여년간현재의가용량이모두관련시설로처리된다고보면년평균약 4,400억원의시장이형성되리라예측됨. 자료 : 신재생에너지 RD&D 2030, 전문가설문조사 (2008) [ 바이오가스산업시장전망 (LFG, 하수처리장바이오가스포함 )] 바이오가스산업시장은설비시공 건설사업시장, 운영관리사업시장 ( 반입비불포함 ), 바이오가스등생산물판매시장으로형성될것으로예측 2010년상기 3개시장합계는 3,500억원정도로추정되었고 2020년에는약 7,000억원 / 년의시장이형성될것으로추정되었음. 동기간년평균시장합계는 4,400억원 / 년임 ( 나 ) 바이오매스가스화부문 상위시장인폐기물에너지화시장보고서를바탕으로바이오매스가스화전체시장을추정하고자함. Global Waste to Energy Technologies Market 보고서에따르면폐기물에너지화시장은물리적기술시장, 열을이용한기술시장, 생물학적기술시장으로구분됨. 열을이용한폐기물에너지화시장은 2011년 161억 2400만달러규모로전체폐기물에너지화시장의약 70% 를차지하는것으로나타났고, 연평균성장률이 4.3% 인것으로파악됨

82 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오가스 물리적기술과생물학적기술을이용한폐기물에너지화시장은 2014년약 50억달러시장규모로예상되며열을이용한폐기물시장과비교해두시장모두 1/5 시장규모로파악되나연평균성장률은열을이용한폐기물에너지시장보다약 2배정도높은것으로판단됨. ( 단위 : 백만달러 ) 자료 : Markets and Markets , Global Waste to Energy Technologies Market [ 폐기물에너지화시장전망 ] 바이오매스의가스화및후처리공정에서는바이오매스특유의응축성유기물 ( 타르 ) 의제거와이의개질을통한가스화수율향상이기술개발의초점이되면서이를위한촉매연구가매우활발함. - 중국, 스웨덴, 이탈리아등에서바이오가스화에의한열병합발전이시도되고있음 국내의바이오매스자원량은지속적으로증가하고있으며바이오매스자원의특성을고려한전처리공정, 가스화기설계기술개발을통한시장진입과성장원동력을확보할필요가있음. 세계폐자원 바이오매스에너지시장은폐기물발생량중에너지화가능량을증가시키는것이핵심이며이는석유수입대체효과로경제성을평가할수있음. 고함수율유기성폐기물은석유수입대체효과가연간 2550만배럴, 목질계자원은 1,368만배럴에달하는것으로파악됨

83 전략제품 자료 : 신재생에너지기술전략지도, 2009 [ 바이오매스에너지자원량 ] 국내고형바이오연료시장은 2012년부터 RPS( 발전부문에서의신재생에너지의무사용 ) 가시행됨에따라발전소중심으로목질펠릿및우드칩수요가혼소용으로가파르게증가하고있음. 산림청은 2020년기준고형바이오연료 ( 목질펠릿 ) 500만톤보급목표를제시한바있으며이에따른시장규모는약 1조 2천억원에달할것임. 바이오매스를이용한가스화는열병합발전방식으로발전용량기준 500kWe~1MWe 규모에서개발되고있으며, RHO 시행에따라증가할것으로보임. 구분 [ 바이오가스 / 바이오매스합성가스시장현황및전망 ] 년도시장규모 ( 단위 : 억원 ) 성장률 (%) (2013~2017) 바이오매스고형연료 32,400 38,800 46,500 51,000 59, 세계시장 바이오가스 109, , , , , 합계 141, , , , ,000 바이오매스고형연료 1,600 1,840 2,100 2,400 2, 국내시장 바이오가스 합계 2,200 2,460 2,740 3,070 3,400 자료 : 바이오가스, 고형바이오연료시장 : 바이오 폐기물발전전략보고서 (2012)

84 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오가스 [ 공급망분석종합 ] 공급망단계 바이오가스 / 바이오매스합성가스 주요내용바이오가스바이오매스합성가스 주요제품 / 기술 해외기업 연료전처리, 메탄화반응기, 가스정제장치, 탈수장치, 협기페수처리장치, 가스엔진, 연료전지등바이오가스에너지화장치, 다양한연료를이용하는바이오가스제조장치등 Dranco, Wabio, Varlorga, Jysk biogas, Paques, BTA, Kompogas, Kruger A/S 바이오매스수거, 파쇄, 건조등전처리장치, 가스화기, 분진및타르제거장치, 회재회수장치, 가스엔진및연료전지등에너지발생장치, 배기가스처리장치등 Repotec, AHT, Ankur, GIEC, NOVO, Nexterra 등 국내기업 한솔이엠이, ( 주 ) 대우건설, 한라건설, 포스코건설, 태영 포스코건설, 효성, 환경관리공단 ( 주 ) 지앤지인텍, ( 주 ) 유니슨, ( 주 )DHM, 이지바이오삼양에코너지 ( 주 ), 대원 GSI, ( 주 ) 신텍등 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5 단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : ) 바이오가스의경우대기업, 중소기업이연구개발및시장진출을위해오랫동안노력해오고있으며, 바이오매스합성가스의경우에는최근가스화를통한가스엔진발전에대한기술완성도가향상되는단계에있음. 바이오가스의경우에는연료의다양화, 공정의장기적인신뢰성확보가관건이며, 바이오매스합성가스의경우에는바이오매스수요급증에따라, 연료확보전략이국가및기업차원에서마련되어야할시점임. 3. 기업니즈조사 바이오가스 / 바이오매스합성가스에종사하는중소기업의제품개발현황을조사한결과, 구체적으로다음과같은다양한제품을개발, 판매하고있음. - 바이오가스제조장치, 바이오가스불순물제거및정제장치, 바이오가스저장장치및보관용기, 연료전지연계기술, 유기성폐수의고효율메탄가스화기술, 바이오매스 ( 조류, 폐음식물, 축분외 ) 가스화기술, 가스엔진, 가스발전기, 소형무소음발전기, 수소가스정제기. 또한바이오가스 / 바이오매스합성가스와관련하여아래와같은기술개발을추진하고있음. - 바이오가스대량제조능력 (100~500 cm3/hr), 바이오가스불순물제거및정제 ( 가스순도 : 99% 이상 ), 바이오가스저장능력 (300,000~1,000,000 cm3/hr), 연료전지연계용합성가스제조장치개발, 저온활성화재생가능한메탄개질기개발

85 전략제품 바이오가스 / 바이오매스합성가스분야의중소기업들은향후다음과같은제품개발계획을가지고있음. - 바이오가스압축기, 수소가스정제기, 기체분리막을이용한매립가스분리 / 정제기술 또한바이오가스 / 바이오매스합성가스와과관련하여아래와같은기술개발을추진할계획임. - 합성가스조성조절용반응기개발, 기체분리막을이용한매립가스분리 / 정제기술, 저온활성화재생가능한메탄개질기개발. 4. 기술 ( 특허 ) 분석 38) 가. 기술동향분석 (1) 세계동향 바이오가스 / 바이오매스합성가스제품의대상특허 2,546건에대한각국가의연도별출원동향을살펴보면, 전반적으로최근까지꾸준한출원이이루어지며미국이가장많은특허를보유하고있음 [ 바이오가스 / 바이오매스합성가스제품의국가 연도별출원동향 ] 38) 최근 6 년간 (2007 년 1 월 ~ 2013 년 8 월 ) 공개된해외특허 ( 일본, 미국, 유럽공개특허및미국등록특허 ) 와국내특허 ( 국내공개특허 ) 를대상으로함 년이후전체출원건수가감소추세를보이고있는데, 이는출원일로부터 18 개월이후공개한다는특허공개제도에의한현상임

86 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오가스 - 출원규모에있어서는미국이 1,012(40%) 로가장높은점유율을나타내며, 이어서일본이 767(30%), 한국 546(21%), 유럽 221(9%) 의특허점유율을나타냄 - 한국을비롯하여미국, 일본, 유럽은 2007년이후일정건수이상의꾸준한특허출원을보이고있음 바이오가스 / 바이오매스합성가스제품의해외특허주요출원인의출원현황을살펴보면, 전체적으로일본특허의비중이높고일본국적의출원인의활동이두드러지는것으로분석됨 [ 해외특허주요출원인의출원현황 ]

87 전략제품 - 일본의경우자국국적출원인에의한출원이활발하며, 특히 Mitsuiengshipbuild(JP) 와 Toshiba(JP), Mitsubishiheavyind(JP), IHI(JP) 의출원이많음. 미국의경우 Generalelectric(US) 가최상위출원인으로분석됨 (2) 국내동향 바이오가스 / 바이오매스합성가스제품의국내특허출원동향을살펴보면, 출원건수는매년꾸준한특허출원을보이다가 2011년이후감소추세 39) 를보이고있고, 내국인출원비율에있어서는매년 70% 이상으로매우높은비중을차지하고있는것으로나타남 - 국내전체특허의내외국인비율은한국인이 81%, 외국인 19% 로한국인의특허출원비율이매우높아기술자립도가높은것으로분석됨 [ 연도별국내출원동향및연도별내국인 / 출원인출원비율 ] 39) 출원일로부터 18 개월후공개한다는특허공개제도에의한일시적인현상으로판단

88 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오가스 - 출원인을구분하면중소기업 40) 의특허비율이 30% 로가장높았고, 개인이 24%, 해외출원과대학 / 연구소 / 공공기관이각각 19%, 18% 로, 대기업 41) 이 9% 로분석되며, 바이오가스 / 바이오매스합성가스분야는중소기업과개인에의한특허출원이많은분야로나타났으나기술주도가아닌다수의연구주체가존재하고있는것으로사료됨 바이오가스 / 바이오매스합성가스제품의국내주요출원인현황을살펴보면, 대학 / 연구소 / 공공기관이대기업과중소기업보다활발한특허출원활동을나타내고있는것으로조사되었으며, 대학 / 연구소 / 공공기관에서는한국에너지기술연구원 (KR) 이 23건으로최다출원인으로나타났으며, 대기업은대우조선해양주식회사 (KR) 가최다출원인이고, 중소기업은주식회사부강테크 (KR) 와코오롱환경서비스 (KR) 가최다출원인으로나타남 [ 국내주요출원인의출원현황 ] 40) 유가증권 / 코스닥상장기업및외부감사법인을대상으로한매출액기준 1,000 대기업 ( 대기업으로정의 ) 외기업 41) 유가증권 / 코스닥상장기업및외부감사법인을대상으로한매출액기준 1,000 대기업을기반으로분류하였으며, 부분적으로 KISLINE( NICE 신용평가정보 ) DB 정보이용

89 전략제품 (3) 국가별기술수준분석 미국특허에나타나는특허의피인용지수 ( 평균 CPP 42) ) 및기술력지수 ( 평균 TS 43) ) 를이용하여국가별기술수준을살펴보면, CPP값이높을수록타특허에서의인용되는수가많아기술적원천성이높다고판단되고, TS값이높을수록기술경쟁력이높다고판단되므로, 미국은원천성 / 기술경쟁력이모두평균이상으로분석되어, 바이오가스 / 바이오매스합성가스분야에서상대적으로기술수준이우수한국가로판단됨 [ 국가별 CPP/TS] - 프랑스는 TS값이평균이하로기술경쟁력이낮은편이나, CPP값이평균보다높은것으로나타나기술원천성이높은국가로분석되었으며, 한국과일본의경우 CPP는평균이하이나 TS값이평균이상으로기술원천성은상대적으로낮으나기술경쟁력은높은국가로분석됨 42) 피인용도지수 (CPP : Cites per Patent) : 다른특허에의해피인용 (Forward Citation) 된평균횟수. 피인용지수가높을수록기술의원천성이높음을의미인용한특허의수 (Forward Citation) CPP = 전체등록특허건수 43) 기술력지수 (Technology Strength) : 양적평가인특허건수를질적평가로보는인용빈도에의해가중치를부여한평가로, 특허의인용빈도를통해측정되는기술품질가중치지수임. 이값이클수록해당국가의기술력이높음을의미함 TS = 국가별평균피인용도 특허건수

90 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오가스 나. 기술군도출 바이오가스 / 바이오매스합성가스전략제품의특허와논문유효데이터 ( 특허 1,855건 44), 논문 2883건 45) ) 를대상으로데이터마이닝기법 (Scientometrics 기법 ) 을통해클러스터링된키워드의연관성을바탕으로요소기술후보군을도출함 또한바이오가스 / 바이오매스합성가스전략제품의특허데이터기반의특허분류세분화분석을통해데이터마이닝으로누락될가능성이있는요소기술후보군을추가도출함 (1) 특허및논문을이용한키워드클러스터링 바이오가스 / 바이오매스합성가스의특허및논문유효데이터를이용하여키워드클러스터링을통하여 14개의요소기술을도출함 - 제품별 dataset 구축 : 바이오가스 / 바이오매스합성가스관련특허 / 논문데이터를추출하여노이즈제거후제품별 dataset 구축 - 1차클러스터링 : 키워드맵을통한고빈도키워드확인 - 빈도수 (tf-idf) 46) 가상위 20% 에해당하는키워드를대상으로 1차추출 - 2차클러스터링 : 1차클러스터링에서추출된고빈도키워드사이에서고연관도키워드를 2차추출 ( 고연관도기준은연관도수치 47) 가 2이상인클러스터로제한 ) 다음그림은각키워드를나타내는원과키워드사이의연관도를나타내는선으로이루어진키워드간네트워크를나타냄 - 키워드가특허와논문중어떤데이터에서도출되었는지원의색으로구분하였으며, 키워드클러스터는황색음영으로표시하여시각화하였음 - 키워드를나타내는원은고빈도의키워드일수록크기가큰원으로나타내었으며, 연관도를나타내는선은키워드사이의연관도수치가높을수록굵게나타남 44) 2007 년 01 월 01 일부터 2013 년 08 월 05 일까지출원된미국, 일본, 유럽특허대상 (Wintellips DB) 45) 2007 년 01 월 01 일부터 2013 년 08 월 05 일까지발행된논문대상 (SCOPUS DB) 46) 빈도수 (tf-idf): 각키워드가출현되는특허또는논문수를의미 47) 연관도수치 : 두개이상의키워드사이의특허또는논문수를의미

91 전략제품 [ 바이오가스 / 바이오매스합성가스에대한키워드클러스터링 ] 키워드도출 No. 해당키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 01 gasifier, synthesis gas, biomass gasification DEVICE AND METHOD FOR GENERATING A SYNTHESIS GAS FROM PROCESSED BIOMASS BY ENTRAINED-FLOW GASIFICATION 2. PROCESS AND SYSTEM FOR PRODUCING SYNTHESIS GAS FROM BIOMASS BY PYROLYSIS 3. METHOD AND SYSTEM FOR PRODUCING SYNTHESIS GAS 클러스터 02 catalyst, synthesis gas Co-feed of biomass as source of makeup catalysts for catalytic coal gasification 2. NANOPARTICLE CATALYSTS AND METHOD OF USING THE SAME FOR BIOMASS GASIFICATION 3. Method of using volatile organometallics as biomass gasification catalysts 4. CATALYST FOR BIOMASS GASIFICATION 클러스터 03 methane fermentation, organic waste, fermentation METHANE FERMENTATION METHOD OF ORGANIC SUBSTANCE 2. WET TYPE METHANE FERMENTATION TREATMENT METHOD FOR ORGANIC WASTE 3. APPARATUS FOR METHANE FERMENTATION OF BIOMASS 클러스터 04 pretreatment, organic waste, municipal solid waste, Pretreatment of biomass feed for gasification 2. PRETREATMENT OF BIOMASS FEED FOR GASIFICATION 3. DEVICE FOR PRETREATMENT FOR METHANE FERMENTATION

92 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오가스 키워드도출 No. 해당키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 05 yield, syngas 8-15 클러스터 06 클러스터 07 클러스터 08 클러스터 09 food waste, anaerobic co-digestion, co-digestion wastewater, anaerobic co-digestion, co-digestion ash, gasifier 7-12 animal manure, biogas plant 7-12 클러스터 10 hydrogen gas 7 클러스터 11 클러스터 12 클러스터 13 클러스터 14 sulfur dioxide, air emission algae, microalgae, anaerobic digester solid oxide fuel cell, tar, synthesis gas, gasifier Prediction of biogas yield and its kinetics in reed canary grass using near infrared reflectance spectroscopy and chemometrics 2. Enzyme-containing faeces of herbivores increases biogas yield of energy crops 3. Biogas yield from carbonated soft drink sludge with some organic wastes 1. Potentials for food waste minimization and effects on potential biogas production through anaerobic digestion 2. Economic and environmental analysis of four different configurations of anaerobic digestion for food waste to energy conversion using LCA for 3. Production of hydrogen and methane by one and two stage fermentation of food waste 1. An anaerobic reactor for psychrophilic and/or mesophilic wastewater treatment 2. Anaerobic wastewater treatment system and method 3. DENITRIFICATION METHOD OF METHANE FERMENTATION WASTEWATER 1. METHOD OF IMPROVING DEWATERABILITY OF INCINERATION ASH 2. EFFECTIVE UTILIZATION METHOD OF ASH PRODUCED BY COMBUSTION OF BIOMASS 3. REMOVAL OF LIQUID ASH AND ALKALIS FROM SYNTHESIS GAS 1. Combined nutrient recovery and biogas scrubbing system integrated in series with animal manure anaerobic digester 2. Biogas systems: Basics, biogas multifunction, principle of fermentation and hybrid application with a solar tower for the treatment of waste animal manure 3. Improvement of biogas production from animal manure via bacteria enrichment using CASCADE technology 1. APPARATUS AND PROCESS FOR THE PRODUCTION OF HYDROGEN GAS 2. APPARATUS FOR PRODUCING HYDROGEN GAS 3. SYSTEM FOR RECOVERING HYDROGEN GAS AND METHOD FOR SEPARATING AND RECOVERING HYDROGEN GAS 1. SULFIDE GENERATION VIA BIOLOGICAL REDUCTION OF DIVALENT,TETRAVALENT OR PENTAVALENT SULFUR CONTAINING COMBUSTION FLUE GAS OR LIQUOR 2. METHOD FOR REMOVING SULFUR COMPOUND FROM GAS, SULFUR COMPOUND REMOVER, AND METHOD FOR PRODUCING SYNTHETIC FUEL 3. METHOD FOR REMOVING SULFUR COMPOUND FROM GAS, SULFUR COMPOUND REMOVER, AND METHOD FOR PRODUCING SYNTHETIC FUEL 1. SYSTEM AND METHOD FOR CONTINUOUS FERMENTATION OF ALGAE 2. Microalgae-based carbohydrates for biofuel production 3. Algae biomass as an alternative substrate in biogas production technologies - Review 1. Computational studies for the evaluation of fuel flexibility in solid oxide fuel cells: A case with biosyngas 2. Experimental investigations and modeling of direct internal reforming of biogases in tubular solid oxide fuel cells 3. Utilisation of biogas from an urban sewage treatment plant in a solid oxide fuel cell 1.CATALYST FOR REFORMING TAR USED IN THE STEAM GASIFICATION OF BIOMASS 2.METHOD AND DEVICE FOR REMOVING TARS FROM SYNTHESIS GAS OBTAINED DURING GASIFICATION OF BIOMASS 3. TAR REMOVAL FOR BIOMASS GASIFICATION SYSTEMS

93 전략제품 (2) 분류를이용한기술트리 바이오가스 / 바이오매스합성가스전략제품의유효데이터의 IPC 48) 를대상으로특허분류체계별특허분포를파악하고상위 30위에대하여기술트리 49) 를구축하여키워드클러스터링을통한요소기술도출에서누락가능성이있는추가적인요소기술을도출함 48) 국제특허분류코드 : 특허분류체계를국제적으로통일시킬목적으로체결된 국제특허분류에관한스트라스부르그 (Strasbourg) 협정 에따라세계지식재산권기구 (WIPO) 가 1975 년 10 월에제정한기술분야별분류기호 49) IPC 의메인그룹데이터에대하여상위 30 위까지를대상으로함

94 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오가스 (3) 전문가기반의요소기술도출 바이오가스 / 바이오매스합성가스의유효데이터에대하여키워드클러스터링결과와 IPC 분류로도출된기술트리를참조하여전문가의검증을통하여최종요소기술을도출함 요소기술도출 No. 요소기술명 도출방식 키워드 /IPC 요소기술01 가스화기설계및운전기술 키워드클러스터링 gasifier, synthesis gas, biomass gasification 요소기술02 촉매가스화기술 키워드클러스터링 catalyst, synthesis gas 요소기술03 혐기소화에의한메탄화 키워드클러스터링 methane fermentation, organic waste, fermentation 요소기술04 연료전처리기술 키워드클러스터링 pretreatment, organic waste, municipal solid waste, 요소기술05 바이오가스수율향상기술 키워드클러스터링 yield, syngas 요소기술06 음식물쓰레기자원화기술 키워드클러스터링 food waste, anaerobic co-digestion, co-digestion 요소기술07 혐기폐수처리기술 키워드클러스터링 wastewater, anaerobic co-digestion, co-digestion 요소기술08 회재이용기술 키워드클러스터링 ash, gasifier 요소기술09 축산분뇨이용바이오가스제조기술 키워드클러스터링 animal manure, biogas plant 요소기술10 수소생산기술 키워드클러스터링 hydrogen gas 요소기술11 생성가스정제기술 키워드클러스터링 sulfur dioxide, air emission 요소기술12 조류이용바이오가스제조기술 키워드클러스터링 algae, microalgae, anaerobic digester 요소기술13 가스이용에너지생산기술 키워드클러스터링 solid oxide fuel cell, 요소기술14 타르제거기술 키워드클러스터링 tar, synthesis gas, gasifier 다. 기술지수분석 (1) 기술성장성분석 바이오가스 / 바이오매스합성가스제품의요소기술별최신특허비율 50) 및 PFS 51) 을살펴보면, 요소기술10, 요소기술12, 요소기술 14의경우최신특허비율이평균이상이며, PFS 값이평균으로최근기술개발이활발하며, 해외시장확보를위한경쟁이치열한분야로예상됨 50) 최신특허비율 : 전체유효특허중에서 2009 년 ~2013 년출원된특허를최신특허로정의 최신특허비율 = 2009 년 ~2013 년출원특허전체유효특허 51) 시장력지수 (PFS : Patent Family Size) : 하나의특허에대하여각국가마다특허권을인정받기위해각국가마다특허를출원하여등록 ( 속지주의원칙 ) 받아야하는데각국가마다출원된특허를패밀리특허 (Family Patent) 라하며, 상업적이익또는기술경쟁관계에있을경우해외에특허를출원하므로, 패밀리특허수가많을때에는특허를통한시장성이크다고판단되어시장확보력이큼을의미 PFS = 해당요소기술의평균패밀리특허국가수전체유효건의평균패밀리특허국가수

95 전략제품 [ 요소기술별 PFS/ 최신특허비율 ] - 요소기술01와요소기술11, 요소기술13은최신특허비율이평균이하이나 PFS값이평균이상으로해외시장확보력이높은기술분야로분석되고, 요소기술06은 PFS값이평균이하로패밀리특허수가적어해외시장확보력이낮은편이나, 상대적으로최근기술개발이높은분야로분석됨 (2) 기술수준분석 기술수준분석은미국특허에나타나는특허의인용관계 ( 평균 CPP 52) ) 및경쟁력정보 ( 평균 TS 53) ) 를이용하여각요소기술별원천성 / 기술경쟁력을살펴보면, 원천성 / 기술경쟁력이모두평균보다높은요소기술은요소기술02, 요소기술13로나타나상대적으로기술수준이우수한것으로분석되어기술적인면에서중요한분야로판단됨 - 요소기술05, 요소기술09, 요소기술12는 TS값이평균이하지만 CPP가평균이상으로나타나, 기술적으로인용되고있으나타기술군에비해상대적으로경쟁력은낮은기술군으로판단됨 52) 피인용도지수 (CPP : Cites per Patent) : 다른특허에의해피인용 (Forward Citation) 된평균횟수. 피인용지수가높을수록기술의원천성이높음을의미인용한특허의수 (Forward Citation) CPP = 전체등록특허건수 53) 기술력지수 (Technology Strength) : 양적평가인특허건수를질적평가로보는인용빈도에의해가중치를부여한평가로, 특허의인용빈도를통해측정되는기술품질가중치지수임. 이값이클수록해당국가의기술력이높음을의미함 TS = 국가별평균피인용도 특허건수

96 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오가스 - 요소기술01, 요소기술03은 TS값이평균이상이지만 CPP가평균이하로나타나, 타기술군에비해상대적으로경쟁력은높으나기술적으로인용도는낮은기술군으로판단됨 [ 요소기술별 CPP/TS] (3) 중소기업적합성분석 중소기업적합성분석은한국특허를대상으로진행하였으며, 각요소기술별중소기업의기술개발참여정도를판단함에따라국내중소기업의진출이용이한요소기술후보군을선별함 - 요소기술03과요소기술05, 요소기술09는각 41% 와 45%, 50% 의중소기업출원비율을보여타기술요소보다중소기업의출원이용이한분야로나타나며, 중소기업개발규모가상대적으로높은분야로판단됨 - 중소기업출원인비율역시요소기술03과요소기술05, 요소기술09이각 42% 와 50%, 45% 로타기술요소보다높게나타나, 상대적으로중소기업의참여도가높은분야로나타남 - 종합적으로살펴보면, 요소기술03과요소기술05, 요소기술09 분야가중소기업출원비율과중소기업출원인비율이상대적으로높아국내중소기업의진출이용이한전략제품군으로판단됨

97 전략제품 요소기술 No. 요소기술명 [ 중소기업적합성분석 ] 국내특허중소기업중소기업특허건수출원인수특허건수출원인수출원비율 54) 중소기업출원인비율 55) 요소기술 01 가스화기설계및운전기술 % 21% 요소기술 02 촉매가스화기술 % 100% 요소기술 03 혐기소화에의한메탄화 % 42% 요소기술 04 연료전처리기술 % 37% 요소기술 05 바이오가스수율향상기술 % 50% 요소기술 06 음식물쓰레기자원화기술 % 38% 요소기술 07 혐기폐수처리기술 % 38% 요소기술 08 회재이용기술 % 100% 요소기술 09 축산분뇨이용바이오가스제조기술 % 45% 요소기술 10 수소생산기술 % 7% 요소기술 11 생성가스정제기술 % 9% 요소기술 12 조류이용바이오가스제조기술 % 0% 요소기술 13 가스이용에너지생산기술 % 36% 요소기술 14 타르제거기술 % 20% 요소기술 특허건수 최근특허비율 [ 특허분석종합평가표 ] 기술성장성분석기술수준분석중소기업적합성 PFS 종합평가 56) CPP TS 종합평가 57) 출원비율 출원인비율 요소기술 % 4.38 中 中 17.24% 21.05% 下 요소기술 % 2.65 中 上 % % 上 요소기술 % 2.30 下 中 40.86% 41.56% 上 요소기술 % 1.88 下 下 37.50% 36.59% 中 요소기술 % 2.18 下 中 45.45% 50.00% 上 요소기술 % 1.38 中 下 37.93% 37.93% 中 요소기술 % 2.01 下 下 35.29% 37.50% 下 요소기술 % 1.83 下 下 % % 上 요소기술 % 1.47 下 中 50.00% 45.45% 上 요소기술 % 4.40 上 下 5.26% 6.67% 下 요소기술 % 3.73 中 下 15.38% 9.09% 下 요소기술 % 3.00 上 中 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 2.94 中 上 34.78% 36.36% 下 요소기술 % 3.83 上 下 16.67% 20.00% 下 종합평가 58) 54) 중소기업출원비율 : 국내에서출원된전체특허중에서중소기업에의해출원된특허비율 55) 중소기업출원인비율 : 국내에서출원한전체출원인중에서중소기업출원인의비율 56) 기술성장성분석종합평가기준 : 최근특허비율과시장확보지수가모두평균이상 ( 上 ), 모두평균미만 ( 下 ), 그외 ( 中 ) 57) 기술수준분석종합평가기준 : 인용도지수와기술력지수가모두평균이상 ( 上 ), 모두평균미만 ( 下 ), 그외 ( 中 ) 58) 중소기업적합성평가기준 : 중소기업출원비율 / 출원인비율이모두평균이상 ( 上 ), 모두평균미만 ( 下 ), 그외 ( 中 )

98 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오가스 5. 요소기술후보군 [ 요소기술후보군 ] 구성요소요소기술출처 전처리설비가스화설비정제설비기타 해조류 ( 모자반등 ) 활용기술 전문가 바이오연료의전처리기술 특허 유기성폐수의메탄가스화기술 특허, 니즈 혐기성소화습식공정 특허, 니즈 혐기성소화건식공정 특허, 니즈 매립지가스의에너지화기술 (CNG, LNG, 도시가스화 ) 니즈, 전문가 바이오매스가스화기술 ( 조류, 폐음식물, 축분제외 ) 특허, 니즈 가스화기설계및운전기술 특허 촉매가스화기술 특허 가스정제및탈황기술 특허, 니즈, 전문가 바이오수소생산기술 특허 합성가스중타르제거기술 니즈 바이오가스수율향상기술 전문가 바이오매스가스열병합발전기술 ( 가스엔진 ) 특허, 전문가 연료전지연계기술 특허, 전문가 6. 핵심요소기술선정 전략제품관련한특허기술의클러스터링을통해도출된요소기술을시장, 무역현황, 기술동향을고려하여, 전문가의합의로요소기술을조정함. 도출된요소기술의범위와수준, 중소기업적합성과시급성등을고려하여요소기술명을보완함. 핵심기술선정 - 조정된요소기술과기술 시장 무역동향분석및기업니즈조사결과를기반으로핵심요소기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술선정 - 핵심기술선정은기술성 (10), 시장성 (15), 중소기업성 (10), 정책적부합성 (5) 을고려하여평가됨. 기술성은기술경쟁력 (5), 기술수준 (5) 으로, 시장성은시장규모 (5), 무역현황 (5), 시장성장성 (5) 으로, 중소기업성은공급망분석 (5) 및관련기업의현황이나, 니즈 (5) 를고려하여평가 - 매립지가스에너지화, 혐기소화공정, 바이오매스가스화분야는폐기물배출규제정책및에너지화관점에서볼때, 시장성이확대될것으로예상되며현재까지기술개발이

99 전략제품 부분적으로이루어진분야임. 에너지화를위해서는생산된가스의정제기술과에너지를생산하는열병합발전기술등이병행하는기술개발이필요함. - 해조류활용기술, 촉매가스화기술등많은개발기간이필요한생산기술이나, 바이오수소, 화학물질전환, 연료전지연계기술등과같은고부가화기술은투자비규모면에서중소기업이수행하기위한기술로는우선순위측면에서다소시간이필요할것으로사료됨. [ 핵심요소기술선정결과 ] 구성요소요소기술출처 전처리설비바이오연료의전처리기술특허 가스화설비 매립지가스의에너지화기술 (CNG, LNG, 도시가스화 ) 유기성폐수의메탄가스화기술 바이오매스가스화기술 ( 조류, 폐음식물, 축분제외 ) 니즈, 전문가 특허, 니즈 특허, 니즈 정제설비바이오가스정제및탈황기술특허, 니즈, 전문가 에너지화설비바이오매스가스열병합발전기술특허, 전문가 7. 로드맵작성 가. 연구개발목표설정 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 전처리설비 바이오연료의전처리기술 파쇄, 건조, 선별, 반탄화 설계제작실증함수율 17% 이하 매립지가스의에너지화기술 (CNG, LNG, 도시가스화 ) 포집, 정제, 공급기술 설계제작실증 CO2+O2+N2, 3.5% 이하 가스화설비 유기성폐수의고효율메탄가스화기술 가스화효율 50% 60% 70% 가스화효율 70% 이상 바이오매스가스화기술 ( 조류, 폐음식물, 축분제외 ) 냉가스효율 60% 63% 65% 냉가스효율 65% 이상 정제설비 가스정제및탈황기술 메탄가스농도 CH4 50% 이상 CH4 80% 이상 CH4 98% 이상 탈황, 메탄가스농도 98% 이상 ( 도시가스급 ) 에너지화설비 바이오매스가스열병합발전기술 열 / 전기회수효율 65% 70% 75% 가스엔진, ORC 등을이용한복합에너지회수효율 75% 이상 * ORC : Organic Rankine Cycle

100 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오가스 나. 로드맵기획

101 폐기물에너지전략분야현황분석

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103 전략분야 폐기물 에너지 1. 개요 가. 정의 및 범위 - 정의 : 폐기물 에너지는 ➀ 각종 사업장 및 생활시설의 폐기물을 변환시켜 얻어지는 기체, 액체 또는 고체의 연료, ➁ 제1호의 연료를 연소 또는 변환시켜 얻어지는 에너지, ➂ 폐기물의 소각열을 변환시킨 에너 지 로 정의함. (신에너지 및 재생에너지 개발 이용 보급 촉진법 시행령 [별표 1] : 2010년 9월 17일) - 범위 : 에너지 함량이 높은 가연성 폐기물을 산업생산 활동이나 가정 생활에 필요한 에너지로 활용하는 폐기 물 에너지는 크게 폐기물 고형연료, 고분자 폐기물의 열분해 연료유, 가연성 폐기물의 가스화 연료, 소각열 등으로 구분할 수 있음. [폐기물 에너지의 개념] 폐기물 에너지는 사업장 또는 가정에서 발생되는 가연성 폐기물을 가공ㆍ처리하여 얻 어지는 고체 액체 기체 형태의 연료와 이를 연소 또는 변환시켜서 발생되는 열, 온 수, 증기, 전기 등과 같은 에너지를 의미함

104 에너지자원활용 - 폐기물에너지 폐기물에너지는 신에너지및재생에너지개발 이용 보급촉진법 (2013년 3월 23일시행 : 법률 11690호 ) 의제2조에명시된 11 개의신 재생에너지분야에포함됨. 산업기술분류로 ( 에너지 자원 / 신재생에너지 / 폐기물 ) 에해당되는폐기물에너지는가연성폐기물의청정처리및자원재활용효과가우수한기술로서단기간내에상용화가가능한유망한신 재생에너지분야로평가되고있음. 폐기물에너지분야의대표적인기술은크게고형연료, 열분해유화, 가스화 ( 열분해, 혐기성소화 ), 소각열회수이용의 4가지로구분할수있음. 폐기물고형연료는가연성고체폐기물로부터수분과불연성성분들을제거하고분쇄, 분리, 선별, 공급, 건조, 성형등의가공공정을통하여고체연료로전환시켜서산업용 / 발전용연료로활용하는것으로서 1 폐기물분쇄 / 공급기술, 2 폐기물탈수 건조기술, 3 폐기물성형기술, 4 고형연료연소기술, 5 고형연료혼소기술등의세부기술로분류됨. 열분해유화는무산소조건하에서외부에서열을가하여고분자를구성하는탄소사슬을끊어서저분자로만드는열분해과정을통하여액체연료로변환시켜서주로산업용석유대체연료로활용하는것으로서 1 PVC 처리기술, 2 열분해유화반응기기술, 3 코킹방지기술, 4 열분해촉매기술, 5 연료유제품정제기술등으로분류됨. 열분해가스화는탄화수소로구성된폐기물을부분산화및수증기반응에의해 CO, H 2 및 CH 4 등으로구성되는혼합가스형태로전환하여화학원료합성, 전력및증기생산등에활용하는것으로서 1 폐기물가스화기술, 2 합성가스정제기술, 3 가스화복합발전기술, 4 합성가스이용기술, 5 잔류물용융기술등으로분류됨. 혐기성가스화는유기성폐기물을대상으로산소부재상태에서미생물을이용하여가수분해 산생성 메탄생성의단계를거쳐서주로메탄과이산화탄소의혼합형태인기체를생산하고이를기체연료로사용하는기술임. 소각열회수이용은가연성폐기물을소각로에서소각처분할때발생하는연소열을이용하여증기또는냉 온수, 전기와같이이용가능한에너지로회수하여활용하는것으로서 1 폐기물연소기술, 2 폐기물혼소기술, 3 열병합발전기술, 4 소각폐열발전기술, 5 소각폐열회수기술등의세부기술로분류됨

105 전략분야 폐기물에너지기술원리분야별핵심세부기술 폐기물고형연료 열분해유화 가스화 소각열회수이용 [ 폐기물에너지분야의기술분류및세부기술 ] 가연성고체폐기물로부터수분과불연성성분들을제거하고분쇄, 분리, 선별, 건조, 성형등의가공공정을통하여고체연료로전환시켜서산업용또는발전용연료로활용하는기술 무산소조건하에서외부에서열을가하여고분자를구성하는탄소사슬을끊어서저분자로만드는열분해과정을통하여액체연료로변환시켜서주로산업용석유대체연료로활용하는기술 탄화수소로구성된폐기물을부분산화및수증기반응에의해 CO, H 2 및 CH 4 등으로구성되는혼합가스형태로전환하여화학원료합성, 전력및증기생산등에활용하는기술 가연성폐기물을소각로에서소각처분할때발생하는연소열을이용하여증기또는냉 온수, 전기와같이이용가능한에너지로회수하여활용하는기술 1 폐기물선별기술 2 폐기물탈수 건조기술 3 폐기물성형기술 4 고형연료연소기술 5 고형연료혼소기술 1 PVC 처리기술 2 열분해유화반응기기술 3 코킹방지기술 4 열분해촉매기술 5 연료유제품정제기술 1 폐기물가스화기술 2 합성가스정제기술 3 가스화복합발전기술 4 합성가스이용기술 5 잔류물용융기술 1 폐기물연소기술 2 폐기물혼소기술 3 열병합발전기술 4 소각폐열발전기술 5 소각폐열회수기술 [ 폐기물에너지의미래 ] 출처 : 업무보고자료 한국에너지기술연구원 (2009)

106 에너지자원활용 - 폐기물에너지 나. 주요제품 ( 또는공정 서비스 ) 폐기물에너지화분야에서는지정폐기물을제외한생활폐기물, 사업장배출시설계폐기물, 건설폐기물중에서가연성폐기물을대상으로하여고형연료화, 열분해유화, 열분해가스화, 소각등의여러가지전환기술을적용하여다양한종류를가진고체 액체 기체형태의연료제품을생산할수있음. 폐기물에너지화분야의제품은세부장치또는단위공정들로구성된시스템설비를통하여생산되고, 소형부터대형까지다양한규모의설비가필요하기때문에중소기업의사업참여와기술개발이필요한분야임. 폐기물에너지분야의중심제품은아래의고체형태의폐기물고형연료, 액체형태의열분해연료유, 기체형태의합성가스등이며, 연료의고급화추세에따라점차고체연료에서생산비용이상대적으로높은기체연료로주요제품이이동하는추세임. (SRF / Bio-SRF) [ 폐기물에너지의 Supply Chain] 출처 : 폐기물에너지기술개발전략로드맵, 한국에너지기술평가원 (2012)

107 전략분야 대분류 적용기술 고형연료기술 ( 고체연료 ) 중분류 [ 주요제품분류표 ] 대상폐기물 가연성고형폐기물 ( 생활폐기물, 폐합성수지류, 폐합섬유류, 폐고무류, 폐타이어등 ) 가연성고형폐기물 ( 폐지류, 농업폐기물, 폐목재류, 식물성잔재물, 초본류폐기물등 ) 세부제품 ( 또는생성물 ) 일반고형연료제품 (SRF : Soild Refuse Fuel) 바이오고형연료제품 (Bio-SRF : Biomass-Soild Refuse Fuel) 폐기물에너지 열분해유화기술 ( 액체연료 ) 고분자폐기물 ( 폐플라스틱, 폐합성섬유, 폐타이어, 폐비닐, 폐고무, SRF 등 ) 열분해연료유 ( 주성분 : 경유, 등유, 휘발유등 ) 비응축성가스 ( 주성분 : C4- 탄화수소 ) 가스화기술 ( 기체연료 ) 소각열회수이용기술 ( 소각열 ) 가연성폐기물 ( 고분자폐기물, 폐목재류, 폐종이류, 음식 채소류, SRF, Bio-SRF 등 ) 가연성폐기물 합성가스 ( 주성분 : CO, H 2, CH 4) 액상연료 (DME, 메탄올, 합성경유등 ) 액상원료 ( 납사, 왁스, 암모니아, 요소등 ) 소각열 ( 증기, 온수, 냉수, 온풍, 전기등으로전환 ) 2. 산업현황분석 - 산업통상부및환경부에서는 신재생에너지기본계획 과 폐자원및바이오매스에너지대책실행계획 을통하여폐기물에너지화사업과기술개발 / 보급을적극적으로추진중임 년을기준으로약 1,000 만 TOE/ 년의에너지잠재량을보유하고있는국내의가연성폐기물은화석에너지대체효과에의해서 TC/ 톤정도의온실가스저감효과발생함. - 폐기물에너지는청정처리및자원재활용효과가우수한에너지원으로서단기간내에상용화및대량보급이가능하고, 저렴한비용으로신재생에너지공급의조기성과창출이가능함. - 국내에서폐기물소각및이용기술, SRF 제조기술등은상용화에도달했으나열분해유화및가스화는선진국에비하여기술력이다소부족한것으로평가되고있음. 가. 환경분석 (1) 정치 (Political) 2008년세계적인원유가격폭등과에너지원확보를위해녹색성장의기치아래국내는물론이고, 미국, 일본, 유럽연합등에서가연성폐기물의친환경적인처리와에너지회수를위해범정부적으로노력을기울이고있음. 촉진요인 경제협력개발기구 (OECD) 산하국제에너지국 (International Energy Agency) 의 Energy

108 에너지자원활용 - 폐기물에너지 Technology Perspectives 2008년자료에서온실가스저감을위한유기성폐기물의에너지화에대한방향과향후에너지시장에서차지하는중요성을강조하고있음. 선진국의폐기물관리정책은 1 폐기물사전예방, 2 폐기물회수 ( 재사용, 리사이클링, 물질회수및에너지회수 ), 3 폐기물처분 ( 에너지회수가없는소각, 매립 ) 의순으로우선순위를지향하고있음. 선진국은 1과 2가불가능한최소의폐기물만을최종처분하는것으로정책을추진하고있음. 독일은폐기물에너지화사업분야에대한기술우위계속선점및고용창출과수출등성장동력으로 1990년대부터지원을확대하고있으며, 2020년까지신재생에너지사용률 50 % 를목표로하고있음. 일본은순환형사회형성추진기본계획 (2000), 바이오매스일본종합계획 (2002), 바이오매스에너지도입가속화전략 (2007) 등을마련하여수행중이며, SRF 제조및전용발전운영확대및바이오매스에너지타운을구축중임. EU에서는생분해성폐기물 (BMW : Biodegradable Municipal Waste) 의 1995년발생량대비하여 2010년까지 75 % 로, 2013년까지 50 % 로, 그리고 2020년까지 35 % 로줄이는것으로하여폐기물에너지화기술을유도하고있음. 또한새로운폐기물소각법에서는처리되지않은생활폐기물 (Untreated Municipal Waste) 의소각은허용하지않으며, 반드시전처리과정을거치도록하고있는등기존의소각관련법보다강화된규정을제시하여 SRF를보다적극적으로활용할것을권고하고있는실정임. 일본의경우는폐기물고형연료가단순히연료의개념으로재생에너지의개념은미비하고, 실제적으로중소형소각로를대체하는폐기물광역처리의개념이강하며, 폐기물이용발전효율의향상을위하여 순환형사회추진교부금 을지정하고있음. 환경부에서는생활폐기물의단순소각, 매립에서탈피하여처리방식을다변화하고폐기물의최종처분량을최소화하며가연성폐기물의고형연료화를통한자원회수를높이기위한방안의하나로폐기물전처리시설 (MBT : (Mechanical Biological Treatment) 을보급할계획을 2007년부터본격적으로추진중에있음

109 전략분야 [ 폐자원및바이오매스에너지대책실행계획 ] 출처 : 폐자원및바이오매스에너지대책실행계획, 환경부외 (2009) 또한정부에서는 2008년 12월수립한 제3차신 재생에너지기본계획 " 에서폐기물에너지를통한신 재생에너지보급량을 2015년에 6,316천 TOE, 2020년에 7,764천 TOE, 2030년에 11,021천 TOE로확대하여 2030년까지폐기물에너지보급량의연평균증가율을 4.0 % 로증가시키는목표를제시하였음. [ 연도별신 재생에너지수요전망 - 목표안 ] ( 단위 : 천TOE, %) 구분 연평균증가율 태양열 33 (0.5) 40 (0.5) 63 (0.5) 342 (2.0) 1,882 (5.7) 20.2 태양광 59 (0.9) 138 (1.8) 313 (2.7) 552 (3.2) 1,364 (4.1) 15.3 풍력 106 (1.7) 220 (2.9) 1,084 (9.2) 2,035 (11.6) 4,155 (12.6) 18.1 바이오 518 (8.1) 987 (13.0) 2,210 (18.8) 4,211 (24.0) 10,357 (31.4) 14.6 수력 946 (14.9) 972 (12.8) 1,071 (9.1) 1,165 (6.6) 1,447 (4.4) 1.9 지열 9 (0.1) 43 (0.6) 280 (2.4) 544 (3.1) 1,261 (3.8) 25.5 해양 0 (0.0) 70 (0.9) 393 (3.3) 907 (5.2) 1,540 (4.7) 49.6 폐기물 4,688 (73.7) 5,097 (67.4) 6,316 (53.8) 7,764 (44.3) 11,021 (33.4) 4.0 합계 6,360 7,566 11,731 17,520 33, 차에너지 ( 백만TOE) 비중 2.58 % 2.98 % 4.33 % 6.08 % 11.0 % 출처 : 제3차신 재생에너지기술개발및이용 보급기본계획 (2009~2030년), 지식경제부 (2008) 국내에서는폐기물에너지화를위한제도가 폐기물관리법, 자원의절약과재활용촉진에관한법률 등의개별법에각각규정되어있기때문에법률의일원화를위하여 2011년 9월에 폐자원에너지화촉진을위한법률 제정을추진하였음

110 에너지자원활용 - 폐기물에너지 저해 요인 장기적인 안목에서 범국가적으로 추진해야 하는 종합적인 폐기물 처리 및 재활용 정책 의 수립이 현재까지 미비하고, 국내외 환경, 폐기물 발생 추이, 기술 수준 등을 감안한 폐기물 관리 체제의 구축이 부족한 실정임. 지방자치단체 사이의 이해 관계, 폐기물 관련시설에 대한 중복 투자, 소규모 시설 설치 로 인한 비효율 발생 등의 다양한 요인들이 정부에서 추진하고자 하는 폐기물 에너지 화 설비의 광역화, 대형화, 집적화, 연계 처리 정책에 큰 걸림돌로 작용하고 있음. (2) 경제 (Econimical) 국내 1차 에너지소비량의 약 4 %에 해당하는 막대한 에너지 잠재량을 보유한 가연성 폐기물을 효과적인 에너지원으로 활용하기 위하여 폐기물 에너지화 분야에 대한 국가 차원의 지속적인 정책적 경제적 지원과 기술개발 노력이 필요함. 촉진 요인 신재생에너지로 분류되는 폐기물 분야는 2010년을 기준으로 국내 신재생에너지 보급량 (686만 TOE)의 약 3/4에 해당하는 486만 TOE/년을 담당하고 있으며, 2011년을 기준으 로 약 1,000만 TOE/년의 에너지 잠재량을 보유하고 있는 것으로 알려짐. [가연성 폐기물의 에너지 잠재량 (2011년도 기준)] 출처 : 신재생에너지 잠재량 산출, 한국에너지기술연구원 (2013)

111 전략분야 환경부는 2009년 7월에교육과학기술부, 행정안전부, 농림수산식품부, 지식경제부, 국토해양부등과공동으로저탄소에너지생산 보급을위한 폐자원및바이오매스에너지대책실행계획 을수립하였음. 이를통하여 2020년까지국내의가용폐자원전량 (1,169만톤 / 년 ) 을에너지화하여총 5 조3천억원의폐기물처리비절감과 8조 4천억원의원유대체효과를창출할수있는사업별시행계획을수립하여현재추진중에있음. 2020년까지국가온실가스배출량을 2005년대비 4% 감축하는목표를달성하기위해서는폐기물분야 (3,000 4,000만톤-CO2/ 년 ) 에서도이에대비한새로운기술개발이시급히필요함. 가연성폐기물을에너지화할경우에는기존의화석에너지대체효과에의해서 TC/ 톤정도의온실가스저감효과발생하는것으로추정되고있음. 구분 전환수율 1) (%) [ 폐기물에너지화방식별온실가스저감효과 ] 전환후발열량 (TOE/ 톤 ) 에너지대체에의한효과 에너지이용효율 (%) 에너지대체효과 2) (TOE/ 톤 ) 배출계수 3) (TC/TOE) 온실가스저감량 (TC/ 톤 ) 기타저감효과 (TC/ 톤 ) 합계 (TC/ 톤 ) 단순소각 고형연료 열분해유화 열분해가스화 ) 0.47 소각열회수이용 ) 생활폐기물 1 톤처리기준 ( 열분해유화는폐플라스틱 1 톤처리기준 ) 2) 에너지대체효과 = 전환수율 x 전환후발열량 x 에너지이용효율 3) 배출계수는유연탄기준 ( 열분해유화는경유기준 ) 4) 폐기물가스화는처리공정특성상 CO2 가 90 % 이상농축됨. 출처 : 신 재생에너지 RD&D 전략 2030, 에너지관리공단 (2007). 저해요인 폐기물에너지분야는국내시장만을고려하면규모가다른산업분야에비하여상대적으로협소하고, 관련업체간의경쟁이심하므로이러한한계를극복하기위한수출산업화전략이필요함. 국내에서폐기물에너지화는일부대기업이참여중인 SRF 제조설비, 대형소각설비 ( 대형용융가스화설비포함 ) 를제외한많은분야에영세규모의중소기업들이다수참여하고있기때문에체계적인관리와대규모설비가동을통한경제성확보에장애요인이되고있음

112 에너지자원활용 - 폐기물에너지 (3) 사회 (Social) 산업파급효과와미래시장잠재력은크지만단기간에생산량증대에한계가있는신재생에너지인태양광, 풍력, 지열등과달리폐기물에너지는청정처리및자원재활용효과가우수한에너지원으로서단기간내에상용화및대량보급이가능한분야로인식되고있음. 또한폐기물에너지는상대적으로저렴한비용으로신재생에너지공급의조기성과창출이가능하고, 화석연료대체효과가크고, 온실가스감축의무이행의유력한수단으로평가받고있음. 촉진요인 환경부통계를기준으로지정폐기물을제외한국내의폐기물발생량은 2011년도를기준으로 373,312 톤 / 일이며, 이중에서음식물, 종이류, 나무류, 합성수지류, 오니류, 동물성잔재물, 기타등으로구분되는가연성폐기물의발생량은약 72,592 톤 / 일으로서전체폐기물발생량의약 19 % 를차지함. [ 폐기물발생량변화추이 ] 출처 : 2011 전국폐기물발생및처리현황, 환경부 (2012) 폐기물에너지화의보급을적극적으로추진하면온실가스저감효과이외에환경오염물질의배출저감효과와더불어기피시설인식으로발생하는 NIMBY 현상의완화도상당히기대할수있음

113 전략분야 그리고최근에개발된새로운폐기물에너지화기술들을이용하면기존의매립 소각등의폐기물처리비용과비슷한수준에서보다환경친화적인에너지의생산이가능하고매립폐기물의감량으로매립장을반영구적으로사용할수있는장점이있음. 폐기물고형연료는그동안 RDF, RPF, TDF, WCF 의 4 종류로구분하여품질기준을관리하던방식에서생산자중심에서사용자중심으로관리기준이변화하는추세를반영하여 SRF와 Bio-SRF의 2 종류로단순화하여 2013년부터시행중임. 또한환경부에서는폐기물처리시설의가동률저하, 소규모설치로인한비효율발생, 부적정설치 운영에의한재원낭비등을해결하기위하여 국가페기물처리시설최적화전략 을 2011년에수립하여추진중에있음. 저해요인 폐기물에너지분야는과거에비하여상당히희석되었다고는하지만아직도 NIMBY 현상으로설명되는대표적인기피분야로서국내에서사업화를촉진하고대량보급을추진하는데상당한어려움이존재함. 고형연료화, 열분해유화, 가스화, 소각등의과정을거쳐서가연성폐기물로부터연료를생산하는과정에서발생하는배가스, 잔류물, 악취, 회재, 슬래그등의 2차환경오염물질의처리가필요함. (4) 기술 (Technological) 일본, EU, 미국등의주요선진국은 1970년대초부터폐기물의에너지자원화를위하여폐기물고형연료, 열분해, 소각열이용기술등을개발하여보급을활발히추진하고있음. 국내에서폐기물에너지화분야의핵심적인요소기술들은상당수준에도달하여폐기물소각및이용기술, SRF 제조기술등은상용화에도달했으나열분해유화및가스화는선진국에비하여기술력이다소부족한것으로평가되고있음. 국내에서는 2006년부터상용규모 (50톤-RDF/ 일이상 ) 의 SRF 생산설비가가동되기시작하였으며, SRF 연소용보일러설비및 SRF 전용 / 혼용발전시스템에대한실증수준의기술개발이진행되고있음. 열분해유화분야는 1990 년대후반부터국내중소업체에서실증규모설비의보급을시

114 에너지자원활용 - 폐기물에너지 도한바있고, 로타리킬른, 관형반응기, CSTR, 유동층반응기등을적용한열분해유화기술에대한상용규모 (2,000 톤-폐기물 / 일이상 ) 의연구사업이수행되고있음. 가스화분야에서는가스화반응기, 용융로, 합성가스정제및이용기술, 복합발전기술등에대한 Pilot 규모의기술개발이주로진행되고있으며, 상용플랜트의설계자립을위한기술개발사업을추진중임. 소각열회수이용부분에서는 1980년대후반부터스토카, 유동층, 로타리킬른방식등과같은다양한형태의소각설비와폐열회수이용기술이개발되어보급되었음. 폐기물에너지화분야의 4개세부기술에대한설계및제작 / 생산에대한국산화율은소각열회수이용분야가 90 % 정도로가장높고, 가스화분야가 70 % 정도로가장낮았으며, 전체적으로는선진국대비 80 % 정도의기술수준인것으로조사된바있음. 촉진요인 현재정부에서는 EPR제도 (Extended Producer Responsibility, 포괄적생산자책임제도 ), 폐기물의매립억제정책, 슬러지의해양투기금지등의정책변화와지속적인유가상승추세에따라폐기물에너지화기술의보급확대를적극적으로지원할계획을추진하고있음. 가연성폐기물의처리는매립및재활용방식의한계때문에궁극적으로는에너지화하여연료로재활용해야하므로경제성측면과더불어환경적문제해결의차원에서폐기물에너지화에대한정부차원의기술개발과정책적지원이지속될것으로전망됨. 환경부에서는폐기물에너지화분야의국내기술수준이선진국대비약 60 % 로기초기술및상용화기술이미흡하다고평가하여 2030년까지세계시장을주도할수있는최첨단글로벌기술력확보및핵심전문인력의양성을위한정책을 2009년부터추진중임. 고분자폐기물석유대체연료생산, 가연성및유기성폐기물으로부터의합성가스와수소를생산하는기술등과같이 5년이내에선진대열에합류할수있는폐기물에너지화기술분야는신성장동력과제로추진하여단기간에국가경쟁력을확보하는전략을추진함. 그리고중장기적으로는 2030년까지초고효율 SRF 발전시스템, 미분탄 /SRF 혼소보일러, 석유대체용의복합가스화, 하이브리드소각폐열발전시스템, 유기성폐기물의고효

115 전략분야 율통합처리등과같은최첨단글로벌기술력을확보하여세계시장을주도하는계획을수립할필요가있음. 저해요인 중소기업에서개발한폐기물에너지분야의새로운기술이나최종제품을상품화하여보급하거나공공기관에납품하기위한제도적 / 경제적지원책이미비하여이에대한보완이필요함. 현재폐기물에너지화분야에대하여기술개발실적이상대적으로미비한대기업이적극참여할수있는정부차원의기술개발자금및인센티브부여가필요함. 폐기물에너지화와관련된기술개발, 보급지원, 정책업무등이지식경제부, 환경부, 농림해양수산부, 교육과학기술부등으로분산되어있어서이를일원화하는것을적극적으로검토할필요가있음. 태양광, 풍력, 소수력, 바이오매스, 조력등에비하여상대적으로미미한폐기물에너지화분야의발전차액에대한상향조정이필요함. [ 폐기물에너지분야의 PEST 분석 ] 구분주요이슈단기 (3 년이내 ) 중장기 (4 년이상 ) 비고 정치 (P) 촉진저해 신재생에너지보급확대및폐기물에너지화정책추진 지자체별투자중복성및비효율성 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 산업통상부, 환경부등에서관련정책및보급사업추진 처리시설의광역화, 대형화, 집적화, 연계처리에걸림돌로작용 경제 (E) 촉진저해 개도국가가의폐기물에너지시장확대 협소한국내시장및업체간과다경쟁 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 동남아시아, 아프리카, BRICs 의시장확대 5 조원 / 년정도의국내폐기물시장규모 사회 (S) 촉진저해 자원순환형사회로의진입필요성대두 MIMBY 현상및 2 차오염물질의처리 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 EPR 제도, 매립억제, 태양투기금지등 폐기물에너지설비의최적화 / 대형화필요 기술 (T) 촉진저해 정부의중장기기술개발사업확대추세 개발도상국과의기술격차축소 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 대기업의중대형개발및보급사업참여 중소기업의핵심기술개발역량부족

116 에너지자원활용 - 폐기물에너지 나. 산업특징및구조 (1) 산업의특성 국제에너지기구 (IEA) 의정의에의하면폐기물에너지는고체바이오매스, 바이오가스, 액체바이오연료, 지열, 태양열, 수력, 태양광, 해수력 ( 조력, 파력 ), 풍력등과함께생활폐기물및산업폐기물로구분되어재생에너지산업의범주에포함됨. 폐기물자원에너지화산업은다양한폐기물의종류및성상, 복잡한폐기물의발생및처리경로, 폐기물에대한제반규제및기준등으로인하여여러가지특성을가진에너지화이용공정과관련설비들이개발되어산업화된구조를가지고있음. 폐기물자원에너지화산업은가정및사업장에서발생하는폐기물을취급하는생활밀접형의산업이고, 폐기물의저공해처리와동시에이산화탄소배출감축에기여할수있는친환경적인산업특성을가지고있음. (2) 산업구조 폐기물에너지화산업의연관산업구조를살펴보면우선후방산업은생활폐기물과사업장배출시설계폐기물을발생시키는석유화학산업, 기계가공 / 설비산업, 소재산업, 전기 전자산업, 바이오산업, 건설폐기물을발생시키는건설산업, 지정폐기물을발생시키는폐기물처리산업, 의료산업, 축산분뇨폐기물, 농림수산폐기물등을발생시키는농업, 임업, 수산업, 축산업등과같이산업분야의거의모든부분을포함하고있음. 전방산업은폐기물에너지화로생산된고체 액체 기체연료를산업용연료, 발전용연료, 냉 난방용연료, 보조연료, 소성용연료등의다양한용도로활용하는폐기물처리산업, 발전산업, 농업 / 축산업, 시멘트산업, 목재 / 제지산업, 재생에너지산업등이있음. 후방위산업 폐기물에너지화 전방위산업 - 석유화학산업 - 기계가공 / 설비산업 - 엔지니어링산업 - 소재산업 - 건설산업 - 바이오산업 - 폐기물처리산업 - 의료산업 - 농업 / 임업 / 수산업 / 축산업 - 고형연료 - 열분해연료유 - 폐기물합성가스 - 회수소각열 - 폐기물처리산업 - ( 열병합 ) 발전산업 - 재생에너지산업 - 집단에너지공급산업 - 시멘트산업 - 목재 / 제지산업 - 농업 / 축산업 [ 폐기물에너지화분야의연관산업 ( 전후방산업 ) 구조 ]

117 전략분야 폐기물고형연료화분야에서생활폐기물을원료로하여제조되는 RDF(SRF) 의경우는한화건설 ( 주 ), ( 주 ) 태영건설등의대기업에서생산설비제작에참여하고있으며, 폐플라스틱, 폐타이어, 폐목재등으로제조되는 RPF, TDF, WCF 는 100여개의중소기업에서다양한규모로생산되고있음. 열분해유화의경우는현재국내대기업의참여는전무하고, ( 주 ) 에코페트로시스템, 동명알피에프 ( 주 ), ( 주 ) 성진유화, 21세기리싸이클링 ( 주 ) 등과같은 20여개의소규모기업체가기술개발과실용화보급을주도하고있음. 가스화분야에서는포스코건설 ( 주 ), GS건설 ( 주 ), 동부건설 ( 주 ), 효성에바라환경 ( 주 ) 등의대기업들이 2000년대중반부터가스화 / 용융설비시장에본격적으로진출하였으며, 몇몇중소기업들이중소규모의가스화설비를보급중임. 소각열회수이용부분에서 100 톤 / 일규모이상의생활폐기물소각시설은대부분국내의대형건설회사, 중공업업체, 엔지니어링업체에서설비를제작하고운영하고있는실정임. [ 폐기물에너지화분야의공급망분석및주요업체 ] 고형연료화 ( 고체연료 ) 열분해유화 ( 액체연료 ) 열분해 / 혐기성소화가스화 ( 기체연료 ) 소각열회수이용 ( 소각열 ) 주요내용 ( 설명 ) 폐기물고형연료생산업체및생산설비제작업체 열분해유화설비제작업체및설비운영업체 가스화설비제작업체및운영업체 소각설비제작업체및운영업체 대기업 한화건설 ( 주 ), ( 주 ) 태영건설, 대우건설 ( 주 ), 한라산업 ( 주 ) 등 - 포스코건설 ( 주 ), 대우건설 ( 주 ), 코오롱건설 ( 주 ), 삼성물산 ( 주 ), GS건설 ( 주 ), 동부건설 ( 주 ), 한라산업개발 ( 주 ), 효성에바라환경 ( 주 ), 두산중공업 ( 주 ), 삼성비피화학 ( 주 ), 서희건설 ( 주 ), 한솔EME( 주 ) 등 GS건설 ( 주 ), 한라산업개발 ( 주 ), 동부건설 ( 주 ), 현대중공업 ( 주 ), 한라산업개발 ( 주 ), SK건설 ( 주 ), 코오롱건설 ( 주 ), 삼성물산 ( 주 ), 한라중공업 ( 주 ), 대우건설 ( 주 ), 현대건설 ( 주 ), 포스코건설 ( 주 ) 등 주요업체 중소기업 ( 주 ) 코리아리사이클시스템, ( 주 ) 한국환경자원, 효성자원 ( 주 ), ( 주 ) 알이엠, 삼호환경기술 ( 주 ), ( 주 ) 지환테크, ( 주 ) 포스벨, ( 주 ) 미송환경산업, 내광산업 ( 주 ), 자연산업 ( 주 ), 대웅자원 ( 주 ), ( 주 ) 우드사이로, ( 주 ) 태화우드, 계룡우드 ( 주 ), 선창산업 ( 주 ), 지안우드 ( 주 ) 등 주 ) 에스에스유화, ( 주 ) 에코크리에이션, 에코페트로시스템, 동명알피에프 ( 주 ), ( 주 ) 세기에너지, ( 주 ) 삼신기계, 21세기리싸이클링 ( 주 ), 한양플랜트, 서흥인테크, 진보산업, 대영산업, 우양이엠에스등 ( 주 ) 에드플라텍, 에틴시스템 ( 주 ), ( 주 ) 하나티이씨, 글로텍엔지니어링, ( 주 ) 청우이앤씨, 한려에너지개발, 정림산업, 에코데이, 에코솔루션, 리텍솔루션, 유니슨하이테크, 부광플랜트, 이엔텍, 이지바이오시스템, 울트라텍, KNEP, CES 등 원이엔택 ( 주 ), ( 주 ) 대경에스코, 금강프랜트 ( 주 ), ( 주 ) 세신환경산업, ( 주 ) 긴세이코리아, 드림기업 ( 주 ), 하나로이앤지 ( 주 ), 장우기계, 대보마그네틱 ( 주 ), 앤바이오컨스 ( 주 ), ( 주 ) 가이아, ( 주 ) 대포스벨, 지환테크, 건민테크 ( 주 ) 등

118 에너지자원활용 - 폐기물에너지 3. 시장분석 - 현재전세계적으로약 60 억톤 / 년이상이발생되는폐기물중에서약 2 억톤 / 년이에너지로회수되고있으며, 폐기물관련시장의규모는 2010 년기준으로 2,700 억달러 / 년으로추산됨. -50 억달러 / 년의폐기물시장규모를보유한한국은생산자책임제도및매립억제정책, 유기성폐기물의해양투기금지, CO 2 규제현실화등으로 2030 년까지지속적인성장이전망됨. - 미국, 일본, EU 등의선진국은신재생에너지확대전략에따라 MBT, 열분해유화, 폐기물가스화, 소각등을통하여가연성폐기물로부터에너지를회수하는시장이활성화되어있음. - 국내에서는소각열회수이외에 1990 년대후반기부터 SRF 를비롯하여열분해유화, 가스화등을통한폐기물에너지사업이중소기업을중심으로진행되어지속적으로성장중임. 가. 시장현황및전망 현재전세계적으로연간약 60억톤이상이발생되는폐기물중에서폐기물에너지회수 (WTE : Waste-To-Energy) 방법에의하여처리되는가연성폐기물의양은연간약 2 억톤이고, 4억톤 / 년의폐기물이재생또는퇴비화되고있는것으로보고됨. 또한폐기물관리, 설비및자원 / 에너지화등과관련된폐기물산업의세계시장규모는 2010년기준으로 2,700억달러 / 년으로추산됨. 한국은 2005년부터 2010년까지세계연평균증가율의 2배인 6 % 의성장률을나타내어 2010년기준으로전세계시장의 1.9 % 에해당하는 50억달러 / 년의시장규모를보유하고있는것으로보고됨. 폐기물에너지화분야에대한글로벌시장현황을살펴보면 10 % 의소각발전효율을 20 % 수준으로높이는기술개발, 기존의단순소각이 MBT, SRF로대체, 열분해방법을통한폐기물의고급연료화추세, 개도국에대한열분해유화 / 가스화설비의수출경쟁본격화등을열거할수있음. 현재전세계적으로 50여기의폐기물가스화플랜트가건설운전중이며, 지속적으로건설진행및계획중이고, 2030년에는약 41조원의시장이형성될것으로예상됨. 미국과캐나다의 SRF, 열분해유화폐기물가스화시장은현재본격적인시장이형성되지않았거나정체상태이지만장기적으로는주로발전용으로폐기물에너지시장이활성화될것으로전망됨. 일본의 SRF 생산량은 15,000 20,000 톤 / 일이며, 광역형폐기물에너지화처리체계의구축을목표로하여 5개의대용량 SRF 전용발전소 (3,000 20,000 kw) 를 2000년대초반부터건설하여운전중임. 또한일본은 3,000 6,000 톤 / 년규모의열분해유화플랜트,

119 전략분야 1,400 개의폐기물소각로 (19 만 4 천톤 / 일 ), 약 70 기의가스화용융로가가동중임. 유럽은 MBT설비에서생산된 SRF는 2005년도에약 1,300만톤 (540만 TOE) 이며, 150만톤의국가간거래 ( 독일, 프랑스, 스웨덴등 ) 가있었음. 독일은 10여개의열분해유화설비를보급한바있으며, 스웨덴, 독일, 핀란드등에서가스화설비에대한시장이성장하기시작함. 독일은 10여개의열분해유화설비를보급한바있으며, 스웨덴, 독일, 핀란드등에서가스화설비에대한시장이성장하기시작함. 미국은전세계에서폐기물에너지생산량이가장많은국가로 2005년기준으로약 61 억 GJ를생산하여전세계생산량의약 23 % 를차지하고있을정도로소각폐열을이용한대규모발전사업이일찍이도입되어활성화되었음. 국내에서는 2003년의포괄적생산자책임제도 (EPR) 시행, 2013년의유기성폐기물의해양투기금지, 매립억제정책등으로폐기물에너지화시장의지속적인성장이기대되고있음. [ 폐기물에너지화분야의시장현황및전망 ] ( 단위 : 억원 ) 구분 년도 시장규모 ( 매출액 ) 성장률 (%) (2012~2017) 고형연료화 ( 고체연료 ) 26,700 29,700 33,000 36,600 39,900 43, 열분해유화 ( 액체연료 ) 5,500 5,890 6,300 6,740 7,120 7, 세계시장 가스화 열분해가스화 115, , , , , , ( 기체연료 ) 혐기성소화 125, , , , , , 소각열회수이용 ( 소각열 ) 156, , , , , , 고형연료화 ( 고체연료 ) SRF 1,050 1,200 1,410 1,560 1,740 1, Bio- SRF 국내시장 열분해유화 ( 액체연료 ) 가스화 열분해가스화 2,300 2,500 2,720 2,960 3,170 3, ( 기체연료 ) 혐기성소화 2,500 2,730 2,980 3,250 3,540 3, 소각열회수이용 ( 소각열 ) 3,900 4,110 4,320 4,550 4,740 4, 출처 : 신 재생에너지 RD&D 전략 2030( 폐기물분야 ), 에너지관리공단 (2007). 신 재생에너지 RD&D 전략 2030( 바이오분야 ), 에너지관리공단 (2007). ( 국내시장 - 규모 : 연간매출액기준, 성장률 : 년의평균증가율적용, 세계시장 - 규모 : 국내시장의 배적용, 성장률 : 국내시장의 배적용 ) ( 고형연료화분야는국내의고형연료제품유통단가 (10 20 만원 / 톤 ) 및제조설비의국내시장규모를감안하여산정 ( 국내시장에서 RDF 및 RPF 는 SRF 로 WCF 는 Bio-SRF 로각각변경되었고, Bio-SRF 의시장규모는 2011 년도의공급량을근거로하여 SRF 66 % (40 x 100/( )) 로추산하고성장률은 15 % 로가정 )

120 에너지자원활용 - 폐기물에너지 [ 고형연료제품제조현황 ] 출처 : 고형연료제품인증제도및품질사후관리현황, 한국환경공단 (2012) 나. 무역현황 폐기물에너지분야의주요수출입품목은원료인폐기물등이있으며, 수입에크게의존하고있는것으로나타남. [ 폐기물에너지전략분야품목별수출현황 ] ( 단위 : 천달러 ) 품목구분 수출현황 583 3,305 7,332 6,048 1,940 1,943 1,818 폐기물 수입현황 9,808 17,935 35,257 35,799 51,907 54,212 66,376 무역특화지수 * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 ) / ( 총수출액 + 총수입액 ) 다. 글로벌수출입유망품목 2012년글로벌수출입유망품목은국내외수출입규모와성장률, 관세율, 특허출원동향을바탕으로품목경쟁력, 품목유망성, 시장성, 기술성, 중소기업적합성등을분석하여도출됨. 폐기물에너지분야에서는수출입유망품목이도출되지않음

121 전략분야 라. 업체동향 (1) 해외주요업체동향 폐기물고형연료의경우폐기물에너지생산량이가장많은국가인미국에서는 1970년대초부터폐자원에너지화정책을추진했으며, SRF 시설은최대 2,000 톤 / 일규모, 열분해유화에서는상용규모 (7,000 톤 / 년 ) 의공정이개발되었음. 유럽연합은 1999년에제정된매립지침 (The Directive on the Landfill of Waste, 99/31/EC)) 을통하여에너지화가능한폐기물의직매립을금지한이후에유기성폐기물의처리공정과 SRF 제조공정이결합된 MBT 설비 (Trienekens Group, Biode- gma, Ecodeco, New Earth, RosRoca, Rumen 등 ) 를 2008년기준으로 200 기이상설치하여가동중이며, EU 국가간의거래도활발히진행되고있음. Fluff SRF의연소용보일러는 Metzo, ANE, VTT 등여러회사가오랜역사를가지고있으며, 현재에도효율향상을위한연구를계속하고있으며, 순환유동층연소로형태가많음. 일본은광역형폐기물에너지화처리체계구축을목표로정책이추진되고있으며, 현재 5개의대용량 SRF 전용발전소를가와사끼중공업, 히다찌조선, JFE엔지니어링등에서건설하여운전중이고, 6,000~12,000 톤 / 년규모의열분해유화플랜트와약 70 기의열분해가스화용융로를가동중임. 열분해유화분야의경우는이분야의선두주자인일본에서는 ( 주 ) 도시바, ( 주 ) 구보다등을중심으로 1995년경부터약 20여기이상의상용플랜트들이건설되었고, 사업추진은중견기업과지자체가컨소시움을구성하여추진하였으며, 기업체가운전을하고발생되는에너지는지자체기관등에공급하고있음. 상용규모의열분해유화플랜트기술을보유한독일의경우는 1994년에생산물재활용및폐기물관리법등을제정하고, DSD(Dual Systems Deutschland) 를설립하여 BASF, Technip Otto Noel 등의기업체를중심으로폐플라스틱의재활용에노력하고있음. 열분해가스화의경우는유럽에서네덜란드, 독일, 이태리, 영국, 스웨덴, 핀란드등에서폐목재, SRF, MSW, 슬러지등을원료로하는가스화설비가 1990년대하반기부터본격적으로도입되어가동되고있음

122 에너지자원활용 - 폐기물에너지 유럽의체코, 유고슬라비아, 포르투갈, 스페인등에서는폐기물을원료로하는가스화플랜트가가동중이거나건설을계획중에있음. 일본의 JFE은 1997년도 TS 기술과제휴하여전세계 10여곳에폐기물가스화설비를건설, 가동중에있으며, EBARA 와 UEDE는 200 톤 / 일급의폐기물가스화시스템과합성가스를이용한연료회수플랜트가상업운전중임. 미국은폐기물로부터발생한합성가스를자원화사례가국내와마찬가지로부족한실정이며, 합성가스를혼합된상태에서연료화함. 벨트란, PRME 등가스화시설보급업체에서폐기물을이용한합성가스생산을통해가스엔진발전및스팀발전을터키, 이태리등에보급하여상업운전중임. 중국은 고형폐기물에의한환경오염방지법 이제정된이후에단순수집, 감량화, 자원화, 무해화를포함한폐기물정책이수립되어연간 500만톤이상의도시생활폐기물처리시설건설이추진중임. (2) 국내주요업체동향 국내의동향을살펴보면폐기물고형연료의경우는한화건설 ( 주 ) 에서국내최초로원주시에 80톤-폐기물 / 일규모의생활폐기물 SRF 제조플랜트를 2006년에건설하였고, ( 주 ) 알이엠과 ( 주 ) 고려자동화는건물냉난방용의스팀을생산하는 SRF 전용보일러시스템을개발하여국내보급을추진중임. 또한한국중부발전 ( 주 ) 은한국에너지기술연구원, 한국기계연구원과공동으로 10 MWe 규모의 SRF 전용열병합발전설비를개발하는실증연구사업을 2007년부터 2012년까지수행중임. 고분자폐기물의열분해유화분야에서는동명RPF( 주 ) 가 1 2 톤 / 일규모의킬른식유화설비 2기를정상가동중이며, ( 주 ) 코리아알앤디는한국에너지기술연구원과공동으로 3,000톤 / 일규모의실증설비개발을완료하고보급사업진출을준비중임. 대우건설은 1997년에폐기물가스화기술도입하여국산화설계기술을확보한바있으며, GS플라텍은플라즈마가스화기술의국산화개발을진행중임. 삼성비피화학과삼성물산은폐기물가스화를통하여기존화석연료를대체하는고품질합성가스제조기술개발의추진을검토하고있음

123 전략분야 삼성물산, 글로텍엔지니어링, 이파워기술단, 벨트란코리아, 삼성비피화학, 효성에바라엔지니어링, 코오롱건설, GS플라텍, 현대엔지니어링, 현대건설, 포스코플랜텍, 포스코ICT, KIT, 포스코건설, 대원GSI 등에서는폐기물가스화플랜트의상용화개발을추진중에있음. 에틴시스템 ( 주 ) 은 5 톤 / 일급폐기물가스화용융시스템을개발을바탕으로한 24 톤 / 일급의료폐기물가스화합성가스생산시스템을개발하였음.( 주 ) 대우건설, ( 주 ) 하나티이씨는고등기술연구원과공동으로 5 톤 / 일급폐기물가스화용융시스템및가스엔진발전시스템을 40 kw급을개발하였으며, ( 주 ) 하나티이씨에서는이후자체개발로서 500 kw급가스엔진개발을완료하였음. LFG 이용시설의건설업체로는에코에너지, 서희건설, 상원EnC, 대구에너지환경, 청우이앤씨, 미래에너지개발, 한려에너지개발등이있으며, 한솔EME 세진ENC, 거신기술, 우리시스템, 에코솔류션리텍솔류션등에서는 LFG 포집, LFG 발전, LFG 측정과관련된사업을진행중임. 유기성폐기물의바이오가스화설비사업과관련된업체로는서희건설, 태영건설, 한라산업개발, 대우건설, 코오롱건설, 쌍용건설, 효성에바라, 효성건설, 동문IRS, 미렌, 전테크, 울트라텍, 지엘이엔지, 유니슨하이테크, 삼올, 디에치엠, 에코데이등이있음. 또한삼성테크윈, 엔진텍, 이룸지엔지, 대원GSI, 하나이티씨등은바이오가스발전기와관련된사업을진행중이며, 비엔이테크는바이오가스의탈황기술을개발중임. 태영공업 ( 주 ) 에서 1990부터밸트프레셔방식의고성능슬러지탈수설비를개발하여국내는물론동남아지역에수출하고있으며, 2001년부터삼성중공업 ( 주 ) 에서탄천하수처리장, LG건설 ( 주 ) 이중량하수처리장에건조장치를설치하여운전하고있음. 한국하이테크 ( 주 ) 에서는유기성슬러지탄화기술과전처리장치를개발하여실증연구와상용화를진행하고있음. 또한포스벨 ( 주 ), 대보마그네틱 ( 주 ) 을비롯한중소규모의환경플랜트업체에서는다양한방식의폐기물전처리시스템을구축하여현장적용을위한연구를수행중임

124 에너지자원활용 - 폐기물에너지 [ 폐기물에너지화분야주요제품의국내업체현황 ] 세부전략분야 주요제품대기업중소기업 중소기업주요참여영역 중소기업참여정도 중소기업점유율 폐기물고형연료 일반고형연료제품 (SRF) 바이오고형연료제품 (Bio-SRF) 한화건설 ( 주 ), ( 주 ) 태영건설, 대우건설 ( 주 ), 한라산업 ( 주 ) 등 - ( 주 ) 코리아리사이클시스템, ( 주 ) 한국환경자원, 효성자원 ( 주 ), ( 주 ) 알이엠, 스타이환경 ENG, NTM Korea, 다산기술 ( 주 ), 삼호환경기술 ( 주 ), ( 주 ) 지환테크, ( 주 ) 포스벨, 가이아외 50여개업체 ( 주 ) 미송환경산업, 내광산업 ( 주 ), 자연산업 ( 주 ), 대웅자원 ( 주 ), ( 주 ) 우드사이로, ( 주 ) 태화우드, 계룡우드 ( 주 ), 선창산업 ( 주 ), 지안우드 ( 주 ), ( 주 ) 우림, 화신산업 ( 주 ), ( 주 ) 전주에너지등 일반고형연료 (SRF) 제조설비생산및운영일반고형연료연소용보일러 / 건조기제작 바이오고형연료 (Bio-SRF) 제조설비생산및운영바이오고형연료연소용보일러 / 건조기제작 열분해유화 폐기물열분해연료유 - ( 주 ) 에스에스유화, ( 주 ) 에코크리에이션, 에코페트로시스템, 동명알피에프고분자폐기물의열분해 ( 주 ), ( 주 ) 세기에너지, ( 주 ) 유화설비제작및운영, 삼신기계, 21세기리싸이폐플라스틱의전처리장클링 ( 주 ), 한양플랜트, 서치제작흥인테크, 진보산업, 대영산업, 우양이엠에스등 가스화 폐기물합성가스 / 바이오가스 ( 주 ) 에드플라텍, 에틴시포스코건설 ( 주 ), 대우건스템 ( 주 ), ( 주 ) 하나티이씨, 설 ( 주 ), 코오롱건설 ( 주 ), 글로텍엔지니어링, ( 주 ) 삼성물산 ( 주 ), GS건설청우이앤씨, 한려에너지가스화공정시스템설 ( 주 ), 동부건설 ( 주 ), 한라개발, 정림산업, 에코데계, 열분해가스화설비산업개발 ( 주 ), 효성에바이, 에코솔루션, 리텍솔제작, 합성가스이용장라환경 ( 주 ), 두산중공업루션, 유니슨하이테크, 치의제작 ( 주 ), 삼성비피화학 ( 주 ), 부광플랜트, 이엔텍, 이서희건설 ( 주 ), 한솔EME 지바이오시스템, 울트라 ( 주 ) 등텍, KNEP, CES 등 소각열회수이용 소각열회수 이용설비 동원이엔택 ( 주 ), ( 주 ) 대경에스코, 금강프랜트 ( 주 ), GS건설 ( 주 ), 한라산업개발 ( 주 ), 동부건설 ( 주 ), 현 ( 주 ) 세신환경산업, ( 주 ) 긴대중공업 ( 주 ), 한라산업세이코리아, 드림기업개발 ( 주 ), SK건설 ( 주 ), 삼 ( 주 ), 하나로이앤지 ( 주 ), 성물산 ( 주 ), 한라중공업장우기계, 대보마그네틱 ( 주 ), 대우건설 ( 주 ), 현대건설 ( 주 ), 코오롱건설 ( 주 ), 포스코건설 ( 주 ) 등 ( 주 ), 앤바이오컨스 ( 주 ), ( 주 ) 가이아, ( 주 ) 대포스벨, ( 주 ) 지환테크, 건민테크 ( 주 ) 등 중소규모의폐기물소각로제작, 공해방지설비제작, 열회수및열이용설비제작 * 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5 단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : )

125 전략분야 마. 기업개발니즈 폐기물에너지분야중소기업의니즈분석을통한현황을살펴보면, 다양한중소기업들이융합을기반으로하는다양한제품을개발, 판매를진행하고있음. - 구체적으로폐기물연료화시설및장치, 폐기물소각후폐열회수스팀제조장치, MW plasma torch, 돈분소각보일러, 폐열을이용한발전장치, 폐열, 폐압회수터보발전기, 열교환기및압력탱크, 열유체기기, 대기오염방지기술, 폐자원열병합발전기술, 슬러지건조및열회수기술, VOC 및악취방지설비기술, 폐타이어를이용한열분해기술, 하이브리드폐열회수환기유닛및그시스템등이있음. 폐기물에너지분야의중소기업들은기술을기반으로다양한산업분야, 적용분야의시장진입을위한개발계획을가지고있음. - 구체적으로폐기물선별장치및성형장치, MW plasma torch, 음식물쓰레기소각보일러, 고형연료, SRF소각기술, 폐기물고형연료의탄화및활용기술, 고효율열교환기용전열관, 재생에너지사용열전발전시스템등의제품을미래에생산할계획을가지고있음. 바. R&D 현황분석 최근 2년간중소기업들이정부 R&D 자금지원을받기위해신청한과제리스트를분석한결과, 폐기물에너지분야에는소각열회수 이용설비, 폐기물고형연료 ( 장비 ) 에대한연구개발을추진하고있는것으로나타남. [ 폐기물에너지분야의최근중소기업연구개발추진현황 ]

126 에너지자원활용 - 폐기물에너지 4. 기술분석 에너지자원-폐기물에너지분야의산업기술개발동향및기술개발역량을파악하기위하여, 특허검색 DB를이용하여최근 13년간 (2000년 1월 ~ 2013년 7월 ) 출원 / 공개된해외특허 ( 일본, 미국, 유럽특허 ) 와국내특허를그분석대상으로하였음 가. 기술동향분석 (1) 세계동향 폐기물에너지분야의전체대상특허 8,895건에대한각국가의연도별출원동향을살펴보면, 전체적으로지속적인출원이이루어지는분야로최근까지일정수준을유지하고있는것으로나타났으며, 일본이가장많은특허를보유하고있음 - 일본은 2000년중반이후지속적으로감소하는추세를보이는반면, 한국과미국은증감을반복하고있으나꾸준히성장을유지하고있으며, 유럽의경우는큰변동없이지속적으로출원을유지하고있는것으로나타남. 미국, 유럽에서는지속가능한에너지안보를목표로재생에너지정책을추진하고있고, 이에따라폐기물을이용한에너지개발에대한연구가진행되고증가하고있는것으로분석됨 [ 에너지자원 - 폐기물에너지분야의국가 연도별출원동향 ]

127 전략분야 - 전체 8,895건에대해서일본 3,695(46%), 미국 2,718(31%), 한국 2,113(21%), 유럽 349(4%) 로나타나일본특허의점유율이가장높은것으로나타남 년전반기 59) 에전체분석대상특허의 57% 를차지하는특허출원이이루어졌으며, 일본의경우후반기보다두배가량의특허를출원한것으로나타나, 일본특허출원의감소의영향으로후반기의특허출원이감소하는경향을보인것으로판단됨. 또한 2012~2013년미공개건에의한영향도있는것으로판단됨 - 하지만, 한국의경우타국가에비해특허출원감소폭이적으며, 점유율면에서는전반기 19% 에서후반기 60) 에 30% 로상대적으로증가하여, 타국보다전반기대비후반기특허출원활동이활발한것으로나타남 폐기물에너지분야의해외특허주요출원인의출원현황을살펴보면, 모든국가에서기업이 98% 이상을출원하고있어연구소 / 대학에비해많은특허출원을하고있는것으로나타남 [ 해외특허주요출원인의출원현황 ] 미국특허에서기업의경우, 미국국적의 General Electric Company가최상위출원인으로나타났으며, 그외독일, 일본, 스위스등다양한국적의출원인이상위출원인으로나타남. 이는자국위주의출원활동이높으며, 또한타국가출원인들도미국시장진출의지가높은것으로분석됨 - General Electric Company사는종합전기회사로 35건을출원하여미국내최상위출원인으로나타났고, 이어독일국적의 SIMEMEN AG가 33건, UOP LLC가 28건, 59) 2000 년 ~2006 년까지를 2000 년대전반기로명시 60) 2007 년 ~2013 년까지를 2000 년대후반기로명시

128 에너지자원활용 - 폐기물에너지 Delphi Technologies, Inc. 가 22건으로상위출원인으로분석됨 - 연구소 / 대학의경우미국국적의 The Regents of the University of California이 13건으로최상위출원인으로나타났으며, The United States of America as represented by the Department of Energy와 University of Massachusetts가각각 9건, 6건으로상위출원인으로나타남 - 전반기에는 SIEMENS AG가최상위출원인으로나타났으며, 후반기에는 UOP LLC의출원이증가하여최상위출원인으로나타남. 전 후반기최상위출원인인 General Electric Company는양쪽에꾸준한출원을보이며상위출원인으로자리잡고있음. 이러한차이는업체간의연구경쟁이치열한것으로분석됨 - 미국국적의출원인들은후반기에출원활동이활발하게나타난반면, 기타국적의출원인들은전반기출원활동이증가하는것이특징적임 - 기업에의한출원이전 후반기 90% 이상으로나타나기업에의한출원이대부분이며, 연구소 / 대학의경우출원건수가 10건미만으로의미를부여하기어려움 [ 미국특허주요출원인의전 후반기출원비율 ] 일본특허에서기업의경우, 일본국적의 TOYOTA MOTOR CORPORATION이상위출원인으로나타났으며, 그외 MITSUBISHI HEAVY IND LTD[JP] 등대부분자국국적의출원인이상위출원인으로나타남 - TOYOTA MOTOR CORPORATION 은세계적인자동차생산업체로에너지생산에도관심을갖고참여하고있으며, 총 146건의특허를출원하여전체그룹에서최상위출원인으로나타났음. 그뒤를이어 MITSUBISHI HEAVY IND LTD[JP] 가 118건으로차상위출원인으로나타났으며, TAIHEIYO CEMENT CORP[JP] 가 93건으로상위출원인인것으로확인됨 - 연구소 / 대학의경우일본국적출원인인 Central Research Institute of Electric Power Industry가 20건으로상위출원인으로나타났으며, REGENTS OF THE UNIV

129 전략분야 OF CALIFORNIA[US], OSAKA PREFECTURE UNIV[JP] 이각각 4건, 3건을출원하고있는것으로나타남 [ 일본특허주요출원인의전 후반기출원비율 ] - 전반기에는 MITSUBISHI HEAVY IND LTD가 4% 의점유율을보이며최상위출원인으로나타났으며, 후반기에는 TOYOTA MOTOR CORPORATION이 6% 의점유율을보이며최상위출원인으로나타나, 일본에서폐기물에너지기술과관련하여 MITSUBISHI HEAVY IND LTD와 TOYOTA MOTOR CORPORATION의경쟁이치열한것으로분석됨 - 기업체의경우대부분후반기에출원활동이감소되는추세인반면, TAIHEIYO CEMENT CORP는후반기출원활동이다소증가한업체로나타나특징적임. 이는 2009년폐유계폐기물처리및에너지생산방법과관련된특허를기존의 2배이상집중적으로출원하였기때문으로분석됨 유럽특허에서기업의경우, 일본국적의 MITSUBISHI HEAVY IND LTD가상위출원인으로나타났고, 그외미국및유럽국적의출원인이상위출원인으로나타나, 이는일본및미국국적출원인들의유럽시장확보를위한것으로분석됨 - 일본국적의 MITSUBISHI HEAVY IND LTD사와미국국적의 Delphi Technologies, Inc. 가 12건을출원하여최상위출원인으로나타났고, 이어미국국적의 Afton Chemical Intangibles LLC가 10건, 일본국적의 SUMITOMO CHEMICAL CO LTD가 7건으로상위출원인으로분석됨 - 연구소 / 대학의경우일본국적의출원인인 Central Research Institute of Electric Power Industry와 Total Petrochemicals Research Feluy[BE] 가 3건으로최상위출원인으로나타났으며, ABB Research[CH] 가 2건으로상위출원인으로나타남

130 에너지자원활용 - 폐기물에너지 [ 유럽특허주요출원인의전 후반기출원비율 ] - 전반기에는일본국적의 MITSUBISHI HEAVY IND LTD가 5% 의점유율로최상위출원으로나타났으며, 후반기에는일본국적의 SUMITOMO CHEMICAL CO LTD가 4% 의점유율로최상위출원인것으로나타나, 유럽에서두일본업체간의연구개발및출원경쟁이치열한것으로분석됨 전체적으로살펴보면, 연구소 / 대학보다는기업출원이압도적이며, 일본특허의비율이매우높음 - 일본에너지생산기업 (TOYOTA MOTOR CORPORATION, MITSUBISHI HEAVY IND LTD, TAIHEIYO CEMENT CORP 등 ) 의출원이압도적으로나타났고, 미국에서는미국국적의 General Electric Company와독일국적의 SIEMENS AG의출원이눈에띔 - 일본의기업출원이압도적이기는하나, 대부분전반기에집중되고있고, 최근에는그연구활동이미비한반면, 미국은꾸준히성장하고있는것으로확인됨 (2) 국내동향 폐기물에너지분야의국내특허연도별출원동향을살펴보면, 전체적으로증감을반복하나지속적으로출원이이루어지고있으며, 내국인의경우출원비율이매년 70% 이상으로나타남 - 국내전체특허의내외국인비율은한국인이 80%, 외국인 20% 로한국인의특허출원비율이높아기술자립도가높은것으로분석됨 - 출원인을구분하면개인출원인의특허비율이 35% 로가장높았고, 중소기업이 20%, 해외출원인이 20%, 대학 / 연구소가 9%, 대기업 9% 로분석되어, 폐기물에너지분야는개인과중소기업등소그룹에의해출원이주도되고있는것으로분석됨

131 전략분야 [ 연도별국내출원동향및연도별내국인 / 출원인출원비율 ] 폐기물에너지분야의국내주요출원인현황을살펴보면, 기업 ( 대기업및중소기업포함 ) 이가장활발한특허출원활동을나타내고있는것으로조사되었으며, 대기업중에서는현대자동차가전체 22건 (11%) 으로최다출원을기록하고있음 - 중소기업은원자력과관련된전력산업의엔지니어링및원전수거물관련업무을하는 코네스가 8건 (1%) 의상위출원인으로나타났으며, 연료전지전문기업인 퓨얼셀파워가 7건 (1%) 의출원을기록하고있으며, 대학 / 연구소 / 공공기관에서는한국에너지기술연구원이 51건 (26%) 으로최다출원인으로나타남

132 에너지자원활용 - 폐기물에너지 [ 국내주요출원인의출원현황 ] 대기업의경우전반기에는삼성에스디아이가 16%(11건 ) 의점유율로최상위출원인으로나타났으며, 후반기에는삼성중공업이 12%(15건 ) 의점유율로최상위출원인인것으로나타남. 전 후반기에는현대자동차가 15%(10건 ), 9%(12 건 ) 의점유율로차상위출원인으로나타남 - 전반적으로전반기에비해후반기에출원이증가하고있으며, 삼성에스디아이와엘지전자는후반기에출원이다소감소하는경향을보이고있음 중소기업의경우, 전반기에는정암환경이 1%(3건 ) 의점유율을보이며최상위출원인으로나타났으며, 후반기에는코네스가 2%(8건 ) 의점유율로최상위출원인으로나타남. 정암환경을제외한상위출원인들은상반기특허출원이전무한상태에서후반기 5건이상의특허를출원하고있는것으로나타남 - 주요출원인의후반기출원비율이높게나타나는데, 이는최근몇년사이에폐기물에너지관련프로젝트가다수진행되고있는것으로판단됨. 다만전체적인출원건수가 10건미만으로중소기업은연구규모상다양한프로젝트수행이어려우며, 주로연구진행완료단계에서특허출원하기때문으로판단됨

133 전략분야 한국에너지기술연구원은전 후반기각각 28%(21건 ), 24%(30건 ) 의출원점유율을보여최상위출원인으로나타났으며, 이어한국기계연구원이후반기에 11%(13건 ) 으로차상위출원인으로나타남 - 기업체와달리전 후반기상위출원인의순위변동이적은것이특징임 [ 국내주요출원인의전 후반기출원현황 ] (3) 대표기술군선별 폐기물에너지분야에서출원건수를기준으로다출원상위 IPC 20개를알아본후, 상위 10개를선별하여대표기술군을선정함

134 에너지자원활용 - 폐기물에너지 [ 다출원상위 20 개 IPC 중 10 개선별과정 ( 전체 )] [ 다출원상위 20 개 IPC 중 10 개선별과정 ( 전 하반기 )] 선정된주요 IPC로는 H01M-008 의연료전지및그의제조기술, F23G-005의폐기물소각및그의제어기술, B09B-003의고체폐기물의처리, C10L-005의고체연료생산, C10L-001의천연연료또는가스생산, C10J-003의고체물질로부터기체화, B01D-053의폐가스의정제또는회수, C01B-003의물질로부터기체의제조, C10G-001의탄소질연료또는유사연료생산, F23G-007의특정폐기물또는저급연료로선별됨 주요 IPC와매칭되는 UPC의분류코드로 429, 110, 044 등이선별되었고, 연료전지제조장치, 폐기물소각, 폐기물고체및액체연료화장치로 10개의대표기술군을최종선별함

135 전략분야 [ 대표기술군요약 (UPC)] 대표기술 (IPC) IPC코드건수 대표출원인 대표기술 (UPC) 대표기술군 세부내용 H01M TOYOTA MOTOR CORPORATION[JP] HONDA MOTOR CO LTD[JP] NISSAN MOTOR CO LTD[JP] 429/ / / /127 폐기물활용연료전지 1. 연료전지폐열회수장치 2. 폐기물활용연료전지열병합발전 F23G BABCOCK HITACHI KK[JP] JFE ENGINEERING CORP[JP] MITSUBISHI HEAVYIND LTD[JP] 110/219~225, 110/242~245 폐기물소각 / 용광장치 1. 열분해, 소각폐기물처리 2. 용해 / 용광로장치 3. 폐기물발전장치 B09B KANGEN YOYUG IJ UTSU KENKYUSHO:KK[JP] SHINYO INDUSTRIES CO LTD[JP] TAIHEIYO CEMENT CORP[JP] 241/002~004 폐기물분리 / 매설장치 1. 유기폐기물처리장치 2. 유기폐기물재활용장치 3. 유기폐기물자원화장치 C10L TAIHEIYO CEMENT CORP[JP] SUMITOMO OSAKA CEMENT CO LTD[JP] IHI CORP[JP] 044/500~505, 585/008~014 폐기물활용고체연료화제조 / 장치 1. 산업폐기물고형연료화장치 2. 생활쓰레기연료화 C10L Afton Chemical Intangibles LLC[US] UOP LLC[US] COSMOOIL[JP] 044/329~332, 127/024~028 폐기물활용액체연료화제조 / 장치 1. 폐유처리재생장치 2. 바이오액체연료제조 C10J MITSUBISHI HEAVY INDLTD[JP] EBARA CORP[JP] 048/071~085 탄소질연료화처리 / 제조장치 1. 탄화물열분해장치 2. 바이오매스연료화장치 B01D MITSUBISHI HEAVY INDLTD[JP] General Electric Company[US] 055/410~417, 095/039~042 폐가스분리 / 흡착 / 흡수처리장치 1. 배기가스처리 2. 탈황시스템 C01B TOSHIBA CORP[JP] L'Air Liquide S.A.[FR] TOYOTA MOTOR CORPORATION[JP] 252/1881, 423/248 수소연료화제조 / 장치 1. 수소제조 2. 수소발생장치 3. 폐열회수 C10G 한국에너지기술연구원 [KR] Ozmotech Pty[AU] 208/400~411, 585/240~242 폐고분자처리연료화방법 / 장치 1. 폐플라스틱재활용 / 연료화 2. 폐고무, 타이어재활용 / 연료화 F23G TAIHEIYO CEMENT CORP[JP] MEIDENSHA[JP] 삼성중공업 [KR] 110/236~237,11 0/253~259 폐연료 / 에너지소각처리장치 1. 액상폐기물에너지화 2. 폐유처리장치

136 에너지자원활용 - 폐기물에너지 나. 기술지수분석 (1) 기술성장성분석 기술성장성분석은전세계특허를대상으로진행하였으며, 폐기물에너지분야의각국가의대표기술군별특허활동지수 (Activity Index) 61) 를분석전체기간에대해살펴봄 [ 각국가의대표기술군별특허활동도지수 ( 전체 )] - 한국특허에서는폐연료 / 에너지소각처리장치분야의특허활동지수가 2.22로가장높고, 그외폐고분자처리연료화방법 / 장치분야에서특허활동이활발한것으로분석됨. 미국특허에서는수소연료화제조 / 장치분야의특허활동지수가 1.65로가장높고, 그외폐가스분리 / 흡착 / 흡수처리장치분야에서특허활동이활발한것으로분석됨 - 일본특허에서는폐기물분리 / 매설장치분야의특허활동지수가 1.59로가장높으며, 그외탄소질연료화처리 / 제조장치분야에서특허활동이활발한것으로분석됨. 유럽특허에서는폐가스분리 / 흡착 / 흡수처리장치분야의특허활동지수가 2.03로가장높으며, 그외탄소질연료화처리 / 제조장치분야에서특허활동이활발한것으로분석됨 폐기물에너지분야의각국가의대표기술군별특허활동지수를상 후반기로비교해봄 61) 특정연구주체가특정기술분야에서차지하는상대적집중도를살펴보기위한지표로서, 그값이 1 보다큰경우에는특정연구주체가다른기술분야에비하여특정기술분야에상대적특허활동이활발함을나타냄

137 전략분야 [ 각국가의대표기술군별특허활동도지수 ( 전 하반기 )] - 한국특허에서는폐기물활용고체연료화제조 / 장치분야에서전반기 1.07로나타났으나, 후반기특허활동지수가 2.35으로증가하여상대적으로특허활동이매우증가한분야로분석됨. 미국특허에서는전제적으로특허활동지수가다소증가하였으나유사한경향을띄고있음 - 일본특허에서는폐기물활용액체연료화제조 / 장치분야에서전반기 1.07로다소특허활동이활발한분야였으나, 후반기특허활동지수가 0.96로상대적으로연구활동이주춤한분야로분석됨. 유럽특허에서는폐기물활용액체연료화제조 / 장치분야에서전반기 0.99로나타났으나, 후반기특허활동지수가 1.71까지증가하여상대적으로특허활동이매우증가한분야로분석됨 폐기물에너지분야의각대표기술군의최신특허비율 62) 및 PFS 63) 을살펴보면, 폐가스분리 / 흡착 / 흡수처리장치, 폐기물활용액체연료화제조 / 장치및수소연료화제조 / 장치의경우최신특허비율과 PFS가평균이상으로최근기술개발이활발하며, 해외시장확보력이보통이상으로분석됨 - 폐기물활용고체연료화제조 / 장치및폐연료 / 에너지소각처리장치의경우 PFS값이평균이하로패밀리특허수가낮아해외시장확보력은낮은편이나, 최근기술개발은상대적으로높게나타남 - 탄소질연료화처리 / 제조장치의경우최신특허비율이평균이하이나 PFS값이평균이상으로해외시장확보력이높게분석됨 62) 최신특허비율 : 2009~2013 년전세계출원된특허를최신특허로분류함 63) PFS : 패밀리특허수를산정하여해외시장에진출정도를나타냄

138 에너지자원활용 - 폐기물에너지 [ 대표기술군별 PFS/ 최신특허비율 ( 전체 )] (2) 기술수준분석 기술수준분석은전체특허에나타나는특허의인용관계 ( 평균 CPP 64) ) 및경쟁력정보 ( 평균 TS 65) ) 를이용하여대표기술군별원천성 / 기술경쟁력을살펴보면, 원천성 / 기술경쟁력모두평균값보다높은대표기술군은수소연료화제조 / 장치와폐기물활용연료전지로나타나상대적으로기술수준이우수한것으로분석되어기술적인면에서중요한분야로판단됨 [ 대표기술군별 CPP/TS( 전체 )] 64) 특허당타특허로부터의평균피인용도로서, 이값이높을수록기술적인면에서중요하다고볼수있음 65) 대표기술군별평균피인용도에해당특허건수를곱하는값으로표현되며, 이값이높을수록기술수준이높아경쟁력있는대표기술군이라고판단할수있음

139 전략분야 - 폐가스분리 / 흡착 / 흡수처리장치는 TS값이평균이하지만 CPP가평균이상으로나타나, 기술적으로많이인용되고있으나타기술군에비해상대적으로경쟁력은낮은기술군으로판단됨 - 수소연료화제조 / 장치및폐기물활용연료전지기술이상대적으로다른기술군에비해높은값을갖고있어다른기술범주가상대적으로평균이하의값을갖게됨 (3) 중소기업적합성분석 중소기업적합성분석은한국특허를대상으로진행하였으며, 각대표기술군별중소기업의기술개발참여정도를판단함에따라국내중소기업의진출이용이한전략제품후보군을선별함 - 중소기업출원비율을살펴보면, 폐고분자처리연료화방법 / 장치는관련국내특허건수 (73건) 중에서중소기업의출원건수 (28건) 비율이 38% 를차지하여타기술군보다높은중소기업의출원비율을보이고있음 - 또한중소기업출원인비율을살펴보면, 폐기물활용고체연료화제조 / 장치분야의중소기업출원인비율이 38% 에이르러가장높은분야로나타나나, 기본건수가작아큰의미를부여하기에는무리가있음. 폐기물활용연료전지및폐기물활용액체연료화제조 / 장치분야는중소기업출원인비율이 15% 이하로나타나, 상대적으로국내중소기업의진출이어려운분야로판별됨 - 종합적으로살펴보면, 폐기물에너지분야가중소기업출원비율과중소기업출원인비율이상대적으로높아국내중소기업의진출이용이한전략제품군으로판단됨 [ 중소기업적합성분석 ] 대표기술군 국내특허 중소기업 특허건수출원인수특허건수출원인수 중소기업출원비율 중소기업출원인비율 폐기물활용연료전지 % 9% 폐기물소각 / 용광장치 % 35% 폐기물분리 / 매설장치 % 32% 폐기물활용고체연료화제조 / 장치 % 38% 폐기물활용액체연료화제조 / 장치 % 11% 탄소질연료화처리 / 제조장치 % 19% 폐가스분리 / 흡착 / 흡수처리장치 % 14% 수소연료화제조 / 장치 % 20% 폐고분자처리연료화방법 / 장치 % 36% 폐연료 / 에너지소각처리장치 % 27%

140 에너지자원활용 - 폐기물에너지 다. 종합결론 폐기물에너지분야의전체대상특허 8,895건에대한각국가의연도별출원동향을살펴보면, 전체적으로지속적인출원이이루어지는분야로최근까지일정수준을유지하고있는것으로나타났으며, 일본이가장많은특허를보유하고있음 일본은 2000년중반이후지속적으로감소하는추세를보이는반면, 한국과미국은증감을반복하고있으나꾸준히성장을유지하고있음. 이러한추세는미국, 한국에서는지속가능한에너지안보를목표로재생에너지정책을추진하고있고, 이에따라폐기물을이용한에너지개발에대한연구가진행되고증가하고있는것으로분석됨 해외주요출원인현황을살펴보면, 연구소 / 대학보다는기업출원이압도적이며, 일본특허의비율이매우높고, 일본에너지생산기업 (TOYOTA MOTOR CORPORATION, MITSUBISHI HEAVY IND LTD, TAIHEIYO CEMENT CORP 등 ) 의출원이주도적으로나타남. 국에서는미국국적의 General Electric Company와독일국적의 SIEMENS AG의출원이두드러지며, 국내의경우한국에너지기술연구원의활동이가장눈에띔 일본특허에서는폐기물분리 / 매설장치의특허활동이활발한것으로분석된반면, 한국특허의폐연료 / 에너지소각처리장치가특허활동이활발한것으로분석됨. 미국특허에서는수소연료화제조 / 장치의특허활동이활발한것으로분석된반면, 유럽특허에서는폐가스분리 / 흡착 / 흡수처리의특허활동이활발한것으로분석됨 폐가스분리 / 흡착 / 흡수처리장치, 폐기물활용액체연료화제조 / 장치및수소연료화제조 / 장치기술이최신특허비율과 PFS가평균이상으로나타나최근기술개발과해외시장진출이활발한분야로판단됨. 수소연료화제조 / 장치와폐기물활용연료전지의기술군은 CPP 및 TS값이평균이상으로나타나원천성특허기술의가능성및기술경쟁력이높은것으로분석되며, 폐고분자처리연료화방법 / 장치분야가중소기업출원비율과중소기업출원인비율이상대적으로높아국내중소기업의진출이용이한전략제품군으로판단됨 각대표기술후보군을특허지수를종합분석한결과, 수소연료화제조 / 장치관련기술군은기술성장성및기술수준분석결과높은수준으로나타나해당분야의시장형성및기술개발이활발한것으로판단됨. 폐가스분리 / 흡착 / 흡수처리기술군은기술성이평균이하로나타났으나, 기술성장성이높게나타나중소기업에서진출하기용이한대표기술후보군으로사료됨

141 전략분야 [ 특허분석종합평가표 ] 기술성장성분석기술수준분석중소기업적합성 대표기술군 특허건수 AI 종합최근특허비율 PFS 평가 66) Ts CPP 종합평가 출원비율 출원인비율 종합평가 67) 폐기물활용연료전지 下 上 16% 19% 下 폐기물소각 / 용광장치 下 下 38% 40% 上 폐기물분리 / 매설장치 下 下 35% 35% 上 폐기물활용고체연료화제조 / 장치폐기물활용액체연료화제조 / 장치탄소질연료화처리 / 제조장치폐가스분리 / 흡착 / 흡수처리장치 中 下 38% 39% 上 上 下 16% 14% 下 上 下 29% 39% 中 上 中 30% 31% 下 수소연료화제조 / 장치 上 上 30% 38% 中 폐고분자처리연료화방법 / 장치폐연료 / 에너지소각처리장치 下 下 42% 40% 上 中 下 28% 31% 中 5. 시사점및제언 각대표기술후보군을특허지수를종합분석한결과, 시장성장성과기술수준정도를고려해볼때, 폐가스분리 / 흡착 / 흡수처리기술군은국내중소기업이해당분야에서기술개발을고려해볼수있는기술군으로사료되며, 수소연료화제조 / 장치기술군은기술장벽도가다소높게형성되어있어기술개발시중소기업이접근하기는어려운대표기술후보군으로판단됨. 작년과비교했을때, 수소연료화제조 / 장치기술은기술장벽이상대적으로상승한분야인것으로나타났으며, 앞으로도꾸준한성장을보일것 66) 기술성장성분석종합평가기준표최신특허비율 / AI 의미 PFS( 시장확보력지수 ) 1초과구간최신특허비율과 PFS 모두평균이상일경우특허활동도가크고, 최근연구개발이많고해외특허출원이높아현재선도하는대표기술군으로평가하여종합평가상 ( 上 ) 으로판단함상 ( 上 ) 1초과특허활동도가크고, 최근연구개발이많거나해외특허출원이많은현재선도가최신특허비율과 PFS 중 1개가평균이상일경우구간능성이큰대표기술로평가하여종합평가상 ( 上 ) 으로판단함 1초과구간최신특허비율과 PFS 모두평균이하일경우특허활동도가크나, 최근연구개발이나해외특허출원이낮아앞으로유망할대표기술군으로평가하여종합평가중 ( 中 ) 으로판단함중 ( 中 ) 특허활동도가낮은편이나, 최근연구개발과해외특허출원이높아서최근유망 1이하최신특허비율과 PFS 모두평균이상일경우하거나시장이형성되고있는대표기술군으로평가하여종합평가중 ( 中 ) 으로판단함특허활동도가낮고, 최근연구개발이적거나해외특허출원이낮아잠재력이있 1이하최신특허비율과 PFS 중 1개가평균이하일경우지만유망성이낮은대표기술군으로판단하여종합평가하 ( 下 ) 로판단함하 ( 下 ) 특허활동도가낮고, 최근연구개발이적거나해외특허출원이낮아유망성이매 1이하최신특허비율과 PFS 모두평균이하일경우우낮은대표기술군으로판단하여종합평가하 ( 下 ) 로판단함 67) 중소기업적합성평가기준출원비율 : 1~10( 하 ),11~20( 중 ), 21~30( 상 ), 출원인비율 : 1~15( 하 ), 16~30( 중 ), 31~45( 상 )

142 에너지자원활용 - 폐기물에너지 으로판단되며, 따라서관련분야의원천기술을확보한다면기술시장을주도할수있는분야일것으로판단됨 탄소질연료화처리 / 제조기술군은기술성이평균이하로나타났으나, 기술성장성이높게나타나중소기업에서진출하기용이한대표기술후보군으로사료됨 각나라별로친환경에너지및지속가능한성장을강조하면서신재생에너지기술개발이활발히진행되고있으며, 청정처리및자원재활용효과가우수한폐기물에너지기술분야는상대적으로저렴한비용과농축산물폐기물, 산업폐기물등원료의확보가용이한기술군으로중소기업에서충분히원천기술을확보할수있는기술분야인것으로판단됨. 또한저렴한처리비용으로화석연료대체및온실가스감축효과가높아, 본폐기물에너지기술개발은꾸준히증가할것으로판단됨 미국, 러시아, 캐나다, 중국등과같이국토면적이넓은국가는폐기물정책이기본적으로매립에중심을두고있는경우가많으며, 반면에유럽이나일본과같이국토가좁기때문에매립지의확보가어려운국가는폐기물의감량화처리정책을시행하여왔고그에따라소각, SRF, 유화, 가스화등의폐기물에너지화기술이많이발달되었음. 특히최근에국제기후변화협약의시행으로많은선진국이폐기물에너지회수에많은노력을하고있음. 2030년에폐기물에너지화분야에서 1,100만 TOE/ 년의신재생에너지보급목표를달성하기위해서는보급잠재량과파급효과가큰분야를중심으로대량보급체계구축을위한기반기술이필요함. 에너지환경지표 ( 폐기물처리량, 화석연료대체량, CO2 저감량 ), 산업화지표 ( 제품생산량, 시장점유율, 플랜트보급량, 플랜트수출액 ), 기술적지표 ( 설비용량, 제품수율및품질 ) 등을고려하여세부기술개발사업별로연구목표및범위등을설정하는접근방식이필요함. 또한 EPR 제도, 폐기물매립억제정책, 해양투기금지, 전기사업자의 RPS 적용, 폐기물고형연료생산량및폐플라스틱발생량증가, 고효율폐기물혼소용보일러의보급증가, 폐기물분야의 CO2 저감기술개발필요성등과같은국내외환경과정부정책을기술개발전략과방향에반영해야함. 폐기물분야의핵심요소기술들은상당수준에도달하여폐기물소각및이용기술, SRF 제조기술등은상용화에도달했으나열분해유화및가스화는선진국에비하여기술력이상대적으로부족하므로상용규모열분해유화플랜트의설계기술확보및보급, 열분해가스화기술의국산화를위한실증연구사업추진이필요함

143 전략분야 관련기술을보유한중견중소기업의주관하에산 학 연공동으로국내대량보급및해외기술수출이가능한신뢰성이높은표준화 / 규격화된실용화핵심기술을개발하고실시기업을통하여상용화보급을유도하는체계로기술개발을추진함. 협소한국내폐기물에너지시장의한계를극복하기위하여중소기업뿐만아니라국내대기업이공동으로기술개발사업에참여하여핵심설계기술의국산화와개도국과선진국시장을동시에진출하기위한수출산업화전략의수립이요구되고있음. 단기적으로 2010년대중반까지실용화보급을위한기반기술및실증기술을개발하고, 2020 년까지상용규모의고형연료제조 / 이용설비, 열분해유화설비, 가스화설비, 고효율 / 저공해소각설비등을보급하는방향으로추진되는기술개발이필요하다고판단됨. 폐기물고형연료 (SRF) 는기후변화협약대응을위한신재생에너지원으로서가장많은부분을담당해야하는폐기물연료이며, 향후에저공해 SRF를생산할수있는탄화기술, SRF 전용발전소, 미분탄발전소에서 SRF 혼소등의기술개발과보급이필요함. 또한폐기물고형연료는그동안 RDF, RPF, TDF, WCF 의 4 종류로구분하여품질기준을관리하던방식에서생산자중심에서사용자중심으로관리기준이변화하는추세를반영하여 SRF와 Bio-SRF 의 2 종류로단순화하여 2013년부터시행중임. 고분자폐기물의열분해유화및가스화기술전반에대한표준화 / 규격화방안이필요하고, 폐기물의경우종류와물성이매우다양하므로물성변화에따라모든인자들이설계자료와운전조건에반영되어야함. 열분해유화및가스화공정에서생산되는제품을정제하여품질을고급화하고상품화할수있는기술개발이필요하고, 이러한제품을재활용품으로안정하여유통시킬수있는제도적뒷받침이시급함. 각대표기술후보군을특허지수를종합분석한결과, 시장성장성과기술수준정도를고려해볼때, 수소연료화제조 / 장치기술군은국내중소기업이해당분야에서기술개발을고려해볼수있는기술군으로사료되며, 연료전지발전 / 저장 / 반응물제조장치는기술장벽도가다소높게형성되어있어기술개발시중소기업이접근하기는어려운대표기술후보군으로판단됨 탄소질연료화처리 / 제조장치, 폐가스분리 / 흡착 / 흡수처리장치기술군은기술성이평균이하로나타났으나, 기술성장성이높게나타났으며기술장벽수준은중간정도로평가되어중소기업에서진출하기용이한대표기술후보군으로사료됨

144 에너지자원활용 - 폐기물에너지 신재생에너지기술개발이대두되고있는시점에서, 청정처리및자원재활용효과가우수한폐기물에너지기술분야는상대적으로저렴한처리비용으로화석연료대체및온실가스감축효과가높아본폐기물에너지기술개발은꾸준히증가할것으로판단됨. [ 폐기물에너지분야의주요제품 ] 분류제품설명출처 폐기물에너지분야 폐기물고형연료 폐기물열분해연료유 폐기물합성가스 소각열회수 이용설비 폐기물탈수 건조설비 가연성고형폐기물을사용하여고형연료제품의품질ㆍ등급기준에적합하게제조한고형연료 고분자폐기물을무산소조건에서 oc 의온도에서열분해하여생산되는액체연료 가연성폐기물의부분산화 / 수증기반응으로생성되는 CO 2, H 2 및 CH 4 등으로구성되는혼합가스 가연성폐기물을소각하여증기또는냉 온수, 전기, 열풍등의에너지로이용하는설비 가연성폐기물에함유되어있는수분제거를위해사용되는기계적, 열적탈수 건조설비 시장 / 특허 / 기업니즈 시장 / 특허 시장 / 특허 / 기업니즈 시장 / 특허 / 기업니즈 전문가 산업기술분류코드 대분류중분류소분류 에너지 자원 에너지 자원 에너지 자원 에너지 자원 에너지 자원 신재생에너지 신재생에너지 신재생에너지 신재생에너지 신재생에너지 폐기물 폐기물 폐기물 폐기물 폐기물

145 폐기물에너지전략제품분석 - 폐기물고형연료 - 폐기물탈수 건조설비 - 소각열회수 이용설비

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147 전략제품 폐기물고형연료 1. 개요 - 정의 : 폐기물고형연료 (RDF : Refuse-Derived Fuel) 또는고형연료제품 (SRF : Solid Refuse Fuel) 은가연성고형폐기물을원료로하여수분과불연성성분들을제거하고분쇄한후에선별및건조과정을거쳐서비성형또는성형한상태로생산되는고체연료임. - 범위 : 폐기물고형연료분야는크게고형연료제조부분과이용부분으로분류되며, 제조부분의대표적인기술로는 1 파쇄 / 선별기술, 2 건조기술, 3 성형기술등이있으며, 이용부분에서는 1 전용연소기술, 2 혼용연소기술, 3 발전이용기술, 4 에너지회수기술등이포함됨. 가. 정의및필요성 폐기물고형연료 (RDF : Refuse-Derived Fuel) 또는고형연료제품 (SRF : Solid Refuse Fuel) 은생활폐기물, 폐합성수지류, 폐합성섬유류, 폐고무류, 폐타이어, 폐지류, 농업폐기물, 폐목재류, 식물성잔재물, 초본류폐기물등의가연성고형폐기물을원료로하여수분과불연성성분들을제거하고분쇄한후에선별및건조과정을거쳐서비성형형태또는 Pellet, Cube, Briquette 등의형태로압축성형하여생산되는고체연료임. [ 폐기물고형연료의개념 ]

148 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물고형연료 국내에서는 2003년에폐플라스틱고형연료 (RPF : Refuse Plastic Fuel) 형태로처음도입되었으며, 2006년에원주시에건설된 80 톤 / 일처리규모의생활폐기물고형연료생산시설을시작으로하여다양한형태의고형연료제품의생산및이용시설이국내에보급중임. 폐기물고형연료는산업용보일러, 화력발전, 시멘트소성, 지역냉난방, 슬러지연소등의산업용연료나건물냉난방및급탕, 농 축산시설의난방등의생활용연료와같이다양한분야에활용이가능함. 또한폐기물고형연료는일반적인소각방법에비하여수송성, 저장성, 연소안정성이우수하여소각시설의열이용에따르는많은문제점을해소할수있고, 많은초기투자비를필요로하는폐기물의액체 / 기체연료화기술에비하여상대적으로경제성이월등히높은장점을가지고있음. 따라서현재 75 % 수준인폐기물에너지분야의국내신재생에너지보급량기여도를향후 2030년까지약 50 % 이상으로계속유지하기위해서는폐기물에너지분야에서가장경제성이우수하고기술완성도가높은폐기물고형연료의보급확대를위한핵심기술개발이지속적으로추진될필요가있음. 나. 범위및분류 ( 기술분류관점 ) 폐기물고형연료분야는크게고형연료제조부분과이용부분으로분류되며, 제조부분의대표적인기술로는 1파쇄 / 선별기술, 2건조기술, 3성형기술등이있으며, 이용부분에서는 1전용연소기술, 2혼용연소기술, 3발전이용기술, 4에너지회수기술등이포함됨. ( 제품분류관점 ) 폐기물고형연료제품은우선생산되는제품의형태에따라성형 (Pellet or Densified) 형태제품과 Fluff 형태제품 ( 또는비성형제품 ) 으로크게구분할수있음. - 또한 자원의절약과재활용촉진에관한법률시행규칙 ( ) 을참고하면폐기물고형연료제조용원료의종류에따라일반고형연료제품 (SRF : Solid Refuse Fuel) 과바이오고형연료제품 (BIO-SRF : Biomass-Solid Refuse Fuel) 의 2 종류로분류됨. - 그리고폐기물고형연료를이용하는관점에서이용제품을분류하면 1전용연소시설, 2혼용연소시설, 3기타이용시설등으로구분이가능함. ( 공급망관점 ) 폐기물고형연료는기본적으로가연성고체폐기물로부터생산되며, 일반고형연료제품 (SRF) 은생활폐기물 ( 가정생활폐기물 + 사업장생활계폐기물 ), 폐합성

149 전략제품 수지류, 폐합성섬유류, 폐고무류, 폐타이어등을원료로하며, 바이오고형연료제품 (BIO-SRF) 은주로폐지류, 폐지류농업폐기물, 폐목재류, 식물성잔재물, 초본류폐기물등의바이오매스폐기물을원료로하여생산됨. [ 폐기물고형연료의분류관점의범위 ] 대분야중분야세부제품 연료생산 성형고형연료제품 비성형고형연료제품 일반고형연료제품 (SRF : Solid Refuse Fuel) 바이오고형연료제품 (BIO-SRF : Biomass-Solid Refuse Fuel) 일반고형연료제품 (SRF : Solid Refuse Fuel) 바이오고형연료제품 (BIO-SRF : Biomass-Solid Refuse Fuel) 폐기물고형연료 폐기물고형연료의전용연소시설 스토커연소설비, 유동층연소설비, 로타리킬른연소설비등 연료이용 폐기물고형연료의혼용연소시설 폐기물고형연료의기타이용시설 미분탄연소설비, 유기성폐기물 ( 슬러지, 음식물, 축산분뇨등 ) 소각설비, 시멘트소성설비등 탄화이용설비. 열분해이용설비, 가스화이용설비등 [ 공급망단계별주요제품분류표 ] 대분야중분야세부제품 폐기물고형연료 일반고형연료제품 ( 성형 / 비성형 ) 바이오고형연료제품 ( 성형 / 비성형 ) 생활생활폐기물 ( 폐가구류등대형가연성고형폐기물을포함하며, 음식물류폐기물은제외 ) 폐합성수지류 ( 자동차파쇄잔재물 (ASR) 은제외 ) 폐합성섬유류폐고무류 ( 합성고무류포함 ) 폐타이어에너지사용이가능하다고환경부장관이인정하여고시하는가연성고형폐기물 폐지류농업폐기물 ( 왕겨, 쌀겨, 옥수수대등의농작물부산물 ) 폐목재류 ( 원목으로된폐가구류및제재부산물을포함하며, 철도용으로사용된침목과전신주로사용된것은제외 ) 식물성잔재물 ( 땅콩껍질, 호두껍질, 팜껍질, 코코넛껍질, 귤껍질등을말하며, 음식물류폐기물은제외 ) 초본류폐기물에너지로사용이가능하다고환경부장관이인정하여고시하는바이오매스폐기물 따라서, 폐기물고형연료의범위는 - 성형폐기물고형연료제품, 비성형폐기물고형연료제품, 전용연소시설. 혼용연소시설, 기타이용시설등을포함하고, - 공급망기준으로일반고형연료제품및바이오고형연료제품의제조원료가되는가연성고체폐기물 ( 생활폐기물, 폐합성수지류, 폐합성섬유류, 폐고무류, 폐타이어, 폐지류, 농업폐기물, 폐목재류, 식물성잔재물, 초본류폐기물 ) 을포함하며, - 기술적으로는 1 파쇄 / 선별기술, 2 건조기술, 3 성형기술등의제조기술과 1 전용연소기술, 2 혼용연소기술, 3 발전이용기술, 4 에너지회수기술등의이용기술이포함됨

150 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물고형연료 2. 산업및시장분석 - 페기물고형연료는폐기물에너지화분야중에서완성도와경제성이가장높은기술로서다양한활용분야를가지고있으며, 지속적인화석연료의도입비용증가때문에대체연료로서의가치가증가중임. - 환경부와산업통상부에서적극적으로추진중인중장기신재생에너지보급계획, 가연성폐기물에너지화사업, RPS 제도도입등으로폐기물고형연료의기술개발과수요확대가예상됨. - 최근중국과중동지역에서폐기물고형연료기술에관한관심이증가하고있으며폐기물고형연료의전용발전기술은동남아지역으로의분산형발전소건설과연관한수출로서유망한시장임. - 세계및국내모두폐기물고형연료시장의확대에따라폐기물고형연료의수요가지속적으로확대될전망으로폐기물고형연료에대한세계시장의연평균성장률은 10.2 % 정도로예측됨. - 폐기물고형연료의품질향상, 대규모의환경친화적인이용기술개발, 고부가이용기술도출등을통하여폐기물고형연료의국내보급을확대하고, 수출산업화하는전략이필요함. 가. 니즈분석 제 3 차신 재생에너지기술개발및이용 보급기본계획 (2009~2030) 시장니즈 1 : 2030 년까지 1,100 만 TOE/ 년의폐기물에너지공급 국내에서발생되는가연성폐기물 ( 생활폐기물, 사업장배출시설계폐기물, 건설페기물 ) 의에너지잠재량은지정폐기물을제외하면 2011년을기준으로약 8,700천 TOE/ 년으로추정됨. 2010년기준으로 486만 TOE/ 년인폐기물에너지의신재생에너지비중 (73.7%) 을 2030 년까지 1,100만 TOE/ 년수준까지끌어올리기위해서는폐기물에너지분야중에서경제성이가장높은폐기물고형연료의제조및이용설비에대한기술개발과대량보급이필요함. 가연성폐기물의에너지화정책추진 시장니즈 2 : 2020년까지국내가연성폐기물을전량에너지화 2007년기준으로 2% 미만인가연성폐기물의에너지화이용율을 2020년까지 100% 수준으로증가시키는환경부정책목표를달성하기위하여 MBT 시설로대표되는폐기물고형연료제조설비를권역별로건설하여운영하는방안이 2009년부터본격적으로추진중임. 환경부에서적극적으로추진중인가연성폐기물에너지화사업의핵심방안중의하나인고형연료제품의이용확대를위하여 2013년부터새로운고형연료품질시스템을도입하여고형연료제품으로이용가능한폐기물을확대하고, 생산자중심에서사용자중심으로고형연료제품의관리기중을변화시켰음

151 전략제품 따라서신뢰성이높은대용량의폐기물고형연료제조 / 이용설비가보급되어야하며, 이를위해서는제조 / 이용설비를구성하는단위공정별로표준화 / 규격화된세부장치들이개발되어야함. 지속적인회석연료가격상승에따른산업체의연료비용증가 시장니즈 3 : 저비용의폐기물에너지에대한활용필요성대두 석유, 석탄, 가스등의화석연료가격이 2000년대후반부터지속적으로상승함에따라산업체에서연료비용을절감할수있는대안으로열량대비공급가격이훨씬저렴한폐기물고형연료가크게주목받기시작함. - 기존에폐기물고형연료의원료로사용하는종이류, 목재류, 폐합성수지류이외에도수분함량이매우높은음식물 / 채소류, 하수슬러지, 축산분뇨등을원료로이용하는폐기물고형연료의생산기술이개발되고있음. 독일의경우와같이대규모의미분탄발전소에서폐기물고형연료를미세하게분쇄하여최대 10wt.% 비율까지석탄과혼소하여발전용연료로활용하는혼소기술의개발도필요함. 환경오염문제의대두및무공해청정연료의도입추세 시장니즈 4 : 고품질의폐기물고형연료에대한시장의요구증대 폐기물고형연료를화석연료대체연로로사용함에따라화석연료소비감소및온실가스저감효과가기대됨. ( 전기생산기준으로고형연료 1 톤당 864 kg CO 2 감소효과발생, 201년기준으로연간 417천 CO 2 톤예상 ) 폐기물고형연료의생산및이용에가장큰장애요소가되는염소성분의함량 (1 2 wt.%) 이나불연물함량을획기적으로줄일수있는새로운기술의개발이필요함. 폐기물고형연료의연소시에발생하는환경오염물질의배출을감소키기위하여폐기물고형연료를열분해유화또는열분해가스화의원료로사용하거나탄화기술을적용하여폐기물고형연료를원료로사용하는방안이적극적으로검토되고있음

152 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물고형연료 [ 폐기물고형연료분야의 PEST 분석 ] 구분주요이슈단기 (3 년이내 ) 중장기 (4 년이상 ) 비고 정치 (P) 촉진저해 정부의적극적인고형연료보급확대정책 지자체별고형연료시설의중복성및비효율성 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 새로운고형연료품질기준및관리시스템구축 ( 환경부 ) 고형연료시설의광역화, 대형화, 집적화에걸림돌로작용 경제 (E) 촉진저해 유가상승에따른폐기물고형연료의이용증가 협소한국내시장및고형연료제조업체의난립 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 다양한방식의대규모고형연료이용방안이검토중 고형연료제품생산업체의대형화및허가제도입검토 사회 (S) 촉진저해 폐기물고형연료생산 / 이용설비의대형화추세 대기오염물질발생및 2차오염물질의처리 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 EPR 제도, RPS 제도, 매립억제, 태양투기금지등의영향 고형연료설비의성능개선및최적화 / 대형화필요 기술 (T) 촉진저해 정부의중장기기술개발사업확대추세 대기업의기술개발부족및핵심기술미비 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 지자체 / 대기업의중대형기술개발및보급사업참여 중소기업의핵심기술개발확보에필요한자금 / 인력지원 나. 산업특징및구조 폐기물고형연료분야는환경부에서폐기물에너지화정책을추진하고있어향후사업전망이매우좋은편이나국내 외기술경쟁이치열해지는추세임. 최근에는중국과중동지역에서폐기물고형연료기술에관한관심이증가하고있으며폐기물고형연료의전용발전기술은동남아지역으로의분산형발전소건설과연관한수출로서유망한시장으로판단됨. 고형연료분야시장전망보고서에따르면, 2012년국내보급은연간 811,423 TOE으로예상되며, 2030년은약 4배성장한 1,151,831TOE/ 년으로전망됨. 폐기물고형연료는정부의신재생에너지확대정책과폐기물에너지화정책추진에따라서니즈가증대할것으로예상됨. 에너지관리공단에의하면우리나라의대체에너지비율은현재 2.5% 이며그중에서 74.9% 를폐기물에너지를공급하고있고 2030년목표치는 11 % 로설정되어있음. 이와관련한폐기물고형연료시장의파쇄 / 선별기, 건조기, 성형기, 연소로, 열교환기등은기후변화협약준수및화석연료가격상승등의배경으로고성장이기대되는시장으로평가됨

153 전략제품 [ 폐기물고형연료중심의연관산업구조 ] 후방산업폐기물고형연료전방산업 석유화학산업, 기계가공 / 설비산업, 소재산업, 건설산업, 바이오산업, 폐기물처리산업, 의료산업, 농업 / 임업, 수산업 / 축산업 분쇄 / 파쇄설비, 선별설비, 성형 / 압축설비, 저장설비, 이송설비, 연소설비, 보일러설비, 건조설비, 배가스처리설비 폐기물처리산업, 발전산업, 지역냉난방사업, 재생에너지산업, 시멘트산업, 목재 / 제지산업, 농업 / 축산업 [ 폐기물고형연료 SWOT 분석 ] 강점 (Strength) - 상대적으로우수한생활폐기물의분리추거체계확립 - 폐기물에너지화기술분야중에서완성도와경제성이가장높은기술 - 폐기물에너지화기술분야중에서완성도와경제성이가장높은기술 - 발전, 냉 난방, 건조, 소각, 열분해, 가스화, 온수 / 스팀공급등의다양한응용범위 - 정부에서추진중인신재생에너지장기보급계획을충족시킬수있는가장유력한방안기회요인 (Opportunity) - 지속적인화석연료도입비용증가에의한대체연료로서의폐기물고형연료의가치증가 -RPS 제도도입에의한대형발전설비에서의폐기물고형연료수요확대 - 환경부및지식경제부를중심으로하는정부의적극적인보급확대정책추진 - 개도국의폐기물에너지화설비수요증가 - 폐기물고형연료이용분야의다변화 약점 (Weakness) - 폐기물특성에의한불균일한규격및품질 - 폐기물고형연료에대한대규모의환경친화적인이용기술의부족 - 폐기물고형연료의이용과정에서발생되는 2 차환경오염물질의처리문제 - 다른산업분야에비하여상대적으로협소한국내시장과관련업체간의과도한경쟁 - 연소 / 혼소이외의고부가가치이용분야에대한수요의부족 위협요인 (Threat) - 가스중심의고급연료선호경향증가 - 열분해유화, 열분해가스화등의고급폐기물에너지이용기술과의경쟁 - 한정된국내가연성폐기물발생량에따른보급및기술개발한계성 - 상대적으로미비한대기업의기술개발노력과중소기업의핵심기술개발역량부족 다. 시장현황 / 전망분석 세계및국내모두폐기물고형연료시장의확대에따라폐기물고형연료의수요가지속적으로확대될전망임 ~2015년기간의폐기물고형연료에대한세계시장의연평균성장률은 10.2% 정도로예측됨 ~2016년기간의국내시장의연평균성장률은셍활폐기물고형연료 13.2%, 폐플라스틱고형연료 13.8%, 폐타이어고형연료 10%, 폐목재고형연료 20% 로서전체적으로 13.4% 의성장이예측되며, 폐기물고형연료의세계시장점유율은 2010년 2% 에서 2016 년에는 3% 정도로확대될것으로전망됨 한국은생활폐기물의분리수거체계가구축되어있고, 환경부와지식경제부를중심으로한정부의지속적인폐기물에너지화정책추진으로폐기물고형연료의제조및이용기술의보급기반이확보되어있음. 또한지속적인화석연료의도입비용증가, RPS 제도도입, 해양투기및매립금지정책, 온실가스배출규제등으로 2006년에처음으로국내에도입된폐기물고형연료시장은계속가파른증가세를보일것으로전망됨

154 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물고형연료 구분 국내시장 세계시장 [ 폐기물고형연료시장현황및전망 ] 년도 시장규모 ( 단위 : 억원 / 억달러 ) CAGR (%) 생활폐기물고형연료 폐플라스틱고형연료 ,100 1,200 1, 폐타이어고형연료 폐목재고형연료 전용 / 혼용연소및기타이용시설 2,000 2,200 2,420 2,660 2, 합계 3,300 3,695 4,181 4,637 5, 생활폐기물고형연료 폐플라스틱고형연료 폐타이어고형연료 폐목재고형연료 전용 / 혼용연소및기타이용시설 합계 자료 : 신 재생에너지 RD&D 전략 2030( 폐기물분야 ), 에너지관리공단 (2007 년 ) 고형연료의원료기준및운전지침마련연구, 환경부 (2011 년 ) ( 국내시장규모 : 연간매출액기준, 성장률 : 년의평균증가율적용, 세계시장규모 : 국내시장의 배적용, 성장률 : 국내시장의 배적용 ) 라. 공급망 ( 분류 ) 에따른분석 현행의법률 ( 자원의절약과재활용촉진에관한법률 ) 에따르면국내의폐기물고형연료분야는기본적으로생활폐기물, 폐합성수지류, 폐합성섬유류, 폐고무류, 폐타이어등의가연성고체폐기물로부터생산되는일반고형연료제품 (SRF) 와폐지류, 농업폐기물, 폐목재류, 식물성잔재물, 초본류등의가연성고체폐기물로부터생산되는바이오고형연료제품 (BIO-SRF) 로공급망이이루어짐. 세계업체및제품현황. - 일본에서는약 60개의폐기물고형연료제조설비에서 1일 20,000톤이상의제품이생산되어, 발전, 지역냉 난방, 온수 / 스팀공급등의다양한분야에활용되고있음. - 유럽은 RDF 제조설비인 MBT(Mechanical Biological Treatment) 설비에서생산된 RDF 가연간 2,000만톤이상이며, 300만톤 / 년정도의국가간거래 ( 독일, 프랑스, 스웨덴등 ) 가있는것으로보고됨. 국내업체및제품현황 년말을기준으로국내에는약 101개업체가폐기물고형연료인증업체로등록되어있으며, 전체인증업체의 2/3에해당하는 67개업체가 RPF 생산업체이며, 29개업체는 WCF 생산업체로등록되어있음. - RDF를제외한폐기물고형연료인증업체는대부분이중소기업이고, 생산설비용량은 ,000톤 / 년으로편차가심하고, 발열량기준으로는 1등급, 염소함량기준으로는 2 3 등급의제품을주로생산하고있음

155 전략제품 - 특히 2010년도이후부터는국내에서폐기물고형연료에대한수요가급격히증가하기시작하여 RPF와 WCF를중심으로폐기물고형연료제조설비의신규건설이나증설이매우활발하게진행되고있음. 자료 : 고형연료제품인증업체현황, 한국환경공단 (2010 년 ) [ 국내의폐기물고형연료관련분야별업체분포 ] [ 공급망분석종합 ] 공급망단계생활폐기물고형연료폐플라스틱고형연료폐타이어고형연료폐목재고형연료 주요내용 주요제품 / 기술 해외기업 국내기업 가연성고체폐기물 ( 생활폐기물 ) 일반고형연료제품 (SRF) 가와사끼중공업 ( 주 ), 히타티조선 ( 주 ), 스미토모금속 ( 주 ), Horstmann, GRL Herhof, Rumen 한화건설 ( 주 ), 태영건설 ( 주 ), 대우건설 ( 주 ), 포스코건설 ( 주 ), 한솔이엠이 ( 주 ) ( 주 ) 알이엠, 고려자동화 ( 주 ), ( 주 ) 포스벨 가연성고체폐기물 ( 사업장및건설폐기물 ) 일반고형연료제품 (SRF) 폐타이어 ( 사업장및건설폐기물 ) 일반고형연료제품 (SRF) 폐목재 ( 사업장및건설폐기물 ) 바이오고형연료제품 (BIO-SRF) 삼호환경 ( 주 ), 고려이엔알 ( 주 ), 코리아리사이클시스템선경에코텍, 가이아, 한성리싸이클, 현대자원, 남도청정산업 강림이엔알 자연산업, 대웅자원, 경북산업, 계룡우드, 자원산업, 미송환경산업, 우드사이로, 중원산업 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5 단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : ) 3. 기업니즈조사 폐기물고형연료분야에종사하는중소기업의제품개발현황을조사한결과, 구체적으로다음과같은다양한제품을개발, 판매하고있음. - 폐기물연료화시설및장치, 바이오고형연료제조기술개발 또한폐기물고형연료와관련하여아래와같은기술개발을추진하고있음. - 폐기물처리관련기술, 유기성폐기물처리장치, 폐기물을활용한보조연료, 고형연료

156 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물고형연료 폐기물고형연료분야의중소기업들은향후다음과같은제품개발계획을가지고있음. - 폐기물선별장치및성형장치, 폐기물의일반연료화 또한폐기물고형연료와관련하여아래와같은기술개발을추진할계획임. - 고화공정중악취가없는친환경고화재제조기술, 폐기물고형연료의탄화및활용기술, 폐기물중불연물및유기성폐기물분리장치개발 4. 기술 ( 특허 ) 분석 68) 가. 기술동향분석 (1) 세계동향 폐기물고형연료제품의대상특허 878건에대한각국가의연도별출원동향을살펴보면, 전반적으로최근까지꾸준한출원이이루어지면서증가하는양상을보이고있으며, 한국이가장많은특허를보유하고있음 - 출원규모에있어서는한국이 521건 (59%) 로가장높은점유율을나타내며, 이어서일본이 195건 (22%), 미국 110건 (13%), 유럽 52건 (6%) 의특허점유율을나타냄 [ 폐기물고형연료제품의국가 연도별출원동향 ] 68) 최근 6 년간 (2007 년 1 월 ~ 2013 년 9 월 ) 공개된해외특허 ( 일본, 미국, 유럽공개특허및미국등록특허 ) 와국내특허 ( 국내공개특허 ) 대상으로함 년이후전체출원건수가감소추세를보이고있는데, 이는출원일로부터 18 개월이후공개한다는특허공개제도에의한현상임

157 전략제품 폐기물고형연료제품의해외특허주요출원인의출원현황을살펴보면, 전체적으로일본특허의비중이높고일본국적의출원인의활동이두드러지는것으로분석됨 [ 해외특허주요출원인의출원현황 ] - 일본의경우자국국적출원인에의한출원이활발하며, 특히 TAIHEIYO CEMENT(JP) 이최다출원인으로총 23건을출원하였으며 SUMITOMO OSAKA CEMENT(JP) 8건, MIIKE IRON WORKS(JP) 7건순으로나타남. 미국의경우 Re Community Energy(US) 가최상위출원인으로나타났으며유럽의경우 HOLCIM TECHNOLOGY(CH) 로나타남

158 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물고형연료 (2) 국내동향 폐기물고형연료제품의국내특허출원동향을살펴보면, 출원건수는 2011년까지매년증가하다가 2011년이후감소추세 69) 를보이고있고, 내국인출원비율에있어서는매년 90% 이상으로매우높은비중을차지하고있는것으로나타남 - 국내전체특허의내외국인비율은한국인이 97%, 외국인 3% 로한국인의특허출원비율이매우높아기술자립도가높은것으로분석됨 [ 연도별국내출원동향및연도별내국인 / 출원인출원비율 ] 69) 출원일로부터 18 개월후공개한다는특허공개제도에의한일시적인현상으로판단

159 전략제품 - 출원인을구분하면개인 70) 의특허비율이 46% 로가장높았고, 중소기업이 38%, 대학 / 연구소 / 공공기관이 8%, 대기업 71) 이 5%, 해외출원인이 3% 로분석됨 [ 국내주요출원인의출원현황 ] 70) 유가증권 / 코스닥상장기업및외부감사법인을대상으로한매출액기준 1,000 대기업 ( 대기업으로정의 ) 외기업 71) 유가증권 / 코스닥상장기업및외부감사법인을대상으로한매출액기준 1,000 대기업을기반으로분류하였으며, 부분적으로 KISLINE( NICE 신용평가정보 ) DB 정보이용

160 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물고형연료 폐기물고형연료제품의국내주요출원인현황을살펴보면, 중소기업이대기업과대학 / 연구소 / 공공기관보다활발한특허출원활동을나타내고있는것으로조사되었으며, 대학 / 연구소 / 공공기관인한국에너지기술연구원이 12건으로최다출원을기록하고있음. 중소기업은한영엔터프라이즈가최다출원인이고, 대기업에서는한라산업개발이최다출원인으로나타남 (3) 국가별기술수준분석 미국특허에나타나는특허의피인용지수 ( 평균 CPP 72) ) 및기술력지수 ( 평균 TS 73) ) 를이용하여국가별기술수준을살펴보면, CPP값이높을수록타특허에서의인용되는수가많아기술적원천성이높다고판단되고, TS값이높을수록기술경쟁력이높다고판단되므로, 미국은원천성 / 기술경쟁력이모두평균이상으로분석되어, 폐기물고형연료분야에서상대적으로기술수준이우수한국가로판단됨 - 한국의경우 TS값이평균보다매우높게나타나타국에비해상대적으로기술경쟁력이높은국가로나타나며, 브라질의경우 CPP값이평균보다높아타국에비해기술의원천성이높은국가로분석됨 [ 국가별 CPP/TS] 72) 피인용도지수 (CPP : Cites per Patent) : 타특허로부터의피인용횟수. 즉인용되는빈도 (Forward Citation) 가높을수록기술력이강하고반대로낮을경우에는기술력이약함을의미인용한특허의수 (Forward Citation) CPP = 전체등록특허건수 73) 기술력지수 (Technology Strength) : 양적평가인특허건수를질적평가로보는인용빈도에의해가중치를부여한평가로, 특허의인용빈도를통해측정되는기술품질가중치지수임. 이값이클수록해당국가의기술력이높음을의미함 TS = 국가별평균피인용도 특허건수

161 전략제품 - 영국과중국은 TS값이평균이하로기술경쟁력이낮은편이나, CPP값이평균보다높은것으로나타나기술원천성이높은국가로분석되었으며, 한국의경우 CPP는평균이하이나 TS값이평균이상으로기술원천성은상대적으로낮으나기술경쟁력은높은국가로분석됨 나. 기술군도출 폐기물고형연료전략제품의특허와논문유효데이터 ( 특허 878건 74), 논문 1003건 75) ) 를대상으로데이터마이닝기법 (Scientometrics 기법 ) 을통해클러스터링된키워드의연관성을바탕으로요소기술후보군을도출함 또한폐기물고형연료전략제품의특허데이터기반의특허분류세분화분석을통해데이터마이닝으로누락될가능성이있는요소기술후보군을추가도출함 (1) 특허및논문을이용한키워드클러스터링 폐기물고형연료의특허및논문유효데이터를이용하여키워드클러스터링을통하여 15개의요소기술을도출함 - 제품별 dataset 구축 : 폐기물고형연료관련특허 / 논문데이터를추출하여노이즈제거후제품별 dataset 구축 - 1차클러스터링 : 키워드맵을통한고빈도키워드확인 - 빈도수 (tf-idf) 76) 가상위 25% 에해당하는키워드를대상으로 1차추출 - 2차클러스터링 : 1차클러스터링에서추출된고빈도키워드사이에서고연관도키워드를 2차추출 ( 고연관도기준은연관도수치 77) 가 1.6이상인클러스터로제한 ) 아래그림은각키워드에해당하는원형과키워드사이의연관도에해당하는선으로표시되고, 도출된요소기술은황색음영으로표시되어있음. 각요소기술별로특허와논문중에어떤데이터에서도출되었는지표시하여시각화하였음 - 키워드에해당하는원은고빈도의키워드일수록원의크기가커지며, 연관도를나타내는선은키워드사이의연관도수치가높을수록굵게나타남 74) 2007 년 01 월 01 일부터 2013 년 08 월 05 일까지출원된미국, 일본, 유럽특허대상 (Wintellips DB) 75) 2007 년 01 월 01 일부터 2013 년 08 월 05 일까지발행된논문대상 (SCOPUS DB) 76) 빈도수 (tf-idf): 각키워드가출현되는특허또는논문수를의미 77) 연관도수치 : 두개이상의키워드사이의특허또는논문수를의미

162 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물고형연료 [ 폐기물고형연료에대한키워드클러스터링 ] 키워드도출 No. 해당키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 01 클러스터 02 RDF, refuse, sludge, waste material RPF, plastic, plastic fuel 2 ~ 3 2 ~ 3 클러스터 03 TDF, tire 2 ~ 3 1. Machine for sorting waste, device and method for RDF production with same 2. The solid fuels and the solid fuel production methods use of piggery manure, organic sludge cake, wasted tire and sawdust etc. 3. THE METHOD FOR MANUFACTURING A REFUSE DERIVED FUEL FROM MUNICIPAL WASTE USING DUAL DRYING SYSTEM AND DUAL EXHAUSTING SYSTEM 4. System and Method for Manufacturing Various Waste and Municipal Solid Waste for Producing a Solid Fuel 1. RPF(Reuse Plastic Fuel) GAS Boiler 2. MANUFACTURING DEVICE FOR REFUSE PLASTIC FUEL 3. Apparatus of heating the surface of the extrusion object being extruded from the forming machine for recycled plastic fuel 4. RPF and Device for making the same 5. reused Plastic Fuel Product Device 1. Incineration apparatus for wasted-tire 2. The solid fuels and the solid fuel production methods use of piggery manure, organic sludge cake, wasted tire and sawdust etc. 3. Fuel Using Wasted Tire and the Manufacturing Methods Thereof and Fertilizer including the ash

163 전략제품 키워드도출 No. 해당키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 04 wood, wood wastel 2 ~ 3 1. A carbonization woodchip manufacture method of the wood waste 2. METHOD OF MANUFACTURING WASTE OIL-BASED SOLID FUEL 3. METHOD FOR PRODUCING SOLID FUEL 4. DEVICE FOR PRODUCING FUEL FROM SLUDGE 클러스터 05 food, food waste, bio fuel 2 1. METHOD OF PROCESSING WASTE PRODUCT INTO FUEL 2.Device of Manufacturing Bio-Fuel Made Of Solid Separated From Livestock Wastewater 3. PROCEDURE FOR THE PRODUCTION OF BIOFUEL FROM ORGANIC WASTES 4. Making equipment for bio fuel and organic feed from the food garbage 클러스터 06 combustion, combustible waste, flammable waste 2 1. Method for producing solid fuel using sludge and combustible waste 2. SOLID FUEL BY COMBUSTIBLE WASTE AND ITS MANUFACTURING METHOD 3. Method for preparing solid fuel using combustible waste 4. APPARATUS FOR MANUFACTURING SOLID FUEL USING COMBUSTIBLE WASTE 클러스터 07 waste sludge, crush, mixing 2 ~ 4 1. METHOD AND SYSTEM FOR PRODUCING FUEL FROM WASTE SLUDGE 2. FUEL FORMING SYSTEM AND FUEL FORMING METHOD FROM COMBUSTIBLE WASTE 3. CONVERTING SYSTEM AND METHOD OF WASTE SLUDGE INTO FUEL 클러스터 08 waste vinyl, vinyl, chloride 2 1. MANUFACTURING APPARATUS OF RECLAIMED FUEL BY USING WASTE VINYL 2. APPARATUS FOR MANUFACTURING SOLID FUEL USING COMBUSTIBLE WASTE 3. PRODUCTION PLANT FOR SOLID FUEL USING MIXED WASTE 4. METHOD OF MANUFACTURING FUEL 클러스터 09 msw, municipal solid waste, municipal waste 2 ~ 3 1. Systems and Methods for Processing Municipal Solid Waste 2. Municipal solid waste (MSW) to liquid fuels synthesis 3. THE METHOD FOR MANUFACTURING A REFUSE DERIVED FUEL FROM MUNICIPAL WASTE USING DUAL DRYING SYSTEM AND DUAL EXHAUSTING SYSTEM 클러스터 10 sewage sludge, pyrolysis 2 1. Pyrolysis behavior of biologically dried sewage sludge 2. SYSTEMS AND METHODS FOR CONVERTING SEWAGE SLUDGE INTO A COMBUSTIBLE FUEL 3. The kinetics of the pyrolysis or devolatilisation of sewage sludge and other solid fuels 클러스터 11 chlorine, plastic, rpf 2 ~ 6 1. Hydrothermal treatment of municipal solid waste to produce solid fuel 2. METHOD FOR PRODUCING PLASTIC-CONTAINING SOLID FUEL WITH CARBONIZATION PRODUCT OF WASTE AND APPARATUS THEREFOR 3. Characterization of Korean solid recovered fuels 4. METHOD FOR REGENERATING TREATED MATERIAL OF INFECTIOUS WASTE MATERIAL, AND DEVICE FOR THE SAME 클러스터 12 molding, material, refuse-derived fuel 2 ~ 5 1. MOLDING MACHINE FOR MANUFACTURING REFUSE DERIVED FUEL 2. device of molding using refuse derived fuel 3. Extrusion molding device of using scapped material 4. METHOD OF MANUFACTURING SOLIDIFIED FUEL BY RECYCLING 1. METHOD AND SYSTEM FOR PRODUCING FUEL FROM WASTE SLUDGE 2. METHOD FOR MANUFACTURING SOLID FEEDSTOCK AND FUEL 3. CONVERTING SYSTEM AND METHOD OF WASTE SLUDGE INTO FUEL 4. DEVICE FOR PRODUCING FUEL FROM SLUDGE 1. RDF/RPF co-firing system 2. Energy analysis of a biomass co-firing based pulverized coal power generation system 3. Co-firing of refuse derived fuels with coals in cement kilns 1. DISPOSAL METHOD FOR ENTIRELY RECYCLING SOLID REFUSE 2. RECYCLING METHOD OF SURPLUS SLUDGE AND GARBAGE 3. Recycling combustibles from aged municipal solid wastes (MSW) to improve fresh MSW incineration 4. A RECYCLING SYSTEM OF FOOD GARBAGE 클러스터 13 sludge, combustion 2 클러스터 14 refuse-derived fuel, garbage, refuse, rdf, co-firing 2 ~ 3 클러스터 15 sludge, refuse-derived fuel, garbage, refuse, rdf, recycling 2 ~

164 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물고형연료 (2) 분류를이용한기술트리 폐기물고형연료전략제품의유효데이터의 IPC 78) 를대상으로특허분류체계별특허분포를파악하고상위 30위에대하여기술트리 79) 를구축하여키워드클러스터링을통한요소기술도출에서누락가능성이있는추가적인요소기술을도출함 78) 국제특허분류코드 : 특허분류체계를국제적으로통일시킬목적으로체결된 국제특허분류에관한스트라스부르그 (Strasbourg) 협정 에따라세계지식재산권기구 (WIPO) 가 1975 년 10 월에제정한기술분야별분류기호 79) IPC 의메인그룹데이터에대하여상위 30 위까지를대상으로함

165 전략제품 (3) 전문가기반의요소기술도출 일반조명시스템의유효데이터에대하여키워드클러스터링결과및 IPC 분류로도출된기술트리를참조하여전문가의검증을통하여최종요소기술을도출함 요소기술도출 No. 요소기술명 도출방식 키워드 /IPC 요소기술 01 건조하수슬러지의열분해기술 키워드클러스터링 RDF, refuse, sludge, waste material 요소기술 02 폐기물고형연료생산용몰딩기술 키워드클러스터링 RPF, plastic, plastic fuel 요소기술 03 슬러지로부터연료생산기술 키워드클러스터링 TDF, tire 요소기술 04 폐기물고형연료생산원료및고체폐기물의분리기술키워드클러스터링 wood, wood wastel 요소기술 05 폐기물고형연료및음식폐기물의소각기술 키워드클러스터링 food, food waste, bio fuel 요소기술 06 폐기물고형연료혼소기술 키워드클러스터링 combustion, combustible waste, flammable waste 요소기술 07 슬러지, 쓰레기및음식물쓰레기의리싸이클링기술 키워드클러스터링 waste vinyl, vinyl, chloride 요소기술 08 페기물파쇄 / 분쇄기술 키워드클러스터링 msw, municipal solid waste, municipal waste 요소기술 09 페기물고형연료의공급기술 키워드클러스터링 sewage sludge, pyrolysis 요소기술 10 가연성폐기물의회수기술 키워드클러스터링 molding, material, refuse-derived fuel 요소기술 11 페기물고형연료의연소기술 키워드클러스터링 sludge, combustion 요소기술 12 폐기물고형연료생산원료및고체폐기물의분리기술키워드클러스터링 waste, sludge, separation 요소기술 13 폐기물고형연료및음식폐기물의소각기술 키워드클러스터링 garbage, refuse, rdf, incinerator 요소기술 14 폐기물고형연료혼소기술키워드클러스터링 refuse-derived fuel, garbage, refuse, rdf, co-firing 요소기술 15 슬러지, 쓰레기및음식물쓰레기의리싸이클링기술 키워드클러스터링 sludge, refuse-derived fuel, garbage, refuse, rdf, recycling 요소기술 16 페기물고형연료의성형기술 IPC 기술트리 B02C-023 요소기술 17 페기물파쇄 / 분쇄기술 IPC 기술트리 F23K-003 요소기술 18 페기물고형연료의공급기술 IPC 기술트리 C08J-011 요소기술 19 가연성폐기물의회수기술 IPC 기술트리 F23J-015 다. 기술지수분석 (1) 기술성장성분석 폐기물고형연료제품의요소기술별최신특허비율 80) 및 PFS 81) 을살펴보면, 요소기술05, 요소기술08 및요소기술 14의경우최신특허비율과 PFS값이평균이상으로최근기술개발이활발하며, 해외시장확보를위한경쟁이치열한분야로예상됨 80) 최신특허비율 : 전체유효특허중에서 2009 년 ~2013 년출원된특허를최신특허로정의 최신특허비율 = 2009 년 ~2013 년출원특허전체유효특허 81) 시장력지수 (PFS : Patent Family Size) : 하나의특허에대하여각국가마다특허권을인정받기위해각국가마다특허를출원하여등록 ( 속지주의원칙 ) 받아야하는데각국가마다출원된특허를패밀리특허 (Family Patent) 라하며, 상업적이익또는기술경쟁관계에있을경우해외에특허를출원하므로, 패밀리특허수가많을때에는특허를통한시장성이크다고판단되어시장확보력이큼을의미 PFS = 해당요소기술의평균패밀리특허국가수전체유효건의평균패밀리특허국가수

166 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물고형연료 [ 요소기술별 PFS/ 최신특허비율 ] - 요소기술06와요소기술12, 요소기술15는최신특허비율이평균이하이나 PFS값이평균이상으로해외시장확보력이높은기술분야로분석됨 - 요소기술01, 요소기술02, 요소기술04, 요소기술07, 요소기술09, 요소기술10, 요소기술11 및요소기술 17은 PFS값이평균이하로패밀리특허수가적어해외시장확보력이낮은편이나, 상대적으로최근기술개발이활발한분야로분석됨 - 이외의요소기술13, 요소기술16, 요소기술18, 요소기술19는최신특허비율및 PFS값이모두평균이하로해외시장확보력이낮고, 상대적으로기술개발이정체된것으로분석됨 (2) 기술수준분석 기술수준분석은미국특허에나타나는특허의인용관계 ( 평균 CPP 82) ) 및경쟁력정보 ( 평균 TS 83) ) 를이용하여각요소기술별원천성 / 기술경쟁력을살펴보면, 원천성 / 기술경쟁력이모두평균보다높은요소기술은요소기술06, 요소기술11 및요소기술 15로나타나상대적으로기술수준이우수한것으로분석되어기술적인면에서중요한분야로판단됨 82) 피인용도지수 (CPP : Cites per Patent) : 타특허로부터의피인용횟수. 즉인용되는빈도 (Forward Citation) 가높을수록기술력이강하고반대로낮을경우에는기술력이약함을의미인용한특허의수 (Forward Citation) CPP = 전체등록특허건수 83) 기술력지수 (Technology Strength) : 양적평가인특허건수를질적평가로보는인용빈도에의해가중치를부여한평가로, 특허의인용빈도를통해측정되는기술품질가중치지수임. 이값이클수록해당국가의기술력이높음을의미함 TS = 국가별평균피인용도 특허건수

167 전략제품 [ 요소기술별 CPP/TS] - 요소기술04, 요소기술05, 요소기술08, 요소기술13, 요소기술14는 TS값이평균이하지만 CPP가평균이상으로나타나, 기술적으로높은인용도를보이나타기술군에비해상대적으로경쟁력은낮은기술군으로판단됨 - 요소기술01, 요소기술10 및요소기술 16은 TS값이평균이상이지만 CPP값이평균이하로나타나, 타기술군에비해상대적으로경쟁력은높지만기술의원천성이낮은분야로판단됨 - 요소기술02, 요소기술03, 요소기술07, 요소기술09, 요소기술12, 요소기술17, 요소기술18, 요소기술19은 CPP값과 TS값모두평균이하로타기술군에비해경쟁력및원천성이낮은분야로판단됨 (3) 중소기업적합성분석 중소기업적합성분석은한국특허를대상으로진행하였으며, 각요소기술별중소기업의기술개발참여정도를판단함에따라국내중소기업의진출이용이한요소기술후보군을선별함 - 요소기술12와요소기술09은각각 65%, 48% 의중소기업출원비율을보여타기술요소보다중소기업의출원이용이한분야로나타나며, 중소기업개발규모가상대적으로높은분야로판단됨 - 중소기업출원인비율은요소기술12와요소기술15가각각 69%, 51% 로타기술요소보다높게나타나, 상대적으로중소기업의참여도가높은분야로분석됨

168 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물고형연료 - 종합적으로살펴보면, 요소기술12와요소기술15 분야가중소기업출원비율과중소기업출원인비율이상대적으로높아국내중소기업의진출이용이한전략제품군으로판단됨 요소기술 No. 요소기술명 [ 중소기업적합성분석 ] 국내특허중소기업중소기업특허건수출원인수특허건수출원인수출원비율 84) 중소기업출원인비율 85) 1 건조하수슬러지의열분해기술 % 40% 2 RDF 생산용몰딩기술 % 37% 3 슬러지로부터연료생산기술 % 14% 4 RDF 생산원료및고체폐기물의분리기술 % 22% 5 RDF 및 RPF 및음식폐기물의소각기술 % 38% 6 RDF/RPF 혼소기술 % 36% 7 슬러지, 쓰레기및음식물쓰레기의리싸이클링기술 % 49% 8 페기물파쇄 / 분쇄기술 % 18% 9 페기물고형연료의공급기술 % 48% 10 가연성폐기물의회수기술 % 40% 11 페기물고형연료의연소기술 % 48% 12 RDF 생산원료및고체폐기물의분리기술 % 69% 13 RDF 및 RPF 및음식폐기물의소각기술 % 30% 14 RDF/RPF 혼소기술 % 33% 15 슬러지, 쓰레기및음식물쓰레기의리싸이클링기술 % 51% 16 페기물고형연료의성형기술 % 34% 17 페기물파쇄 / 분쇄기술 % 43% 18 페기물고형연료의공급기술 % 48% 19 가연성폐기물의회수기술 % 28% 요소기술 특허건수 최근특허비율 [ 특허분석종합평가표 ] 기술성장성분석기술수준분석중소기업적합성 PFS 종합평가 86) CPP TS 종합평가 87) 출원비율 출원인비율 % 1.70 中 中 39% 40% 上 % 2.00 中 下 30% 37% 下 % 3.48 中 下 12% 14% 下 % 2.02 中 下 25% 22% 下 % 3.33 上 中 41% 38% 上 % 3.63 中 上 32% 36% 下 % 1.02 中 下 45% 49% 上 % 2.59 上 中 17% 18% 下 % 1.88 中 下 48% 48% 上 % 1.63 中 中 41% 40% 上 % 1.66 中 上 47% 48% 上 % 3.32 中 下 65% 69% 上 % 1.45 下 中 28% 30% 下 % 4.54 上 中 25% 33% 下 % 2.34 下 上 46% 51% 上 % 1.31 下 中 34% 34% 下 % 1.77 中 下 41% 43% 上 % 1.50 下 下 46% 48% 上 % 1.66 下 下 24% 28% 下 종합평가 88) 84) 중소기업출원비율 : 국내에서출원된전체특허중에서중소기업에의해출원된특허비율 85) 중소기업출원인비율 : 국내에서출원한전체출원인중에서중소기업출원인의비율

169 전략제품 5. 요소기술후보군 [ 요소기술후보군 ] 구성요소 요소기술 출처 폐기물불연성물질처리전문가고형연료폐기물중금속처리전문가전처리기술슬러지로부터연료생산기술특허 ( 파쇄 / 선별 / RDF 생산원료및고체폐기물의분리기술특허건조 ) 분쇄 / 파쇄기술특허 생활폐기물고형연료 (RDF) 생산기술 전문가 폐타이어고형연료 (TDF) 생산기술 전문가 성형기 폐플라스틱고형연료 (RPF) 생산기술 전문가 폐기물고형연료의성형기술 전문가 RDF 생산용몰딩기술 특허 건조하수슬러지의열분해기술 특허 폐기물고형연료전용발전기술 특허 연소기술 폐기물고형연료혼소발전기술특허 RDF/RPF 혼소기술특허 폐기물고형연료연소로기술 특허 폐기물고형연료의공급기술 특허 건조하수슬러지의열분해기술 특허 기타 가연성폐기물의회수기술특허폐기물고형연료탄화기술전문가 슬러지, 쓰레기및음식물쓰레기의리싸이클링기술 특허 6. 핵심요소기술선정 전략제품관련한특허기술의클러스터링을통해도출된요소기술을시장동향, 기술동향을고려하여, 전문가의합의로요소기술을조정함. [ 요소기술조정결과 ] 구성요소요소기술출처 고형연료전처리기술 ( 파쇄 / 선별 / 건조 ) 성형기 연소기술 기타 불연성물질의고효율선별및분리기술고형연료제품의저장기술가연성고체폐기물의압축 / 성형기술바이오고형연료제품 (BIO-SRF) 의생산기술비성형 (Fluff) 고형연료제품의생산기술고형연료제품의전용발전기술고형연료제품연소열의건조이용기술고형연료제품의물성분석기술고형연료제품의탄화및활용기술고형연료제품연소배가스처리기술 전문가, 특허전문가전문가, 특허전문가전문가특허전문가특허특허특허 86) 기술성장성분석종합평가기준 : 최근특허비율과시장확보지수가모두평균이상 ( 上 ), 모두평균미만 ( 下 ), 그외 ( 中 ) 87) 기술수준분석종합평가기준 : 인용도지수와기술력지수가모두평균이상 ( 上 ), 모두평균미만 ( 下 ), 그외 ( 中 ) 88) 중소기업적합성평가기준 : 중소기업출원비율 / 출원인비율이모두평균이상 ( 上 ), 모두평균미만 ( 下 ), 그외 ( 中 )

170 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물고형연료 도출된요소기술의범위와수준, 중소기업적합성과시급성등을고려하여요소기술명을보완함. - 선정위원회를통해필요에따라요소기술명칭을일부수정하였고, 중복된요소기술은통합하고반드시필요한기술을추가함. - 폐기물고형연료를생산하기위한전처리단계로불연성물질, 중금속, 기타물질 ( 회분, 염소, 황분 ) 등을사전에선별하여처리하는기술을 불연성물질의고효율선별및분리기술 로통합하여재명명함. - 고형연료제품은 2013년 1월 31일자로개정된 " 자원의절약과재활용촉진에관한법률시행규칙 " 에의하여일반고형연료제품 [SRF(Solid Refuse Fuel)] 과바이오고형연료제품 [BIO-SRF(Biomass-Solid Refuse Fuel)] 으로크게구분되었으며, 이에따라고형연료제품의원료대상범위가기존보다크게확대되었음. - 또한모든고형연료제품은성형또는비성형으로제조가가능하도록품질및등급기준을정하였기때문에국내에서는앞으로고형연료제품의시장규모가크게증가하고보급대상범위도상당히확대될것으로전망됨. - 특히바이오고형연료제품은농업폐기물 ( 왕겨, 쌀겨, 옥수수대등 ), 식물성잔재물 ( 땅콩껍질, 호두껍질, 팜껍질, 코코넛껍질, 귤껍질등 ), 초본류폐기물등이제조원료로포함되었기때문에기존방식과는차별화된제조기술이개발되어야할것으로판단되어 BIO-SRF 의생산기술을요소기술로선정하였음. - 또한폐기물고형연료의생산기술분야는향후에활용범위가대폭확대될것으로예상되는 Fluff 형태의폐기물고형연료를생산하는기술에촛점을맞추었음. - 폐기물고형연료의연소 / 혼소기술은대규모의스팀 / 온수발생용연소설비가이미개발되어가동중이므로폐기물고형연료의연소열풍을건조분야에이용하는것을요소기술로선정하였음. - 폐기물고형연료의탄화기술은탄화물을이용하는분야를추가하여 고형연료의제품의탄화및활용기술 로명칭을수정하였음. 핵심기술선정 - 조정된요소기술과기술 시장동향분석및기업니즈조사결과를기반으로핵심요소기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술선정 - 핵심기술선정은기술성 (10), 시장성 (10), 중소기업성 (10), 정책적부합성 (5) 을고려하여평가됨. 기술성은기술성장성 (5), 기술수준 (5) 으로, 시장성은시장규모 (5), 시장성장성 (5) 으로, 중소기업성은중소기업참여정도 (5) 및중소기업진입장벽정도를고려하여평가

171 전략제품 [ 핵심요소기술선정결과 ] 공급망또는중분류전처리설비 ( 파쇄 / 선별 / 건조 ) 생산설비연소 / 이용설비기타설비 핵심요소기술불연성물질의고효율선별및분리기술바이오고형연료제품 (BIO-SRF) 의생산기술비성형 (Fluff) 고형연료제품의생산기술열분해유화용고형연료제품생산기술바이오고형연료제품 (BIO-SRF) 의연소기술고형연료제품의소용량혼소이용기술고형연료제품의탄화및활용기술 7. 로드맵작성 가. 연구개발목표설정 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 공급망또는중분류 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 전처리설비 불연성물질의고효율선별및분리기술 기존선별방법대비 20 % 이상의비용절감및효율증대 불연성물질의선별핵심기술개발 불연성물질의선별장치제작및성능평가 400kg/hr 이상의고효율불연성물질선별장치개발 바이오고형연료제품 (BIO- SRF) 의생산기술 바이오고형연료제품의생산원료조건및품질기준만족 바이오고형연료제품의핵심생산기술개발 실증규모의성형 / 비성형바이오고형연료제품생산장치제작및성능실험 성능 / 효율개선및상용장치의설계 / 생산기술개발 500kg/hr 이상의바이오고형연료제품생산장치개발 생산설비 비성형 (Fluff) 고형연료제품의생산기술 200kg- 원료 /hr 이상의 Fluff 형태폐기물고형연료생산 Fluff 형태폐기물고형연료의핵심생산기술개발 실증규모의 Fluff 형태폐기물고형연료생산장치제작및성능실험 성능 / 효율개선및상용장치의설계 / 생산기술개발 Fluff 형태폐기물고형연료의실증규모생산장치개발 열분해 유화용 고형연료 제품 생산기술 200kg- 원료 /hr 이상의성형폐합성수지고형연료생산 ( 염소함량 : 1 % 미만 ) 성형형태의폐합성수지고형연료의핵심생산기술개발 실증규모의성형폐합성수지고형연료생산장치제작및성능실험 성형폐합성수지고형연료의열분해유화공정적용및품질평가 폐합성수지류를원료로하는성형폐기물고형연료의실증규모생산장치개발 연소 / 이용설비 바이오고형연료제품 (BIO- SRF) 의연소기술 고형연료제품의소용량혼소이용기술 200kg- 원료 /hr 이상의바이오고형연료제품의연소 성형고형연료제품의소용량 (200kg/hr 이하 ) 혼소이용기술 ( 혼소율 : 30 % 이하 ) 바이오고형연료제품의핵심연소기술및연소조건개발 소용량의성형고형연료제품혼소이용기술개발 바이오고형연료제품의연소및배가스처리장치제작및성능평가 성형고형연료제품의혼소장치제작및성능평가실험 성능 / 효율개선및상용규모장치의설계 / 생산기술개발 성능 / 효율개선및대량보급장치의설계 / 생산기술개발 바이오고형연료제품의실증규모연소장치개발 성형고형연료제품의소용량혼소이용장치개발 기타설비 고형연료제품의탄화및활용기술 100kg-원료 /hr 이상의연속식탄화장치 폐기물고형연료의탄화및활용핵심기술개발 Pilot 규모의탄화장치개발및성능실험 성능개선및실증장치의설계기술개발 ( 연료 / 소재로의활용기술개발 ) Pilot 규모의탄화장치및연료 / 소재로의활용기술개발

172 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물고형연료 나. 로드맵작성

173 전략제품 폐기물탈수 건조설비 1. 개요 - 정의 : 수분함유량이높은폐기물로부터고형연료를생산하기위한전처리기술로발열량을높이고성형성을향상시켜장기간부패하지않고저장이가능하도록폐기물에함유된수분을제거하는기술을말함. - 범위 : 고함수폐기물의주입설비, 탈수및건조폐기물의배출설비, 탈취기술, 건조폐기물의수분재흡수방지및안정화설비와건조와탈수의복합처리설비까지포함함. 가. 정의및필요성 수분함유량이높은폐기물로부터고형연료를생산하기위한전처리기술로발열량을높이고성형성을향상시켜장기간부패하지않고저장이가능하도록폐기물에함유된수분을제거하는기술을말함. 2010년국내유기성및무기성슬러지전체발생량은아래에제시한바와같이 11백만톤을상회하고있으며, 유기성하 폐수슬러지발생량은 5백만톤, 무기성하 폐수슬러지발생량은 3백만톤정도임. 이러한유기성하 폐수슬러지중에서약 40%, 무기성하 폐수슬러지중에서약 7.3% 정도를해양배출하고있는실정임. 발생량및처리현황 ( 톤 / 년 ) 폐수처리슬러지 [2010 년도유기성, 무기성슬러지발생량및처리방법 ] 유기성슬러지 공정슬러지 정수처리슬러지 2010 년유기성무기성슬러지 하수처리슬러지 폐수처리슬러지 무기성슬러지 공정슬러지 정수처리슬러지 하수처리슬러지 발생량 ( 톤 / 년 ) 2,839, , ,904 2,751,370 2,642,016 1,836, , ,392 처리방법 매립 163,046 59, , , ,591 49,421 94,864 소각 702,808 23, ,782 12,191 16, ,506 재활용 1,129, , , ,518 1,842,338 1,660, ,660 22,995 해역배출 844,318 47,998 2,154 1,387, ,512 14, ,028 자료출처 : 전국폐기물발생및처리현황, 환경부, 2011 그러나이러한다량으로배출되는하 폐수슬러지의경우런던협약에의하여해양배출이금지되고있으며따라서폐기물의적정처리와함께에너지로의활용을위한기술개발이절실히필요한상황임

174 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물탈수 건조설비 하 폐수슬러지의해양투기가불가능할경우재활용을제외한나머지하수슬러지는소각처리가주처리기술로대두될수있으나, 하수슬러지의경우처리장에서발생하는슬러지의함수율이 70 90% 정도이므로소각처리하기위해서는이를탈수, 건조공정을거쳐최종함수율을낮추어야하며, 특히현행기술로는이를달성하기위하여다량의에너지가필요한실정임. 또한기존의슬러지건조기술에서슬러지가열시나타나는슬러지의고응집특성에의한뭉침현상은대부분비표면적의감소와표면탄화등건조의심각한장애요인으로대부분발생하고있으며, 특히직접가열방식의경우에는비산회재의문제와악취문제등과같은문제점도나타나고있음. 따라서수분함유량이높은폐기물의에너지원으로의활용을위하여함수율 10% 이하로건조하면서연료소모율을최소화할수있음과동시에운전의장애요인을극복할수있는슬러지의탈수 건조기술이절대적으로요구되고있는실정임. 하수슬러지의자원화를위한대표적인건조공정의사례는다음과같음. [ 슬러지자원화시설공정흐름도 ]

175 전략제품 나. 범위및분류 ( 기술분류관점 ) 고함수율폐기물의탈수 건조분야의대표적인기술은크게 1고함수폐기물의탈수및건조기주입기술, 2고효율폐기물의탈수기술, 3고효율폐기물건조기술, 4탈수및건조폐기물의배출기술등으로분류할수있음. ( 제품분류관점 ) 폐기물의탈수및건조기술을통하여생산되는제품은 1에너지원으로의활용을위한고형연료, 2물질로의재활용을위한토양개량제및흡착제등과같이분류할수있음. ( 공급망관점 ) 탈수및건조기술을적용하여생산되는제품은생산된제품의활용처는매우제한적이며따라서최종제품의공급망보다는폐기물의성상을죄우하는폐기물의발생처에따라분류하는것이효율적이며따라서고함수율의폐기물의건조, 탈수설비는 1하수슬러지, 2폐수슬러지, 3도시고형폐기물, 4음식물등과같은유기성폐기물, 5폐바이오매스를처리하는설비로분류할수있음. [ 폐기물탈수 건조설비의분류 ] 대분야중분야세부제품 폐기물탈수 건조설비 핵심설비 탈수설비 건조설비 탈수 건조복합설비 고함수폐기물의주입설비, 탈수및건조폐기물의배출설비, 탈취기술, 건조폐기물의수분재흡수방지및안정화설비등 폐기물의기계적탈수설비, 폐기물의전기화학적탈수설비, 탈수보조재설비등 폐기물의열적건조설비, 폐기물의생건조설비, 폐기물의마이크로웨이브건조설비, 고점성슬러지의응결방지설비, 건조과정의화재방지설비, 건조열원의회수 이용설비등 탈수및건조연계설비, 저에너지고효율탈수및건조일체형설비등 따라서, 폐기물탈수 건조설비의범위는 - 고함수폐기물의주입설비, 탈수및건조폐기물의배출설비, 탈취기술, 건조폐기물의수분재흡수방지및안정화설비이모두포함됨. - 공급망기준으로는하수슬러지, 폐수슬러지, 도시고형폐기물, 음식물등과같은유기성폐기물, 폐바이오매스처리설비를포함함. - 설비적으로는고함수폐기물의탈수및건조기주입설비, 고효율폐기물의탈수설비, 고효율폐기물건조설비, 탈수및건조폐기물의배출설비등이포함됨

176 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물탈수 건조설비 2. 산업및시장분석 - 국내외적으로고함수유기성폐기물의친환경처리및에너지화에대한시장의요구증대하고있음. - 고함수폐기물의경우에너지화시스템인고형연료화, 가스화, 열분해화, 소각등에곧바로투입하기에는많은문제점을지니고있음. 따라서국내에서발생되는고함수폐기물의경우탈수및건조와같은전처리설비필요함. - 하수슬러지를활용하여생산된연료는발전소및시멘트회사에대부분이용되고있으며 RPS 제도시행등에따라이용량도점차증가되고있는추세로조사되고있으나, 아직까지슬러지의건조연료에관한인식부족및관련기준, 규제가미흡하여발전소및시멘트회사외는수요처확보에어려움이있음. - 국내 900 여개의중소기업간과당경쟁과국내보급한계 ( 세계시장의약 2% 이내 ) 에대한돌파구로써해외시장진출이필요하며, 해외시장진출을위해서는현지시장요구에대응하기위한기술 가격 브랜드 마케팅경쟁력강화가필요함. 가. 니즈분석 환경친화적폐기물처리및연료화추세 시장니즈 1 : 고함수유기성폐기물의친환경처리및에너지화에대한시장의요구증대 각종폐기물의자원화또는에너지화는인류가피할수없는과제이며, 이과정에서각종공해물질및잔존폐기물발생제로화또한최소화설비는인류가추구에야할과제임. 세계적으로유기성슬러지류의친환경처리는매립시막대한온실가스인메탄의배출로인하여중요한관심사항임. 독일, 영국, 프랑스등유럽국가는오래전부터런던럽약에의하여유기성슬러지의해양배출을금지하고생활폐기물또는산업폐기물과혼합연소하는방법을이용하고있으나고함수폐기물인경우처리비용이매우고가임 ( 국내의 4~5배정도 ). 최근유럽, 일본등에서도친환경적, 에너지경제성을고려한설비개발과실용화를위한요소설비와다양한장치개발에박차를가하고있어동남아시아, 중국등에진출을위한노력을경주하고있음 유럽각국을중심으로유기성슬러지를건조하여석탄, 생활폐기물등과혼소하여전기, 스팀, 온수를생산하기위한소형증기터빈설비, 수증기압축설비를활발히개발하고있음

177 전략제품 이에따라고함수유기성슬러지와같은폐기물을친환경적인처리와동시에에너지화를구현하기위하여고함수폐기물에대한탈수및건조설비의적용이활발히진행되고있음. 폐기물탈수및건조설비의본격적인국내보급경향 시장니즈 2 : 폐기물의탈수및건조설비의국산화및해외수출기반확충 국내에서도매년유기성슬러지류발생이증가함에따라발생억제와처리설비다양화를추구하고있으나처리비용을해양배출에기준을하고있는바어려움이많으며정부의강력한해양배출금지정책을시행할경우어려움이클것으로예상함. 수도권매립지에서상용규모의건조설비가이미가동중에있으며 ( 엔바이오컨스 : 슬러지건조후발전연료활용 ), 또한국내 27개지자체에서국내외설비를적용한상용규모의하수슬러지건조공법이설치중에있음. 산업체발생폐수슬러지의경우또한현재폐기물관리법에의하여연료로서사용이불가능하나일부폐수슬러지에대하여에너지원으로의활용가치가있는경우, 하수슬러지와같이건조후의연료로사용가능하도록해달라는산업계의요구가증가하고있음. 함수율이 40~50% 이상인고함수폐기물의경우에너지화시스템인고형연료화, 가스화, 열분해화, 소각등에곧바로투입하기에는많은문제점을지니고있음. 따라서국내에서발생되는고함수폐기물의경우탈수및건조와같은전처리설비필요하며, 이와관련된국내시장규모는 4 조원에달할것으로예상됨. 현재국내폐기물건조설비의국외설계가약 33%, 국외제작이 37% 로서해외의존도가비교적높으며, 고급설비의경우해외의존도가더욱높음. 또한국내건조기전문업체가빈약하여설계및제작설비가미흡하고건조기성능이낮으며, 전반적으로에너지이용효율이선진국에비해 10~20% 낮은실정임. 폐기물탈수및건조설비의활용방안확대경향 시장니즈 3 : 폐기물의에너지화의확대를위한고함수유기성폐기물활용설비의세계적보급증가 국외의가연성폐기물고형연료관련설비수준은이미 20~30여년전부터연구개발이진행되어, 고형연료제조설비와연소설비가완성되어많은상용화플랜트가가동되어전력, 스팀등의유틸리티생산에활용하고있음

178 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물탈수 건조설비 미국은주로고형연료를발전소석탄혼소를이용한발전에이용을하고있으며, 혼소에적당한함수율을맞추기위한건조설비가많이개발되어운전되고있고, 유럽은 MBT를이용하여생활폐기물을전처리하고각유기성폐기물의특성에맞게처리하는것을기본으로하여생분해가되는유기성폐기물은혐기소화를통해서바이오가스를회수하고생물학적분해가되지않는폐기물을이용하여고형연료를생산하는형태임하수슬러지의경우에는화력발전소에서보조연료로사용하고있음. 일본은가연성폐기물은 RDF 생산을통해서전용보일러를이용하여스팀또는전기를생산하고하수슬러지의경우석탄혼소를위한건조또는탄화설비를많이이용하고있음. 따라서이와같이유기성슬러지와같은고함수폐기물의에너지화를위한탈수및건조설비의개발과보급은전세계적으로계속증가할것으로예상됨. [ 폐기물슬러지탈수 건조분야의 PEST 분석 ] 구분주요이슈단기 (3 년이내 ) 중장기 (4 년이상 ) 비고 정치 (P) 경제 (E) 사회 (S) 기술 (T) 촉진 폐자원에너지화정책 상 중 하 상 중 하 저해 정부지원정책지속여부 상 중 하 상 중 하 촉진 신재생에너지수요증가 상 중 하 상 중 하 저해 중소전문기업신뢰성미흡 상 중 하 상 중 하 촉진 저탄소, 친환경기술선호 자원순환형기술선호 상 중 하 상 중 하 저해 관련산업에대한부정적인식 상 중 하 상 중 하 정부의등관련정책및보급사업추진 정부정책지속및시설의광역화및대형화필요 고함수폐기물의에너지전환니즈증가 요소기술별중소전문기업육성및신뢰성확보필요 폐자원의에너지회수로대중인식확산 설비대형화및최적화로부정적인식불식필요 촉진 국내기술의해외의존도높음 상 중 하 상 중 하기술자립화의지높음. 저해 고함수폐기물의열변환기술효율성니즈 상 중 하 상 중 하 요소기술및핵심부품개발에정부지원정책지속필요 나. 산업특징및구조 폐기물및바이오매스의에너지대책을통한하수슬러지등유기성폐기물의고형연료화를통하여 런던협약 에의한슬러지의해양배출규제에대응하고자하는움직임이나타나고있으며, 현재기존고형연료와는달리발전연료및시멘트킬른보조연료로사용가능한건조슬러지의품질기준을제정하여별도로연료화가가능하도록하고있음

179 전략제품 [ 국내하수슬러지건조물의연료화정책및품질기준 ] 현재하수슬러지를활용하여생산된연료는발전소및시멘트회사에대부분이용되고있으며 RPS 제도시행등에따라이용량도점차증가되고있는추세로조사되고있으나, 아직까지슬러지의건조연료에관한인식부족및관련기준, 규제가미흡하여발전소및시멘트회사외는수요처확보에어려움이있는현실임. 또한대부분의유기성폐기물의탈수및건조를통한연료화설비는중소기업주도로진행되고있으며, 이에따라국내의상용화설비수준이낮고설비적신뢰성이나안정성에대한미흡한분야가많아지속적인설비개발이필요한것으로사료됨. 국내하수슬러지건조물의연료로의공급에대한시장조건은다음과같음. [ 화력발전소등연료로공급하는경우의가격조건 ] 저위발열량 (kcal/kg) 구입가격 ( 원 / 톤 ) 비고 4,000 이상 40,000 3,700이상 ~4,000미만 35,000 3,400이상 ~3,700미만 30,000 3,100이상 ~3,400미만 25,000 2,900이상 ~3,100미만 20,000 2,700이상 ~2,900미만 15, 슬러지건조 ( 탄화 ) 과정에서인위적으로에너지를회수 사용함으로써저위발열량이 2,500kcal/kg 미만이된경우에는구입가격을 0 원 ( 도착도무상 ) 으로할수있음 2. 저위발열량 2,500kcal/kg 미만은발전소별설비특성을감안하여사용여부협의결정함 2,000 이상 ~2,700 미만 10,000 * 가격기준 : 수요처도착 ( 하차도 ) 기준가격임 * 부산물의공급기준은폐기물관리법을기준으로함출처 : 환경부, 하수슬러지처리시설설치 운영지침,

180 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물탈수 건조설비 [ 시멘트생산시설등원료로공급하는경우의가격조건 ] 저위발열량 (kcal/kg) 구입가격 ( 원 / 톤 ) 비고 4,000 이상 40,000 3,700 이상 ~4,000 미만 35,000 3,400 이상 ~3,700 미만 30,000 3,000 이상 ~3,400 미만 25,000 건조 ( 탄화 ) 부산물의함수율은이송및공급설비의작동이원활하도록할것 3,000 미만 20,000 * 가격기준 : 수요처도착 ( 하차도 ) 기준가격임부산물공급기준은시멘트제조시설과지자체와의협약기준으로함출처 : 환경부, 하수슬러지처리시설설치 운영지침, 2011 [ 폐기물탈수 건조설비의연관산업구조 ] 후방산업폐기물탈수 건조설비전방산업 폐기물처리산업, 폐기물고형연료화산업 폐기물투입및배출등전처리설비, 탈수보조개설비, 폐기물탈수설비, 폐기물건조설비, 탈수및건조연계설비 열병합발전산업, 시멘트산업, [ 폐기물탈수 건조설비의 SWOT 분석 ] 강점 (Strength) - 폐기물에대한친환경적인에너지화방법의필요성대두런던협약에의한유기성폐기물의해양투기금지에대한대처방안확보 - 폐기물설비개발경쟁력및국내보유응용설비를기반으로신설비개발및해외의새로운시장진출 - 화석에너지대체에따른온실가스저감효과 기회요인 (Opportunity) - 정부의적극적인신재생에너지보급및확대정책유기성폐기물의해양배출금지에따른대선책의필요성대부 - 국제유가상승에의한폐기물에너지화에대한필요성인식 - 유기성폐기물의지속적인증가추세에의한에너지잠재량확보 - 중국, 동남아, 중동등의새로운환경시장형성 약점 (Weakness) - 핵심적인원천설비및축적된노하우의부족 - 관련폐기물산업의영세성 - 정부의신재생에너지보급확대정책활용을위한관련산업의핵심설비인력부족 - 대용량상업화플랜트개발의부재 - 새로운시장진출을위한종합적인관리체제취약 위협요인 (Threat) - 폐기물에너지화과정에서발생할수있는 2 차공해문제 - 폐기물재활용확대를위한정부정책에의하여에너지잠재량감소 - 국제환경시장의경쟁심화 - 선진국의설비우위선점과지속적인설비개발 다. 시장현황 / 전망분석 탈수및건조설비는선진국이 20년정도빨리연구가시작되어원천설비를보유하고있으며, 현재산업현장에서많이사용되고있는탈수기는벨트프레스 (Belt press), 원심탈수기 (Decanter), 스크류프레스 (Screw press) 및필터프레스 (Filter press) 가사용되고있음. 그러나범용상용화탈수기설비는현재국산화가상당부분이루어져있음

181 전략제품 국내의시장이우리나라의정책에영향을받듯이세계의시장은국제협약및규제에영향을받을수밖에없음. 즉, 하수슬러지와같은유기성폐기물의처리에결정적인영향을미치고있는것이런던협약이므로전세계가비슷하게대응할것으로예상됨. 건조설비는산업전분야에서거의필수적으로사용되는공통설비지만열효율이낮은에너지다소비형설비로국내 R&D투자는선진국에비해크게미흡한실정임. 건조설비는건조원리에따라서열전도건조 ( 박막건조, 진공건조, 드럼건조 ), 복사건조 ( 고주파, 마이크로파, 적외선 ), 대류건조 ( 하이브리드건조기, 배기가스순환건조기, 유동층건조기, 분무건조기, 충돌제트기류건조기 ) 로나뉘고, 건조기형식에따라서유동층건조기, 드럼건조기, 씬필름건조기, 디스크건조기, 패들건조기로나뉨. 이러한틀에서열원과열전달효율증가를목적으로한연구가지속적으로진행되고있으며, 최근에는두가지이상의건조설비를조합하여효율을극대화하는설비인하이브리드건조기와배기가스나폐열등을순환시켜효율을향상시키는배기가스순환건조기관련연구가많이진행되고있음. 폐기물의에너지화를위한공통핵심설비에서가장중요한설비는건조설비로서, 크게충돌제트기류이용설비와열풍-마이크로파복합설비를들수있으며, 미국, 영국, 캐나다, 독일, 스웨덴등의선진국을중심으로충돌제트기류를이용한통기건조기가개발되어실용화보급중에있음. 선진국에서는 1980년대부터충돌제트기류를이용한건조설비가활발하게연구되었으며, 쉬트형, 판형및직물건조분야등에서대부분상용화되었음. 열풍-마이크로파복합설비를이용한건조설비는식품가열용마이크로파오븐을위하여최초로개발된마이크로파가열기를하수슬러지등과같은유기성슬러지에응용한설비로선진국을중심으로활발히추진되었으며특히, 미국의 IMS L.L.C., Cober Electronics, Kemp Development Co., 독일의 AMT Ltd., Gisip Se, Co., GEA Powder Technology GmbH 및일본의 Komats Bara IronWorks Ltd. 등에서열풍 / 마이크로파건조기가상용화되었음. 2008년 2012년의전체슬러지발생량에있어서처리가가능한하 폐수슬러지의건조처리시장전망은다음과같음. 또한열풍 ( 기류식 ) 건조기는가열공기와피건조물이접촉하여수분을증발시키는대류건조방식으로전도전열이나복사전열을이용하는건조기에비해그사용범위가상당히넓음. 이러한열풍건조기 ( 직접건조방식 ) 는국내에설치되어있는건조기의약 90% 를차지하고있으며, 따라서직접건조방식을이용한슬러지건조시장의현황도함께나타내었음

182 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물탈수 건조설비 [ 하 폐수슬러지건조설비시장현황및전망 ] 구분 2008년 2009년 2010년 2011년 2012년 슬러지처리량 ( 톤 ) 3,471,584 3,844,354 4,259,599 4,721,707 5,235,711 슬러지처리비용 ( 원 / 톤 ) 50,394 55,806 61,834 68,542 76,003 슬러지처리시장규모 ( 백만원 ) 174, , , , ,933 슬러지건조처리시장 ( 백만원 ) 87, , , , ,966 직접건조방식슬러지건조기시장 ( 백만원 ) 78,727 96, , , ,069 자료출처 : 에너지설비성과확산사업, 한국에너지설비연구원 또한슬러지탈수및건조설비의전망과밀접한관계가될수있는에너지화가능성에있어서 2010년기준의국내유기성폐기물중고함수하 폐수슬러지의에너지잠재량은다음과같이발생량기준으로 30만TOE를상회하는것으로나타나있음. 폐기물종류 [2010 년도국내유기성하 폐수슬러지의에너지잠재량 ] 평균발열량 (kcal/kg) 발생량 ( 천톤 / 년 ) 처리량 ( 천톤 / 년 ) 재활용매립소각 해양투기 에너지잠재량 (TOE/ 년 ) 발생량기준 하수슬러지 3,500 2, , ,077 폐수슬러지 3,000 2,839 1, ,297 공정슬러지 2, ,709 정수슬러지 1, ,118 자료출처 : 2011 전국폐기물발생및처리현황, 2010 하수도통계, 환경부 2010) TOE 산출근거 : 1 TOE = 107 kcal, 슬러지함수율 80%, 건조슬러지수율 80% 라. 공급망 ( 분류 ) 에따른분석 국내현황 년부터수도권매립지관리공사, 부산광역시등의하수슬러지건조후연료화사업에앤바이오컨스 ( 주 ) 가개발한전단의회전판에의한슬러지분산과로타리킬른을이용한건조장치를건설하였음. - 민간기업에서는태영공업 ( 주 ) 에서 1990부터밸트프레셔방식의고성능슬러지탈수설비를개발하여국내는물론동남아지역에수출하고있으며대기업에서는 2001년부터삼성중공업 ( 주 ) 에서탄천하수처리장, LG건설 ( 주 ) 이중량하수처리장에건조장치를설치하여운전하고있음 - 한국하이테크 ( 주 ) 에서는유기성슬러지탄화설비와전처리장치를개발하여실증연구와상용화를진행하고있으며, 포스벨 ( 주 ), 대보마그네틱 ( 주 ) 을비롯한일부환경플랜트업체에서는폐기물전처리시스템을구축하여현장적용을위한연구를수행중임

183 전략제품 - 포스코건설은폐열회수건조장치및 2중회전익혼합기를이용한에너지절약형하수슬러지연료화설비를개발하여환경부신설비검증을받았으며, 현대건설 ( 주 ) 에서는나선튜브형간접탄화로 ( 밀폐형스크류타입 ) 를개발하여 25톤 / 일규모의설비를경기도여주에설치, 운전하고있음. - 또한일부대형건설사에서는독일, 일본등의외국슬러지건조설비를도입하여국내의대형하수처리장에적용하기위한노력도하고있음. 이에따라 해외현황 - 미국에서는 Texaco Inc., Enviro-tech Corp., UOP INC., Enviro-Gro Technologies사등에서기계적탈수, 화학적탈수 건조, 소각, 비료등다양한설비를적용하고있음. - 오스트리아의앤드리지사의설비는건조한슬러지를 pellet형태로제조하여생슬러지를표면에일정한두께로코팅하여함수율을 40% 이하로낮추어슬러지건조에서취약점인 'glue zone' 을줄이는방법과고온의열풍을이용하여건조하는설비를개발하였음. - 독일의 EnBW KraftwerkeAG( 전력회사 ) 의하일브론 (Heilbronn) 발전소에서는하수슬러지의혼소를위하여기계적으로탈수한슬러지 ( 함수율약 70%) 의혼소를주정부로부터허가받은바있음. - 일본의유기성슬러지처리설비는 Ebara Corp. 를비롯하여 Hitachi Kiden Kogyo Ltd., Kurita Water Ind. Ltd., Kubota Ltd. 에서다양한설비를보유하고있으며일본내에도대부분탈수, 건조및소각방식을이용하여슬러지를처리하고있음. - 일본에서고함수폐기물건조연료화에앞장서고있는기업으로는히다쯔조선 (Hitachi Zosen) 이대표적이며, 이미 2000년대초반에슬러지의고형연료화에대한실증을마치고현재상용화단계에있음. [ 폐기물탈수 건조설비공급망분석 ] 공급망단계주요제품 / 설비해외기업국내기업중소기업참여정도중소기업시장점유정도 폐기물탈수 건조설비 폐기물주입및배출설비, 폐기물탈수설비, 폐기물건조설비, 탈취설비 Texaco Inc., Enviro-tech Corp., UOP INC., Enviro-Gro Technologies 사, 앤드리지사, Ebara Corp., Hitachi Kiden Kogyo Ltd., Kurita Water Ind. Ltd., Kubota Ltd., 히다쯔조선 앤바이오컨스 ( 주 ), 태영공업 ( 주 ), 한국하이테크 ( 주 ), 포스벨 ( 주 ), 대보마그네틱 ( 주 ), 삼성중공업 ( 주 ), 포스코건설, 현대건설 ( 주 ), 신한엔지니어링 ( 주 ) 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5 단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : )

184 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물탈수 건조설비 3. 기업니즈조사 폐기물탈수 건조설비분야에종사하는중소기업의제품개발현황을조사한결과, 구체적으로다음과같은다양한제품을개발, 판매하고있음. - 계분건조기, 슬러지처리장치, 유기성슬러지폐기물고효율건조기술, 슬러지건조설비 또한폐기물탈수 건조설비와관련하여아래와같은기술개발을추진하고있음. - 계분수거및건조시스템, 슬러지처리기술, 유기성슬러지폐기물고효율건조기술, 유기성폐기물처리장치 폐기물탈수 건조설비분야의중소기업들은향후다음과같은제품개발계획을가지고있음. - 슬러지건조장치, 배가스를이용한슬러지건조기술. 또한폐기물탈수 건조설비와관련하여아래와같은기술개발을추진할계획임. - 고효율유기성슬러지건조장치개발 4. 기술 ( 특허 ) 분석 89) 가. 기술동향분석 (1) 세계동향 폐기물탈수 건조설비제품의대상특허 1,819건에대한각국가의연도별출원동향을살펴보면, 전반적으로최근까지출원이유지되는양상을보이고있으며, 한국이가장많은특허를보유하고있음 - 출원규모에있어서는한국이 775(43%) 로가장높은점유율을나타내며, 이어서일본이 620(34%), 미국 327(18%), 유럽 97(5%) 의특허점유율을나타냄 - 한국의경우 2009년이후조금씩출원이감소하는양상을보이고있으며일본의경우한국과는반대로 2009년이후출원이증가하였음 89) 최근 6 년간 (2007 년 1 월 ~ 2013 년 9 월 ) 공개된해외특허 ( 일본, 미국, 유럽공개특허및미국등록특허 ) 와국내특허 ( 국내공개특허 ) 대상으로함 년이후전체출원건수가감소추세를보이고있는데, 이는출원일로부터 18 개월이후공개한다는특허공개제도에의한현상임

185 전략제품 [ 폐기물탈수 건조설비제품의국가 연도별출원동향 ] 폐기물탈수 건조설비제품의해외특허주요출원인의출원현황을살펴보면, 전체적으로일본특허의비중이높고일본국적의출원인의활동이두드러지는것으로분석됨 - 일본의경우자국국적출원인에의한출원이활발하며, 특히 HYMO(JP) 가 28건으로최다출원을하였으며 NIPPON STEEL ENGINEERING(JP), TAIHEIYO CEMENT(JP), KURITA WATER(JP) 순으로나타남 - 미국의경우 EARTHRENEW(US) 가총 8건을출원하여최다출원인으로나타나며, 유럽의경우 GUANGZHOU PUDE ENVIRONMENTAL(CN) 가총 5건을출원하여최다출원인으로나타남 - 해외출원인중에한국의 WOONGJIN COWAY(KR) 는미국과유럽에서 5건, 3건을출원하여상위출원인으로나타남

186 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물탈수 건조설비 [ 해외특허주요출원인의출원현황 ] (2) 국내동향 폐기물탈수 건조설비제품의국내특허출원동향을살펴보면, 출원건수는 2009년까지점진적으로증가하다가이후에감소추세 90) 를보이고있으며, 내국인출원비율에있어서는매년 90% 이상으로매우높은비중을차지하고있는것으로나타남 90) 출원일로부터 18 개월후공개한다는특허공개제도에의한일시적인현상으로판단

187 전략제품 [ 연도별국내출원동향및연도별내국인 / 출원인출원비율 ] - 국내전체특허의내외국인비율은한국인이 95%, 외국인 5% 로한국인의특허출원비율이매우높아기술자립도가높은것으로분석됨 - 출원인을구분하면개인 91) 의특허비율이 40% 로가장높았고, 중소기업이 38%, 대기업 92) 과대학 / 연구소 / 공공기관이각각 6%, 해외출원인이 5% 로분석되어, 폐기물탈수 건조설비분야는기존의폐기물탈수 건조설비를기반으로하므로개인및중소기업에의한특허출원이많은분야로진출하기위한기술기반을마련하고있다고판단됨. 91) 유가증권 / 코스닥상장기업및외부감사법인을대상으로한매출액기준 1,000 대기업 ( 대기업으로정의 ) 외기업 92) 유가증권 / 코스닥상장기업및외부감사법인을대상으로한매출액기준 1,000 대기업을기반으로분류하였으며, 부분적으로 KISLINE( NICE 신용평가정보 ) DB 정보이용

188 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물탈수 건조설비 폐기물탈수 건조설비제품의국내주요출원인현황을살펴보면, 중소기업이대기업과대학 / 연구소 / 공공기관보다활발한특허출원활동을나타내고있는것으로조사되었으며, 대기업인웅진코웨이가 17건으로국내에서최다출원을하고있으며미국과유럽에동일기술분야특허를출원함 93) - 중소기업은삼창엔텍이총 9건으로최다출원인이고, 대학 / 연구소 / 공공기관에서는한국에너지기술연구원이최다출원인으로나타남 [ 국내주요출원인의출원현황 ] 93) 그외대기업으로는포스코건설 (10 건 ), 한국수력원자력 (3 건 ), 한라산업개발 (2 건 ) 등이있음

189 전략제품 (3) 국가별기술수준분석 미국특허에나타나는특허의피인용지수 ( 평균 CPP 94) ) 및기술력지수 ( 평균 TS 95) ) 를이용하여국가별기술수준을살펴보면, CPP값이높을수록타특허에서의인용되는수가많아기술적원천성이높다고판단되고, TS값이높을수록기술경쟁력이높다고판단되므로, CPP값과 TS값이모두높은경우에는원천성 / 기술경쟁력이모두평균이상으로분석됨 - 한국과일본의경우 TS값이평균보다매우높게나타나타국에비해상대적으로기술경쟁력이높은국가로나타나며, 캐나다의경우 CPP값이평균보다높아타국에비해기술의원천성이높은국가로분석됨 [ 국가별 CPP/TS] - 프랑스, 독일, 중국, 이스라엘은 TS값과 CPP값이평균보다낮은것으로나타나기술원천성과기술경쟁력이모두낮은국가로분석됨 94) 피인용도지수 (CPP : Cites per Patent) : 타특허로부터의피인용횟수. 즉인용되는빈도 (Forward Citation) 가높을수록기술력이강하고반대로낮을경우에는기술력이약함을의미인용한특허의수 (Forward Citation) CPP = 전체등록특허건수 95) 기술력지수 (Technology Strength) : 양적평가인특허건수를질적평가로보는인용빈도에의해가중치를부여한평가로, 특허의인용빈도를통해측정되는기술품질가중치지수임. 이값이클수록해당국가의기술력이높음을의미함 TS = 국가별평균피인용도 특허건수

190 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물탈수 건조설비 나. 기술군도출 폐기물탈수 건조설비전략제품의특허와논문유효데이터 ( 특허 1,714건 96), 논문 2,853 건 97) ) 를대상으로데이터마이닝기법 (Scientometrics 기법 ) 을통해클러스터링된키워드의연관성을바탕으로요소기술후보군을도출함 또한폐기물탈수 건조설비전략제품의특허데이터기반의특허분류세분화분석을통해데이터마이닝으로누락될가능성이있는요소기술후보군을추가도출함 (1) 특허및논문을이용한키워드클러스터링 폐기물탈수 건조설비의특허및논문유효데이터를이용하여키워드클러스터링을통하여 16개의요소기술을도출함 - 제품별 dataset 구축 : 폐기물탈수 건조설비관련특허 / 논문데이터를추출하여노이즈제거후제품별 dataset 구축 - 1차클러스터링 : 키워드맵을통한고빈도키워드확인 - 빈도수 (tf-idf) 98) 가상위 49% 에해당하는키워드를대상으로 1차추출 - 2차클러스터링 : 1차클러스터링에서추출된고빈도키워드사이에서고연관도키워드를 2차추출 ( 고연관도기준은연관도수치 99) 가 1.6이상인클러스터로제한 ) 아래그림은각키워드에해당하는원형과키워드사이의연관도에해당하는선으로표시되고, 도출된요소기술은황색음영으로표시되어있음. 각요소기술별로특허와논문중에어떤데이터에서도출되었는지표시하여시각화하였음 - 키워드에해당하는원은고빈도의키워드일수록원의크기가커지며, 연관도를나타내는선은키워드사이의연관도수치가높을수록굵게나타남 96) 2007 년 01 월 01 일부터 2013 년 08 월 05 일까지출원된미국, 일본, 유럽특허대상 (Wintellips DB) 97) 2007 년 01 월 01 일부터 2013 년 08 월 05 일까지발행된논문대상 (SCOPUS DB) 98) 빈도수 (tf-idf): 각키워드가출현되는특허또는논문수를의미 99) 연관도수치 : 두개이상의키워드사이의특허또는논문수를의미

191 전략제품 [ 폐기물탈수 건조설비에대한키워드클러스터링 ] 키워드도출 No. 해당키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 01 water, dry sludge 5 ~ COAGULATION TREATMENT AGENT, AND SLUDGE DEHYDRATION METHOD USING THE SAME 2. SLUDGE DEHYDRATION SYSTEM AND SLUDGE DEHYDRATION METHOD 3. SLUDGE DEHYDRATION METHOD AND SLUDGE DEHYDRATOR 4. COAGULATION TREATMENT AGENT AND SLUDGE DEHYDRATION METHOD USING THE SAME 5. Dry stacking of wastewater treatment sludges 클러스터 02 water, organic waste, dehydration 5 ~ DEHYDRATION SYSTEM AND METHOD FOR ORGANIC WASTE WITH HIGH WATER CONTENT 2. ELECTROOSMOTIC DEHYDRATION APPARATUS 3.Utilization of sub and supercritical water reactions in resource recovery of biomass wastes 4. WATER CONTENT REDUCTION METHOD AND FUELIZATION METHOD OF DEHYDRATED ORGANIC WASTE, AND BIOMASS FUEL 5. METHOD AND APPARATUS FOR DEHYDRATING ORGANIC SLUDGE

192 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물탈수 건조설비 키워드도출 No. 해당키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 03 msw, water, heat 5 ~ Autothermal drying of organic fraction of municipal solid waste 2. WASTE TREATMENT AUTOCLAVE TO PROVIDE FOR STEAM-ASSISTED DRYING 3. WASTE TREATMENT AUTOCLAVE TO PROVIDE FOR STEAM-ASSISTED DRYING 4. Biodrying of organic fraction of municipal solid waste 5.Drying process analysis and simulation of water in municipal solid waste incinerator 클러스터 04 water, organic waste, heat 5 ~ WASTE DISPOSAL SYSTEM 2. RECYCLING TREATMENT SYSTEM OF URBAN WASTE 3. APPARATUS, SYSTEM AND METHOD OF DRYING WATER-CONTAINING ORGANIC WASTE 4. METHOD OF COMPOSTING ORGANIC WASTE AND APPARATUS THEREFOR 5. SYSTEM AND METHOD FOR DRYING WATER-CONTAINING ORGANIC WASTE 클러스터 05 dewatering, waste, fuel 5 ~ 9 1. Blended aviation biofuel from esterified Jatropha curcas and waste vegetable oils 2. SLURRY DEWATERING AND CONVERSION OF BIOSOLIDS TO A RENEWABLE FUEL 3. A study on the dewatering of industrial waste sludge by fry-drying technology 4. Processing paint sludge to produce a combustible fuel product 클러스터 06 anaerobic digestion, waste, water 5 ~ Distribution of sulphur compounds in sewage sludge treatment 2. Measurement of diffusion coefficients in dry anaerobic digestion media 3. Research advances in dry anaerobic digestion process of solid organic wastes 4. Development of a kinetic model for anaerobic dry digestion processes: Focus on acetate degradation and moisture content 5. Water distribution in biowastes and digestates of dry anaerobic digestion technology 클러스터 07 waste, water, steam 5 ~ DRYING SYSTEM AND DRYING METHOD FOR WATER-CONTAINING ORGANIC SLUDGE 2. Waste recycling using superheated steam and its environmental evaluation 3. APPARATUS, SYSTEM, AND METHOD FOR DRYING WATER-CONTAINING ORGANIC WASTE 4. WASTE DRYING SYSTEM AND WASTE DRYING METHOD 클러스터 08 msw, bio-drying 5 1. Modelling of PCDD/F release from MSW bio-drying 2. PCDD/F enviromental impact from municipal solid waste bio-drying plant 3. Sorting efficiency and combustion properties of municipal solid waste during bio-drying 4. Bio-drying and size sorting of municipal solid waste with high water content for improving energy recovery 클러스터 09 screw, dehydrator, sludge 5 1. SLUDGE DEWATERING APPARATUS AND SLUDGE DEWATERING METHOD 2. SLUDGE DEWATERING AGENT AND METHOD 3. SLUDGE DEHYDRATION METHOD 클러스터 10 mechanical dewatering, sludge 5 ~ 9 1. Changing wastewater sludge characteristics affecting the fouling of a single stage mechanical dewatering and thermal drying process 2.Reduction of the carbon footprint for sludge handling by optimization of a combined centrifuge-dryer apparatus 3. Mechanical dewatering and thermal drying of sludge in a single apparatus

193 전략제품 키워드도출 No. 해당키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 11 microwave, dewatering 9 1. Enhancement of batch waste activated sludge digestion by microwave pretreatment 2. Combination of alkaline and microwave pretreatment for disintegration of meat processing wastewater sludge 3.Impact on properties of the sewage treatment plant dynamic flow activated sludge by microwave radiation 4. Sewage sludge microwave thermal hydrolysis process 5. Microwave irradiation pretreatment effects on the dewatering of activated sludge 클러스터 12 electro, dehydrator 5 1. DRUM TYPE ELECTRO-OSMOSIS DEHYDRATOR FOR SAVING ELECTRIC 2. ELECTRO-OSMOSIS DEHYDRATOR OF ELECTROPHORESIS STYLE FOR ELECTRIC CURRENT FOR INPUT AND PROCESSING OF SLUDGE 3.An electro-osmosis dehydrator of electrophoresis style with a phase control using three-phase current 4. METHOD FOR OPERATING ELECTRO-OSMOSIS DEHYDRATOR 클러스터 13 amphoteric polymer, dehydrat 5 1. AMPHOTERIC POLYMER FLOCCULANT, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME, AND SLUDGE DEHYDRATION METHOD USING THE SAME 2. METHOD FOR PRODUCING CATIONIC OR AMPHOTERIC POLYMER, DEHYDRATING AGENT FOR SLUDGE, AND RETENTION AID AGENT FOR PAPERMAKING 3. SLUDGE DEHYDRATION METHOD 4. METHOD FOR DEHYDRATING ORGANIC SLUDGE 클러스터 14 heat, high temperature, biomass, water 5 ~ DRYING DEVICE AND BIOMASS SYSTEM 2. Biodrying of organic fraction of municipal solid wastes 3. METHOD FOR CONVERTING WATER-CONTAINING ORGANIC WASTE INTO FUEL AND BIOMASS FUEL 4. METHOD FOR SEPARATING HYDROGEN FROM BIOMASS WASTE 5. METHOD FOR CONVERTING HIGH WATER CONTENT ORGANIC WASTE INTO FUEL AND BIOMASS FUEL 클러스터 15 food, waste, garbage, drier 5 ~ 6 1. Food waste dryer with enhanced deodorizing capability 2. Food waste dryer 3. Drier for food waste disposal system 4. Food waste dryer with enhanced deodorizing capability and drying capability 클러스터 16 heat, high temperature, solar, energy, drying 6 ~ 8 1. Composite energy sludge drying system operation strategy analysis 2. Modelling and experimental study of urban waste water sludge solar drying in a greenhouse 3. Solar Energy and High Temperature Hybrid System Sludge Drying System 4. Solar drying of wastewater sludge 5. Procedure and optimised installation of sludge treatment using solar energy (2) 분류를이용한기술트리 폐기물탈수 건조설비전략제품의유효데이터의 IPC 100) 를대상으로특허분류체계별특허분포를파악하고상위 30위에대하여기술트리 101) 를구축하여키워드클러스터링을통한요소기술도출에서누락가능성이있는추가적인요소기술을도출함 100) 국제특허분류코드 : 특허분류체계를국제적으로통일시킬목적으로체결된 국제특허분류에관한스트라스부르그 (Strasbourg) 협정 에따라세계지식재산권기구 (WIPO) 가 1975 년 10 월에제정한기술분야별분류기호 101) IPC 의메인그룹데이터에대하여상위 30 위까지를대상으로함

194 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물탈수 건조설비 (3) 전문가기반의요소기술도출 폐기물탈수 건조설비의유효데이터에대하여키워드클러스터링결과및 IPC 분류로도출된기술트리를참조하여전문가의검증을통하여최종요소기술을도출함

195 전략제품 요소기술도출 No. 요소기술명도출방식키워드 /IPC 요소기술 01 폐수슬러지의탈수처리기술키워드클러스터링 water, dry sludge 요소기술 02 바이오매스연료생산을위한고함수유기성폐기물의탈수기술 키워드클러스터링 water, organic waste, dehydration 요소기술 03 도시고형폐기물의유기성성분안정화를위한건조기술 키워드클러스터링 msw, water, heat 요소기술 04 유기성폐기물의건조처리기술 키워드클러스터링 water, organic waste, heat 요소기술 05 폐기물고형연료생산을위한슬러지탈수기술 키워드클러스터링 dewatering, waste, fuel 요소기술 06 유기성고형폐기물의건식혐기성소화기술 키워드클러스터링 anaerobic digestion, waste, water 요소기술 07 유기성폐기물의건조기술키워드클러스터링 waste, water, steam 요소기술 08 도시고형폐기물의생건조 (Bio-drying) 기술키워드클러스터링 msw, bio-drying 요소기술 09 슬러지의탈수보조재및탈수기술키워드클러스터링 screw, dehydrator, sludge 요소기술 10 슬러지의탈수및건조연계기술키워드클러스터링 mechanical dewatering, sludge 요소기술 11 유기성슬러지의마이크로웨이브를이용한건조기술 키워드클러스터링 microwave, dewatering 요소기술 12 슬러지의전기침투탈수기술 키워드클러스터링 electro, dehydrator 요소기술 13 유기성슬러지의탈수보조재및탈수기술키워드클러스터링 amphoteric polymer, dehydrat 요소기술 14 바이오매스연료생산을위한폐바이오매스의건조기술 키워드클러스터링 heat, high temperature, biomass, water 요소기술 15 음식물폐기물의건조및탈취기술 키워드클러스터링 food, waste, garbage, drier 요소기술 16 에너지저감형유기성슬러지의복합건조기술 키워드클러스터링 heat, high temperature, solar, energy, drying 다. 기술지수분석 (1) 기술성장성분석 폐기물탈수 건조설비제품의요소기술별최신특허비율 102) 및 PFS 103) 을살펴보면, 요소기술03은최신특허비율과 PFS값이모두평균이상으로나타났으며, 요소기술10, 요소기술11, 요소기술12 및요소기술 16의경우에는최신특허비율이평균이상이며 PFS값이평균으로나타나기술개발이활발하며, 해외시장확보를위한경쟁이치열한분야로예상됨 102) 최신특허비율 : 전체유효특허중에서 2009 년 ~2013 년출원된특허를최신특허로정의 최신특허비율 = 2009 년 ~2013 년출원특허전체유효특허 103) 시장력지수 (PFS : Patent Family Size) : 하나의특허에대하여각국가마다특허권을인정받기위해각국가마다특허를출원하여등록 ( 속지주의원칙 ) 받아야하는데각국가마다출원된특허를패밀리특허 (Family Patent) 라하며, 상업적이익또는기술경쟁관계에있을경우해외에특허를출원하므로, 패밀리특허수가많을때에는특허를통한시장성이크다고판단되어시장확보력이큼을의미 PFS = 해당요소기술의평균패밀리특허국가수전체유효건의평균패밀리특허국가수

196 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물탈수 건조설비 [ 요소기술별 PFS/ 최신특허비율 ] - 요소기술04와요소기술14는최신특허비율이평균이하이나 PFS값이평균이상으로최근에기술개발이다른분야에비해낮은분야로분석되지만해외시장확보력이높아시장확보가활발하게일어나는분야로분석됨 - 요소기술01, 요소기술06 및요소기술 13은 PFS값이평균이하로패밀리특허수가적어해외시장확보력이낮은편이나, 최신특허비율이높아타기술에비해상대적으로최근기술개발이높은분야로분석되었으며, 요소기술02, 요소기술09는 PFS값이평균이하, 최신특허비율이평균으로나타남 - 요소기술05, 요소기술07, 요소기술08 및요소기술15는최신특허비율, PFS값이모두평균이하로분석 (2) 기술수준분석 기술수준분석은미국특허에나타나는특허의인용관계 ( 평균 CPP 104) ) 및경쟁력정보 ( 평균 TS 105) ) 를이용하여각요소기술별원천성 / 기술경쟁력을살펴보면, 요소기술04와 104) 피인용도지수 (CPP : Cites per Patent) : 타특허로부터의피인용횟수. 즉인용되는빈도 (Forward Citation) 가높을수록기술력이강하고반대로낮을경우에는기술력이약함을의미인용한특허의수 (Forward Citation) CPP = 전체등록특허건수 105) 기술력지수 (Technology Strength) : 양적평가인특허건수를질적평가로보는인용빈도에의해가중치를부여한평가로, 특허의인용빈도를통해측정되는기술품질가중치지수임. 이값이클수록해당국가의기술력이높음을의미함 TS = 국가별평균피인용도 특허건수

197 전략제품 요소기술10은원천성 / 기술경쟁력이모두평균보다높은것으로나타나상대적으로기술수준이우수한것으로분석되어기술적인면에서상당히중요한분야로판단됨 [ 요소기술별 CPP/TS] - 요소기술03, 요소기술11, 요소기술12 및요소기술14는 TS값이평균이하지만 CPP가평균이상으로나타나, 기술적으로인용되고있으나타기술군에비해상대적으로기술경쟁력은낮은것으로판단됨 - 요소기술01, 요소기술09 및요소기술 16은 CPP값이평균이하이고 TS값은평균이상으로타기술에비해기술경쟁력은높은나기술의원천성이낮은것으로분석됨 - 상기요소기술을제외한요소기술02, 요소기술05, 요소기술06, 요소기술07, 요소기술08, 요소기술13 및요소기술 16은 CPP값과 TS값이모두평균이하로원천성 / 기술경쟁력이낮은것으로분석됨 (3) 중소기업적합성분석 중소기업적합성분석은한국특허를대상으로진행하였으며, 각요소기술별중소기업의기술개발참여정도를판단함에따라국내중소기업의진출이용이한요소기술후보군을선별함 - 요소기술12은중소기업출원비율이 64% 로가장높기때문에기업의출원이용이한분

198 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물탈수 건조설비 야로나타나며, 중소기업개발규모가상대적으로높은분야로판단됨 - 중소기업출원인비율은요소기술12가 54% 으로가장높고, 요소기술05, 요소기술07 및요소기술10이 52% 로타기술요소보다높게나타나, 상대적으로중소기업의참여도가높은분야로나타남 - 종합적으로살펴보면, 요소기술12와요소기술05, 요소기술07 및요소기술10분야가중소기업출원비율과중소기업출원인비율이상대적으로높아국내중소기업의진출이용이한전략제품군으로판단됨 [ 중소기업적합성분석 ] 요소기술 No. 요소기술명 국내특허 중소기업 중소기업출원비율 특허건수 출원인수 특허건수 출원인수 106) 중소기업출원인비율 107) 1 폐수슬러지의탈수처리기술 % 47% 2 3 바이오매스연료생산을위한고함수유기성폐기물의탈수기술 도시고형폐기물의유기성성분안정화를위한건조기술 % 38% % 33% 4 유기성폐기물의건조처리기술 % 31% 5 6 폐기물고형연료생산을위한슬러지탈수기술 유기성고형폐기물의건식혐기성소화기술 % 52% % 37% 7 유기성폐기물의건조기술 % 52% 8 도시고형폐기물의생건조 (Bio-drying) 기술 % 28% 9 슬러지의탈수보조재및탈수기술 % 52% 10 슬러지의탈수및건조연계기술 % 50% 11 유기성슬러지의마이크로웨이브를이용한건조기술 % 41% 12 슬러지의전기침투탈수기술 % 54% 유기성슬러지의탈수보조재및탈수기술 바이오매스연료생산을위한폐바이오매스의건조기술 % 41% % 36% 15 음식물폐기물의건조및탈취기술 % 35% 16 에너지저감형유기성슬러지의복합건조기술 % 40% 106) 중소기업출원비율 : 국내에서출원된전체특허중에서중소기업에의해출원된특허비율 107) 중소기업출원인비율 : 국내에서출원한전체출원인중에서중소기업출원인의비율

199 전략제품 요소기술 특허건수 최근특허비율 [ 특허분석종합평가표 ] 기술성장성분석기술수준분석중소기업적합성 PFS 종합평가 108) CPP TS 종합평가 109) 출원비율 출원인비율 종합평가 110) % 1.94 中 中 49% 47% 上 % 1.68 中 下 35% 38% 下 % 4.96 上 中 30% 33% 下 % 2.74 中 上 29% 31% 下 % 2.12 下 下 51% 52% 上 % 1.79 中 下 35% 37% 下 % 2.33 下 下 51% 52% 上 % 1.77 下 下 35% 28% 下 % 1.61 中 中 51% 52% 上 % 2.68 上 上 47% 50% 上 % 2.50 上 中 46% 41% 中 % 2.86 上 中 64% 54% 上 % 1.97 中 下 41% 41% 下 % 3.58 中 中 32% 36% 下 % 1.49 下 中 34% 35% 上 % 2.45 上 下 46% 40% 中 5. 요소기술후보군 [ 요소기술후보군 ] 구성요소요소기술출처 건조기술 탈수기술 도시고형폐기물의유기성성분안정화를위한건조기술유기성폐기물의건조처리기술도시고형폐기물의생건조 (Bio-drying) 기술유기성슬러지의마이크로웨이브를이용한건조기술음식물폐기물의건조및탈취기술폐수슬러지의탈수처리기술바이오매스연료생산을위한고함수유기성폐기물의탈수기술폐기물고형연료생산을위한슬러지탈수기술슬러지의탈수보조재및탈수기술슬러지의탈수및건조연계기술슬러지의전기침투탈수기술바이오매스연료생산을위한폐바이오매스의건조기술 특허, 전문가특허, 전문가, 니즈특허, 전문가특허, 전문가특허, 전문가특허, 전문가특허, 전문가특허, 전문가특허, 전문가특허, 전문가특허, 전문가특허, 전문가 108) 기술성장성분석종합평가기준 : 최근특허비율과시장확보지수가모두평균이상 ( 上 ), 모두평균미만 ( 下 ), 그외 ( 中 ) 109) 기술수준분석종합평가기준 : 인용도지수와기술력지수가모두평균이상 ( 上 ), 모두평균미만 ( 下 ), 그외 ( 中 ) 110) 중소기업적합성평가기준 : 중소기업출원비율 / 출원인비율이모두평균이상 ( 上 ), 모두평균미만 ( 下 ), 그외 ( 中 )

200 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물탈수 건조설비 6. 핵심요소기술선정 전략제품관련한특허기술의클러스터링을통해도출된요소기술을시장, 무역현황, 기술동향을고려하여, 전문가의합의로요소기술을조정함. [ 요소기술조정결과 ] 구성요소요소기술추천여부 1) 유기성폐기물의건조 유기성폐기물의탈수 건조및탈수핵심기반기술 유기성슬러지의마이크로파를이용한건조기술화력발전소보조연료용유기성슬러지의건조기술유기성폐기물의고효율열적건조기술바이오매스연료생산을위한폐바이오매스건조기술하폐수슬러지의탈수기술슬러지의전기침투탈수기술바이오매스연료생산을위한고함수유기성폐기물의탈수기술슬러지의탈수보조재개발기술유기성폐기물건조공정의탈취기술슬러지의탈수및건조연계기술 특 / 전전특 / 전전특 / 니전특 / 전전전전 * 추천여부 1) : 특 : 특허클러스터링, 전 : 전문가협의, 기 : 기업니즈조사 선정된요소기술이특허명중심으로설정되어있어선정위원회를통하여기술명을변경하여요소기술로선정함. - 요소기술의공통적인개발내용에따라건조 / 탈수및기반기술로구성요소를구분하여각구성요소별요소기술을선정하였음. - 특허분석을통하여선정된각요소기술을전문가회의를통한현장적용가능성을고려하여요소기술명을조정하였음. 핵심기술선정 - 조정된요소기술과기술 시장 무역동향분석및기업니즈조사결과를기반으로핵심요소기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술선정 - 핵심기술선정은기술성 (10), 시장성 (15), 중소기업성 (10), 정책적부합성 (5) 을고려하여평가됨. 기술성은기술경쟁력 (5), 기술수준 (5) 으로, 시장성은시장규모 (5), 무역현황 (5), 시장성장성 (5) 으로, 중소기업성은공급망분석 (5) 및관련기업의현황이나, 니즈 (5) 를고려하여평가

201 전략제품 [ 핵심요소기술선정결과 ] 구성요소핵심요소기술유기성슬러지의마이크로파를이용한건조기술화력발전소보조연료용유기성슬러지의건조기술유기성폐기물의건조유기성폐기물의고효율열적건조기술회수잠열을열원으로이용하는건조기술바이오매스연료생산을위한폐바이오매스건조기술유기성폐기물의탈수하폐수슬러지의탈수기술건조및탈수기반기술슬러지의탈수보조재개발기술 7. 로드맵작성 가. 연구개발목표설정 구성요소핵심요소기술기술요구사항 유기성폐기물의건조 유기성슬러지의마이크로파를이용한건조기술 화력발전소보조연료용유기성슬러지의건조기술 유기성폐기물의고효율열적건조기술 회수잠열을열원으로이용하는건조기술 바이오매스연료생산을위한폐바이오매스건조기술 - 해양투기가금지되는하 수슬러지의감량화및연료화 - 기존건조기대비고효율에너지저감기술의필요 - 하수슬러지의에너지자원화를위한화력발전소혼소용 ( 최대 5%) 건조슬러지연료화 - 해양투기가금지되는하 수슬러지의감량화및연료화 - 내구성이우수한고효 율열적건조기술의필요 - 건조기술의에너지효율향상을위한폐열의활용기술필요 - 기존건조기술대비 20% 이상의비용절감 - 바이오매스의에너지원활용요구증가에따른바이오매스전용고효율건조기술의필요 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 - 하수슬러지의마이크로파를이용한건조특성기초분석 - Pilot 플랜트공정설계 - 건조특성에따른하수슬러지저위발열량및연료특성실험 - Pilot 플랜트공정설계및제작 - 하슬러지의열적건조특성조사분석 - Pilot플랜트공정설계 - 회수잠열의열원활용기초기술개발 - 실험실규모의회수잠열활용장치제작 - 바이오매스의건조특성기초실험 - 건조에따른발열량변화실험 - Pilot 플랜트공정설계및제작 - Pilot 플랜트상세설계, 설치및시운전 - 마이크로파발생 장치의평가 내구성 - Pilot 플랜트상세설계, 설치및시운전 - 장기간운전을위한건조공정의성능평가 - Pilot 플랜트상세설계, 설치및시운전 - 장기운전성평가 - Pilot 플랜트상세설계, 설치및시운전 - 건조기술의운전성및내구성평가 - Pilot 플랜트상세설계, 설치및시운전 - 장기간운전을위한건조공정의성능평가 - 마이크로파건조시스템성능평가운전 - 상용규모건조공정설계패키지작성 - 건조시스템성능평가운전 - 상용규모건조공정설계패키지작성 - 건조기술의시스템성능평가운전 - 상용규모건조공정설계패키지작성 최종목표 - 처리용량 : 5 톤 / 일이상 - 수분함량 5% 이하 - 건조슬러지발열량 : 2,500kcal /kg - 에너지효율저감 : 30% 이상 - 건조슬러지발열량 : 2,500kcal /kg - 연간운전시간 : 3,600 시간 - 처리용량 : 5톤 / 일이상 - 수분함량 10% 이하 - 건조슬러지발열량 : 2,000kcal /kg - 처리용량 : 300kg /hr 이상 - 잠열활용율 : 50% 이상 - 처리용량 : 5 톤 / 일이상 - 수분함량 10% 이하 - 연간운전시간 : 1,600 시간

202 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물탈수 건조설비 구성요소핵심요소기술기술요구사항 유기성폐기물의탈수 건조및탈수기반기술 하폐수슬러지의탈수기술 슬러지의탈수보조재개발기술 - 해양투기가금지되는 - 슬러지탈수신기술하폐수슬러지의감량화기초실험및타당성 - 건조공정의효율향상검토을위한고함수율슬 - Pilot플랜트공정설계러지의수분제거 - 슬러지의탈수효율을향상시키기위한탈수보조재의개발 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 - 탈수보조재개발및탈수성기초실험 - 개발된탈수보조재의효율평가 - Pilot 플랜트상세설계, 설치및시운전 - 신기술탈수공정 의시스템성능평가및운전 - 탈수보조재의사용최적조건확립 - 탈수보조재의상 용화운전 ( 기존탈수공정에적용 ) -Pilot 플랜트의최적운전조건도출 - 상용규모탈수공정설계패키지작성 최종목표 - 슬러지함수율 : 70% 이하 - 처리용량 : 1톤 / 일 - 탈수케익수분함수율 : 65% 이하 나. 로드맵기획

203 전략제품 소각열회수 이용설비 1. 개요 - 정의 : 소각열회수 이용설비는가연성폐기물을소각로에서소각처분할때발생하는연소열을이용하여증기또는냉 온수, 전기와같이이용가능한에너지로회수및전환하여활용하는데필요한설비와구성장치및이들이결합된시스템을의미함. - 범위 : 소각열회수및이용분야는폐기물연료의수집및전처리, 소각로설계및운전제어, 소각로배가스정제, 열에너지회수및전력생산등사용처의특성에적합하게에너지를전환하는기술등으로구성되며이들이결합된시스템까지포함함 가. 정의및필요성 소각열회수 이용설비는가연성폐기물을소각로에서소각처분할때발생하는연소열또는내연기관등에서발생하는기타폐열을이용하여증기또는냉 온수, 전기와같이유용한에너지로회수및전환하는데필요한설비와구성장치를의미라며이들이결합된시스템및제어관리기술까지포함함. [ 폐기물소각열회수 이용설비의대표적인구성 ]

204 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 소각열회수 이용설비 폐기물처리의가장효과적인방법의하나인폐기물의연소또는소각처리는폐기물의부피를 1/10 정도로줄일수있으며, 소각과정또는소각전후의처리과정에서중금속과기타유해물질을사전제거할수있는장점이있음. 특히다이옥신을비롯한대기환경오염물질을거의완벽하게제거함으로서폐기물을안전하게처리할수있는일반적이고보편적인기술로평가되며, 소각로의연소열에너지를회수하여이용함으로써에너지자원절약및온실가스배출량감축으로기후변화문제에적극대처하는기술임 소각열을유용한에너지로회수하기위해서는고온고압의스팀제조를위한폐열보일러기술, 고효율열교환기기술, 선박등내연기관및소결로등의폐열회수, 폐수등중저온폐열의적극적활용을위해경제성있는폐열회수시스템개발이필요함 폐기물소각로및연소시스템에서소각열회수 이용시스템의대량보급에장애가되고있는요소기술을개발하고고효율의폐열회수및폐열발전등신발전시스템에대한원천기술을확보하여사업화경쟁력을높여서국내보급확대, 중국, 동남아및남미등으로수출산업화가가능한기술임. 나. 범위및분류 ( 기술분류관점 ) 소각열회수 이용분야의주요관련기술로는 1폐기물연소기술 ( 스토커식소각설비, 유동상식소각설비, 로타리킬른식소각설비, 열분해소각설비, 열분해용융소각설비, 열분해가스화용융소각설비등 ) 2폐기물혼소기술 ( 석탄혼소설비, 바이오매스혼소설비, 슬러지혼소설비, RDF/RPF/TDF/WCF 혼소설비등 ), 2열병합발전기술 ( 히트펌프, 가스터빈, 냉난방설비등 ), 4소각폐열발전기술 ( 증기터빈, 발전기, 열전발전설비등 ), 5소각폐열회수기술 ( 증기보일러, 온수보일러, 공기예열기등 ) 등이있음. ( 제품분류관점 ) 폐기물소각시설의폐열을회수하여증기, 온수, 가열공기형태의열에너지로이용하거나또는발전시스템등전환설비를사용하여전기등의에너지를생산하여이용함. 플랜트를구성하는핵심요소기술별로소형에서대형까지다양한장치와설비제품이필요하기때문에중소기업의사업참여기회가많고핵심제품의기술개발이필요한분야임 ( 공급망관점 ) 폐기물소각열회수 이용설비는기본적으로폐플라스틱, 폐비닐, 폐섬유, 폐고무, 폐목재, 폐종이, 음식물 / 채소류등의가연성고체폐기물을원료로사용함. 이들은주로생활폐기물 ( 가정생활폐기물및사업장생활계폐기물 ), 사업장배출시설

205 전략제품 계폐기물및건설폐기물로부터공급되며, 함수율이높은하수슬러지등유기성폐기물이나화석연료를혼소용으로사용하는추세가증가하고있음. [ 소각열회수 이용분류관점의범위 ] 대분야중분야세부제품 소각열회수 이용 원료 소각열 전기 폐플라스틱, 폐비닐, 폐섬유, 폐고무, 폐목재, 폐종이, 음식물및채소류등가연성고체폐기물, 임산폐기물등바이오매스, 건설폐기물, 하수슬러지 냉난방, 온수, 냉수, 증기, 온풍 전력 [ 공급망단계별주요제품분류표 ] 대분야중분야세부제품 소각열회수 이용 원료연소및혼소소각열전력 폐기물분리, 파쇄기, 크레인, 폐기물이송설비 스토커식소각설비, 유동상식소각설비, 로타리킬른식소각설비, 열분해소각설비, 열분해용융소각설비, 열분해가스화용융소각설비, 석탄혼소설비, 바이오매스혼소설비, 슬러지혼소설비, RDF/RPF/TDF/WCF 혼소설비, 대기방지설비, 소각재처리설비등 온수보일러, 증기보일러, 열교환기, 공기예열기, 히트파이프, 히트펌프 증기터빈, 가스터빈, 열병합발전, 열전발전 [ 소각열회수 이용방안 ]

206 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 소각열회수 이용설비 자료 : 폐자원및바이오매스에너지대책, 2009 [ 폐기물에너지자원화및소각열이용개념 ] 따라서, 소각열회수 이용장비의범위는 - 가연성폐기물을소각로에서소각처분하기위한폐기물전처리, 폐기물소각로및혼소로, 소각로또는내연기관등에서발생하는연소열의회수및유용한에너지로전환하는설비와장치, 이들이결합된시스템및제어설비등이모두포함됨. - 기술적으로는폐기물의전처리, 폐기물소각로및오염물질제거설비를포함한시스템의최적설계및운전기술, 고효율의폐열회수및이용기술등플랜트엔지니어링기술이중요하게포함됨 - 공급망기준으로는폐기물의파쇄및이송설비, 소각로및대기방지설비, 열교환기및발전기등핵심장치와이들부품이유기적으로결합된소각플랜트, 폐열회수및전환, 이용시스템을포함함. 2. 산업및시장분석 - 에너지가격상승에따른소각열의고효율회수, 발전및다양한에너지회수에대한정책적수요가증대하고있음. - 폐기물처리의가장안정적인방법으로소각및소각열회수기술에대한신뢰도및안정성이높으며, 중국, 동남아, 아프리카, 중동등에서는도심인구증가로인하여폐기물처리문제및전력등에너지부족문제를해결할수있는기술로폐기물에너지화수요증가 - 국내관련시장의연간매출액은 2012 년 3,904 억원에서 2030 년 8,242 억원으로약 2 배성장할것으로예상되며세계시장은 2022 년 292 억달러이상으로전망됨. - 유럽의 Babcock & Wilcox, Volund, Martin 등이원천기술을보유하고있으며일본은유럽원천기술을이용자체기술을확보하여산업을확대발전시킴

207 전략제품 가. 니즈분석 소각시설여열회수지원사업의추진 시장니즈 1 : 소각여열회수설비에대한신규수요증대 정부는 제3차신 재생에너지기술개발및이용 보급기본계획 에의해폐기물에너지보급량은 2010년 5,097천TOE에서 2020년 7,764천TOE, 2030년 11,021천TOE로 2배이상높일계획임. 환경부는 2009년관련부처와저탄소에너지생산 보급을위한 폐자원및바이오매스에너지대책실행계획 을수립하여지자체생활폐기물소각시설과민간소각시설의소각여열을회수하는사업을지원함. 따라서소각여열을회수하고있는기존설비는여열회수율을높이고내구성높은설비의신증설수요, 에너지비용저감을위하여소각여열미회수시설에대한신규여열회수설비의수요가증가함. 소각시설의배출허용기준강화및발전효율증대요구 시장니즈 2 : 고효율소각및열회수설비의수요확대 소형소각시설에대한배출허용기준강화로소형폐기물소각시설시장은축소되고, 열과전기의공급및냉난방이동시에가능한중대형분산형열병합발전시스템의보급이확대되고있음. 폐기물소각열을이용하여 30% 이상의고효율발전을달성하기위해서내부식성이높은소각로구조및내부식성재질의제품기술, 저온증기의 2차가열에의한고온증기발생기술, 증기터빈과가스터빈을연계한발전기술등이개발되어보급이확산될전망임. 폐기물재활용율증가및해양투기금지정책의시행 시장니즈 3 : 다양한폐기물의전용소각및혼소설비보급 소각대상폐기물의다양화추세로가연성고체폐기물이외에 SRF, RDF, RPF, TDF, WCF 등과같은폐기물고형연료를사용하는전용또는혼용소각설비의개발및보급이활발히진행되고있음. 하수슬러지, 바이오매스, 음식물 / 채소류등과같이함수율이높아처리가어려웠던폐기물뿐만아니라석탄, 코크스, 잔사유등과같은화석연료를가연성고체폐기물과함께혼소하는소각설비의수요가확대되고있음. 특히 2012년부터하수슬러지의해양

208 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 소각열회수 이용설비 투기금지정책의시행으로하수슬러지건조및소각설비의수요가증대할것으로전망됨. 국제에너지자원가격상승및폐기물에너지자원화수요증가 시장니즈 4 : 대규모폐기물에너지자원화종합플랜트수출산업화 원유등에너지자원의가격상승에따른에너지비용의증가및화석연료사용에의한온실가스배출에대해국제적인규제정책이심화됨에따라유기성폐기물에너지자원화에대한수요증가 중국등신흥개발국에서도심지역의인구증가에따른폐기물발생량은크게증가하고에너지공급량은부족한현상이발생함. 또한환경의식이높아져페기물의안정적인처리가요구되고있어신뢰성이높은소각기술및소각여열을활용한에너지생산설비의수요가크게증가하고있음 국내플랜트및설비제작업계는중동및동남아등에서다양한플랜트의설계및제작, 시공경험을통하여우수한기술력을보유하고있음. 폐기물소각로및에너지생산설비를연계한소각발전플랜트는전략적인수출사업아이템으로육성이가능함. 또한폐기물수집및관리, 소각발전플랜트운영관리, 냉난방및전력에너지공급등종합적인운영관리시스템을결합한 O&M 사업또는세계적인선진사에서주도하고있는폐기물및에너지매니지먼트사업개발도가능함. [ 소각열회수 이용설비분야의 PEST 분석 ] 구분주요이슈단기 (3 년이내 ) 중장기 (4 년이상 ) 비고 정치 (P) 촉진저해 폐자원에너지화정책 신 재생에너지이용 보급정책 지자체중복투자비효율성 정부지원정책지속여부 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 산업통상자원부, 환경부등관련정책및보급사업추진 정부정책지속및시설의광역화및대형화필요 경제 (E) 촉진저해 개도국폐기물발생량증가 에너지비용저감수요증가 국내시장규모협소 중소전문기업신뢰성미흡 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 중국, 동남아, 아프리카, 남미등신규수요증가 요소기술별중소전문기업육성및신뢰성확보필요 사회 (S) 촉진저해 저탄소, 친환경기술선호 자원순환형기술선호 관련산업에대한부정적인식 2차환경오염우려 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 폐에너지회수로자원순환, 온실가스배출저감공감 설비대형화및최적화로부정적인식불식필요 기술 (T) 촉진저해 국내플랜트기술우수 정부수출지원정책확대 고효율, 내식성기술미흡 중국등신흥기술국출현 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 플랜트기술로패키지화및개도국수출산업화확대 요소기술및핵심부품개발에정부지원정책지속필요

209 전략제품 나. 산업특징및구조 폐기물의단순소각처리및일반적인폐열회수기술은보편화되어국내중대형규모의소각로사업이활발하며소각로및플랜트전문업체가시장을주도하고있음 소각로특성상다양한폐기물의성상변화및부식성에대처하여열회수효율을높이고회수된열을이용한전력생산및냉난방시스템에활용, 중소형시스템에서도경제성을실현시킬수있는선진기술의개발및적용이필요함 해양환경보전및수산물안전을위해하수슬러지및가축분뇨등의해양배출이금지됨에따라소각등육상처리전환대책이필요하며, RPS 제도시행에따라바이오매스로부터폐기물에너지생산에의한신재생에너지의무공급비율충족을위한신규수요가발생함 또한동남아, 중남미및아프리카지역에위치한국가들의경우도심으로인구유입에의한도심지역의폐기물처리문제및전력부족문제를해결할수있는기술로폐기물열병합발전의수요가증가하고있음 [ 소각열회수 이용설비중심의연관산업구조 ] 후방산업소각열회수 이용설비산업전방산업 폐기물수집및이송, 폐기물전처리 엔지니어링, 기계, 자동화설비, 모니터링및분석장비, 소각로, 보일러, 발전설비, 대기방지설비 전력및열공급산업, 지역냉난방, 플랜트운영관리 [ 소각열회수 이용설비중심의 SWOT 분석 ] 강점 (Strength) - 폐기물처리의가장일반적인방법으로기술에대한신뢰도및안정성이높음 - 화석에너지대체에의한에너지자원절약및온실가스저감효과가큰기술임 - 플랜트를구성하는장치및설비기술에대해국내기업의다양한경험확보로기술수준높음 기회요인 (Opportunity) - 환경문제인식제고로폐기물의안전처리및유가상승에의한폐기물에너지화수요증대 - 정부의적극적인신재생에너지보급및확대, 자원순환정책에가장적합한에너지기술 - 중국, 동남아, 아프리카, 중동등도심인구증가로새로운폐기물에너지환경시장형성 약점 (Weakness) - 다수중소기업참여하고있으나기술의신뢰성, 핵심공정원천기술및노하우부족 - 다양한폐기물특성및수급에대처가능한경제적이고효율적인회수 이용기술미흡 - 열전발전, 고효율전환등첨단유망기술에대한투자및기술개발미흡 위협요인 (Threat) - 폐기물의재활용비중증가에의한폐기물공급량및에너지잠재량감소 - 선진국기술우위선점, 중국등신흥기술국가출현으로국제환경시장경쟁심화 - 폐기물관련산업은 3D 산업으로인식되어사회적인관심및기술개발참여감소

210 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 소각열회수 이용설비 다. 시장현황 / 전망분석 국내소각열회수이용분야시장의연간매출액은 2012년 3,904억원에서 2030년 8,242 억원으로약 2배성장할것으로예상되며, 연간수출액은 2012년 279억원에서 2030년 926억원규모가될것으로전망됨. 출처 : 신재생에너지 RD&D 전략 2030 폐기물분야, 2007, 산업자원부, 에너지관리공단 [ 국내소각열회수이용분야시장전망 ] 제 2차국가폐기물관리종합계획수정계획에따르면, 생활폐기물재활용률은당초 53% 에서 60% 로상향조정하고소각률은 30% 에서 20% 로하향조정하는것으로되어있음. 그러나소각량자체는하루 7,753 톤에서 10,484 톤으로 2005년대비약 35% 이상증가할것으로예상됨. 신설되는소각여열이용설비는스팀공급, 온수공급, 열병합발전및냉난방에너지공급등으로이용되고, 기존의소각시설보다고효율발전기술이적용되어가스엔진발전, 연료전지발전기술등을활용한시설로발전될전망임. 폐기물자원소각열회수 이용장비관련유럽의주요국가소각에너지이용현황을보면연간 6.3% 의성장률을보이고있으며, 소각에너지이용량및전력생산량규모가큰국가는프랑스와독일인것으로나타남

211 전략제품 국가 년간소각에너지이용량 (KTOE) [2007 년도유럽주요국가의소각에너지이용현황 ] 소각에너지이용전력생산량 (GWH) 소각에너지이용열생산량 (KTOE) 인구천명당소각에너지이용량 (TOE) 덴마크 740 1, 네덜란드 650 1, 프랑스 1,142 1, 독일 1,069 4, 출처 : 폐기물에너지이용시설현황조사및고효율에너지활용방안연구, , 환경부 중국의 2011년도시생활폐기물처리량은 1억 6,395만톤으로약 16% 인 2,599만톤이소각처리됨. 2012년생활폐기물처리시장총투자액 426억위안중 85% 인 360억위안이소각발전프로젝트로지난 5년간총누적투자액은 1,470억위안임. 2015년도심지역폐기물발생량 2억 6천만톤의 20%, 2020년발생량 3억 2천만톤의 25% 를소각처리하여폐기물에너지생산량을높일계획임. 이에따른소각발전에너지시장은매년중국전체폐기물처리시장의약 25% 인 61억위안및 100억위안이상에이를것으로전망됨 [ 중국소각발전프로젝트투자분포도, ] [ 중국도시와현의폐기물처리시장전망 ] 구분 2015년 2020년 도시와현폐기물발생량 ( 억톤 ) 처리량비율 (%) 소각비율 (%) 폐기물처리시장 ( 억위안 ) 소각발전량 (kw/t) 소각발전시장 ( 억위안 ) 총시장규모 ( 억위안 ) * 출처 : 뉴포천, 2011 세계소각로시장은 2007년부터 2011년까지매년 12% 증가하였으며 2016년까지는설비용량이 21% 정도증가, 신규 250여기의플랜트가설치되어년간운전규모는약 3억톤에도달할것으로전망됨. 주요시장은동유럽, 남미, 일본, 중국및한국등임

212 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 소각열회수 이용설비 전세계소각열생산량은 2022년까지는 2010년의 221TWh보다약 30% 증가한 283TWh 에도달하며시장규모는 2022년 292억달러에도달할것으로전망됨. 낙관적전망으로는 2022년소각열생산량이 429TWh, 시장규모는 806억달러임 소각열시장현황및전망의분석에있어서각세부제품산업별로분석을하는것은폐기물처리및에너지전환기술이결합된플랜트산업의특성을고려할경우실질적으로불가능하며따라서주요핵심공정인폐기물소각로시장으로통합하여전망분석을수행함. 구분 년도 [ 폐기물소각열이용 / 회수장비시장현황및전망 ] 시장규모 ( 단위 : 억원 / 억달러 ) 성장률 (%) 국내시장 3,700 3,900 4,110 4,320 4, % 세계시장 % * 폐기물에너지산업로드맵. 중소기업청, 2012 * Global Waste to Energy Market, Pike Research, March 2012 * Waste to Energy : The World market for waste incineration plants 2012/2013, ecoprog, July 2012 라. 공급망 ( 분류 ) 에따른분석 소각열회수및이용분야는크게원료의수집및전처리, 소각로핵심부품의설계및제작, 소각로배가스의정제, 열에너지회수및사용처의특성에적합하게에너지를전환하는공정등의기술적공급망으로구성되어있으며각공급망별로별도의산업이존재할수있으며또는하나의종합플랜트로연계될수있음 세계업체및제품현황 - 유럽은폐기물소각분야의선진국가로 Babcock & Wilcox, Volund, Martin 등원천기술을보유하고있는회사가다수있음. 덴마크는이미 100년전부터폐기물소각에서에너지를회수하는정책을추진하였으며소각가능한물질은매립을금지하고폐기물에너지자원화설비는비영리원칙에입각하여운영. 스웨덴, 노르웨이및덴마크등의북유럽국가들은열병합발전으로지역난방에열과전력을공급, 남부유럽국가들은주로소각열을이용한발전에주력하고있음 - 일본은유럽의소각로원천기술을도입하여대규모로상용화하였으며 Mitsubishi, Hitachi, Kawasaki 중공업등대형설비제작사가사업을주도하고있음. 국가정책상폐기물소각로를하수처리장인접에설치하고소각시설에서생산하는열에너지및전력을하수처리장, 주변주민급탕및복지시설의난방에이용또는지역난방플랜트에공급하는등소각여열을적극적으로활용함. 최근에는소각설비의개량, 기술신뢰성의향상, 폐기물발열량의증대에따라복수식터빈을이용한전력생산및열이용효율을증대시키고있음 - 미국은 Foster Wheeler등대규모에너지회사가폐기물에너지자원화사업에참여하여사업을발전시킴. 국가전체적으로 87개의대규모폐기물소각및에너지회수설비가가

213 전략제품 동되고있으며 2,700MW의발전능력보유로전체폐기물발생량의 12% 인 2,900만톤이에너지회수를동반하는소각시설에서처리되고있음. 매립처분을위한토지비용이저렴하기때문에폐기물소각사업의경쟁력이낮아소각여열회수 이용시정책자금및온실가스저감크레딧등정책적인인센티브부여 - 중국은이미운전또는건설중인대형소각로가 170개이상이고향후건설예정인대규모소각발전설비가 400개이상인대규모시장임. 미국 Waste Management Inc., 프랑스 Veolia, 싱가포르 C&G 등다국적기업들이지사또는자본참여를통해진출해있으며, 주요기술인화격자및유동층소각로에대해서는중국내국산화도상당히진전이되어있음 국내업체및제품현황 - 폐기물수집및수송, 중간처리등은대부분영세한중소기업이지역적인연고를기반으로사업을영위하고있음 - 사업장용중소규모의소각로는중소기업이주로참여하고있으며, 대형소각로및에너지자원화사업은종합플랜트산업의특성상대형건설사또는중공업, 엔지니어링사에서각요소기술과설비를조합하여플랜트엔지니어링사업으로수행되고있음. 세부적으로핵심기술인소각로본체, 에너지회수및전력생산설비는대기업이주도하고있으며대기방지설비등의특화된분야는중소기업이참여하고있음. - 최근에는국내 RPS 제도의운영및온실가스ㆍ에너지목표관리제시행으로전력회사및지역냉난방을담당하는전력및에너지회사등이폐기물에너지자원화사업에적극적으로참여하고있음 [ 공급망분석종합 ] 공급망단계원료소각로열회수및에너지전환에너지판매 주요내용 주요제품 / 기술 폐기물수집및분리, 파쇄, 운송 파쇄기, 선별기, 압축기등 폐기물소각열교환기및발전기소각열, 증기, 전력판매 원료투입기, 소각로, 대기방지설비, 소각재배출시설, 모니터링및분석장비 열교환기, 용수처리, 보일러, 증기발전기, 히트펌프, 열전발전 열, 증기, 전력, 지역냉난방 해외기업 Venti Oelde, Kawasaki, Salmatek, Hasse, Bobcock & Wilcok, Volund, Stainmuller. Seghers, Alstorm, Ebara, Mitsubishi, Takuma, Kawaski Heavy, Hitachi Zosen, JFE Engineerinjg, 원조우웨이밍, 항조우신세계에너지 GE, Simens, Mitsubishi, Hitachi, Kawaski Heavy, 베이찡 GEE Foster Wheeler, Babcock & Wilcox Power Generation, Wheelabrator, Covanta Energy, AmeyCespa 국내기업 한양플랜트, 서흥인테크, 슈레텍, 정일기계, 다산기술, 고려자동화, ( 주 ) 포스웰, 건민산업 ( 주 ), 비노텍, 유성, 부경산업, 금강개발, 우주환경 삼성물산, 대우건설, 한라산업개발, SK 건설, 동부건설, 포스코건설, 현대건설, 효성에바라, 대경에스코, 세신환경, 지이큐솔루션, 지앤텍 두산중공업, 현대중공업, 신텍, 동화엔텍, 대경기계, 한국보일러, 로열보일러, 발전회사, 지역난방공사, 안산도시개발, SK E&S, 성림유화, 인선이엔티 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : )

214 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 소각열회수 이용설비 3. 기업니즈조사 소각열회수 이용설비분야에종사하는중소기업의제품개발현황을조사한결과, 구체적으로다음과같은다양한제품을개발, 판매하고있음. - 폐기물소각후폐열회수스팀판매, MW plasma torch, 돈분소각보일러, 폐열을이용한발전장치, 폐기물에너지화설비, 폐열회수환기장치, 열교환기및압력탱크, 열유체기기 또한소각열회수 이용설비와관련하여아래와같은기술개발을추진하고있음. - 폐열, 폐압회수터보발전기, 폐증기를활용한발전기술개발, 고속연소에의한돈분소각, 폐자원열병합발전기술, 하이브리드폐열회수환기유닛 소각열회수 이용설비분야의중소기업들은향후다음과같은제품개발계획을가지고있음. - 축류식증기터빈발전기, MW plasma torch, 폐열발전장치, 고온열분해자숙기, 열교환기및압력탱크, 열유체기기 또한소각열회수 이용설비와관련하여아래와같은기술개발을추진할계획임. - 고속연소에의한음식물쓰레기소각, 폐기물고형연료의탄화및활용기술, 고효율열교환기용신규전열관 4. 기술 ( 특허 ) 분석 111) 가. 기술동향분석 (1) 세계동향 소각열회수 이용설비제품의대상특허 1,652건에대한각국가의연도별출원동향을살펴보면, 전반적으로최근까지출원이점진적으로증가하는모습을보이고있으며, 한국이가장많은특허를보유하고있음 - 출원규모에있어서는한국이 689(42%) 로가장높은점유율을나타내며, 이어서미국이 427(26%), 일본 423(26%), 유럽 104(6%) 의순으로나타남 - 한국의경우 2007년이후에는출원이증가하다 2009년이후에증감소를보이며점차적으로출원건수가감소하기시작함 - 일본과미국의경우증감소를보이며출원건수가증가하는것으로나타남 111) 최근 6 년간 (2007 년 1 월 ~ 2013 년 9 월 ) 공개된해외특허 ( 일본, 미국, 유럽공개특허및미국등록특허 ) 와국내특허 ( 국내공개특허 ) 대상으로함 년이후전체출원건수가감소추세를보이고있는데, 이는출원일로부터 18 개월이후공개한다는특허공개제도에의한현상임

215 전략제품 [ 소각열회수 이용설비제품의국가 연도별출원동향 ] 소각열회수 이용설비제품의해외특허주요출원인의출원현황을살펴보면, 전체적으로일본, 미국특허의비중이높고일본국적출원인의활동이두드러지는것으로분석됨 [ 해외특허주요출원인의출원현황 ]

216 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 소각열회수 이용설비 - 일본의경우자국국적출원인에의한출원이활발하며, 특히 TOYOTA MOTOR(JP), SANDEN(JP) 의 40건의출원으로최다출원인이며, 미국과유럽은 GENERAL ELECTRIC(US) 가최다출원인으로분석됨 - 미국과유럽의상위출원인에 SANDEN(JP), DENSO(JP), MITSUBISHI HEAVY IND(JP) 등을비롯한다수의일본기업이분포됨 (2) 국내동향 소각열회수 이용설비제품의국내특허출원동향을살펴보면, 출원건수는 2009년까지매년증가하다가 2010년이후감소추세 112) 를보이고있고, 내국인출원비율에있어서는매년 90% 이상으로매우높은비중을차지하고있는것으로나타남 - 국내전체특허의내외국인비율은한국인이 94%, 외국인 6% 로한국인의특허출원비율이매우높아기술자립도가높은것으로분석됨 [ 연도별국내출원동향및연도별내국인 / 출원인출원비율 ] 112) 출원일로부터 18 개월후공개한다는특허공개제도에의한일시적인현상으로판단

217 전략제품 - 출원인을구분하면중소기업 113) 과개인의특허비율이 38% 로가장높았고, 대기업 114) 이 15%, 대학 / 연구소 / 공공기관과해외출원인이각각 9%, 6% 로분석됨 소각열회수 이용설비제품의국내주요출원인현황을살펴보면, 중소기업이대기업과대학 / 연구소 / 공공기관보다활발한특허출원활동을나타내고있는것으로조사되었으며, 대기업인삼성중공업이 21건으로최다출원을기록하고있음 115). 중소기업은피이알엔이티가총 8건으로최다출원인이고, 대학 / 연구소 / 공공기관에서는한국에너지기술연구원이총 14건의최다출원인으로분석됨 [ 국내주요출원인의출원현황 ] 113) 유가증권 / 코스닥상장기업및외부감사법인을대상으로한매출액기준 1,000 대기업 ( 대기업으로정의 ) 외기업 114) 유가증권 / 코스닥상장기업및외부감사법인을대상으로한매출액기준 1,000 대기업을기반으로분류하였으며, 부분적으로 KISLINE( NICE 신용평가정보 ) DB 정보이용 115) 그외대기업으로는대우조선해양 (17 건 ), 현대제철 (9 건 ), 비에이치아이 (4 건 ) 등이있음

218 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 소각열회수 이용설비 (3) 국가별기술수준분석 미국특허에나타나는특허의피인용지수 ( 평균 CPP 116) ) 및기술력지수 ( 평균 TS 117) ) 를이용하여국가별기술수준을살펴보면, CPP값이높을수록타특허에서의인용되는수가많아기술적원천성이높다고판단되고, TS값이높을수록기술경쟁력이높다고판단되므로, 원천성 / 기술경쟁력이모두평균이상으로분석되는국가는소각열회수 이용설비분야에서상대적으로기술수준이우수한국가로판단됨 - 체코, 사우디아라비아의경우 TS값이평균보다매우높게나타나타국에비해상대적으로기술경쟁력이높은국가로나타나며, 한국의경우 CPP값이평균보다높아타국에비해기술의원천성이높은국가로분석됨 [ 국가별 CPP/TS] - 일본, 캐나다, 룩셈부르크, 대만, 독일, 스위스는 TS값과 CPP값이모두평균보다낮은것으로나타나기술원천성과기술경쟁력이모두낮은국가로분석됨 116) 피인용도지수 (CPP : Cites per Patent) : 타특허로부터의피인용횟수. 즉인용되는빈도 (Forward Citation) 가높을수록기술력이강하고반대로낮을경우에는기술력이약함을의미인용한특허의수 (Forward Citation) CPP = 전체등록특허건수 117) 기술력지수 (Technology Strength) : 양적평가인특허건수를질적평가로보는인용빈도에의해가중치를부여한평가로, 특허의인용빈도를통해측정되는기술품질가중치지수임. 이값이클수록해당국가의기술력이높음을의미함 TS = 국가별평균피인용도 특허건수

219 전략제품 나. 기술군도출 소각열회수 이용설비전략제품의특허와논문유효데이터 ( 특허 1,564건 118), 논문 487 건 119) ) 를대상으로데이터마이닝기법 (Scientometrics 기법 ) 을통해클러스터링된키워드의연관성을바탕으로요소기술후보군을도출함 또한소각열회수 이용설비전략제품의특허데이터기반의특허분류세분화분석을통해데이터마이닝으로누락될가능성이있는요소기술후보군을추가도출함 (1) 특허및논문을이용한키워드클러스터링 소각열회수 이용설비의특허및논문유효데이터를이용하여키워드클러스터링을통하여 13개의요소기술을도출함 - 제품별 dataset 구축 : 소각열회수 이용설비관련특허 / 논문데이터를추출하여노이즈제거후제품별 dataset 구축 - 1차클러스터링 : 키워드맵을통한고빈도키워드확인 - 빈도수 (tf-idf) 120) 가상위 34% 에해당하는키워드를대상으로 1차추출 - 2차클러스터링 : 1차클러스터링에서추출된고빈도키워드사이에서고연관도키워드를 2차추출 ( 고연관도기준은연관도수치 121) 가 1.6이상인클러스터로제한 ) 아래그림은각키워드에해당하는원형과키워드사이의연관도에해당하는선으로표시되고, 도출된요소기술은황색음영으로표시되어있음. 각요소기술별로특허와논문중에어떤데이터에서도출되었는지표시하여시각화하였음 - 키워드에해당하는원은고빈도의키워드일수록원의크기가커지며, 연관도를나타내는선은키워드사이의연관도수치가높을수록굵게나타남 118) 2007 년 01 월 01 일부터 2013 년 08 월 05 일까지출원된미국, 일본, 유럽특허대상 (Wintellips DB) 119) 2007 년 01 월 01 일부터 2013 년 08 월 05 일까지발행된논문대상 (SCOPUS DB) 120) 빈도수 (tf-idf): 각키워드가출현되는특허또는논문수를의미 121) 연관도수치 : 두개이상의키워드사이의특허또는논문수를의미

220 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 소각열 회수 이용 설비 [소각열 회수 이용 설비에 대한 키워드 클러스터링] 키워드 도출 No. 해당키워드 연관도 수치 클러스터01 waste heat recovery, electric power 클러스터02 waste heat recovery, combustion 클러스터03 waste oil, combustion 3 3 ~4 4 관련특허/논문 제목 1. WASTE HEAT RECOVERY DEVICE 2. THERMOELECTRIC GENERATORS INCORPORATING PHASE-CHANGE MATERIALS FOR WASTE HEAT RECOVERY FROM ENGINE EXHAUST 3. Waste heat recovery system with constant power output 4. WASTE HEAT RECOVERY SYSTEM 5. Integration of catalytic combustion and heat recovery with meso-scale solid oxide fuel cell system High efficiency multicycle internal combustion engine with waste heat recovery WASTE HEAT RECOVERY SYSTEM OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE System and method for on-board waste heat recovery Internal Combustion Engine With Integrated Waste Heat Recovery System WASTE OIL COMBUSTION DEVICE WASTE OIL COMBUSTION APPARATUS Waste oil electrical generation systems SYSTEM COMBUSTION FOR COLLECTING COMBUSTION CORE AND GENERATING HIGH-TEMPERATURE HEAT BY USING BURNING TUBE BY INSTALLING CYLINDRICAL BURNING TUBE IN MAIN BURNER, AND INJECTING SWIRLING SECONDARY AIR AROUND COMBUSTION FLAME FOR CYLINDRICAL BURNING TUBE

221 전략제품 키워드도출 No. 해당키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 04 incinerator, waste, heat recovery 3 ~ 8 1. WASTE HEAT RECOVERY DEVICE FOR INCINERATOR PLANT 2. AIR CURTAIN INCINERATOR HAVING WASTE HEAT POWER GENERATION 3. Energy recovery from waste incineration 4. HEAT RECOVERY PLANT AND OPERATION CONTROL METHOD THEREFOR 클러스터 05 waste heat recovery, exchanger 3 1. WASTE HEAT RECOVERY APPARATUS 2. WASTE HEAT RECOVERY SYSTEM WITH PARTIAL RECUPERATION 3. THERMOELECTRIC-BASED POWER GENERATION SYSTEMS AND METHODS 클러스터 06 waste heat recovery, fluid, heat source 3 ~ 6 1. Heat engine and heat to electricity systems and methods with working fluid fill system 2. Closed Cycle System for Recovering Waste Heat 3. Loop type heat pipe and waste heat recovery device 4. SYSTEM FOR RECOVERING WASTE HEAT 클러스터 07 rankine cycle, waste heat recovery 3 ~4 1. RANKINE CYCLE SYSTEM AND METHOD 2. WASTE HEAT RECOVERY SYSTEMS 3. RANKINE CYCLE CONDENSER PRESSURE CONTROL USING AN ENERGY CONVERSION DEVICE BYPASS VALVE 4. WASTE HEAT RECOVERY SYSTEM 클러스터 08 wastewater, heat recovery 3 ~ 8 1. DEVICE FOR RECOVERING HEAT FROM WASTEWATER, THERMAL SYSTEM INCLUDING SUCH A DEVICE, AND METHOD 2. WASTEWATER HEAT RECOVERY DEVICE AND METHOD THEREOF 3. WASTEWATER HEAT RECOVERY APPARATUS MONITORING SYSTEM 4. HEAT EXCHANGER 5. RECOVERY OF HEAT FROM WASTEWATER 클러스터 09 organic waste, reactor 3 1. Carbon-based durable goods and renewable fuel from biomass waste dissociation 2. VIBRATORY HEAT EXCHANGER UNIT FOR LOW TEMPERATURE CONVERSION FOR PROCESSING ORGANIC WASTE AND PROCESS FOR PROCESSING ORGANIC WASTE USING A VIBRATORY HEAT EXCHANGER UNIT FOR LOW TEMPERATURE CONVERSION 3. METHOD AND APPARATUS FOR GASIFICATION OF ORGANIC WASTE IN BATCHES 클러스터 10 waste gas, waste heat recovery 3 ~ 6 1. WASTE HEAT RECOVERY POWER GENERATION PLANT FOR SINTERING FACILITY 2. WASTE HEAT BOILER AND WASTE HEAT RECOVERY SYSTEM 3. WASTE HEAT RECOVERY SYSTEM 4. IGCC POWER PLANT HAVING FLUE GAS RECIRCULATION AND FLUSHING GAS 클러스터 11 waste heat recovery, thermal energy 5 ~ 6 1. THERMAL ENERGY CONVERSION DEVICE 2. Thermal energy harvesting from automotive waste heat 3. MODULAR HEAT EXCHANGER AND CONVERSION SYSTEM 4. VEHICLE EQUIPPED WITH WASTE HEAT RECOVERY DEVICE 클러스터 12 sludge, waste heat recovery 5 ~ 6 1. Drying system for sludge using waste heat recovery 2. Feasibility of waste heat recovery from waste sludge in paper & pulp industry 3. Waste heat recovery for the drying of sewage sludge 4. Energy saving by waste heat recovery from sludge incinerator

222 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 소각열회수 이용설비 키워드도출 No. 해당키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 13 waste heat recovery, boiler 6 ~ 9 1. Waste Heat Recovery Apparatus and Method for Boiler System 2. Inert gas purging system for an orc heat recovery boiler 3. Combination boiler system comprising a bypass for a waste heat recovery boiler 4. Energy saving by waste heat recovery from sludge incinerator 5. WASTE HEAT RECOVERY EQUIPMENT, WASTE HEAT RECOVERY METHOD, AND SINTERING MACHINE SYSTEM 클러스터 14 waste heat recovery, steam 4 ~ 6 1. High efficiency multicycle internal combustion engine with waste heat recovery 2. WASTE HEAT RECOVERY DEVICE OF STEAM 3. System and method for on-board waste heat recovery 4. CONTROL DEVICE FOR EXHAUST HEAT RECOVERY SYSTEM 클러스터 15 municipal solid waste, recovery 3 1.An environment friendly energy recovery technology: Municipal solid waste gasification 2. Optimal utilization of waste-to-energy in an LCA perspective 3. Environmental impact and cost assessment of incineration and ethanol production as municipal solid waste management strategies 4. Characteristics of MSW and heat energy recovery between residential and commercial areas in Seoul 5. Contribution to advances in waste-to-energy technologies 클러스터 16 vessel, ship, waste heat recovery 3 1. WASTE HEAT RECOVERY APPARATUS OF EXHAUST RECEIVER 2. Heat engine and heat to electricity systems and methods with working fluid fill system 3. THERMAL ENERGY CONVERSION DEVICE 4. METHOD FOR OPERATION OF A MARINE-VESSEL PROPULSION SYSTEM WITH WASTE-HEAT RECOVERY, AS WELL AS A MARINE-VESSEL PROPULSION SYSTEM WITH WASTE-HEAT RECOVERY 5. Waste heat recovery system and methods of vessel 클러스터 17 waste heat recovery, emission 6 ~ 8 1. WASTE HEAT RECOVERY SYSTEM 2. Fuel conservation and emission reduction through novel waste heat recovery for internal combustion engines 3. Review of organic Rankine cycles for internal combustion engine exhaust waste heat recovery 4. WASTE HEAT RECOVERY SYSTEM OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE 클러스터 18 waste heat recovery, biomass 4 1. AIR CURTAIN INCINERATOR HAVING WASTE HEAT POWER GENERATION 2. Bio-oil production by pyrolysis of biomass using hot blast furnace slag 3. Heat exchangers as equipment and integrated items in waste and biomass processing 4. WASTE HEAT RECOVERY FOR FORCED CONVECTION BIOMASS STOVE 클러스터 19 waste heat recovery, generator 3 ~ 6 1. WASTE HEAT POWER GENERATOR 2. WASTE HEAT RECOVERY SYSTEM, AND COGENERATION SYSTEM 3. WASTE HEAT RECOVERY POWER GENERATION PLANT FOR SINTERING FACILITY 4. STIRLING ENGINE POWER GENERATION AND HOT-WATER SUPPLY SYSTEM USING WASTE HEAT OF MELTING FURNACE

223 전략제품 (2) 분류를이용한기술트리 소각열회수 이용설비전략제품의유효데이터의 IPC 122) 를대상으로특허분류체계별특허분포를파악하고상위 30위에대하여기술트리 123) 를구축하여키워드클러스터링을통한요소기술도출에서누락가능성이있는추가적인요소기술을도출함 122) 국제특허분류코드 : 특허분류체계를국제적으로통일시킬목적으로체결된 국제특허분류에관한스트라스부르그 (Strasbourg) 협정 에따라세계지식재산권기구 (WIPO) 가 1975 년 10 월에제정한기술분야별분류기호 123) IPC 의메인그룹데이터에대하여상위 30 위까지를대상으로함

224 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 소각열회수 이용설비 (3) 전문가기반의요소기술도출 일반조명시스템의유효데이터에대하여키워드클러스터링결과및 IPC 분류로도출된기술트리를참조하여전문가의검증을통하여최종요소기술을도출함 요소기술도출 No. 요소기술명도출방식키워드 /IPC 요소기술 01 연료전지폐열회수기술키워드클러스터링 waste heat recovery, electric power 요소기술 02 내연기관폐열회수기술키워드클러스터링 waste heat recovery, combustion 요소기술 03 폐유소각기술키워드클러스터링 waste oil, combustion 요소기술 04 소각로폐열회수기술키워드클러스터링 incinerator, waste, heat recovery 요소기술 05 열전발전기술키워드클러스터링 waste heat recovery, exchanger 요소기술 06 히트파이프열교환기술키워드클러스터링 waste heat recovery, fluid, heat source 요소기술 07 폐열회수용랜킨시스템기술키워드클러스터링 rankine cycle, waste heat recovery 요소기술 08 폐수폐열회수기술키워드클러스터링 wastewater, heat recovery 요소기술 09 폐기물열분해기술키워드클러스터링 organic waste, reactor 요소기술 10 소결로 킬른 오븐폐열회수기술키워드클러스터링 waste gas, waste heat recovery 요소기술 11 자동차폐열회수기술키워드클러스터링 waste heat recovery, thermal energy 요소기술 12 슬러지건조기술키워드클러스터링 sludge, waste heat recovery 요소기술 13 고효율폐열보일러기술키워드클러스터링 waste heat recovery, boiler 클러스터 14 폐열회수시스템제어기술키워드클러스터링 waste heat recovery, steam 클러스터 15 친환경소각에너지회수기술키워드클러스터링 municipal solid waste, recovery 클러스터 16 선박폐열회수기술키워드클러스터링 vessel, ship, waste heat recovery 클러스터 17 오염물질저감기술키워드클러스터링 waste heat recovery, emission 클러스터 18 고효율열교환기기술키워드클러스터링 waste heat recovery, biomass 클러스터 19 열병합발전기술키워드클러스터링 waste heat recovery, generator 클러스터 20 열저장매체기술 IPC 기술트리 F24H

225 전략제품 다. 기술지수분석 (1) 기술성장성분석 소각열회수 이용설비제품의요소기술별최신특허비율 124) 및 PFS 125) 을살펴보면, 요소기술05, 요소기술06, 요소기술07, 요소기술16 의경우최신특허비율과 PFS값이평균이상이며, 요소기술02, 요소기술11은최신특허비율은평균, PFS값이평균이상으로나타났고, 요소기술19는최신특허비율이평균이상, PFS값이평균인것으로나타나 1사분면에위치한기술분야들은기술개발이활발하고해외시장확보를위한경쟁이치열한분야로예상됨 [ 요소기술별 PFS/ 최신특허비율 ] 124) 최신특허비율 : 전체유효특허중에서 2009 년 ~2013 년출원된특허를최신특허로정의 최신특허비율 = 2009 년 ~2013 년출원특허전체유효특허 125) 시장력지수 (PFS : Patent Family Size) : 하나의특허에대하여각국가마다특허권을인정받기위해각국가마다특허를출원하여등록 ( 속지주의원칙 ) 받아야하는데각국가마다출원된특허를패밀리특허 (Family Patent) 라하며, 상업적이익또는기술경쟁관계에있을경우해외에특허를출원하므로, 패밀리특허수가많을때에는특허를통한시장성이크다고판단되어시장확보력이큼을의미 PFS = 해당요소기술의평균패밀리특허국가수전체유효건의평균패밀리특허국가수

226 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 소각열회수 이용설비 - 요소기술03의최신특허비율은평균이하이나 PFS값이평균이상으로해외시장확보력이높은기술분야로분석되고, 요소기술10과요소기술20은 PFS값이평균이하로해외시장확보력이낮은편이나, 높은최신특허비율로인해상대적으로최근기술개발이활발한분야로분석됨 - 이외의기술분류는최신특허비율과 PFS값이모두평균이하로나타남 (2) 기술수준분석 기술수준분석은미국특허에나타나는특허의인용관계 ( 평균 CPP 126) ) 및경쟁력정보 ( 평균 TS 127) ) 를이용하여각요소기술별원천성 / 기술경쟁력을살펴보면, 요소기술06, 요소기술08, 요소기술11 및요소기술 14의 TS값과 CPP값이모두평균이상으로나타나타기술분야보다원천성 / 기술경쟁력이높기때문에상대적인기술수준이우수한것으로분석되어기술적인면에서중요한분야로판단됨 [ 요소기술별 CPP/TS] 126) 피인용도지수 (CPP : Cites per Patent) : 타특허로부터의피인용횟수. 즉인용되는빈도 (Forward Citation) 가높을수록기술력이강하고반대로낮을경우에는기술력이약함을의미인용한특허의수 (Forward Citation) CPP = 전체등록특허건수 127) 기술력지수 (Technology Strength) : 양적평가인특허건수를질적평가로보는인용빈도에의해가중치를부여한평가로, 특허의인용빈도를통해측정되는기술품질가중치지수임. 이값이클수록해당국가의기술력이높음을의미함 TS = 국가별평균피인용도 특허건수

227 전략제품 - 요소기술01는 TS값이평균이하지만 CPP가평균으로나타나, 기술적으로인용되고있으나타기술군에비해상대적으로경쟁력은낮은기술군으로판단되며, 요소기술02, 요소기술04는 CPP가평균보다낮고, TS값이평균이상이라기술경쟁력이높다고분석됨 - 상기언급되지않은기술분류를분류는 CPP값과 TS값모두평균이하로분석되어상대적으로원천성과기술경쟁력이낮다고분석됨 (3) 중소기업적합성분석 중소기업적합성분석은한국특허를대상으로진행하였으며, 각요소기술별중소기업의기술개발참여정도를판단함에따라국내중소기업의진출이용이한요소기술후보군을선별함 - 요소기술12와요소기술08은각각 49% 와 43% 로높게나타나타기술요소보다중소기업의출원이용이한분야로나타나며, 중소기업개발규모가상대적으로높은분야로판단됨 - 중소기업출원인비율은요소기술08과요소기술12, 요소기술06는각 43% 와 42% 로타기술요소이상이므로상대적으로중소기업의참여도가높은분야로나타남 - 종합적으로살펴보면, 요소기술12와요소기술08분야가중소기업출원비율과중소기업출원인비율이상대적으로높아국내중소기업의진출이용이한전략제품군으로판단됨 [ 중소기업적합성분석 ] 요소기술 No. 요소기술명 국내특허중소기업중소기업 특허건수출원인수특허건수출원인수 출원비율 128) 중소기업출원인비율 129) 1 연료전지폐열회수기술 % 6% 2 내연기관폐열회수기술 % 23% 3 폐유소각기술 % 33% 4 소각로폐열회수기술 % 35% 5 열전발전기술 % 38% 6 히트파이프열교환기술 % 42% 7 폐열회수용랜킨시스템기술 % 24% 8 폐수폐열회수기술 % 43% 9 폐기물열분해기술 % 24% 10 소결로 킬른 오븐폐열회수기술 % 36% 11 자동차폐열회수기술 % 25% 12 슬러지건조기술 % 42% 13 고효율폐열보일러기술 % 37% 14 폐열회수시스템제어기술 % 32% 128) 중소기업출원비율 : 국내에서출원된전체특허중에서중소기업에의해출원된특허비율 129) 중소기업출원인비율 : 국내에서출원한전체출원인중에서중소기업출원인의비율

228 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 소각열회수 이용설비 요소기술 No. 요소기술명 국내특허중소기업중소기업 특허건수출원인수특허건수출원인수 출원비율 130) 중소기업출원인비율 131) 15 친환경소각에너지회수기술 % 32% 16 선박폐열회수기술 % 0% 17 오염물질저감기술 % 38% 18 고효율열교환기기술 % 36% 19 열병합발전기술 % 25% 20 열저장매체기술 % 36% [ 특허분석종합평가표 ] 요소기술 특허건수 최근특허비율 기술성장성분석기술수준분석중소기업적합성 PFS 종합평가 132) CPP TS 종합평가 133) 출원비율 출원인비율 종합평가 134) % 1.7 下 中 6% 6% 下 % 3.3 上 中 19% 23% 下 % 2.9 中 下 33% 33% 上 % 1.7 下 中 38% 35% 上 % 3.2 上 下 34% 38% 上 % 3.9 上 上 36% 42% 上 % 3.2 上 下 24% 24% 下 % 2.2 下 上 43% 43% 上 % 2.2 下 下 31% 24% 中 % 2.1 中 下 35% 36% 上 % 3.4 上 上 33% 25% 中 % 2.0 下 下 49% 42% 上 % 1.9 下 下 38% 37% 上 % 2.3 下 上 32% 32% 上 % 1.9 下 下 32% 32% 上 % 3.0 上 下 0% 0% 下 % 1.6 下 下 38% 38% 上 % 1.7 下 下 36% 36% 上 % 2.4 上 下 23% 25% 中 % 1.3 中 下 35% 36% 上 130) 중소기업출원비율 : 국내에서출원된전체특허중에서중소기업에의해출원된특허비율 131) 중소기업출원인비율 : 국내에서출원한전체출원인중에서중소기업출원인의비율 132) 기술성장성분석종합평가기준 : 최근특허비율과시장확보지수가모두평균이상 ( 上 ), 모두평균미만 ( 下 ), 그외 ( 中 ) 133) 기술수준분석종합평가기준 : 인용도지수와기술력지수가모두평균이상 ( 上 ), 모두평균미만 ( 下 ), 그외 ( 中 ) 134) 중소기업적합성평가기준 : 중소기업출원비율 / 출원인비율이모두평균이상 ( 上 ), 모두평균미만 ( 下 ), 그외 ( 中 )

229 전략제품 5. 요소기술후보군 [ 요소기술후보군 ] 구성요소요소기술출처 연소및혼소 소각열회수 전력 생활폐기물소각열회수폐타이어소각열회수가연성폐기물의소각열회수기술바이오고형연료의연소및혼소기술개발폐기물의산소부하연소기술가연성폐기물의소각열회수기술소각열스팀생산기술소각열냉난방기술소각열발전기술시멘트킬른열원활용기술철광석소성로열원활용기술열분해기술오염물질처리고효율열교환기기술히트파이프열교환기술내부식성열회수수관코일기술엔진폐열회수기술소각열이용슬러지건조기술연료전지폐열회수기술내연기관폐열회수기술소각로폐열회수기술폐열회수용랜킨시스템기술폐수폐열회수기술열저장매체기술소각열이용고온고압증기생산기술열전발전기술 특허, 니즈특허특허, 니즈, 전문가전문가전문가전문가특허, 니즈특허특허특허특허특허특허특허특허특허특허전문가특허특허특허특허특허특허전문가, 니즈특허 6. 핵심요소기술선정 전략제품관련한특허기술의클러스터링을통해도출된요소기술을시장, 무역현황, 기술동향을고려하여, 전문가의합의로요소기술을조정함

230 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 소각열회수 이용설비 [ 요소기술조정결과 ] 구성요소요소기술추천여부 1) 연소및혼소 폐열회수 전력 생활폐기물소각열회수가연성폐기물의소각열회수기술바이오고형연료의연소및혼소기술개발폐기물의산소부하연소기술소각열냉난방기술시멘트킬른열원활용기술철광석소성로열원활용기술오염물질처리고효율열교환기기술내연기관폐열회수기술폐수폐열회수기술소각열이용고온고압증기생산기술열전발전기술 특, 니전전전특특특특특특전전, 니특 * 추천여부 1) : 특 : 특허클러스터링, 전 : 전문가협의, 기 : 기업니즈조사 도출된요소기술의범위와수준, 중소기업의적합성과시급성을고려하여요소기술명을보완하였음. 선정위원회를통하여필요한경우요소기술명을일부수정하였으며중복또는유사한요소기술명은통합하고반드시필요한요소기술은추가하였음. - 개정된 자원의절약과재활용촉진에관한법률 에바이오고형연료제품 (Bio-SRF: Biomass-Solid Refuse Fuel) 의품질기준이신설됨에따라폐목재 ( 바이오매스 ) 소각열회수기술은바이오고형연료제품의연소및혼소기술로변경함 - 폐타이어, 폐플라스틱소각열회수기술은다양한폐기물또는일반고형연료제품 (SRF: Solid refuse Fuel) 을포함하는가연성폐기물의소각열회수기술로변경하여수정함 - 폐기물의산소부하연소기술은소각로연소효율을높이고배기가스발생량을저감시켜오염물질처리설비의규모를콤팩트화할수있으며, 중소기업영역에서개발하여다양한폐기물의연소및혼소분야에활용및사업화가능하므로요소기술로추가함 - 소각로배가스의폐열을회수하여냉난방등에활용또는열및전기로전환하기위해서는소각로배가스에포함된부식성가스에견딜수있는고효율열교환기기술이중요함. 히트파이프열교환및내부식성열회수수관코일기술등을포함하여고효율열교환기기술에통합함 - 엔진폐열회수, 내연기관폐열회수등은기술특성이유사하여내연기관폐열회수기술로통합함 - 소각일체형보일로기술, 소각열스팀생산기술, 열병합발전기술등은핵심요소기술의중복또는개발의범위가넓어중소기업에적합하고정량목표설정이용이한소각열이용고온고압증기생산기술로조정하여통합함

231 전략제품 핵심기술선정 - 조정된요소기술과기술 시장 무역동향분석및기업니즈조사결과를기반으로핵심요소기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술선정 - 핵심기술선정은기술성 (10), 시장성 (15), 중소기업성 (10), 정책적부합성 (5) 을고려하여평가됨. 기술성은기술경쟁력 (5), 기술수준 (5) 으로, 시장성은시장규모 (5), 무역현황 (5), 시장성장성 (5) 으로, 중소기업성은공급망분석 (5) 및관련기업의현황이나, 니즈 (5) 를고려하여평가 [ 핵심요소기술선정결과 ] 구성요소 핵심요소기술 바이오고형연료의연소및혼소기술 연소및혼소 하수슬러지와가연성폐기물의혼소기술 폐기물의산소부하연소기술 고효율열교환기기술 폐열회수 소각로배가스의유동층열교환기폐열회수기술 폐수의폐열회수기술 폐열이용소각열이용고온고압증기생산기술 7. 로드맵작성 가. 연구개발목표설정 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 구성요소 핵심요소기술 기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 연소및혼소 바이오고형연료의연소및혼소기술 하수슬러지와가연성폐기물의혼소기술 폐기물의산소부하연소기술 -바이오 SRF 연료의 -바이오 SRF 조성안정적연소기술개발및연소특성분석 -연소및혼소로시스템 -연소및혼소로최적화설계기술개발최적화설계 -Pilot 설비시스템설계, 제작및설치 (200kg/ 시간이상 ) -최적혼소시스템및핵심기술개발 -혼소연료안정적연소기술개발 -Pilot 설비제작및설치, 시운전 -폐기물혼소율: 30% 이상 -Pilot시스템설계 (200kg/hr 이상 ) - 산소공급시스템기술개발 ( 막분리, PSA) - 최적산소부하및연소조건도출 - 저비용산소공급기술개발 - 산소부하최적연소조건도출 -Pilot 설비운전평가, 최적운전조건도출 - 상용규모기본설계및경제성분석 - 최적혼소조건및시스템성능평가운전 - 상용규모설계패키지작성 -산소부하연소시스템 -상용규모설계 Integration 설치패키지작성 -산소부하연소 -산소부하경제성성능평가분석 -- 상용규모설비 : 바이오 SRF: 1 톤 /hr - 열회수율 : 85% 이상 - 상용규모패키지 : 하수슬러지 1 톤 /hr - 혼소율 : 30% 이상 - 상용패키지 : 소각로 30 톤 / 일 - 산소부하농도 : 25% 이상

232 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 소각열회수 이용설비 구성요소 폐열회수 소각폐열이용기술 핵심요소기술 고효율열교환기기술 소각로배가스의유동층열교환기폐열회수기술 폐수의폐열회수기술 소각열이용고온고압증기생산기술 기술요구사항 - 소각로배가스용고효율열교환기개발 - 부식성가스에적합한내부식성재질개발 -200C 이하배가스폐열회수기술개발 - 유동층시스템설계및운전기술개발 - 중저온폐수의폐열회수핵심기술개발 - 오염도높은폐수의전처리기술개발 - 발전용고온고압증기생산용보일러기술개발 - 실증설비운전및열병합발전용상용규모패키지작성 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 - 고효율열전달면확보기술개발 - 고온내부식성재질개발 - 유동층분산판설계기술개발 - 고효율열전달기술개발 - 폐수폐열회수핵심기술개발 - 폐수전처리기술개발 - 과열증기보일러설계기술확보 - 실증설비시스템및기본설계 - 시작품설치및성능평가 - 내부식성재질내구성평가 - 상용규모별열교환기모듈화 ( 모듈 : 5 종이상 ) -Pilot 설비설계 -최적운전, 대형화및설치설계인자도출 -유동층열교환기 -상용규모설계설계프로그램개발패키지작성 -Pilot 설치및운전성능평가 - 폐열회수율 : 80% 이상 - 실증장치제작, 설치및시운전 - 과열증기 : 30bar, 300 o C - 상용규모설계및시스템자동제어기술개발 - 실증장치장시간운전성능평가 - 상용규모열병합발전패키지작성 최종목표 - 전열효율 : 90% 이상 - 상용설계패키지 : 소각로 30 톤 / 일 - 폐열회수율 : 60% 이상 - 상용규모 : 폐수 800 톤 / 일 - 폐열회수율 80% - 상용규모열병합발전설계패키지작성 - 발전효율 : 20% 이상 나. 로드맵작성

233 화석연료전략분야현황분석

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235 전략분야 화석연료 1. 개요 가. 정의및범위 - 정의 : 인류의생활과경제활동을영위하기위해필요한에너지자원을개발하는넓은범위의기술로서석유, 가스등의화석연료자원의조사, 탐사, 개발, 생산분야를포괄적으로포함함. - 범위 : 석유, 가스로대표되는에너지자원에대한중 소규모의조사, 탐사, 개발, 생산기술로기존의전통적인탄화수소뿐만이아니라셰일가스 (shale gas), 셰일오일 (shale oil), 석탄층메탄 (CBM), 치밀가스 (Tight gas) 등비전통에너지자원에대한탐사, 개발, 생산산업을포함함. 또한유전개발사업의성공을위해서수행하는탐사, 개발, 생산, 시추기술산업과유전개발투자자혹은사업자에게기술분석, 매장량및사업성평가, 시추, 운영등을대행하는평가산업을포함함. 석유, 가스는산업및가정용에너지원으로석유화학공업의기초원료로서현대사회에있어가장중요한에너지자원임 세계에너지기구 (IEA) 는 2008년 ~2015년까지배럴당평균유가가 100달러, 2015년 ~2030 년까지 120달러에달할것으로전망했으며, 중장기적으로는세계석유수급의구조적불균형으로고가격유지를전망함 세계에너지기구 (IEA) 는 2035년석유, 가스자원의에너지수요는각각 27.4%, 23.3% 로현재의에너지수요보다석유는줄고가스가소폭상승하는변화는있지만인류는탄화수소에너지에의존하는비중은여전히매우높을것으로예측하고있음 화석연료산업은유망광구의발굴, 유망광구에대한지질조사및탐사, 탐사자료의처리및해석, 시추위치선정및시추, 개발및생산, 사업운영등다양한분야의기술이집약되어수행되는복합형기술이요구되는산업임 석유가스의조사, 탐사분야의경우석유를배태하고있는분지를평가하는퇴적분지해석기술, 석유를생성한근원암평가하는지질 / 지화학분석기술, 석유를포함하고있는저류층의저류층평가기술, 트랩및덮개암평가기술, 석유씨스템분석기술등의석유지질탐사기술과물리검층기술, 탄성파탐사취득기술, 탄성파탐사처리기술및탄성파탐사해석기술등의지구물리탐사기술을포함함 석유가스의개발, 생산의경우석유저류층물성파악기술, 저류층생산특성파악기술, 시추및갱정완결기술, 석유회수증진기술, 실시간시추검층기술등을포함함

236 에너지자원활용 - 화석연료 최근석유개발사업은개발이용이한석유자원의고갈에따라극지, 심해, 비전통석유 (unconventional oil) 개발이확산되며기술의중요성이제고되고있음 셰일오일 / 가스는셰일층에서생성된오일 / 가스가치밀한셰일층에갇혀이동하지못하고근원암층에머물러있는에너지자원으로 2000년대이후미국을중심으로에너지혁명을불러일으킨제2의석유임. - 셰일가스의세계가채매장량은 187조 m3로전통가스와비슷한양이고셰일오일의추정매장량은 1조86억배럴임 석탄층메탄가스는석탄의미세공극표면에흡착되어있는메탄가스를의미하며세계매장량은약 9,051 TcF에달함 치밀가스는투과율이 0.1 md 미만인저류층에가스가배태되어있는것으로셰일가스전과유사하나셰일가스는저류층이근원암인셰일인데비해치밀가스층은근원암과저류층이다르다는점이다름. - 세계의매장량은 1,200 TcF 에달함 오일샌드는미고화상태의사암이나고화된셰일및석회암등이혼합된퇴적암에점도가높은고유황탄화수소인역청 (bitumen) 이함유되어있는것으로경제성이낮아개발이지연되다가최근에기술혁신으로채산성이확보된비전통에너지로전세계매장량이 2.5조배럴에달함 우리나라의경우대부분의자원개발기술서비스를해외에의존하고있어자원개발에투자한금액의상당부분이국외로유출 - 광구매입 매각시사업평가, 중개에따른수수료는총매입 매각비용의약 3 5%, 투자후운영단계에서는매출의약 30% 가소요 * 해외자원개발투자액 ( 억달러 ) : ( 07) 29 ( 08) 58 ( 09) 62 ( 10) 91 화석연료산업은자본을갖춰야수행이가능한탐사개발 (Exploration & Production) 사업과탐사개발을추진하는데에서발생하는기술수요를주요업무로하는기술산업으로구분할수있으며, 자본력이다소약하더라도핵심기술을보유한강소기업이성장가능한분야임 국내의경우 20여개중소자원개발기술기업 ( 해외자원개발협회신고업체기준 ) 이활동중이며이중 10개업체가석유가스전개발기술관련중소기업임 국내의중소자원개발기술기업은대부분설립후 5 년미만기업으로소규모이지만

237 전략분야 일부기업의경우민간유전개발투자에상당한역할을수행중이며, 향후지속적지원과성장전략을통해이들기업을육성하면국내석유가스전개발산업활성화, 투자기관등민간부문의유전개발투자확대, 자원개발기술분야자립화및수입대체효과등파급효과가클것으로예상됨 [ 화석연료개발과정 ] 투자단계 개발 / 운영단계 [ 화석연료산업에서기술제공기업의단계적공급체인 ] 나. 주요제품 ( 공정, 서비스 ) 화석연료산업분야는의료사업이나회계자문과같이가치결합모델 (Value Shop Model) 산업분야로서기존에개발된각요소기술의창조적결합과응용이주요핵심경쟁력으로서각분야별로아래도표와같은기술과제품으로이루어짐

238 에너지자원활용 - 화석연료 화석연료산업분야는성격에따라기술제공, 사업평가그리고현장운영으로크게구분됨 기술제공은광구선정, 지질, 지화학조사및탐사, 시추, 생산개발등각단계에서기술을제공하고문제의진단및해결을위하여각종기술자료의취득, 처리, 해석등을제공하는분야임 사업평가분야는유망유가스전의발굴, 투자및매각의사결정을위한각종가치평가, 원활한거래 (transaction) 를위한기술전략및협상등을포함하는기술분야임 현장운영분야는유가스전의운영과관련하여현장관리, 각종외주업체선정및관리, 비용 / 회계, 생산및매출관련업무, 시추인허가등현장운영권자로서의업무를제공하는기술임 위의화석연료산업분야는모두지질 / 지화학, 지구물리, 시추지질 / 시추공학, 석유씨스템, 저류층모델링, 석유공학, 경영, 회계, 자원개발법률등각종융합기술이복합적으로적용되는분야임. [ 주요제품분류표 ] 대분류중분류세부제품또는기술 전통석유가스 탄성파탐사, 전기 / 전자탐사, 자력탐사, 탐사자료전산처리및자료해석, 시추공설치 / 개보수 / 폐공, 시추선운영, 수압파쇄기술, 시추공내물리검층수행및지층의물리적특성도출, 초기부존량파악을위한생산성시험, 미래생산추세예측을위하여유정의물리적특성해석, 시추코어및암편채취후지질, 지화학, 물성분석, 육 해상광구개발설계, 장비선정, 구매 조달, 광구개발일정관리, 유전환경평가, 수처리, 모니터링, 분석장비, 시추기, 탐사 / 시추선등 셰일가스 / 셰일오일 지질 / 지화학탐사, 물리탐사자료처리및해석, 저류층평가, 시추공설치, 수압파쇄기술, 시추공내물리검층수행및물리적특성도출, 시추코어및암편채취후지질, 지화학, 물성분석, 유전환경평가, 수처리, 모니터링, 수평시추장비제조, 수압파쇄장비제조등 에너지자원 화석연료 석탄층가스 지질 / 지화학탐사, 물리탐사자료처리및해석, 시추공설치 / 개보수, 시추선운영, 수압파쇄기술, 시추공내물리검층수행및물리적특성도출, 시추코어및암편채취후지질, 지화학, 물성분석, 유전환경평가, 수처리, 모니터링등 치밀가스 지질 / 지화학탐사, 물리탐사자료처리및해석, 시추공설치 / 개보수, 시추선운영, 수압파쇄기술, 시추공내물리검층수행및물리적특성도출, 시추코어및암편채취후지질, 지화학, 물성분석, 유전환경평가, 수처리, 모니터링등 오일세일 / 오일샌드 지질 / 지화학탐사, 물리탐사자료처리및해석, 시추공설치 / 개보수, 시추선운영, 수압파쇄기술, 시추공내물리검층수행및물리적특성도출, 시추코어및암편채취후지질, 지화학, 물성분석, 유전환경평가, 수처리, 모니터링등

239 전략분야 해외분류사례 화석연료산업의주요시장은해외유전개발사업현장으로서주요기술은위에서기술한것과크게다르지않음 세계적인에너지자원개발기술 및정보관련회사인 리그존 (Rogzone.com) 에의한 기술분류는다음과같음 중분류세분류 ( 관련제품또는서비스 ) 컨설팅 드릴링및시추기술 공학기술 환경및안전 조사및검사 개인및인력 수송 기타제공기술 드릴링 (Drilling) 프로젝트관리 (Project Management) 환경안전관리 (Environment & Safety) 코일튜빙시추 (Coil Tubing), 방향성시추 / 수평시추 (Directional Drilling), 부지시추 (Land Drilling) 해양시추 (Offshore Drilling), 유정서비스 (Well Service), 폐정 (Workover) 토목공학 (Civil eng) 부식 (Corrosion eng) 비용평가 (Cost Estimating eng) 드릴링 (Drilling eng) 전자공학 (Electrical eng) 탐사공학 (Exploration eng) 현장개발 (Field Development eng) 해양공학 (Marine eng) 재료공학 (Mechanical eng) 석유공학 (Petroleum eng) 석유물리공학 (Petrophysical eng) 파이프공학 (Pipeline eng) 생산공학 (Production eng) 소프트웨어공학 (Software eng), 건축공학 (Structural eng) 해저공학 (Subsea eng) 환경실사 (Environmental Due Diligence), 수처리 (Water Treatment) 환경모니터링 (Monitoring) 예인선 (Anchor Handling Tugs), 바지선 (Barges), 대차 (Charter), 배달 (Delivery), 화물운송 (Freight Forwarders), 중장비운송 (Heavy Transport Vessels), 헬리콥터 (Helicopter), 포장 (Packers), 굴착기운반예인선 (Rig Moving Tugs), 공급및선원선 (Supply & Crew Boat), 트럭운송 (Trucking) 컨설턴트 (Consultants), 계약 (Contract), 알선 (Placement), 회계 (Accounting), 보험 (Insurance), 네트워크 (Internet), 법률자문 (Legal), 프로그래밍 (Programming) 배 (Boats), 헬리곱터 (Helicopter), 트럭 (Trucking) 폐정 (Abandonment) 편의 (Accomodations) 경매 (Auction) 발파및도색 (Blasting & Painting) 브로커 (Brokers) 음식조달 (Catering) 시멘트화 (Cementing) 건축 (Construction) 다이빙 (Diving) 장비관리 (Equipment Maintenance) 선박제공 (Galley Supplies) 벌목 (Logging) 대여 (Rental) 탄성파 (Seismic) 조사원 (Surveyor) 기상 (Weather) 용접 (Welding) 2. 산업현황분석 - 화석연료에너지자원개발산업은세계적으로수백조원규모로형성되어있는거대시장임 - 한국의경우국가에너지자원확보와자주개발율제고를위하여공기업주도로유가스전개발사업진출이적극적으로추진되고있으며, 최근들어금융기관등재무투자자들도유가스전투자에대한관심이급증하고있음 - 에너지자원개발산업분야는각종기술자료취득및해석, 지질 / 지화학조사및탐사, 저류층평가및개발, 생산, 시추및시추정완결, 유가스전현장운영및장비개발에이르는다양한전문기술분야로이뤄져있으며국내석유개발산업의해외투자규모가성장할수록단계별로지질조사및탐사에서현장운영에이르기까지그수요가급등할것으로판단됨 - 특히현재막대하게유출되는해외유관기술활용비용절감과국내토종유가스전관련기술확보, 고용창출에큰역할을감당할것으로사료됨. - 최근의셰일가스혁명은유전개발분야뿐아니라부품소재, 환경, 석유화학에이르는기존강점산업분야의신규성장동력창출에기여할것으로판단됨

240 에너지자원활용 - 화석연료 가. 환경분석 (1) 정치 (Political) 국가간글로벌자원확보경쟁이치열해지고자원보유국의자원민족주의가재부각되면서자원전쟁이본격화되고, 중국, 일본의경우막대한해외투자를통해공격적으로자원을확보하고있어글로벌자원확보경쟁은날로심화되고있음 글로벌경기침체로축소경향을보였던자원민족주의가최근부각되고자원개발의진입장벽이가중될전망을보이고있으며, 베네수엘라, 에콰도르, 볼리비아등이자원산업을국유화하고러시아, 알제리등도자원개발권의국영기업권리를강화함으로써자원의무기화경향이나타나고있음 최근의셰일가스혁명은셰일가스의부존특성상개발관련핵심기술이사업의성패를좌우하고, 미국, 중국, 러시아등기존산유국간에새로운경쟁심화를가져오고있으며나아가석유화학, LNG 산업분야등에도큰영향을주기시작하여각국이관련에너지자원개발관련기술개발에전념을하고있으며앞으로도더욱경쟁이심화될것으로예상됨 촉진요인 글로벌에너지자원확보는세계의새로운개념의전쟁이되고있어자원은무기화하는경향이있음. 또한최근셰일가스확보를위한국가간관련기술확보경쟁으로인하여에너지자원개발기술상업을더욱촉진시킬것으로전망함 친환경정책및탄소배출권등천연가스수요급증에따라각국의천연가스발전, 천연가스자동차등수요가증가하고따라서자원의성공적개발을위한각종서비스기술진작책이꾸준히나올예정 저해요인 석유가스가격의폭락등세계적인경기급락이발생하지않는한동분야의정치적저해요인은없을것으로전망 (2) 경제 (Economical) 많은석유가스전개발기술들이외국기업에거의전적으로의존하여국내에너지자원

241 전략분야 기술시장의발전을저해하고있는실정으로국내에너지자원기술제공기업이일부수요를감당할경우외화절감및기술적파급효과및고용창출효과는매우클것으로판단됨 촉진요인 정부의융자관련하여국내에너지자원기술회사이용시최대 10% 가점부여혜택을줌으로서일부자원개발기업에서국내기술회사를이용할가능성이증가하고있음 외국기업에비해저렴한기술제공비용은경쟁력제고에도움이됨 부동산침체등국내유망투자처상실에따른해외대체투자처물색수요가급증하여금융기관, 연기금등재무투자자의생산유가스전투자가증가할것으로예상되어특히사업평가기술수요는갈수록증가할것으로예상됨 저해요인 아직에너지자원개발기업들은선입견이나내부의사결정시지명도등을이유로외국의에너지자원기술기업선호현상이강함 대외적인경기급락, 환리스크등거시경제리스크는여전히수요감소요인 (3) 사회 (Social) 이산화탄소저감을위한천연가스및지열등청정에너지수요는필수사항으로되고있으며, 포화된 IT기술인력등경쟁심화분야전문인력의융복합성장동력으로서에너지자원개발기술분야수요는증가할것으로전망됨 촉진요인 한국의게임, 모바일어플등 IT 기술및환경기술등은세계적수준인데반해수요시장이상대적으로적어경쟁이매우심하며만일이기술들이에너지자원개발기술분야에접목된다면경쟁력을갖춘신규서비스기술로서세계시장에진출가능 자원개발특성화대학의배출인력들을현장지향적에너지자원개발기술을습득하게하여유전개발산업각분야에진출시키는아카데미역할이기대되며, 또한수요증가에따른고용창출도기대됨

242 에너지자원활용 - 화석연료 저해요인 사회적으로유전개발산업에대한인식이낮고활용자원개발현장이주로외국이라서기술수요가주로해외에서발생하므로국내기업, 특히중소기업이해외에진출하여기술을제공하는데어려움이있음 (4) 기술 (Technological) 자원민족주의의급격한확산과자원가격의불안정성에대응하기위해국가적차원의안정적자원확보노력이필요하며, 에너지자원의부존량이적은우리나라의경우에너지자원개발기술의핵심원천기술을확보하여해외자원개발을추진하는것이무엇보다도주요한과제라고할수있음 셰일가스혁명에따라자동차, 석유화학, 발전등단순연료자원이아닌원료로서수요증가와산업구조개편이진행됨에따라에너지자원개발기술과더불어환경, IT, 기계, 부품소재, 석유화학등관련파생분야기술에이르기까지집적적인발전이기대됨 촉진요인 우리나라가우위를차지하고있는 IT등을결합한디지털오일필드 ( 전세계 330조시장 ), 환경기술을활용한친환경셰일가스개발, 기계, 소재등강점기술의응용등저변확대와융복합에의한관련기술급성장예상 셰일가스개발에수평시추및수압파쇄등현장기술, 많은시추공소요에따른사업성분석, 개발플래닝등투자기업의관련기술서비스수요가급증할것으로전망됨 국가에너지기본계획상에서도자원개발기술분야의집중육성이제시된바대학-연구소-에너지자원기술기업에이르는연구체계로실용화연구진행이예상됨 저해요인 경험부족과석유가스전개발기술의이해부족으로인식의변화와저변확대에는시간이필요함

243 전략분야 [ 화석연료개발산업분야의 PEST 분석 ] 구분주요이슈단기 (3 년이내 ) 중장기 (4 년이상 ) 비고 정치 (P) 경제 (E) 사회 (S) 촉진 자원전쟁, 자원무기화에의한글로벌경쟁, 셰일가스혁명에따른확보경쟁 상 중 하 상 중 하 저해세계경제의불확실성 상 중 하 상 중 하 촉진 정부의에너지자원개발기술육성정책 상 중 하 상 중 하 저해외국기업선호 상 중 하 상 중 하 촉진융복합기술수요증가 상 중 하 상 중 하 저해낮은인식도 상 중 하 상 중 하 갈수록국가간경쟁심화 토종기술활용에따른이미지개선 기술 (T) 촉진 기술자립화및원천기술확보수요증가 상 중 하 상 중 하 저해낮은이해도및기술교류 상 중 하 상 중 하융복합연구강화 나. 산업특징및구조 (1) 산업의특성 화석연료산업은석유가스전개발의핵심경쟁력분야로서대형메이저급회사에서부터지역의군소서비스회사에이르기까지다양한형태로존재함 - 화석연료개발시소요비용의 90% 가기술비용으로사용될만큼광구선정단계에서유가스전현장운영에이르기까지절대적인부분을차지함 - 최근셰일가스혁명에따른수요증가로시장은더욱성장하고있으며국내기업및금융기관의투자확대로인하여유전개발투자관련기술시장도점차성장하는추세임 (2013년현재 23개자원개발서비스기업이해외자원개발협회에등록한상태 ) 화석연료산업의기본적인개념은석유가스전개발사업의전단계에서자원사업투자자혹은사업자의성공적인사업진행을위한각종기술을제공하는지식기반의기술산업을지칭함. - 자원개발기업에게매입, 운영, 매각전단계에서기술제공, 사업평가, 현장운영등을외주제공함으로써자원개발사업의성공을위한중추적인역할을수행하고있음 - 표면상으로는화석연료자원개발투자기업 ( 석유공사, 광물공사, SK 에너지, 대우인터내셔날, 삼성물산, GS 칼텍스등 ) 이부각되나, 실제로는석유가스전개발기술기업이외주를통해사실상사업대부분을대행

244 에너지자원활용 - 화석연료 (2) 산업구조 후방위산업화석연료개발산업전방위산업 - 지질 / 지구물리조사산업시추및생산기술산업 - 시추선건조산업 - 시추장비제조산업 - 부품소재산업 - 환경산업 - 컴퓨터및기타 IT 산업 - 전통석유가스탐사, 개발, 시추, 생산, 운영산업 - 비전통석유가스탐사개발, 시추, 생산, 운영산업 ( 셰일가스, 셰일오일, 석탄층가스, 치밀가스, 오일셰일등 ) - 유가스전금융투자산업 - 정유및정제석유화학산업 - 석유 / 가스관플랜트산업 - 석유 / 가스저장소설계및비축기지구축산업 [ 화석연료개발산업의연관산업 ( 전후방산업 ) 구조 ] 화석연료산업은한국석유공사, 한국가스공사, 한국광물자원공사등공기업과에너지자원개발대기업위주로성장하였으며, 대규모투자금액을바탕으로기초탐사부터생산까지대단위규모로운영되어왔으나, 주로탐사위주에집중되었으며, 국내자원개발기술산업의기반부족으로해외자원개발기업에전적으로의존하는형태 - 투자의양적확대와투자자다변화로인하여전문성이나경험이부족한투자자들을대상으로한지질조사및탐사, 지구물리탐사및자료해석, 사업중개및현장기술지원등에너지자원기술산업이출현 - 기술제공분야에서는탐사자료취득 처리 해석, 시추위치선정및시추등전문적기술용역제공서비스, 전문 S/W 및장비를활용하여지질조사, 탐사, 채굴활동을수행함 - 사업평가분야에서는해당자원개발사업의사업성과대상광구의매장량을평가하여매장량보고서를작성하고, 현지실사및자산중개기술을제공함 - 또한유가스전운영분야에서는운영권을가진투자자를대신하여광구개발전반적업무대행으로나누고있음 화석연료산업의전방위산업으로는전통석유, 가스전개발산업, 셰일가스 / 오일개발산업, 석유가스전금융투자산업, 지하수및지열개발산업, 시추선건조사업을포함함. 화석연료산업의후방위산업은석유가스전개발의원천기술인지질 / 지구물리조사산업, 시추및생산기술산업, 시추선건조산업, 시추장비제조산업, 부품소재산업, 환경산업, 컴퓨터및기타 IT산업등으로우리나라의경우 IT, 정밀기계제조, 강판, 강관, 환경산업은외국에비해산업의강점을보유하고있음 - 전방위산업은석유가스전개발산업을통해서형성되는산업으로석유가스전금융투자산업, 정유및정제석유화학산업, 석유 / 가스관플랜트산업, 석유 / 가스저장소설계및비축기지구축산업을들수있음

245 전략분야 [ 화석연료분야의공급망분석및주요업체 ] 에너지자원탐사 / 개발기술사업평가기술현장운영기술 주요내용 ( 설명 ) 지질, 지화학탐사, 지질, 지화학시료분석및해석, 탄성파자료취득, 분석및해석, 물리검증및자료해석, 저류층물성측정및특성화, 석유가스전생산, 유가스회수증진등에너지자원개발관련탐사, 자료해석및개발산업 매장량평가및석유가스전사업성, 기술성평가. 현장실사, 가치평가, 매입매각가치산정, 투자, 개발, 운영산업 석유가스전현장운영대행, 프로젝트관리및 3 자운영감사, 추가개발, 수압파쇄및시추기술제공, 환경오염원제어기술산업 주요업체 대기업 ( 수요기업 ) 중소기업 석유공사, 가스공사, SK, GS 칼텍스, 대우인터내셔날, LG 상사, 삼성물산, 아주통상등국내주요기업 오일퀘스트, 지하정보기술, 지오스캔, 한진디엔비, 드릴링서비스, 에코리서치, 에너지홀딩스그룹등 국민연금, 무역보험공사, 우정사업본부, 생보사, 은행 에너지홀딩스그룹, 에코리서치, 한국에너지이엔피등 에이티넘파트너스 에너지홀딩스그룹, 에코리서치, 지오스캔, 드릴링서비스, 이케이오일앤가스등 3. 시장분석 년부터 2035 년간세계석유가스전분야총투자는 10.2 조달러에이를것이며, 이중화석연료개발산업의 87% 를차지할전망하고있음 - 일반적으로사업성평가기술시장은석유가스전거래및투자규모의약 10% 를형성하고있음. 따라서 2010 년 2035 년간세계석유가스전분야의총투자금액이 10.2 조달러임을감안하면사업성평가기술의경우에는 1 조달러시장으로추정하고있음 - 반면국내의화석연료개발산업은 2000 년대초반까지한국석유공사등자원개발공기업과일부종합상사주도하에탐사사업위주로진행되어왔고, 유망광구발굴, 탐사및개발, 시추, 생산, 운영의기술분야는거의전단계에서전적으로외국의자원개발기술기업에의존하여왔음 - 국내의화석연료개발기업은아직국제적인서비스기업에비해규모도적고, 영세한수준이지만정부차원의지원에힘입어해외에너지자원탐사 / 개발생산 / 평가및운영분야의기술지원을추진하고있음 가. 시장현황및전망 화석연료개발기업은유망광구의지질, 지화학조사에서부터정유소건축까지매우다양하고광범위하며, 엔지니어링에서자금조달, 회계, 법률검토까지유전개발산업의전주기의밸류체인에각분야별로지원하고있음 - 세계시가총액 50대기업에슐럼버제이 (Schlumberger) 와핼리버튼 (Haliburton) 등의주요에너지자원개발기술기업이포함될정도로주요기업으로성장하였음. 이들에너지자원개발기수기업은지질, 지화학조사, 물리탐사와현장서비스를출발로하여이제는석유가스전개발전분야의핵심기술을제공하는회사로성장하였음 - 특히최근들어비전통셰일가스에대한투자가급증하고있으며, 셰일가스특성상

246 에너지자원활용 - 화석연료 수많은추가시추공시추가요구되며, 공당 300~400만달러의유전개발기술비용이소요됨 년부터 2035년간세계석유가스전분야총투자는 10.2조달러에이를것이며, 이중유전개발기술제공산업부분이 87% 를차지할전망을하고있음 (IEA 2012, World Energy Outlook 2012) 사업성평가기술의경우대규모인력이나장비가필요없는컨설팅기술로매출규모가상대적으로작지만 1인당매출규모가매우높은전형적인지식기반서비스기업의강점을보이고있음 - 일반적으로사업성평가기술시장은석유가스전거래및투자규모의약 10% 를형성하고있음 년 2035년간세계석유가스전분야의총투자금액이 10.2조달러임에따라사업성평가서비스의경우에는 1조달러시장으로추정하고있음 현장운영기술의경우에는시추, 수압파쇄, 유정완결등이주요기술분야임 - 비전통석유가스전개발의영향으로탐사, 생산 (E&P: Exploration and Production) 사업이급속히확대됨에따라서기술제공수요도크게증가하고있음 - 전세계연평균석유시추선 (rig) 수는 2009년 2,309개에서 2011년 3,463개로급증하였으며, 2012년에도 3,675개로증가, 연평균 20% 의증가추세를나타냄 - 시추, 수압파쇄, 유정완결등의기술서비스중비전통석유가스전의기술제공비용은공당 300에서 400만달러사이며, 신규생산정의개발규모는 2009년 763공에서, 2010년에 1,386공으로 2배가까이성장하였음 - 비전통유가스전의강세에따라연간 1,500여개의비전통유가스전개발이추진될것으로전망되며, 연간 60억달러규모의시장을형성할것으로전망하고있음 후방위산업은북미의비전통석유가스전개발활성화에따라북미에서석유가스산업용튜브와파이프라인강재산업이강세를보이고있음. - 강재의판매량은연간 2배증가, 제품가격은톤당 1,494 달러에서 1,612 달러규모로연간 8% 상승 (2010년에서 2011년 ) 년도 3,510만톤에서 2020년에 5,950만톤으로전망하고있음 - 일반적으로사업성평가서비스의시장은석유가스전거래및투자규모의약 10% 를형성하고있음 - 환경산업의경우에는비전통석유가스전개발의특성에따라수처리공정이필수적이며, 수처리장비의시장은 2012년도에 51.7백만달러에서 2017년도에는 139.4백만달러로성장할것으로전망하고있으며, 고성능수처리장치의시장은 2013년도의 8백만달러에서 2017년에는 4배인 32백만달러으로성장할것으로내다보고있음 (AWI/GWI 2012년도 Report)

247 전략분야 전방위산업은북미의석유가스전개발에따른관련석유가스전관련플랜트같은인프라시장이강세를나타나고있음 - LNG 플랜트산업규모는 2008년에서 2030년까지 100개플랜트가구축될예정이며, 3,420억달러로전망하고있음 [ 화석연료개발시장현황및전망 ] ( 단위 : 억달러 ) 구분 년도 성장률 (%) (2012~2017) 세계시장 전통에너지자원개발기술산업 비전통에너지자원개발산업 석유가스탐사, 개발, 시추, 생산, 운영산업 셰일가스, 셰일오일, 석탄층가스, 치밀가스, 오일샌드의탐사, 개발, 시추, 생산, 운영산업 42,767 45,000 47,000 50,000 52,000 55, % 10,650 20,000 30,000 35,000 40,000 55, % 국내시장 전통에너지자원개발기술산업 비전통에너지자원개발산업 석유가스탐사, 개발, 시추, 생산, 운영산업 셰일가스, 셰일오일, 석탄층가스, 치밀가스, 오일샌드의탐사, 개발, 시추, 생산, 운영산업 % % 나. 무역현황 화석연료분야의주요수출입품목은무연탄, 부탄, 프로판, 기타석유제품, 기타석탄등화석연료자체를뽑을수있는데, 대부분수입에의존하고있고전반적으로교역량이크게증가하고있음. [ 화석연료전략분야품목별수출현황 ] ( 단위 : 천달러 ) 품목 구분 수출현황 , ,184 2,913 무연탄 수입현황 406, , , ,069 1,015,544 1,775,077 1,360,548 무역특화지수 수출현황 82,684 78,454 92,383 96, , , ,445 부탄 수입현황 1,112,902 1,494,074 2,601,314 1,679,909 2,282,378 2,975,402 2,839,117 무역특화지수 수출현황 18,106 15,564 18,182 7,245 58,296 46, ,015 프로판 수입현황 1,447,045 1,603,044 2,139,603 1,366,221 2,030,380 2,685,203 2,737,205 무역특화지수 수출현황 497, , , ,112 1,429,020 1,316,206 1,696,569 기타석유제품 수입현황 258, , , , , ,105 1,156,347 무역특화지수 수출현황 ,886 기타석탄 수입현황 144, , , , , , ,147 무역특화지수 * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 ) / ( 총수출액 + 총수입액 )

248 에너지자원활용 - 화석연료 다. 글로벌수출입유망품목 2012년글로벌수출입유망품목은국내외수출입규모와성장률, 관세율, 특허출원동향을바탕으로품목경쟁력, 품목유망성, 시장성, 기술성, 중소기업적합성등을분석하여도출됨. 화석연료분야에서는수출입유망품목이도출되지않음. 라. 업체동향 (1) 해외주요업체동향 화석연료개발기업중, EQT Corporation(NYSE 에상장된 Fortune 500대기업, 직원 1,800명, 영업이익약달러1.32B) 은피츠버그에기반을둔북미의대표적인천연가스기업 - 아팔라치안분지의가장큰천연가스 E&P회사이자셰일가스, 치밀가스및석탄층메탄 (CBM) 을개발하고있음 년경 326개의수평시추를하였고그로인하여 EQT의아팔란치아추정 (probable) 매장량의 28% 가증가하는현상을보였음 - 동부켄터키, 북웨스트버지니아와남서펜실베니아에 700마일길이의수송파이프라인을구축하고있음 년까지 EQT가직접혹은간접적으로 14,000여개의고용창출하였고이회사가운영하는 4개주 ( 캔터키, 펜실베니아, 버지니아, 서부버지니아 ) 에서 13.4억달러에달하는경제적가치를창출하였음 사업성평가기술기업중, GCA는 1962년도설립된대표적인기업으로북미, 아시아, 남미지사등전세계에 250~275명의전문엔지니어를보유한기업 - 휴스턴본사의경우직원 45명이며, 연매출 1,700만달러로 1인당매출이 40만달러로서전문인력중심의컨설팅업으로제조업과달리인건비이외에특별한원가나비용없음을고려하면고부가지식산업을주도하고있음 현장운영및대행산업에서대표적인시추기술기업인 Nabors Industries LTD. 사는 1987년에설립된회사로, 시추서비스업으로연매출달러5,271백만으로 E&P 서비스전체기업중연매출 6위인회사임 - 알래스카, 캐나다, 미국의로키산맥등에서시추서비스를시작한이래현재 300개의시추설비를구축하였고 28,000명의직원을고용하는규모로성장하였고, 북미에서 600여개의지역에서시추를완료하고 Workover( 개보수 ) 기술제공을하고있고현재 510여개의지역에서시추기술대행을진행하고있음

249 전략분야 (2) 국내주요업체동향 국내의화석연료산업은 2000년대초반까지한국석유공사등자원개발공기업과일부종합상사주도하에탐사사업위주로진행되어왔고, 사업입수-평가- 운영의거의전단계에서전적으로외국의자원개발기술기업에의존하여왔음 - 국내의화석연료개발기업은아직국제적인서비스기업에비해규모도적고, 영세한수준이지만재무투자자의투자안내, 기본적인제3자평가, 현장운영노하우축적, 기술자립, 인력양성등여러강점을기대할수있어서정부차원에서도 해외자원개발사업에소요되는자금의융자기준 ( 지식경제부고시제 호 ) 제 7조제4항에근거하여다양한육성및지원전략을추진하고있음 - 해외자원개발협회는현재자원개발기술기업에대해등록제를진행하고있는데, 2012 년 9월현재총 23개기업이등록을한상태 에너지홀딩스그룹은 2004년에설립된국내최초의민간석유가스전개발기업으로, 석유가스전개발에따른사업성평가기술제공을기반으로성장하였음 - 에너지홀딩스그룹은석유공사의베트남 15-1 유전을대상자산으로하여 2006년달러 214million규모로설정된정부 1호공모유전펀드의기술자문을시작 - 지난 5년간한국민간투자 sector에의한북미생산유전투자의 80% 약달러 1Billion(1조 1천억원 ) 규모의생산유전매입, 시추투자프로그램, E&P 회사인수등유망투자사업의소개및거래자문을수행하였음 - 교육컨설팅, 광산프로젝트소개및시추수압파쇄등현장서비스로사업영역을확장하고있으며이를위하여세계적광산시추기제조업체디엔비와 JV를설립하였고북미의수압파쇄및시추서비스업체와의 JV를추진중 지하정보기술은 1998년에설립된지질조사업체로 2000년대후반들어유가스전탐사자료취득및해석분야로영역을넓히고있으며, 광산탐사및광해방지사업에도진출하고있음 지오스캔은 2002년에설립된지질조사업체로 2010년부터비재래가스전탐사분야로영역을넓혀, 몽고 CBM 현장조사, 셰일가스 R&D등에참여하였으며, 자원탐사로인한환경분제해결사업에도진출하고있음 오일퀘스트는 2009년설립된유가스전탐사기술업체로서석유공사등공기업과대기업의탐사자료해석이나탐사사업매장량평가를수행하고있음. 신스지오피직스는서울대학교벤처기업으로 2006년설립되었으며 BP 등메이저회사의탐사모듈의알고리즘개발등의사업을수행하고있음

250 에너지자원활용 - 화석연료 에코리서치는 2012년설립된에너지자원환경서비스기업으로셰일가스수처리장비개발등연구개발사업에참여중임. [ 화석연료분야주요제품의국내업체현황 ] 중분류세부제품대기업중소기업 기술제공 사업평가 현장운영 탐사관련기술 KNOC, KOGAS, SK, 대우인터내셔날, GS 칼텍스, 삼성물산등 환경관련기술 - 공학관련기술 KNOC, KOGAS, SK, 대우인터 오일퀘스트, 신스지오피직스, 지오스캔, 지하정보기술 에코리서치그룹에너지홀딩스그룹 에너지홀딩스그룹오일퀘스트 중소기업주요참여영역 중소기업참여정도 중소기업점유율 일부기술모듈개발 모듈개발장비개발 일부모듈개발자료해석씨스템구축 에너지홀딩스그룹교육해외자원개발협회유전개발사업교육 오일퀘스트시추장비제조 - 한진디엔비장비제조 S/W 개발 매장량평가기술 KNOC, KOGAS, SK, 대우인터 에너지홀딩스그룹신스지오피직스지오스캔카프나 에너지홀딩스그룹오일퀘스트 중개및거래 - 에너지홀딩스그룹 유가스전운영기술 - 에너지홀딩스그룹한국에너지이엔피 S/W 개발관련교육 매장량평가기술 사업발굴거래자문 펀드투자자산운영대행 * 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5 단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : ) 4. 기술분석 에너지자원활용-화석연료분야의산업기술개발동향및기술개발역량을파악하기위하여, 특허검색 DB를이용하여최근 13년간 (2000년 1월 ~ 2013년 7월 ) 출원 / 공개된해외특허 ( 일본, 미국, 유럽특허 ) 와국내특허를그분석대상으로하였음 가. 기술동향분석 (1) 세계동향 화석연료분야의전체대상특허 15,394건에대한각국가의연도별출원동향을살펴보면, 전반적으로지속적인출원이이루어지는분야이며, 전체출원건수는미국의출원건

251 전략분야 수에크게영향을받고있는것으로나타남. - 미국이타국가에비해매우활발한특허활동을하고있으며, 2005년도에일시적으로감소하였지만현재까지꾸준히증가하는추세를보이고있음 [ 에너지자원활용 - 화석연료분야의국가 연도별출원동향 ] - 한정된매장량과환경오염이라는화석연료의한계는최근들어각종신기술의개발로인해부존자원의활용이연장되고새로운가치를생산해내고있어, 화석연료분야는현재까지꾸준히관심을가지고연구개발되고있는것으로사료됨 - 유럽은분석초기구간부터현재까지등락을반복하면서꾸준한특허출원을하고있으며, 일본과한국의특허활동은미국에비해매우저조한것으로나타남. - 이러한추세는미국이화석연료자원개발에있어서기술력과자본력이충분히뒷받침되고있기때문인것으로판단됨 - 국가별점유율을살펴보면, 미국이 86%(13,293건 ) 으로거의대부분을차지하고있는것으로나타났고, 그다음으로유럽이 10%(1,604건 ) 의점유율을차지하고있으며, 일본과한국은 2% 정도로비슷한점유율을차지함 년전반기 135) 에는전체분석대상특허의 46% 를차지하고, 후반기 136) 에는 54% 를 135) 2000 년 ~2006 년까지를 2000 년대전반기로명시

252 에너지자원활용 - 화석연료 차지하는것으로나타나, 후반기에들어서본분야에대한특허출원이더욱증가한것으로분석됨 - 전반기와후반기모두미국이 80% 이상의특허점유율을차지하고있는것으로나타났고, 일본은 2% 에서 1% 로감소한반면한국은 1% 에서 3% 로점유율이증가하였음 화석연료분야의해외특허주요출원인의출원현황을살펴보면, 미국과일본은기업이 95% 정도를출원하고있는것으로나타났고, 유럽은기업이 89% 를출원하고있어미국과일본에비해연구소 / 대학의출원비율이상대적으로높은편인것으로나타남 [ 해외특허주요출원인의출원현황 ] 미국특허에서기업의경우, 미국국적의 SCHLUMBERGER TECHNOLOGY가최상위출원인으로나타났으며, HALLIBURTON ENERGY SERVICE, BAKER HUGHES가그뒤를잇고있음. - 상위출원인은모두자국인인것으로보아, 자국에의한기술력이상당히높은것으로사료됨 - SCHLUMBERGER TECHNOLOGY(US) 는세계최대의유전측정및자원관리서비스회사이며, 1682건을출원하여최상위출원인으로나타났고, 그뒤를이어 HALLIBURTON ENERGY SERVICE(US) 가 1560건, BAKER HUGHES(US) 가 1220건을출원하여상위출원인으로분석됨 - 연구소 / 대학의경우, 미국국적의 EXXONMOBIL UPSTREAM RESEARCH가 228건으 136) 2007 년 ~2013 년까지를 2000 년대후반기로명시

253 전략분야 로최상위출원인으로나타났으며, 프랑스국적의 INST FRANCAIS DU PETROLE이 61건, 네덜란드국적의 SHELL INT RESEARCH 가 41건으로상위출원인으로나타남 [ 미국특허주요출원인의전 후반기출원비율 ] - HALLIBURTON ENERGY SERVICE(US) 는전반기에 15% 를차지하여 1위를기록하였다가후반기에는출원건수가감소함에따라 3위로뒤쳐진반면, BAKER HUGHES(US) 는전반기에 8% 에서후반기에 11% 로특허점유율이증가함에따라 2위로올라선것으로나타나, BAKER HUGHES(US) 는후반기에들어서적극적으로연구개발하고있는것으로사료됨 - EXXONMOBIL UPSTREAM RESEARCH(US) 는전 후반기모두최상위출원인으로나타났으며, 전반기보다후반기의출원건수와비율이더높은것으로나타남 - 기업에의한출원이전 후반기모두 95% 이상으로나타나기업에의한출원이대부분이며, 연구소 / 대학의경우출원건수가 619건이지만전체출원건수에대한출원비율이 5% 이내인것으로나타나연구소 / 대학의의한특허활동은기업에비해상대적으로저조한것으로분석됨 일본특허에서기업의경우, 일본국적의 FUJI HEAVY IND가최상위출원인으로나타났으나, 그출원건수가 10건이며타출원인과큰격차를보이고있지않으므로분석에큰의미를부여하기는곤란함. - 미국국적의 SCHLUMBERGER HOLDINGS 와노르웨이국적의 ADVANCED HYDROCARBON MAPPING이각각 6건, 5건을출원하여상위출원인에속한것으로나타남 - 연구소 / 대학의경우상위출원인이대부분자국인인것으로나타났으며, NATIONAL INSTITUTE OF ADVANCED INDUSTRIAL SCIENCE TECHNOLOGY(JP) 가총 6건을출원하여최상위출원인인것으로나타남 - 전반기에는 FUJI HEAVY IND(JP) 와 MITSUBISHI HEAVY IND(JP) 가각각 7%, 4% 의점유율을차지하였으나, 후반기에는출원을하지않은것으로보아최근들어화석연

254 에너지자원활용 - 화석연료 료분야에대한연구개발필요성이낮아진것으로사료됨 - 기업, 연구소 / 대학의상위출원인대부분이후반기에출원활동이감소되거나전무한것으로나타남 [ 일본특허주요출원인의전 후반기출원비율 ] 유럽특허에서기업의경우, 미국국적의 HALLIBURTON ENERGY SERVICE 가최상위출원인인것으로나타났고, 프랑스국적의 SERVICES PETROLIERS SCHLUMBERGER 와미국국적의 WEATHERFORD LAMB 가그뒤를잇고있음. - 상위출원인에서미국국적의출원인이포함된것으로보아, 미국이유럽시장에서의진출의지가강한것으로사료됨 [ 유럽특허주요출원인의전 후반기출원비율 ]

255 전략분야 - HALLIBURTON ENERGY SERVICE(US) 가 202건을출원하여최상위출원인으로나타났고, SERVICES PETROLIERS SCHLUMBERGER(FR) 는 112건, WEATHERFORD LAMB(US) 는 102건, BAKER HUGHES(US) 이 78건으로그뒤를잇고있음 - 연구소 / 대학의경우네덜란드국적출원인인 SHELL INT RESEARCH 가 110건을출원하여최상위출원인으로나타났고, 미국국적의 EXXONMOBIL UPSTREAM RESEARCH가그뒤를잇고있음 - 전 후반기모두 HALLIBURTON ENERGY SERVICE(US) 와 SHELL INT RESEARCH(NL) 가최상위출원인자리를지키고있는것으로나타났고, WELLTEC(DK) 는후반기에처음으로출원하여신규시장진입자인것으로분석됨 전체적으로살펴보면, 연구소 / 대학보다는기업출원이압도적이며, 미국특허의출원비율이상당히높은편임 - 미국국적의 SCHLUMBERGER TECHNOLOGY, HALLIBURTON ENERGY SERVICE, BAKER HUGHES가타출원인과큰격차를보이며본분야를주도하고있는것으로나타남 (2) 국내동향 화석연료의국내특허연도별출원동향을살펴보면, 2000년도초반에는출원건수가저조하다가 2000년도중반이후부터지속적으로증가하는추세이며, 2011년에는총 62건을출원하여정점을기록하였음 - 내국인의경우분석초기구간부터 2000년도중반까지는등락을반복하며감소하고있으나, 2008년도이후부터내국인에의한출원건수가급격히상승하여최근까지도상승세를이어가고있음 - 국내전체특허의내외국인비율은한국인이 70%, 외국인이 30% 로자국인의특허출원비율이높아기술자립도가높은것으로나타났으나, 그의미는다른국가출원인들이한국시장에대해중요하다고생각하지않는것으로판단할수있음 - 출원인을구분해보면, 대기업 137) 의특허비율이 35% 로가장높았고, 해외출원인이 30%, 대학 / 연구소 / 공공기관이 20%, 중소기업이 8%, 개인이 7% 의점유율을차지한것으로보아, 화석연료분야는대기업과대학 / 연구소 / 공공기관에의해연구개발이주도되고있는것으로분석되며이는분야특성상기술의수준이고도하며기술개발에많은자본을필요로하기때문인것으로판단됨 137) 유가증권 / 코스닥상장기업및외부감사법인을대상으로한매출액기준 1,000 대기업

256 에너지자원활용 - 화석연료 [ 연도별국내출원동향및연도별내국인 / 출원인출원비율 ] 화석연료분야의국내주요출원인현황을살펴보면, 대기업이가장활발한특허출원활동을나타내고있는것으로조사되었으며, 대기업중에서는대우조선해양이 36건 (41%) 을출원하여최다출원을기록하고있고, 그뒤를이어삼성중공업이 28건 (32%), 현대중공업이 19건 (22%) 를각각출원함 - 중소기업은은광산업이 5건 (26%) 을출원하여최상위출원인으로나타났고, 대학 / 연구소 / 공공기관은한국지질자원연구원이 27건 (55%) 을출원하여타출원인과큰격차를보이며최상위출원인으로나타남

257 전략분야 [ 국내주요출원인의출원현황 ] 대기업의경우, 전반기에는한국서부발전과에스케이가각각 2건, 1건을출원하여출원건수가매우저조한편이였으나, 후반기에들어대우조선해양, 삼성중공업및현대중공업이관련분야에대한활발한특허활동을하고있는것으로분석됨 - 상위출원인으로나타난대기업은대부분후반기에들어서출원을시작한것으로보아신규시장진입자인것으로판단됨 - 최상위출원인인대우조선해양은국내대표적인조선업체이며, 지난 2007년 9월자본금 357억원을 100% 출자해이엔알을설립하여석유및가스, 광물자원탐사개발사업에주력하고있고, 자원탐사및개발, 시추에필요한해양플랜트설비와기술력이높은것으로조사됨 중소기업의경우, 전반기에는대광, 산하이앤씨, 센서테크가각각 1건씩출원하고있으며, 후반기에는은광산업이 5건을출원하여 1위를기록하였고그다음으로그린텍환경컨설팅, 동남플랜트산업, 렉터슨, 새한항업이각각 1건의특허를출원하였음

258 에너지자원활용 - 화석연료 - 중소기업의전체적인출원건수는 19건으로상당히낮은것으로나타났으며, 이는중소기업의연구규모상국가적차원의지원이부족할경우기술개발에한계가있기때문인것으로판단됨 대학 / 연구소 / 공공기관의경우, 전반기에는한국지질자원연구원, 고려대학교, 한국가스공사, 한국표준과학연구원이 1건내지 2건을출원하여저조한특허활동을보였으며, 후반기에는한국지질자원연구원이 26건을출원하여타출원인과다소큰격차를보이며최상위출원인으로나타남 [ 국내주요출원인의전 후반기출원현황 ] (3) 대표기술군선별 화석연료분야에서출원건수를기준으로다출원상위 IPC 20개를알아본후, 상위 10 개를선별하여대표기술군을선정함

259 전략분야 [ 다출원상위 20 개 IPC 중 10 개선별과정 ( 전체 )] [ 다출원상위 20 개 IPC 중 10 개선별과정 ( 전 후반기 )] 선정된주요 IPC로는 E21B-043의채굴정에서석유, 가스, 물, 용해성또는용융성물질또는광물의현탁액 ( 懸濁液 ) 을채취하기위한방법또는장치, G01V-001의지진학 ; 지진또는음향에의한탐광또는검출, E21B-033의시추공또는갱정의밀봉또는패킹, E21B-047의시추공 ( 試錐孔 ) 또는갱정 ( 坑井 ) 의조사 ( 굴착유체의압력또는흐름의감시, 물리검층 ), E21B-007의굴착을위한특수방법또는장치 ( 굴착기계를위한지지대 ), E21B-034의시추공또는갱정을위한밸브장치, E21B-023의갱정또는우물속에서공구, 패커 (packer) 또는유사한것을치환, 설치, 고정, 해제또는이동시키기위한장치, E21B-019의갱정밖에서의로드, 케이싱, 튜브또는유사한것의조작, E21B-049의갱정벽 ( 坑井壁 ) 의성질시험 ; 포오메이션테스트 ; 지중굴착또는갱정 ( 坑井 ) 에특히적용되는토양또는갱정 ( 坑井 ) 유체 ( 流體 ) 의시료 ( 試料 ) 를얻기위한방법또는장치로선별됨 주요 IPC에해당되는 IPC의분류코드를통해, 화석연료채굴기술, 지진학적탐사를위한데이터처리기술, 시추정벽패킹기술, 시추공및시추정주변상태측정기술, 전

260 에너지자원활용 - 화석연료 기적및자기적탐광기술, 시추장치및시추기술, 시추공및시추정용밸브장치, 시추용공구의고정장치및기술, 시추제어및시스템, 시추공및시추정내유체샘플채취및분석기술로 10개의대표기술군을최종선별함 [ 대표기술군요약 ] 대표기술 (IPC) IPC 코드 건수 대표출원인 대표기술 (IPC) 대표기술군 세부내용 E21B HALLIBURTONENERGYSE RVICE(US), SCHLUMBERGERTECHNO LOGY(US), BAKERHUGHES(US) E21B-043/00, E21B-043/24, E21B-043/16, E21B-043/26 화석연료채굴기술 1. 채굴정에서석유, 가스, 물, 용해성또는용융성물질또는광물의현탁액 ( 懸濁液 ) 을채취하기위한방법또는장치 2. 열을사용하는것, 예. 증기압입 ( 갱정을가열, 냉각또는격리하는것 ) 3. 탄화수소를채취하기위한강화회수법 4. 터진곳또는갈라진곳을형성하는것에의한것 G01V WESTERNGECO(US), SCHLUMBERGERTECHNO LOGY(US), GECOTECHNOLOGY(NL) G01V-001/28, G01V-001/38, G01V-001/00, G01V-001/40 지진학적탐사를위한데이터처리기술 1. 지진데이터의처리, 예. 분석, 해석, 수정을위한것 2. 관수영역에특히적합한것 3. 지진학 ; 지진또는음향에의한탐광또는검출 4. 우물검층에특히적합한것 E21B HALLIBURTONENERGYSE RVICE(US), SCHLUMBERGERTECHNO LOGY(US), BAKERHUGHES(US) E21B-033/12, E21B-033/13, E21B-033/138 시추정벽패킹기술 1. 패커 (packer); 플러그 ( 시멘팅을위하여사용하는것 ) 2. 구멍, 균열또는그와유사한것을막는또는시멘팅하는방법또는장치 3. 갱정벽의도장 ; 지층속에의주입 E21B SCHLUMBERGERTECHNO LOGY(US), BAKERHUGHES(US), HALLIBURTONENERGYSE RVICE(US) E21B-047/00, E21B-047/06 시추공및시추정주변상태측정기술 1. 시추공 ( 試錐孔 ) 또는갱정 ( 坑井 ) 의조사 2. 온도또는압력의측정 G01V SCHLUMBERGERTECHNO LOGY(US), BAKERHUGHES(US), HALLIBURTONENERGYSE RVICE(US) G01V-003/00, G01V-003/18 전기적및자기적탐광기술 1. 전기적또는자기적탐광또는검출 ; 지구자장특성의측정, 예. 편각또는편차의측정 2. 우물검층에특히적합한것 E21B SCHLUMBERGERTECHNO LOGY(US), WEATHERFORDLAMB(US), BAKERHUGHES(US) E21B-007/04, E21B-007/00 시추장치및시추기술 1. 경사파기 2. 굴착을위한특수방법또는장치 ( 굴착기계를위한지지대. 예. 데릭또는마스트 )

261 전략분야 대표기술 (IPC) IPC 코드 건수 대표출원인 대표기술 (IPC) 대표기술군 세부내용 E21B HALLIBURTONENERGYSE RVICE(US), SCHLUMBERGERTECHNO LOGY(US), BAKERHUGHES(US), WEATHERFORDLAMB(US) E21B-034/06, E21B-034/10, E21B-034/00, E21B-034/14 시추공및시추정용밸브장치 1. 갱정속에있어서의것 2. 지상에서공급되는제어유체에의하여조작하는것 3. 시추공또는갱정을위한밸브장치 4. 공구의움직임에의하여조작되는것, 예. 피스톤또는와이어라인공구에의해조작되는슬리이브밸브 E21B WEATHERFORDLAMB(US), BAKERHUGHES(US), HALLIBURTONENERGYSE RVICE(US) E21B-023/00, E21B-023/02, E21B-023/01 시추용공구의고정장치및기술 1. 갱정또는우물속에서공구, 패커 (packer) 또는유사한것을치환, 설치, 고정, 해제또는이동시키기위한장치 ( 케이싱, 스크리인 (screen) 또는라이나 (liner) 를설치하는것 2. 설치된니플 (nipple) 에또는튜빙 (tubing) 의인접부분간의요소에공구또는그의유사한것을고정하기위한것 3. 고정용공구또는그와유사한것 ( 갱정속에정착되는것 ) E21B WEATHERFORDLAMB(US), HALLIBURTONENERGYSE RVICE(US), SCHLUMBERGERTECHNO LOGY(US) E21B-019/00,E2 1B-019/16, 시추제어및시스템 1. 갱정밖에서의로드, 케이싱, 튜브또는유사한것의조작, 예데릭으로서의조작 ; 로드또는케이블을피딩 (feeding) 하기위한기계장치 ( 지상에서구동하는것 ) 2. 파이프커플링또는조인트의끼우고빼기 E21B SCHLUMBERGERTECHNO LOGY(US), BAKERHUGHES(US), HALLIBURTONENERGYSE RVICE(US) E21B-049/00, E21B-049/08 시추공및시추정내유체샘플채취및분석기술 1. 갱정벽 ( 坑井壁 ) 의성질시험 ; 포오메이션테스트 ; 지중굴착또는갱정 ( 坑井 ) 에특히적용되는토양또는갱정 ( 坑井 ) 유체 ( 流體 ) 의시료 ( 試料 ) 를얻기위한방법또는장치 2. 시추공 ( 試錐孔 ) 또는갱정 ( 坑井 ) 내에서유체시료를채취또는유체를시험하기위한것 나. 기술지수분석 (1) 기술성장성분석 기술성장성분석은전세계특허를대상으로진행하였으며, 화석연료분야의각국가의대표기술군별특허활동지수 (Activity Index) 138) 를분석전체기간에대해살펴봄

262 에너지자원활용 - 화석연료 [ 각국가의대표기술군별특허활동도지수 ( 전체 )] - 미국특허에서는시추장치및시추기술과시추공및시추정용밸브장치가타분야에비해상대적으로특허활동이높은것으로나타났으나, 특정분야에연구개발이집중되고있지않은것으로분석됨 - 한국특허에서는시추제어및시스템의특허활동지수가 3.62로가장높고, 그외시추공및시추정내유체샘플채취및분석기술, 전기적및자기적탐광기술, 시추장치및시추기술에서특허활동이활발한것으로분석됨 - 일본특허에서는전기적및자기적탐광기술이 4.19로특허활동이가장활발한것으로나타났으며, 지진학적탐사를위한데이터처리기술도 2.18로특허활동이활발한것으로분석됨 - 유럽특허에서는시추정벽패킹기술과시추공및시추정내유체샘플채취및분석기술이상대적으로특허활동이활발한것으로분석됨 138) 특정연구주체가특정기술분야에서차지하는상대적집중도를살펴보기위한지표로서, 그값이 1 보다큰경우에는특정연구주체가다른기술분야에비하여특정기술분야에상대적특허활동이활발함을나타냄

263 전략분야 화석연료분야의각국가의대표기술군별특허활동지수를전 후반기로비교해봄 [ 각국가의대표기술군별특허활동도지수 ( 전 후반기 )] - 미국특허에서는대표기술군모두전반기와후반기가유사한특허활동을나타나고있음 - 한국특허에서는시추공및시추정주변상태측정기술의특허활동지수가전반기에 0.58이였으나후반기에 2.05로증가하여상대적으로특허활동이매우증가한분야로분석되었으며, 반면시추제어및시스템은전반기에 4.51에서후반기에 2.05로특허활동이주춤한분야로분석됨 - 일본특허에서는시추공및시추정주변상태측정기술이전반기에 0.30에서후반기에 3.96으로증가하여후반기에특허활동이더욱활발해진분야인것으로나타났으며, 전기적및자기적탐광기술은전반기에 3.74로특허활동이활발하였다가후반기에는 0.38로특허활동이주춤한분야로분석됨 - 유럽특허에서는전반기에는시추정벽패킹기술의특허활동이가장활발한분야로나타났으나, 후반기에는시추공및시추정내유체샘플채취및분석기술이 1.85로특허활동이가장활발한것으로분석됨 화석연료분야의각대표기술군의최신특허비율 139) 및 PFS 140) 을살펴보면, 전반적으로

264 에너지자원활용 - 화석연료 최신특허비율및 PFS의평균값근처에위치한것으로보아기술군별편차가크지않은것으로분석됨 [ 대표기술군별 PFS/ 최신특허비율 ( 전체 )] - 화석연료채굴기술, 시추용공구의고정장치및기술, 시추공및시추정내유체샘플채취및분석기술의경우 PFS와최신특허비율이평균이상으로나타나시장확보력및최근기술개발정도가높은것으로분석됨 - 전기적및자기적탐광기술, 시추장치및시추기술, 시추제어및시스템은 PFS는평균이상으로시장확보력이높은편이나, 최근기술개발은상대적으로낮게나타남 - 지진학적탐사를위한데이터처리기술, 시추정벽패킹기술, 시추공및시추정용밸브장치는최근기술개발은상대적으로높은편이나, 시장확보력은낮은것으로나타남 - PFS와최신특허비율이모두평균이하로시장확보력및최근기술개발이상대적으로낮은분야는없는것으로나타남 (2) 기술수준분석 기술수준분석은전세계특허에나타나는특허의인용관계 ( 평균 CPP 141) ) 및경쟁력정 139) 최신특허비율 : 2009~2013 년전세계출원된특허를최신특허로분류함 140) PFS : 패밀리특허수를산정하여해외시장에진출정도를나타냄 141) 특허당타특허로부터의평균피인용도로서, 이값이높을수록기술적인면에서중요하다고볼수있음

265 전략분야 보 ( 평균 TS 142) ) 를이용하여대표기술군별원천성 / 기술경쟁력을살펴보면, 원천성 / 기술경쟁력모두평균값보다높은대표기술군은화석연료채굴기술, 시추정벽패킹기술인것으로나타나상대적으로기술수준이우수한것으로분석되어기술적인면에서중요한분야로판단됨 [ 대표기술군별 CPP/TS( 전체 )] - 시추장치및시추기술분야, 시추용공구의고정장치및기술, 시추제어및시스템이 TS가평균이하지만 CPP가평균이상으로나타나, 기술적으로많이인용되고있으나타기술군에비해상대적으로경쟁력은낮은기술군으로판단됨 - 지진학적탐사를위한데이터처리기술, 시추공및시추정주변상태측정기술, 전기적및자기적탐광기술, 시추공및시추정용밸브장치, 시추공및시추정내유체샘플채취및분석기술은 CPP와 TS가모두평균이하로나타나기술력및경쟁력이상대적으로낮은것으로분석됨 142) 대표기술군별평균피인용도에해당특허건수를곱하는값으로표현되며, 이값이높을수록기술수준이높아경쟁력있는대표기술군이라고판단할수있음

266 에너지자원활용 - 화석연료 (3) 중소기업적합성분석 중소기업적합성분석은한국특허를대상으로진행하였으며, 각대표기술군별중소기업의기술개발참여정도를판단함에따라국내중소기업의진출이용이한전략제품후보군을선별함 - 중소기업출원비율을살펴보면, 전기적및자기적탐광기술은관련국내특허건수 (13건) 중에서중소기업의출원건수 (3건) 비율이 23% 를차지하여타기술군보다상대적으로높은중소기업의출원비율을나타내고있음 - 중소기업출원인비율을살펴보면, 전기적및자기적탐광기술, 시추제어및시스템, 지진학적탐사를위한데이터처리기술은각각 30%, 25%, 22% 를차지하여타기술군보다상대적으로높은중소기업출원인비율을나타내고있음 - 시추용공부의고정장치및기술은중소기업출원비율및출원인비율이 100% 로나타났으나관련특허건수가 1건이므로중소기업의출원비율이높다고보기어려움 - 종합적으로살펴보면, 전기적및자기적탐광기술이중소기업출원비율및중소기업출원인비율이상대적으로높아국내중소기업의진출이용이한전략제품군으로판단됨 [ 중소기업적합성분석 ] 대표기술군 국내특허 중소기업 특허건수출원인수특허건수출원인수 중소기업출원비율 143) 중소기업출원인비율 144) 화석연료채굴기술 % 6% 지진학적탐사를위한데이터처리기술 % 22% 시추정벽패킹기술 % 0% 시추공및시추정주변상태측정기술 % 0% 전기적및자기적탐광기술 % 30% 시추장치및시추기술 % 0% 시추공및시추정용밸브장치 시추용공구의고정장치및기술 % 0% % 100% 시추제어및시스템 % 25% 시추공및시추정내유체샘플채취및분석기술 % 0% 143) 중소기업출원비율 : 국내에서출원된전체특허중에서중소기업에서출원한비율 144) 중소기업출원인비율 : 국내에서출원한출원인전체중에서중소기업출원인비율

267 전략분야 다. 종합결론 화석연료분야의전체대상특허 15,394건에대한각국가의연도별출원동향을살펴보면, 전반적으로지속적인출원이이루어지는분야이며, 전체출원건수는미국의출원건수에크게영향을받고있는것으로나타났고, 미국이타국가에비해매우활발한특허활동을하고있으며, 2005년도에일시적으로감소하였지만현재까지꾸준히증가하는추세를보이고있음 한정된매장량과환경오염이라는화석연료의한계는최근들어각종신기술의개발로인해부존생명이연장되고, 새로운가치를생산해내고있어, 화석연료분야는현재까지꾸준히관심을가지고연구개발되고있는것으로사료됨 유럽은분석초기구간부터현재까지등락을반복하면서꾸준한특허출원을하고있으며, 일본과한국의특허활동은미국에비해매우저조한것으로나타났으며, 이러한추세는미국이화석연료자원개발에있어서기술력과자본력이충분히뒷받침되고있기때문인것으로판단됨 해외특허주요출원인의출원현황을살펴보면, 연구소 / 대학보다는기업출원이압도적이며, 미국특허의비율이상당히높고, 미국국적의 SCHLUMBERGER TECHNOLOG, HALLIBURTON ENERGY SERVICE, BAKER HUGHES의출원이주도적으로나타남 특허점유율이가장높은미국특허에서는특정분야에연구개발이집중되고있지않은것으로나타났고, 한국특허에서는시추제어및시스템의특허활동이가장활발한것으로분석되었으며일본특허에서는전기적및자기적탐광기술의특허활동이가장활발하며, 유럽특허에서는시추정벽패킹기술과시추공및시추정내유체샘플채취및분석기술이상대적으로특허활동이활발한것으로분석됨 화석연료분야의최신특허비율및시장확보력에서는대표기술군별편차가크지않은것으로나타났으며, 화석연료채굴기술, 시추정벽패킹기술이원천성및기술경쟁력이모두우수한것으로분석되어기술적인면에서중요한분야로판단되며, 또한, 전기적및자기적탐광기술은중소기업출원비율및중소기업출원인비율이상대적으로높아국내중소기업의진출이용이한전략제품군으로판단됨 각대표기술후보군의특허지수를종합분석한결과, 화석연료채굴기술, 시추제어및시스템관련기술군은기술성장성및기술수준분석결과상대적으로타기술군에비해높은수준으로나타나해당분야의시장형성및기술개발이활발한것으로판단되며, 중소기업적합성이상대적으로높게평가된전기적및자기적탐광기술은기술수준은

268 에너지자원활용 - 화석연료 낮으나기술성장성은높게평가되어국내중소기업이해당분야에서기술개발을고려해볼수있는후보군으로사료됨 [ 특허분석종합평가표 ] 기술성장성분석기술수준분석중소기업적합성 대표기술군 특허건수 AI 종합최근특허비율 PFS 평가 145) CPP TS 종합평가 146) 출원비율 출원인비율 종합평가 147) 화석연료채굴기술 中 上 4% 6% 下 지진학적탐사를위한데이터처리기술 上 下 17% 22% 中 시추정벽패킹기술 下 上 0% 0% 下 시추공및시추정주변상태측정기술 전기적및자기적탐광기술 下 下 0% 0% 下 上 下 23% 30% 中 시추장치및시추기술 下 中 0% 0% 下 시추공및시추정용밸브장치 시추용공구의고정장치및기술 下 下 0% 0% 下 中 中 100% 100% 上 시추제어및시스템 上 中 18% 25% 中 시추공및시추정내유체샘플채취및분석기술 上 下 0% 0% 下 145) 기술성장성분석종합평가기준표 AI 최신특허비율 / PFS( 시장확보력지수 ) 의미 상 ( 上 ) 1 초과구간최신특허비율과 PFS 모두평균이상일경우 1 초과구간최신특허비율과 PFS 중 1 개가평균이상일경우 특허활동도가크고, 최근연구개발이많고해외특허출원이높아현재선도하는대표기술군으로평가하여종합평가상 ( 上 ) 으로판단함 특허활동도가크고, 최근연구개발이많거나해외특허출원이많은현재선도가능성이큰대표기술로평가하여종합평가상 ( 上 ) 으로판단함 중 ( 中 ) 1 초과구간최신특허비율과 PFS 모두평균이하일경우 1 이하최신특허비율과 PFS 모두평균이상일경우 특허활동도가크나, 최근연구개발이나해외특허출원이낮아앞으로유망할대표기술군으로평가하여종합평가중 ( 中 ) 으로판단함 특허활동도가낮은편이나, 최근연구개발과해외특허출원이높아서최근유망하거나시장이형성되고있는대표기술군으로평가하여종합평가중 ( 中 ) 으로판단함 하 ( 下 ) 1 이하최신특허비율과 PFS 중 1 개가평균이하일경우 1 이하최신특허비율과 PFS 모두평균이하일경우 특허활동도가낮고, 최근연구개발이적거나해외특허출원이낮아잠재력이있지만유망성이낮은대표기술군으로판단하여종합평가하 ( 下 ) 로판단함 특허활동도가낮고, 최근연구개발이적거나해외특허출원이낮아유망성이매우낮은대표기술군으로판단하여종합평가하 ( 下 ) 로판단함 146) 기술수준분석종합평가기준 : CPP, TS 값이모두평균이상 ( 上 ), 모두평균이하 ( 下 ), 그외 ( 中 ) 147) 중소기업적합성평가기준 : 출원비율, 출원인비율이모두평균이상 ( 上 ), 모두평균이하 ( 下 ), 그외 ( 中 )

269 전략분야 5. 시사점및제언 화석연료산업은국가에너지자원확보의비타민역할을할뿐아니라셰일혁명에따른각종연관산업의신수종사업진출의교두보역할을수행할지식기반기술산업으로서유전개발사업총소요비의 90% 가기술제공분야에집중될만큼천문학적시장규모의산업임 화석연료개발사업은국가의에너지안보차원에서필수적인참여분야이면서최근들어국내유망투자처상실에따른대체투자분야로서금융기관등재무투자자에게도매우중요한투자분야가되고있음 그러나대부분의석유가스전사업진출및운영단계에서외국의기술기업들에거의전적으로의존하고있어서막대한기술비용유출, 노하우축적상실, 유망사업자주발굴상실과관련인력양성실패가반복되고결과적으로성공적사업수행에큰악영향을미치고있음 한국의경우토종자원개발기술기업은 2004년에너지홀딩스그룹을출발로 2013년 7월현재 28개기업이해외자원개발협회에등록되어있으며아직중소기업수준임 국내토종화석연료개발기업의경우대부분유전개발경험이거의없는기업이나재무투자자를대상으로지질조사및탐사, 사업발굴, 교육, 거래자문, 매장량평가, 기술자료해석등을수행하고있으며일부서비스기업은공기업이나공적금융기관을대상으로교육훈련, 전략자문, 투자자문등의역할을수행중임 국내토종화석연료개발기업들은아직그영향력이크지않지만사업평가분야는이미재무투자자들을상대로큰역할을감당하고있으며, 향후해외기술의존탈피에의한수입대체효과, 고용창출, 전문기술자립화를통한양질의유가스사업확보, 국가에너지자립도증가, 환경등연관파생분야시너지등신성장동력으로서큰사업기회를선사하는만큼짧은시간안에관련산업을도약시킬수있는정부와산업체의노력이절실히요구되는시점임 - 셰일가스혁명에힘입어탐사, 시추, 생산등밸류체인상의각종기술제공뿐아니라시추강관등부품소재, 수처리등환경, 디지털오일등 IT 기술의융복합산업으로성장예상되므로기존의강점산업군을결합한융복합지원책마련이필요함 셰일가스혁명의영향으로정확한회수가치산출, 최적시추기획, 분지해석, 매입후운영시스템구축등투자단계와운영단계에서기술을제공해줄관련기업체가절대적으로필요하고그수요가시급을요하며급증할것으로예상됨. 따라서토종에

270 에너지자원활용 - 화석연료 너지자원개발기술기업들이글로벌경쟁력을갖추도록공기업의용역수행기회부여, 각종정부 R&D 참여등수요기반을확대시킬수있는국가정책이필요함 - 에너지자원개발기술기업들에대한각종정책지원, 금융 / 세제혜택마련 - 금융기관이나기업등유전개발투자를원하는수요자에게교육및홍보를할수있는국가차원의노력필요 [ 화석연료분야주요제품 ] 분야제품설명출처 산업기술분류코드 대분류중분류소분류 전통형석유가스 전통적인생산방식을이용한육상의석유가스전을통해대규모로개발 운영 생산되는석유가스 전문가화석연료에너지자원개발기술 한계형석유가스 일반적인환경이아닌한계상황인극지, 심해, 오지등지에서의석유가스전을통해개발 운영 생산되는석유가스 전문가화석연료에너지자원개발기술 화석연료 비전통형석유 전통적인기술이나방식으로는생산이불가능하고채산성이없는오일샌드 (Oil sand), 셰일오일 (Shale oil), 초중질오일 (Heavy oil), 치밀오일 (Tight oil) 등과같은석유 전문가화석연료에너지자원개발기술 비전통형가스 전통적인기술이나방식으로는생산이불가능하고채산성이없는셰일가스 (Shale gas), 석탄층가스 (CBM), 치밀가스 (Tight gas) 등과같은가스 전문가화석연료에너지자원개발기술

271 - 화석연료 화석연료전략제품분석

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273 전략제품 화석연료 1. 개요 - 정의 : 화석연료에너지자원을개발하는넓은범위의기술로서전통석유가스자원의탐사, 개발, 시추, 생산, 운영기술개발및시스템구축과비전통가스자원의탐사, 개발, 시추, 운영기술개발을말함. - 범위 : 화석연료에너지자원에대한중 소규모의조사, 탐사, 개발, 생산기술로기존의전통적인탄화수소뿐만이아니라셰일가스 (shale gas), 석탄층메탄 (Coal Bed Methane: CBM), 치밀저류층가스 (tight reservior gas), 가스하이드레이트 (gas hydrate) 등비전통가스자원에대한탐사, 개발, 생산, 관련장비제조산업을포함함. 가. 정의및필요성 비전통에너지자원의지질학적인정의는기존의석유씨스템의구성요소인근원암, 이동, 저류층, 트랩, 덮개암중의하나혹은그이상의요소가부족한탄화수소자원을의미하고공학적으로는기존의석유가스개발기술로생산가능한자원을제외한화석연료를정의함. 비전통에너지자원은비전통석유와비전통가스로나뉘어지며비전통가스자원은셰일가스 (shale gas), 석탄층메탄가스 (CBM, coalbed methane), 치밀저류층가스 (tight reservoir gas), 가스하이드레이트 (gas hydrate) 등을포함함. [ 전통및비전통석유가스자원의개념도 ] 셰일자원중셰일가스의원시매장량은 700조 m3, 가채매장량은 187조 m3 로인류가최대 200년간사용할수있는양으로전통가스의매장량 (187.1조 m3) 과같은양의셰일가스가지구상에매장되어있는것으로파악되었음

274 에너지자원활용 - 화석연료 - 화석연료 [ 전세계셰일가스매장량및지역, EIA 2012] 미국은셰일가스로인해세계제1위가스생산국이되었으며미국내가스값의하락으로셰일가스산업은미국내의경기회복이중추산업으로급부상하고있고값싼셰일가스를이용한전력생산을통해미국내의모든제조업의경쟁력이높아지고있음. 석탄층메탄가스 (coalbed methane; CBM) 는지하심부에매몰된식물이고온고압환경에서석탄화되는과정에서형성된가스, 세계매장량은 9,051Tcf 이고 95% 이상이메탄가스로서가격이저렴할뿐만아니라청정한화석연료로분류됨. 석탄층가스는석탄이탄화될때생성되는가스이며석탄자원이존재하는곳에서는항상존재하므로세계적으로고르게분포하고있는석탄자원과마찬가지로광범위한지역에널리분포됨. 석탄이매장되어있는 70여개의나라에석탄층가스생산가능성이존재하지만, 미국, 캐나다, 중국, 호주등에서는이미상업적인생산을하고있고아시아국가로는인도네시아, 베트남, 미얀마, 캄보디아, 카자흐스탄, 인도등이유망함

275 전략제품 [ 석탄층의세계분포 ] 치밀저류층가스 (tight reservoir gas) 는투과율이 0.1 md 미만인저류층에가스가배태되어있는것으로셰일가스전과유사하나셰일가스는저류층이근원암인셰일인데비해치밀가스층은근원암과저류층이다르다는점이다름. - 세계의치밀저류층가스의매장량은 1,200 TcF 에달함. 가스하이드레이트는영구동토나심해저의저온과고압 (0 26atm, 10 76atm) 상태에서천연가스가물과결합해생긴고체에너지원으로외견상드라이아이스와유사하고불타는얼음이라불리기도함. 전세계의매장량은약 10조톤추정 (LNG 환산톤기준 ) 되고있고전세계영구동토지역과심해저퇴적층에광범위하게분포하며시베리아, 알라스카등동토층과일본해역, 미국동부해저, 캐나다밴쿠버해저, 뉴질랜드심해저, 한국등 300m 이상의심해저에서부존이확인되고한국, 미국, 일본, 카나다등에서실물가스하이드레이트가채취됨. 나. 범위및분류 ( 제품분류관점 ) 화석연료개발기술은전통석유 / 가스조사, 탐사, 개발, 생산, 시추기술로기존의전통적인석유 / 가스탐사개발뿐만이아니라셰일가스 (shale gas), 석탄층메탄 (Coal Bed Methane: CBM), 치밀저류층가스 (tight reservior gas), 가스하이드레이트 (gas hydrate) 등비전통가스자원에대한조사, 탐사, 개발, 시추, 생산기술등으로구성됨

276 에너지자원활용 - 화석연료 - 화석연료 화석연료는크게전통석유가스, 한계형석유가스, 비전통형석유, 비전통형가스로구분되며, 전통형석유가스는지질 / 지화학조사및탐사, 탄성파탐사, 전기 / 전자탐사, 자력탐사, 탐사자료전산처리및자료해석, 시추공설치 / 개보수 / 폐공, 시추선운영, 수압파쇄기술, 시추공내물리검층수행및지층의물리적특성도출, 초기부존량파악을위한생산성시험, 미래생산추세예측을위한유정의물리적특성해석, 시추코어및암편의지질, 지화학, 물성분석, 육상, 해상광구개발설계, 유전환경평가, 수처리, 모니터링, 분석장비, 시추기, 탐사 / 시추선등을포함함. - 비전통형가스는셰일가스 (shale gas), 석탄층메탄 (Coal Bed Methane: CBM), 치밀저류층가스 (tight reservior gas), 가스하이드레이트 (gas hydrate) 등비전통가스자원에대한조사, 탐사, 개발, 시추, 생산기술로구성되어있음. - 셰일가스는지질 / 지화학조사및탐사, 물리탐사자료처리및해석, 저류층평가, 시추공설치, 수압파쇄기술, 시추공내물리검층수행및물리적특성도출, 시추코어및암편채취후지질, 지화학, 물성분석, 지하수환경평가, 수처리, 모니터링, 수평시추장비제조, 수압파쇄장비제조등을포함함. - 또한석탄층메탄가스는지질 / 지화학조사및탐사, 물리탐사자료처리및해석, 석탄층가스분석, 석탄층물선 ( 균열 ) 파악기술, 석탄층메탄가스자원량, 매장량및생산성평가기술, 시추공설치 / 개보수, 수평시추기술, 생산예측시뮬레이션공정, 시추공내물리검층수행및물리적특성도출, 석탄층코어및암편지질, 지화학, 물성분석, 수처리, 현장시험생산및생산성향상예측기술등을포함함. [ 화석연료분류관점의세부제품범위 ] 대분야중분야세부제품 화석연료 전통석유가스 셰일가스 석탄층메탄가스 치밀저류층가스 가스하이드레이트 탄성파탐사, 전기 / 전자탐사, 자력탐사, 탐사자료전산처리및자료해석, 시추공설치 / 개보수 / 폐공, 시추선운영, 수압파쇄기술, 시추공내물리검층수행및지층의물리적특성도출, 초기부존량파악을위한생산성시험, 미래생산추세예측을위하여유정의물리적특성해석, 시추코어및암편채취후지질, 지화학, 물성분석, 육상, 해상광구개발설계, 장비선정, 유전환경평가, 수처리, 모니터링, 분석장비, 시추기, 탐사 / 시추선등 지질 / 지화학조사및탐사, 물리탐사자료처리및해석, 저류층평가, 시추공설치, 수압파쇄기술, 시추공내물리검층수행및물리적특성도출, 시추코어및암편채취후지질, 지화학, 물성분석, 지하수환경평가, 수처리, 모니터링, 수평시추장비제조, 수압파쇄장비제조등 지질 / 지화학조사및탐사, 물리탐사자료처리및해석, 석탄층가스분석, 석탄층물선 ( 균열 ) 파악기술, 석탄층메탄가스자원량, 매장량및생산성평가기술, 시추공설치 / 개보수, 수평시추기술, 생산예측시뮬레이션공정, 시추공내물리검층수행및물리적특성도출, 석탄층코어및암편지질, 지화학, 물성분석, 수처리, 현장시험생산및생산성향상예측기술등 지질 / 지화학조사및탐사, 물리탐사자료처리및해석, 시추공설치 / 개보수, 수압파쇄기술, 시추공내물리검층수행및물리적특성도출, 시추코어및암편의지질, 지화학, 물성분석, 유전환경평가, 수처리, 모니터링등 지질 / 지화학조사및탐사, 물리탐사자료처리및해석, 시추공내물리검층수행및물리적특성도출, 시추코어및암편채취후지질, 지화학, 물성분석, 가스하이드레이트매장량평가기술, 가스하이드레이트생산기술 ( 감압법, 열수주입볍, 인히비터주입법, 이산화탄소치환법 ) 등

277 전략제품 따라서, 화석연료의범위는 - 기존의전통적인석유 / 가스조사, 탐사, 개발, 시추, 생산기술뿐만이아니라관련장비개발을포함하고셰일가스 (shale gas), 석탄층메탄 (Coal Bed Methane: CBM), 치밀저류층가스 (tight reservior gas), 가스하이드레이트 (gas hydrate) 등비전통가스자원에대한조사, 탐사, 개발, 시추, 생산기술을모두포함함. - 기술적으로는전통석유가스의경우에는탄성파탐사, 전기 / 전자탐사, 자력탐사, 탐사자료전산처리및자료해석, 시추공설치 / 개보수 / 폐공, 시추선운영, 수압파쇄기술, 시추공내물리검층수행및지층의물리적특성도출, 초기부존량파악을위한생산성시험, 미래생산추세예측을위하여유정의물리적특성해석, 시추코어및암편채취후지질, 지화학, 물성분석, 육상, 해상광구개발설계, 장비선정, 유전환경평가, 수처리, 모니터링, 분석장비, 시추기, 탐사 / 시추선등을포함하고비전통가스의경우에는지질 / 지화학조사및탐사, 물리탐사자료처리및해석, 저류층평가, 시추공설치, 수압파쇄기술, 시추공내물리검층수행및물리적특성도출, 시추코어및암편채취후지질, 지화학, 물성분석, 지하수환경평가, 수처리, 모니터링, 수평시추장비제조, 수압파쇄장비제조등을포함함. 2. 산업및시장분석 - 화석연료에너지자원개발산업은세계적으로수백조원규모로형성되어있는거대시장으로석유는앞으로도앞으로 50 년을더사용할수있는양이매장돼있고셰일가스, 오일셰일등비전통자원을포함하면 250 년을더쓸수있는자원이있음 - 국내의화석연료개발기업, 특히중소기업은아직국제적인기업에비해규모도적고, 영세한수준이지만정부차원의지원에힘입어해외에너지자원탐사 / 개발생산 / 평가및운영분야의기술지원을추진하고있음 - 전세계의전통석유가스산업시장은 2012 년 4 조 2 천억달러규모이나 2017 년에는약 12.8% 정도증가한 5 조 5 천억달러의규모가될것으로전망하고있음. - 전세계의비전통석유가스산업의시장은 2012 년 1 조달러수준이었지만 2017 년 516% 증가한 5 조 5 천억달러로급성장할것으로전망됨. 가. 니즈분석 전통석유가스분야 : 개발및생산의피크를지나극한오일, 비전통에너지자원등새로운에너지원필요 시장니즈 1 : 신흥산업국의에너지수요의급증으로인한에너지불안정성지속 세계에너지기구 (IEA) 는 2008년 ~2015년까지배럴당평균유가가 100달러, 2015년 ~2030 년까지 120달러에달할것으로전망했으며 Forum the Future 의공격적시나리오는선박과항공의가격상승과국제무역충돌로인해 2022년에유가가배럴당 400달러까지육박할것으로예측되고있음

278 에너지자원활용 - 화석연료 - 화석연료 국가간글로벌자원확보경쟁이치열해지고자원보유국의자원민족주의가재부각되면서자원전쟁이본격화되고, 중국, 일본의경우막대한해외투자를통해공격적으로자원을확보하고있으며, 자원부국과의협력채널을구축하는등글로벌자원확보경쟁이심화되고있음. 시장니즈 2 : 원전불안정성에의한에너지믹스의변화및화석연료의수요증가 지난해일본에서있었던후쿠시마원전사고로인해원전에대한안정성에의문을제기하게되어세계의많은국가들이에너지믹스중원전의비중을낮추고있음. 특히우리나라의경우제2차국가에너지기본계획 ( ) 에서에너지자원에대한기본방침은공급관리에서수요관리위주로바꿀것을권고하고있고에너지믹스도 2035년까지원전비중을기존의 41% 에서 20% 선으로유지할것을권고하고있음. 에너지믹스에서원전의부족분을셰일가스나오일샌드등의비전통화석연료로대체할것을권하고있음. 시장니즈 3 : 극한오일탐사및개발수요증가 세계에너지기구 (IEA) 의전망에의하면 2035년석유, 가스자원의에너지수요는각각 27.4%, 23.3% 로현재의에너지수요보다석유는줄고가스가소폭상승하는변화는있지만인류는탄화수소에너지에의존하는비중은여전히매우높을것으로예측하고있음. 하지만지구상의석유와가스전의발견비율은점점줄어들고있어서전세계의석유, 가스탐사및개발은심해나극한지역에있는극한오일 (extreme oil) 에집중되고있음. 극한오일은극지방, 심해, 오지의석유, 가스전탐사, 개발, 시추, 생산을말하는것으로유가의변동에따라서개발가능성이유동적임. 이지오일 (Easy Oil) 시대가마무리되며, 심해및극지와같은프론티어지역에부존된다량의석유 (90억 bbl), 가스 (1,670TCF) 의선점을위해, 북극해접경지역국가간의치열한영해권다툼이이루어지고있으며, 상업적개발을위한탐사와개발이활발히진행되고있음. 비전통가스분야 : 시장니즈 4 : 지구환경보전을위해비전통, 미래형가스자원개발수요증가

279 전략제품 지속가능한발전과지구환경보전의중요성이부각됨에따라기존의석유ㆍ가스와같은자원이외에비전통형석유가스자원이나가스하이드레이트와같은미래에너지자원의중요성이강화되고있음 비전통가스자원의경우회수기술의미비와경제성문제로과거에는상업적으로생산되지못하였으나, 최근고유가가지속되고수평시추와수압파쇄와같은회수기술이급격히발달하게됨에따라개발및생산이점차활발해지고있으며상업적으로매우커다란성공을거두고있음. 특히미국의경우에는생산되는셰일가스의공급초과에의해에너지시장에서거래되는가스단가가 2US달러 /mmbtu로하락하였고장기적으로도 10US달러 /mmbtu이하의단가가유지될것으로전망됨에따라난방, 전기및산업용에사용되는에너지를셰일가스로전환하고있고생산비절감에따른경제발전에커다란도움을줄것으로예상함. [ 화석연료분야의 PEST 분석 ] 구분주요이슈단기 (3 년이내 ) 중장기 (4 년이상 ) 비고 정치 (P) 촉진 자원전쟁, 자원무기화에의한글로벌경쟁, 셰일가스혁명에따른확보경쟁 상 중 하 상 중 하 글로벌에너지자원확보경쟁심화 저해 세계경제의불확실성, 에너지자원민족주의심화 상 중 하 상 중 하 에너지자원민족주의심화 경제 (E) 촉진 정부의에너지자원개발기술육성정책 상 중 하 상 중 하 저해기술시장의외국기업선호 상 중 하 상 중 하 정부의해외자원개발내실화정책 국내관련중소기업육성으로시장석유산업기술시장점유율증가 사회 (S) 촉진 융복합기술수요증가 상 중 하 상 중 하 저해낮은인식도 상 중 하 상 중 하 화석연료기술산업과시추장비, 시추선, 철강산업의융복합가능 에너지자원의확보에대한사회적인중요성및인지도낮음 기술 (T) 촉진 저해 기술자립화및원천기술확보수요증가 낮은이해도및기술교류 상 중 하 상 중 하 국내원천기술확보로세계화석연료시장진출 상 중 하 상 중 하융복합연구강화

280 에너지자원활용 - 화석연료 - 화석연료 나. 산업특징및구조 화석연료에너지자원개발기술산업은한국석유공사, 한국가스공사, 한국광물자원공사등공기업과에너지자원개발대기업위주로성장하였으며, 대규모투자금액을바탕으로기초탐사부터생산까지대단위규모로운영되어왔으나국내자원개발기술산업의기반부족으로기술부분은주로해외자원개발기업에전적으로의존하는형태임 - 기술제공분야에서는지질조사및탐사, 물리탐사자료취득및처리, 탐사자료해석, 시추위치선정및시추등전문적기술용역제공, 전문 S/W 및장비를활용하여지질조사, 탐사, 채굴활동을수행함 화석연료에너지자원개발기술산업은유가스전개발의핵심경쟁력분야로서대형메이저급회사에서부터지역의군소서비스회사에이르기까지다양한형태로존재함 - 에너지자원개발시소요비용의 90% 가기술비용으로사용될만큼광구선정단계에서유가스전현장운영에이르기까지절대적인부분을차지함 - 최근셰일가스혁명에따른수요증가로시장은더욱성장하고있으며국내기업및금융기관의투자확대로인하여유전개발투자관련기술시장도점차성장하는추세임 - 한국에서는 2013년현재 23개자원개발기술기업이해외자원개발협회에등록한상태임 화석연료에너지자원개발기술산업의기본적인개념은유가스전개발사업의전단계에서자원사업투자자혹은사업자의성공적인사업진행을위한각종기술을제공하는지식기반의기술산업임. - 자원개발기업에게매입, 운영, 매각전단계에서기술제공, 사업평가, 현장운영등을외주제공함으로써자원개발사업의성공을위한중추적인역할을수행하고있음 - 표면상으로는에너지자원개발투자기업 ( 석유공사, 광물공사, SK 에너지, 대우인터내셔날, 삼성물산, GS 칼텍스등 ) 이부각되나, 실제로는유가스전개발기술기업이외주를통해사실상사업대부분을대행함. 국내의화석연료에너지자원개발산업은한국석유공사, 한국가스공사혹은민간대기업위주로해외사업에서탐사및개발혹은생산유전매입의형태로수행되었고화석연료기술산업은외국의기술력에주로의존해왔음. 국내의에너지자원개발기술기업은아직국제적인화석연료에너지개발기술기업에비해규모도적고, 영세한수준이지만재무투자자의투자안내, 기본적인제3자평가, 현장운영노하우축적, 기술자립, 인력양성등여러강점을기대할수있어서정부차원에서도 해외자원개발사업에소요되는자금의융자기준 ( 지식경제부고시제 호 ) 제 7조제4항에근거하여다양한육성및지원전략을추진하고있음

281 전략제품 - 해외자원개발협회는현재자원개발기술기업에대해등록제를진행하고있는데, 2012 년 9월현재총 23개기업이등록을한상태임. 국내의에너지자원개발기술기업은아직국제적인서비스기업에비해규모도적고, 영세한수준이지만정부차원의지원에힘입어해외에너지자원탐사 / 개발생산 / 평가및운영분야의기술지원을추진하고있음. [ 화석연료개발중심의연관산업구조 ] 후방산업화석연료에너지자원개발산업전방산업 - 지질 / 지구물리조사및탐사기술 - 시추및생산기술산업 - 시추선건조산업 - 시추장비제조산업 - 부품소재산업 - 환경산업 - 컴퓨터및기타 IT 산업 - 전통석유가스탐사, 개발, 시추, 생산, 운영산업 - 비전통석유가스탐사개발, 시추, 생산, 운영산업 ( 셰일가스, 셰일오일, 석탄층가스, 치밀가스, 오일셰일등 ) - 유가스전금융투자산업 - 정유및정제석유화학산업 - 석유 / 가스관플랜트산업 - 석유 / 가스저장소설계및비축기지구축산업 [ 화석연료개발중심의 SWOT 분석 ] 강점 (Strength) - 세계 5 위의화석연료소비국으로정부의해외자원개발정책지속및강화 - 선박, IT, 강관산업등기술우위산업과융합필요 - 세계유일의 탈최빈국, 선진국도약 국가이미지로해외자원개발시해당국의거부감미약 기회요인 (Opportunity) - 원전의불안정성및국내기술문제로에너지믹스중화석연료수요증가 - 비전통형가스, 특히셰일가스의상업화성공에따른새로운기술시장확대 약점 (Weakness) - 공기업및민간대기업위주의해외자원개발진출 - 화석연료개발기술산업은주로해외기업에의존 - 국내비전통가스개발현장의부재로인한원천기술개발난해 - 선진국기술산업의기술력우위 - 원천기술및관련전문기술인력부족 - 중소기업위주의산업진출기회부족 위협요인 (Threat) - 세계적인자원전쟁심화및에너지자원민족주의강화 - 선진국기업들의화석연료기술산업시장선점에의한높은진입장벽 - 자국산업보호및육성을통한해외국가의적극적인자국업체지원책추진 다. 시장현황 / 전망분석 2000년대이후신흥공업국 ( 인도, 중국, 브라질등 ) 의에너지수요증가에따른고유가지속및산유국의자원무기화정책으로개발이용이한대규모석유가스전광구확보가현실적으로점점어려워짐. 전세계의전통석유가스산업시장은 2012년 4조2천억달러규모이나 2017년에는약 12.8% 정도증가한 5조5천억달러의규모가될것으로전망하고있음

282 에너지자원활용 - 화석연료 - 화석연료 전세계의비전통석유가스산업의시장은 2012년 1조달러수준이었지만 500% 이상증가한 5조달러래도급성장할것으로전망됨 년 최근전세계주요석유업체및독립기업들은수압파쇄기법과수평정시추기술과같은생산기술혁신에의하여비전통에너지자원중하나인셰일가스생산비용단가가급락함으로써, 풍부한매장량 (187조 m3) 과고른분포, 온실효과유발가스방출이적은청정에너지인셰일가스생산을활발히진행중이고셰일가스탐사및생산기술개발에투자를확대하고있음. 비전통유가스전의강세에따라연간 1,500여개의비전통유가스전개발이추진될것으로전망되며, 향후연간 2-3조이상규모시장을형성할것으로전망하고있음 - 북미의비전통유가스전개발활성화에따라북미에서유가스산업용튜브와파이프라인강재산업이강세를보이고있음. - 강재의판매량은연간 2배증가, 제품가격은톤당 1,494불에서 1,612불규모로연간 8% 상승 (2010년에서 2011년 ) 환경산업의경우에는비전통유가스전개발의특성에따라수처리공정이필수적이며, 수처리장비의시장은 2012년도에달러51.7백만에서 2017년도에는달러139.4백만로성장할것으로전망하고있으며, 고성능수처리장치의시장은 2013년도의달러8백만에서 2017년에는 4배인달러32백만으로성장할것으로내다보고있음 (AWI/GWI 2012 년도 Report)2017 년 516% 증가한 5조5천억달러로급성장할것으로전망됨. LNG 플랜트산업규모는 2008년에서 2030년까지 100개플랜트가구축될예정이며, 3,420억달러로전망하고있음 - 에너지자원개발기술기업중, EQT Corporation(NYSE에상장된 Fortune 500대기업, 직원 1,800명, 영업이익약달러1.32B) 은피츠버그에기반을둔북미의대표적인천연가스기업으로아팔라치안분지의가장큰천연가스 E&P회사이자셰일가스, 치밀가스및석탄층메탄 (CBM) 을개발하고있음 년까지 326개의수평시추를하였고그로인하여 EQT의아팔란치아추정 (probable) 매장량의 28% 가증가하는현상을보였음 년까지 EQT가직접혹은간접적으로 14,000여개의고용창출하였고이회사가운영하는 4개주 ( 캔터키, 펜실베니아, 버지니아, 서부버지니아 ) 에서 13.4억달러에달하는경제적가치를창출하였음 국내의전통석유가스산업시장은 2012년기준 61억달러수준이었지만 2017년에는약 13% 증가한 84억달러에달할것으로전망하고있음

283 전략제품 국내의비전통석유가스산업시장은 2012년기준 8억달러수준이지만 2017년에는약 300% 증가한 24억달러까지급상승할것으로예상됨. 이렇듯국내산업계도셰일가스의중요성을인식하여셰일가스개발에대한관심이급증하고있지만, 해외셰일가스플레이지분참여가대부분이고, 셰일가스개발생산관련기술수준이셰일가스개발선도국인미국에비해낮은것으로평가되며 ( 약30%) 전문인력이매우부족하므로연구개발을통한원천기술확보및전문인력양성이매우시급한실정임. [ 화석연료자원개발기술시장현황및전망 ] ( 단위 : 억달러 ) 구분 년도 성장률 (%) (2012~2017) 세계시장 전통에너지자원개발기술산업 비전통에너지자원개발산업 석유가스탐사, 개발, 시추, 생산, 운영산업 셰일가스, 셰일오일, 석탄층가스, 치밀가스, 오일샌드의탐사, 개발, 시추, 생산, 운영산업 42,767 45,000 47,000 50,000 52,000 55, % 10,650 20,000 30,000 35,000 40,000 55, % 국내시장 전통에너지자원개발기술산업 비전통에너지자원개발산업 석유가스탐사, 개발, 시추, 생산, 운영산업 셰일가스, 셰일오일, 석탄층가스, 치밀가스, 오일샌드의탐사, 개발, 시추, 생산, 운영산업 % % ( 해외자원개발협회통계, 2012; Oil & Gas Journal, 2013; BP Statistics 2013 등 ) 라. 공급망 ( 분류 ) 에따른분석 화석연료에너지자원개발기술기업은유망광구의지질, 지화학조사, 탐사, 개발, 생산, 시추에서부터시추장비개발, 시추선건조및정유소건축까지매우다양하고광범위하며엔지니어링에서법률검토까지유전개발산업의전주기의밸류체인에각분야별로지원하고있으며세계적인대기업인슐럼버저에서부터중소기업까지다양한형태의기업이혼재하는분야임. 특히최근에는비전통현에너지자원인셰일가스, 석탄층메탄가스, 치밀저류층가스등이부각되고상업적으로생산됨에따라서기술에대한수요가대폭늘어나고있는추세이고관련시장은날로확대되고있음

284 에너지자원활용 - 화석연료 - 화석연료 세계업체및제품현황 세계시가총액 50대기업에슐럼버저 (Schlumberger) 와핼리버튼 (Haliburton) 등의주요에너지자원개발기술기업이포함될정도로주요기업으로성장하였음. 이들에너지자원개발기술기업은지질, 지화학조사, 물리탐사와현장서비스를출발로하여이제는유가스전개발전분야의핵심기술을제공하는회사로성장하였음 특히최근들어비전통셰일가스에대한투자가급증하고있으며, 셰일가스특성상수많은추가시추공시추가요구되며, 공당 300~400만달러의유전개발기술비용이소요됨 2010년부터 2035년간세계유가스전분야투자는 10.2조불에이를것이며, 이중유전개발기술제공산업부분이 87% 를차지할전망을하고있음 (IEA 2012, World Energy Outlook 2012) - 전세계연평균석유시추선 (rig) 수는 2009년 2,309개에서 2011년 3,463개로급증하였으며, 2012년에도 3,675개로증가, 연평균 20% 의증가추세를나타고있음 - 시추, 수압파쇄, 유정완결등의기술서비스중비전통유가스전의기술제공비용은공당 300에서 400만달러사이며, 신규생산정의개발규모는 2009년 763공에서, 2010 년에 1,386공으로 2배가까이성장하였음 국내업체및제품현황 삼성물산은해외자원개발의중요성을인식하고 80년대초부터원유, 천연가스등에너지자원확보와광물자원의안정적인수급을위해노력하고있음 년지분참여한미국멕시코만생산광구는멕시코만에위치한해상광구로매장량이 40백만배럴에이르며, 2010년에는에너지전문기업인미국패러랠사를인수하여, 매장량 60.1백만배럴에달하는규모의육상광구를운영하고있음. LG상사는석유, 가스에너지의안정적인공급을위해오만, 카타르, 베트남, 카자흐스탄, 칠레등지에서유전및가스전사업을진행하고있음 년참여한베트남 11-2 광구에서는지난 2006년부터천연가스를생산해판매하고있고중동지역에서는오만에가스전과유전을확보하고 1997년부터현재까지천연가스를생산하고있음. - 카자흐스탄의아다 (ADA) 석유광구와해상광구인잠빌 (Zhambyl) 광구를탐사중이며칠레석유광구 6개의지분을인수한데이어 2012년엔콜롬비아석유광구 10개의지분을매입하였음

285 전략제품 STX에너지는해외자원개발사업으로서한국가스공사등과함께컨소시엄으로구성하여우즈베키스탄아랄해인근수르길 (Surgil) 가스전 ( 예상매장량 : 4조 7천억입방피트 ) 개발사업에참여하고있음. - 이를통해약 25년동안가스를생산하고이와함께화학제품 ( 폴리에틸렌과폴리프로필렌 ) 플랜트를건설, 운영, 소유하는약 2조원규모의프로젝트는화학플랜트사업을병행하여추진함. GS에너지는현재동남아시아 4개광구및 UAE, 북미지역광구등총 6개광구에참여하고있음 년 3월에는 UAE에진출하여국내기업최초로중동지역진출의발판을마련하였으며, 5월에는미국오클라호마육상 Nemaha 광구지분을인수하여화석연료에너지자원개발을추진하고있음. SK이노베이션은현재 16개국에서 26개광구및 4개 LNG 프로젝트를통해활발한석유개발사업을진행중이며, 페루, 베트남등생산광구에서는우리나라전체가약 8개월가량쓸수있는 5억 600만배럴의지분원유를확보하고있음. - 또한, 2020년까지지분원유보유량을 10억배럴까지늘린다는계획을세우고실천해나가고있음. 대우인터내셔날은 1996년페루8광구원유생산사업을비롯하여 2006년베트남 11-2 광구가스생산사업에참여하고있고미얀마해상 A-1, A-3, AD-7 광구탐사및개발사업을수행하고있음. - 미안마해상광구에서일일 2억입방피트생산을시작으로 1년동안의단계적증산기간을거쳐 2014년하반기에정상생산에이르면일일 5억입방피트의가스를생산해총 4.5조입방피트를생산할계획임. 에너지홀딩스그룹은 2004년에설립된국내최초의민간석유가스전개발기술기업으로, 유가스전개발에따른사업성평가기술제공을기반으로성장하였음 - 에너지홀딩스그룹은석유공사의베트남 15-1 유전을대상자산으로하여 2006년달러 214million규모로설정된정부 1호공모유전펀드의기술자문을시작하였음. - 지난 5년간한국민간투자 sector에의한북미생산유전투자의 80% 약달러 1Billion(1조 1천억원 ) 규모의생산유전매입, 시추투자프로그램, E&P 회사인수등유망투자사업의소개및거래자문을수행하였음 - 교육컨설팅, 광산프로젝트소개및시추수압파쇄등현장서비스로사업영역을확장하고있으며이를위하여세계적광산시추기제조업체디엔비와 JV를설립하였고북미의수압파쇄및시추서비스업체와의 JV를추진중임

286 에너지자원활용 - 화석연료 - 화석연료 지하정보기술은 1998년에설립된지질조사업체로 2000년대후반들어유가스전탐사자료취득및해석분야로영역을넓히고있으며, 광산탐사및광해방지사업에도진출하고있음 지오스캔은 2002년에설립된지질조사업체로 2010년부터비전통형탐사분야로영역을넓혀, 몽고 CBM 현장조사, 셰일가스 R&D등에참여하였으며, 자원탐사로인한환경분제해결사업에도진출하고있음 오일퀘스트는 2009년설립된유가스전탐사기술업체로서석유공사등공기업과대기업의탐사자료해석이나탐사사업매장량평가를수행하고있음. 신스지오피직스는서울대학교벤처기업으로 2006년설립되었으며 BP 등메이저회사의탐사모듈의알고리즘개발등의사업을수행하고있음. 에코리서치는 2012년설립된에너지자원환경서비스기업으로셰일가스수처리장비개발등연구개발사업에참여중임. 공급망단계 [ 공급망분석종합 ] 화석연료 주요내용전통석유가스개발비전통가스개발 주요제품 / 기술 해외기업 국내기업 지질 / 지화학조사및탐사, 탄성파탐사, 전기 / 전자탐사, 자력탐사, 탐사자료전산처리및자료해석, 시추공설치 / 개보수 / 폐공, 수압파쇄기술, 시추공내물리검층, 지층의물리적특성, 생산성시험, 생산추세예측해석, 시추코어및암편의지질, 지화학, 물성분석, 육상, 해상광구개발설계, 유전환경평가, 수처리, 모니터링, 분석장비, 시추장비제작, 탐사 / 시추선제작 Conoco-Philips, BP(British Petroleum), Imperial Oil, Haliburton, Shlumberger, Occidental Petroleum Corporation, Standard oil, Chevron, Saudi Aramco, EQT Corporation, Qatar Petroleum, Sonatrach, Exxon Mobile, Royal Dutch Shell, Total, NIOC (National Iranian Oil Company), INOC(Iraq NAtional Oil Company), ADNOC 한국석유공사, 한국가스공사, 한국전력공사, 삼성물산, 대우인터내셔날, LG 상사, SK E&S, SK 네트워크, SK 이노베이션, STX 에너지, 포스코, 현대종합산업개발, GS 에너지, 코오롱글로벌, 대성산업, 서울도시가스, 경동, 금호석유화학, 삼천리, 아주글로벌등 에너지홀딩스, 지오스캔, 골든오일, 넥스지오, 마주코통상, 에큐리서치그룹, 희송지오텍, 신스지오피직스, 오일퀘스트, 한진디앤비, 지오제니, 지오리소스, 지호지질, 일석엔지니어링, 누리리소스, 강동엔지니어링, 청화디앤씨등 지질 / 지화학조사및탐사, 물리탐사자료처리및해석, 저류층평가, 시추공설치, 수압파쇄기술, 시추공물리검층, 시추코어및암편의지질, 지화학, 물성분석, 지하수환경평가, 수처리, 모니터링, 수평시추장비제조, 수압파쇄장비제조, 현장시험생산및생산성향상예측기술 Conoco-Philips, BP(British Petroleum), Imperial Oil, Haliburton, Shlumberger, Occidental Petroleum Corporation, Standard oil, EQT Corporation, Chevron, Saudi Aramco, Sonatrach, Exxon Mobile, Royal Dutch Shell, Total 한국석유공사, 한국가스공사, 한국전력공사, 삼성물산, 대우인터내셔날, LG 상사, SK E&S, SK 네트워크, SK 이노베이션, STX 에너지, 포스코, 현대종합산업개발, GS 에너지등 에너지홀딩스, 지오스캔, 골든오일, 넥스지오, 마주코통상, 에큐리서치그룹, 희송지오텍, 신스지오피직스, 오일퀘스트, 한진디앤비등 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5 단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : )

287 전략제품 3. 기업니즈조사 화석연료분야중소기업의니즈분석을통한현황을살펴보면, 다양한중소기업들이융합을기반으로하는다양한제품을개발, 판매를진행하고있음. - 구체적으로 저류층 PCS, 비전통에너지자원자산평가- 샌드오일, 셰일가스, CBM 등의제품을개발, 판매하고있음. 또한화석연료와관련하여아래와같은기술개발수요가존재함. - 비전통석유가스개발기술, 비전통에너지자원자산평가등이있음. 화석연료분야의중소기업들은기술을기반으로다양한산업분야, 적용분야의시장진입을위한개발계획을가지고있음. - 구체적으로 저류층 PCS, Heavy Oil 개발, 생산기술, 셰일가스개발및생산기술 등의제품을미래에생산할계획을가지고있음. 이를위해아래와같은내용의기술개발계획을가지고있음. - 구체적으로비전통석유가스개발기술, Heavy Oil 및비전통석유 / 가스자산에대한기술적 / 경제적평가등이있음. 4. 기술분석 148) 가. 기술동향분석 (1) 세계동향 화석연료제품의대상특허 2,406건에대한각국가의연도별출원동향을살펴보면, 전반적으로최근까지꾸준한출원이이루어지면서증가하는양상을보이고있으며, 미국이가장많은특허를보유하고있음 - 출원규모에있어서는미국이 2,119(88%) 로가장높은점유율을나타내며, 이어서유럽이 207(9%), 한국 41(9%), 일본 41(2%) 의특허점유율을나타냄 - 화석연료의경우 2007년이후전체적으로꾸준히출원하고있는것으로나타남 148) 최근 6 년간 (2007 년 1 월 ~ 2013 년 8 월 ) 공개된해외특허 ( 일본, 미국, 유럽공개특허및미국등록특허 ) 와국내특허 ( 국내공개특허 ) 를대상으로함 년이후전체출원건수가감소추세를보이고있는데, 이는출원일로부터 18 개월이후공개한다는특허공개제도에의한현상임

288 에너지자원활용 - 화석연료 - 화석연료 [ 화석연료제품의국가 연도별출원동향 ] 화석연료제품의해외특허주요출원인의출원현황을살펴보면, 전체적으로미국특허의비중이높고미국국적의출원인의활동이두드러지는것으로분석됨 [ 해외특허주요출원인의출원현황 ]

289 전략제품 - 미국의경우자국국적출원인에의한출원이활발하며, 특히 Schlumberger Technology Corporation(US), Baker Hughes Incroporated(US) 의출원이압도적이며, 유럽의경우 Services Petroliers Schlumberger SA(FR) 가최상위출원인으로나타남 (2) 국내동향 화석연료제품의국내특허출원동향을살펴보면, 출원건수는 2010년까지꾸준히증가하다가 2011년이후감소추세 149) 를보이고있고, 내국인출원비율에있어서는 2009년잠시주춤하다가 2011년급등하면서외국인출원비율보다높은비중을차지하고있는것으로나타남 - 국내전체특허의내외국인비율은한국인이 56%, 외국인 44% 로한국인의특허출원비율이높아기술자립도가높은것으로분석됨 [ 연도별국내출원동향및연도별내국인 / 출원인출원비율 ] - 출원인을구분하면해외출원인의특허비율이 44% 로가장높고, 대학 / 연구소 / 공공기관이 36%, 중소기업이 13%, 개인및대기업이각각 3%, 5% 로분석되어, 화석연료분야는해외출원인및대학 / 연구소 / 공공기관에의한특허출원이많은분야이고국내의중소기업은출원점유율이 13% 로나타나해당분야로진출하기위한기술기반을마련하고있다고판단됨 149) 출원일로부터 18 개월후공개한다는특허공개제도에의한일시적인현상으로판단

290 에너지자원활용 - 화석연료 - 화석연료 화석연료제품의국내주요출원인현황을살펴보면, 대학 / 연구소 / 공공기관이중소기업과대기업보다활발한특허출원활동을나타내고있는것으로조사되었으며, 대학 / 연구소 / 공공기관인한국지질자원연구원 (KR) 이 9건으로최다출원을기록하고있음 150). - 중소기업은새한항업 ( 주 ), ( 주 ) 인우코퍼레이션, 오리엔트화학 ( 주 ), ( 주 ) 우성정기, ( 주 ) 티엘씨테크놀로지가각각 1건씩출원하였고, 대기업에서는삼성중공업이 2건출원한것으로나타남 [ 국내주요출원인의출원현황 ] (3) 국가별기술수준분석 미국특허에나타나는특허의피인용지수 ( 평균 CPP 151) ) 및기술력지수 ( 평균 TS 152) ) 를이용하여국가별기술수준을살펴보면, CPP값이높을수록타특허에서의인용되는수 150) 그외대학 / 연구소 / 공공기관으로는한국화학연구원 (2건), 한국에너지기술연구원 (2건) 등이있음 151) 피인용도지수 (CPP : Cites per Patent) : 다른특허에의해피인용 (Forward Citation) 된평균횟수. 피인용지수가높을수록기술의원천성이높음을의미인용한특허의수 (Forward Citation) CPP = 전체등록특허건수 152) 기술력지수 (Technology Strength) : 양적평가인특허건수를질적평가로보는인용빈도에의해가중치를부여한평가로, 특허의인용빈도를통해측정되는기술품질가중치지수임. 이값이클수록해당국가의기술력이높음을의미함 TS = 국가별평균피인용도 특허건수

291 전략제품 가많아기술적원천성이높다고판단되고, TS값이높을수록기술경쟁력이높다고판단되므로, 미국은원천성 / 기술경쟁력이모두평균이상으로분석되어, 화석연료분야에서상대적으로기술수준이우수한국가로판단됨 - 미국의경우 TS값이평균보다매우높게나타나타국에비해상대적으로기술경쟁력이높은국가로나타났으며, 캐나다, 독일, 한국, 일본, 네덜란드등의경우피인용지수및기술력지수가모두평균이하로기술경쟁력과기술원천성모두낮은국가로분석됨 [ 국가별 CPP/TS] 나. 기술군도출 화석연료전략제품의특허와논문유효데이터 ( 특허 16, ), 논문 11,587건 154) ) 를대상으로데이터마이닝기법 (Scientometrics 기법 ) 을통해클러스터링된키워드의연관성을바탕으로요소기술후보군을도출함 또한화석연료전략제품의특허데이터기반의특허분류세분화분석을통해데이터마이닝으로누락될가능성이있는요소기술후보군을추가도출함 (1) 특허및논문을이용한요소기술도출프로세스 화석연료의특허및논문유효데이터를이용하여키워드클러스터링을통하여 13개의요소기술을도출함 - 제품별 dataset 구축 : 화석연료관련특허 / 논문데이터를추출하여노이즈제거후 153) 2007 년 01 월 01 일부터 2013 년 08 월 05 일까지출원된미국, 일본, 유럽특허대상 (Wintellips DB) 154) 2007 년 01 월 01 일부터 2013 년 08 월 05 일까지발행된논문대상 (SCOPUS DB)

292 에너지자원활용 - 화석연료 - 화석연료 제품별 dataset 구축 - 1차클러스터링 : 키워드맵을통한고빈도키워드확인 - 빈도수 (tf-idf) 155) 가상위 30% 에해당하는키워드를대상으로 1차추출 - 2차클러스터링 : 1차클러스터링에서추출된고빈도키워드사이에서고연관도키워드를 2차추출 ( 고연관도기준은연관도수치 156) 가 2이상인클러스터로제한 ) 아래그림은각키워드에해당하는원형과키워드사이의연관도에해당하는선으로표시되고, 도출된요소기술은황색음영으로표시되어있음. 각요소기술별로특허와논문중에어떤데이터에서도출되었는지표시하여시각화하였음 - 키워드에해당하는원은고빈도의키워드일수록원의크기가커지며, 연관도를나타내는선은키워드사이의연관도수치가높을수록굵게나타남 [ 화석연료에대한키워드클러스터링 ] 155) 빈도수 (tf-idf): 각키워드가출현되는특허또는논문수를의미 156) 연관도수치 : 두개이상의키워드사이의특허또는논문수를의미

293 전략제품 키워드도출 No. 해당키워드연관도수치 관련특허 / 논문제목 클러스터 01 클러스터 02 클러스터 03 클러스터 04 클러스터 05 클러스터 06 클러스터 07 클러스터 08 클러스터 09 클러스터 10 클러스터 11 클러스터 12 클러스터 13 shale gas reservoir, simulation, methodology gas hydrate, sediment, seismic data subterranean, embodiment, wellbore coal seam, natural gas, organic matter crude oil, natural gas apparatus, wellbore, portion, flow sandstone, source rock, coal injection, well, coal steam, carbon dioxide drilling, exploration, rock gas generation, basin prediction, data, analysis heavy oil, carbon dioxide, steam petroleum product, gasoline, soil 13~40 12~31 12~54 35~61 12~56 17~23 12~ ~ ~35 16~28 16~25 1. Reservoir modeling in support of Shale gas exploration 2. Proper evaluation of Shale gas reservoirs leads to a more effective hydraulic-fracture stimulation 3. Evaluating implications of hydraulic fracturing in shale gas reservoirs 1. A new approach to solve the problem of pipeline plugging by gas hydrates during oil production 2. Seismic indicators of gas hydrates and associated free gas 3. A mathematical model of gas hydrate dissociation and its application on a hydrate reservoir underlain by a gas zone 1. KEROGEN EXTRACTION FROM SUBTERRANEAN OIL SHALE RESOURCES 2. Downhole apparatus and method 3. Method and system for treating a subterranean formation using diversion 1. Electrically Conductive Methods For Heating A Subsurface Formation To Convert Organic Matter Into Hydrocarbon Fluids 2. Formation pretreatment with biogenic methane production enhancement systems 3. Method and system for cleat characterization in coal bed methane wells for completion optimization 1.Method for enhancing recovery of heavy crude oil by in-situ combustion in the presence of strong aquifers 2. Apparatus and method for oil sand exploitation 3. Determination of Coal Bed Natural Gas Production Factors and a System to Determine Same 1. Energy efficient lighting system and method 2. Energy efficient decorative lighting 3. High Efficiency LED lighting unit 4. ENERGY STAR COMPLIANT LED LAMP 1. Method For Remote Identification And Characterization of Hydrocarbon Source Rocks Using Seismic and Electromagnetic Geophysical Data 2. METHOD OF PREDICTING SOURCE ROCK THERMAL MATURITY FROM LOG RESPONSES 3. Portable Analytical System for On-Site Analysis of Fluids 1. METHOD OF FRACTURING A COALBED GAS RESERVOIR 2. In-Situ Detection and Analysis of Methane in Coal Bed Methane Formations with Spectrometers 1. METHOD OF ANALYZING A NUMBER OF HYDROCARBONS CONTAINED IN A DRILLING FLUID, AND ASSOCIATED DEVICE 2. COMPONENT FOR THE DRILLING AND FOR THE EXPLOITATION OF HYDROCARBON WELLS 3. MODELING AND DESIGNING OF WELL DRILLING SYSTEM THAT ACCOUNTS FOR VIBRATIONS 1. Evolution of oil and gas generation in the Earth's history and petroleum prediction in sedimentary basins 2.Modeling of gas generation from the Cameo coal zone in the Piceance Basin, Colorado 3.Comparison of coalbed gas generation between Huaibei-Huainan coalfields and Qinshui coal basin based on the tectono-thermal modeling 1. Method for improving prediction of the viability of potential petroleum reservoirs 2. Rock physics model for simulating seismic response in layered fractured rocks 3. 3D surface related multiple elimination for wide azimuth seismic data 4. Seismic Fluid Prediction Via Expanded AVO Anomalies 1. Gas-assisted process for in-situ bitumen recovery from carbonate reservoirs 2. Method for Viscous Hydrocarbon Production Incorporating Steam and Solvent Cycling 3. OIL RECOVERY PROCESS USING CROSSED HORTIZONAL WELLS 1. Preconditioning an oilfield reservoir 2. Harvesting hydrocarbons and water from methane hydrate deposits and shale seams

294 에너지자원활용 - 화석연료 - 화석연료 (2) 분류를이용한기술트리 화석연료전략제품의유효데이터의 IPC 157) 를대상으로특허분류체계별특허분포를파악하고상위 30위에대하여기술트리 158) 를구축하여키워드클러스터링을통한요소기술도출에서누락가능성이있는추가적인요소기술을도출함 157) 국제특허분류코드 : 특허분류체계를국제적으로통일시킬목적으로체결된 국제특허분류에관한스트라스부르그 (Strasbourg) 협정 에따라세계지식재산권기구 (WIPO) 가 1975 년 10 월에제정한기술분야별분류기호 158) IPC 의메인그룹데이터에대하여상위 30 위까지를대상으로함

295 전략제품 (3) 전문가기반의요소기술도출 화석연료제품의유효데이터에대하여키워드클러스터링결과및 IPC 분류로도출된기술트리를참조하여전문가의검증을통하여최종요소기술을도출함 요소기술도출 No. 요소기술명도출방식키워드 /IPC 요소기술 01 셰일가스개발을위한수압파쇄기술키워드클러스터링 shale gas reservoir, simulation, methodology 요소기술 02 가스하이드레이트탐사및개발기술 키워드클러스터링 gas hydrate, sediment, seismic data 요소기술 03 오일셰일의지화학평가기술 키워드클러스터링 subterranean, embodiment, wellbore 요소기술 04 탄화수소가스의특성화평가기술 키워드클러스터링 coal seam, natural gas, organic matter 요소기술 05 오일샌드생산기술 키워드클러스터링 crude oil, natural gas 요소기술 06 석유근원암평가기술 키워드클러스터링 apparatus, wellbore, portion, flow 요소기술 07 석탄층가스의탐사및개발, 생산기술 키워드클러스터링 sandstone, source rock, coal 요소기술 08 석유가스시추기술 키워드클러스터링 injection, well, coal steam, carbon dioxide 요소기술 09 천연가스탐사및개발기술 키워드클러스터링 drilling, exploration, rock 요소기술 10 탄성파탐사및자료처리기술 키워드클러스터링 gas generation, basin 요소기술 11 석유회수증진기술 키워드클러스터링 prediction, data, analysis 요소기술 12 석유저류층평가기술 키워드클러스터링 heavy oil, carbon dioxide, steam 요소기술 13 셰일가스탐사기술 키워드클러스터링 petroleum product, gasoline, soil 요소기술 14 석유가스갱정완결기술 IPC 기술트리 요소기술 15 수평정시추기술 IPC 기술트리 요소기술 16 석유가스탐사및조사기술 IPC 기술트리 요소기술 17 석유지화학탐사기술 IPC 기술트리 요소기술 18 지구물리탐사기술 IPC 기술트리 (E21B-047) 시추공 ( 試錐孔 ) 또는갱정 ( 坑井 ) 의조사 ( 굴착유체의압력또는흐름의감시 21/08; 물리검층 (E21B-029) 시추공 (boreholes) 또는갱정 (well) 속에설치된파이프, 패커, 플러그또는와이어라인절단또는파괴, 예. 파손된파이프, 창의절단 ( 구멍뚫기기계 43/11); 시추공또는갱정속에서의파이프변형 ; 지중에서의갱정케이싱수리 (G01N-001) 샘플링 ; 조사용표본의조제 ( 자동분석을위한재료의취급 (handling) (G01N-021) 광학적수단, 즉적외선, 가시광선, 또는자외선을사용하는것에의한재료의조사또는분석이우선 ; 응력측정일반 ; 계측기의광학요소 ; 데이터처리에의한이미지분석 (G01V-003) 전기적또는자기적탐광또는검출 ; 지구자장특성의측정, 예. 편각또는편차의측정 [2,4]

296 에너지자원활용 - 화석연료 - 화석연료 다. 기술지수분석 (1) 기술성장성분석 화석연료제품의요소기술별최신특허비율 159) 및 PFS 160) 을살펴보면, 요소기술03, 요소기술08, 요소기술14의경우최신특허비율이평균이상이며, PFS값이평균이상으로최근기술개발이활발하고, 해외시장확보를위한경쟁이치열한분야로예상됨 [ 요소기술별 PFS/ 최신특허비율 ] - 요소기술01, 요소기술04, 요소기술05는최신특허비율이평균이하이나 PFS값이평균이상으로해외시장확보력이높은기술분야로분석되고, 요소기술06, 요소기술10, 요소기술11은 PFS값이평균이하로패밀리특허수가적어해외시장확보력이낮은편이나, 상대적으로최근기술개발이높은분야로분석됨 159) 최신특허비율 : 전체유효특허중에서 2009 년 ~2013 년출원된특허를최신특허로정의 최신특허비율 = 2009 년 ~2013 년출원특허전체유효특허 160) 시장력지수 (PFS : Patent Family Size) : 하나의특허에대하여각국가마다특허권을인정받기위해각국가마다특허를출원하여등록 ( 속지주의원칙 ) 받아야하는데각국가마다출원된특허를패밀리특허 (Family Patent) 라하며, 상업적이익또는기술경쟁관계에있을경우해외에특허를출원하므로, 패밀리특허수가많을때에는특허를통한시장성이크다고판단되어시장확보력이큼을의미 PFS = 해당요소기술의평균패밀리특허국가수전체유효건의평균패밀리특허국가수

297 전략제품 (2) 기술수준분석 기술수준분석은미국특허에나타나는특허의인용관계 ( 평균 CPP 161) ) 및경쟁력정보 ( 평균 TS 162) ) 를이용하여각요소기술별원천성 / 기술경쟁력을살펴보면, 원천성 / 기술경쟁력이모두평균보다높은요소기술은요소기술19, 요소기술24로나타나상대적으로기술수준이우수한것으로분석되어기술적인면에서중요한분야로판단됨 - 요소기술01, 요소기술03, 요소기술04는 TS값이평균이하지만 CPP가평균이상으로나타나, 기술적으로인용되고있으나타기술군에비해상대적으로경쟁력은낮은기술군으로판단됨 - 요소기술08, 요소기술11은 CPP값이평균이하지만 TS값이평균이상으로기술경쟁력은높은기술군으로판단됨 [ 요소기술별 CPP/TS] 161) 피인용도지수 (CPP : Cites per Patent) : 다른특허에의해피인용 (Forward Citation) 된평균횟수. 피인용지수가높을수록기술의원천성이높음을의미인용한특허의수 (Forward Citation) CPP = 전체등록특허건수 162) 기술력지수 (Technology Strength) : 양적평가인특허건수를질적평가로보는인용빈도에의해가중치를부여한평가로, 특허의인용빈도를통해측정되는기술품질가중치지수임. 이값이클수록해당국가의기술력이높음을의미함 TS = 국가별평균피인용도 특허건수

298 에너지자원활용 - 화석연료 - 화석연료 (3) 중소기업적합성분석 중소기업적합성분석은한국특허를대상으로진행하였으며, 각요소기술별중소기업의기술개발참여정도를판단함에따라국내중소기업의진출이용이한요소기술후보군을선별함 - 요소기술03, 요소기술16, 요소기술17은각 20%, 50%, 100% 의중소기업출원비율을보여타기술요소보다중소기업의출원이용이한분야로나타나며, 중소기업개발규모가상대적으로높은분야로판단됨 - 중소기업출원인비율요소기술03, 요소기술16, 요소기술17이각 33%, 50% 와 100% 로타기술요소보다높게나타나, 상대적으로중소기업의참여도가높은분야로나타남 - 종합적으로살펴보면, 요소기술03, 요소기술16, 요소기술17 분야가중소기업출원비율과중소기업출원인비율이상대적으로높아국내중소기업의진출이용이한전략제품군으로판단됨 [ 중소기업적합성분석 ] 요소기술 No. 요소기술명 국내특허건수 국내특허 국내출원인수 중소기업특허수 중소기업 중소기업출원인수 중소기업출원비율 163) 중소기업출원인비율 164) 요소기술 02 요소기술 03 요소기술 04 가스하이드레이트탐사및개발기술 오일셰일의지화학평가기술 탄화수소가스의특성화평가기술 % 0% % 33% % 0% 요소기술 05 오일샌드생산기술 % 0% 요소기술 07 석탄층가스의탐사및개발, 생산기술 % 0% 요소기술 08 석유가스시추기술 % 17% 요소기술 09 천연가스탐사및개발기술 % 0% 요소기술 11 석유회수증진기술 % 0% 요소기술 16 석유가스탐사및조사기술 % 50% 요소기술 17 석유지화학탐사기술 % 100% 요소기술 18 지구물리탐사기술 % 0% 163) 중소기업출원비율 : 국내에서출원된전체특허중에서중소기업에의해출원된특허비율 164) 중소기업출원인비율 : 국내에서출원한전체출원인중에서중소기업출원인의비율

299 전략제품 요소기술 특허건수 [ 특허분석종합평가표 ] 기술성장성분석기술수준분석중소기업적합성 최근특허비율 PFS 종합평가 165) CPP TS 종합평가 166) 요소기술 % 4.69 中 中 출원비율 출원인비율 요소기술 % 4.22 中 上 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 4.50 上 中 20.00% 33.33% 上 요소기술 % 4.98 中 中 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 6.59 中 下 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 3.91 中 中 요소기술 % 4.92 中 中 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 4.42 上 中 10.00% 16.67% 下 요소기술 % 3.12 中 中 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 3.67 中 上 요소기술 % 3.89 中 上 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 4.20 下 下 요소기술 % 3.82 下 下 요소기술 % 4.66 上 中 요소기술 % 4.10 中 中 요소기술 % 3.43 下 中 50.00% 50.00% 上 요소기술 % 3.00 中 中 % % 上 종합평가 167) 5. 요소기술후보군 [ 요소기술후보군 ] 중분류요소기술출처 전통석유가스개발 석유근원암평가기술석유가스탄성파탐사기술석유가스전기 / 전자 / 자력탐사기술석유저류층특성화기술석유가스물리검층기술시추공시료물성측정기술생산성시험및매장량평가기술석유가스회수증진기술유전환경평가기술시추장비제작기술 특허특허, 전문가전문가전문가특허, 전문가전문가전문가전문가전문가전문가 165) 기술성장성분석종합평가기준 : 최근특허비율과시장확보지수가모두평균이상 ( 上 ), 모두평균미만 ( 下 ), 그외 ( 中 ) 166) 기술수준분석종합평가기준 : 인용도지수와기술력지수가모두평균이상 ( 上 ), 모두평균미만 ( 下 ), 그외 ( 中 ) 167) 중소기업적합성평가기준 : 중소기업출원비율 / 출원인비율이모두평균이상 ( 上 ), 모두평균미만 ( 下 ), 그외 ( 中 )

300 에너지자원활용 - 화석연료 - 화석연료 중분류요소기술출처 비전통가스개발 비전통가스지층의지질 / 지화학특성파악기술셰일층의유체분석및부존량평가기술비전통가스층의저류층특성화기술비전통가스층의물리탐사및처리기술수압파쇄평가기술수평시추및평가기술마이크로탐사자료해석기술지층응력해석및균열특성화기술저류공학및생산평가기술지하수및대기오염평가및방지기술수평시추및수압파쇄장비제작기술 특허특허전문가특허, 논문 전문가특허, 전문가특허, 전문가논문, 전문가특허, 논문전문가특허, 전문가 6. 핵심요소기술선정 전략제품관련한특허기술의클러스터링을통해도출된요소기술을시장동향, 기술동향을고려하여, 전문가의합의로요소기술을조정함. [ 요소기술조정결과 ] 중분류요소기술출처 전통석유가스개발 비전통가스개발 석유근원암평가기술석유가스물리탐사기술석유저류층특성화기술석유가스물리검층기술시추공시료물성측정기술생산성시험및매장량평가기술석유가스회수증진기술유전환경평가기술시추장비제작기술비전통가스지층의지질 / 지화학특성파악기술셰일층의유체분석및부존량평가기술비전통가스층의저류층특성화기술비전통가스층의물리탐사및처리기술수압파쇄평가기술수평시추및평가기술마이크로탐사자료해석기술지층응력해석및균열특성화기술저류공학및생산평가기술지하수및대기오염평가및방지기술수평시추및수압파쇄장비제작기술 특허특허, 전문가전문가특허, 전문가전문가전문가전문가전문가전문가특허특허전문가특허, 논문전문가특허, 전문가특허, 전문가논문, 전문가특허, 논문전문가특허, 전문가

301 전략제품 도출된요소기술의범위와수준, 중소기업적합성과시급성등을고려하여요소기술명을보완함. - 선정위원회를통해필요에따라요소기술명칭을일부수정하였고, 중복된요소기술은통합하고반드시필요한기술을추가함. - 타전략제품영역과중복되는요소기술들을제거하였고, 연차별로추진가능한요소기술들은하나로통합함. 핵심기술선정 - 조정된요소기술과기술 시장동향분석및기업니즈조사결과를기반으로핵심요소기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술선정 - 핵심기술선정은기술성 (10), 시장성 (10), 중소기업성 (10), 정책적부합성 (5) 을고려하여평가됨. 기술성은기술성장성 (5), 기술수준 (5) 으로, 시장성은시장규모 (5), 시장성장성 (5) 으로, 중소기업성은중소기업참여정도 (5) 및중소기업진입장벽 (5) 정도를고려하여평가 [ 핵심요소기술선정결과 ] 중분류 핵심요소기술 석유근원암평가기술 석유가스물리탐사기술 전통석유가스개발 석유가스물리검층기술 시추공시료물성측정기술생산성시험및매장량평가기술비전통가스지층의지질 / 지화학특성파악기술비전통가스층의저류층특성화기술 비전통가스개발 비전통가스층의물리탐사및처리기술 마이크로탐사자료해석기술 저류공학및생산평가기술

302 에너지자원활용 - 화석연료 - 화석연료 7. 로드맵기획 가. 연구개발목표설정 중분류핵심요소기술기술요구사항 전통석유가스개발 비전통가스개발 석유근원암평가기술 석유물리탐사기술개발 석유가스물리검층기술 시추공시료물성측정기술 생산성시험및매장량평가기술 비전통가스지질 / 지화학평가기술 비전통가스층의저류층특성화기술 비전통가스의물리탐사기술 마이크로탐사자료해석기술 저류공학및생산평가기술 - 근원암평가기술 - 유기물분석기술 - 유기물열성숙도평가기술 - 석유분지내의석유시스템모델링기술 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] - 탄성파탐사자료취득기술 - 탄성파탐사자료처리 - 탄성파탐사및해기술석기술개발 - 탄성파탐사해석기술 - 석유가스직접지시자자료해석기술 - 유선물리검층기술 - 실시간물리검층자료취득및해석기술 - 시추시료의물성측정기술 - 저류층의유체특성파악기술개발 - 물성측정을통한저류층석유가스저류능력측정기술개발 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 - 석유근원암의석 - 근원암의석유 - 석유시스템모유가스생성능력가스생성특성델링기술개발파악기술개발파악기술개발 - 석유가스함유분지퇴적층의유선물리검층기술개발 - 석유가스저류층저류능력측정기술개발 - 탄성파탐사자 - 탄화수소직접료취득, 자료지시자취득및처리, 해석기술해석기술 - 석유가스실시간물리검층기술개발 - 유가스전매장량평가 기술 - 유가스전매장량평 - 유가스전생산량 - 유가스전생산시험기술 가기술개발 예측기술개발 - 비전통가스층의지화학특성파악기술 - 비전통가스층의지질특성파악기술 - 비전통가스층의저류층균열특성화기술 - 비전통가스층의분포특성파악기술 - 비전통가스층의지화학특성파악기술개발 - 비전통가스층의저류층균열특성화기술개발 - 탄성파속성기반암석 - 탄성파속성기반탄성, 취성, 응력분석암석탄성분석기기술술개발 - 마이크로탐사를통한개발가능구간파악및수압파쇄예측기술 - 물리검층자료해석및저류층평가기술개발 - 저류층유체특 - 물성을이용한저 성 파악 기술 류층생산특성 개발 파악기술개발 - 비전통가스층의지질측성파악기술개발 - 비전통가스층의분포및연장성파악기술개발 - 탄성파속성기반응력및취성도분석기술개발 - 마이크로탐사를통한개발가능구간 (sweet spot) 의횡적연장파악기술 - 비전통가스층의저류공학특성파악기술 - 수평시추공위치 - 비전통가스층의생산제어기술평가기술 - 유가스전현장생산성시험평가기술개발 - 비전통가스층의현장가스함량측정기술개발 - 셰일가스층의취성 (brittleness) 및응력상태 (stress state) 파악기술개발 - 셰일 가스층의 탄성파 특성화 기술개발 - 마이크로지진파기술을이용한수압파쇄예측기술 - 비전통가스의 - 생산예측시뮬레시추효율성관이션기술개발리기술 최종목표 - 석유가스근원암지층의석유가스생성특성및생성모델링기술개발 - 탄성파탐사자료취득및해석기술개발 - 유선물리검층및실시간물리검층기술및해석기술확립 - 시추공시료이물성측정기술확립및저류층특성파악기술개발 - 유가스전의매장량평가기술확립및생산성시험기술자립화 - 비전통가스층의지질 / 지화학특성파악기술자립화 - 비전통가스층의저류층특성화파악기술확립 - 비전통가스층의물리탐사기술개발및자립화 - 마이크로탐사자료해석기술자립화 - 비전통가스층의개발및새안기술확립

303 전략제품 나. 로드맵기획

304

305 광물자원전략분야현황분석

306

307 전략분야 광물자원 1. 개요 가. 정의및범위 - 정의 : 광물 (mineral) 은지구를구성하는무생물계의기본단위로서자연계에서만들어진무기적으로생성된고체화합물이며, 규칙적인원자배열을갖는결정질물질로정의된다. 즉광물은일정한화학구조와결정구조를가지고있다. 광물자원은경제적가치가있어산업적으로활용되고있는광물을포괄적으로의미. - 범위 : 광물자원은금속광물자원 ( 금, 은, 동, 연, 아연, 철, 니켈, 코발트, 중석등 ) 과비금속광물자원 ( 규석, 석회석, 운모, 장석둥 ) 으로크개구분된다. 일반적으로명명되는광물자원은우라늄, 석탄, 석유, 가스등과같은연료광물이나보석광물인금강석등은제외. 1980년대부터장기간국내광업침체및자원기술 R&D 투자미비로광물자원탐사및활용기술은진전을이루지못하고낙후되어왔음. - 그러나 2004년부터유래된광물가격의급격한상승과세계자원수급불안정성에따라광물자원의투자붐이조성 - 이와아울러국내자원의재평가를통한자원개발의필요성이주장 - 이러한환경에서정부는 2004년국내광업기본계획을수립하여국내부존자원의효율적개발과활성화정책을수립됨. 2012년국내광산물수급은전년대비생산 (5.6%) 과수출 (4.9%) 은증가한데반해수입 (-12.1%) 과내수 (-14.9%) 규모는감소함. - 이는전세계적인자원가격의하락과국내최대수입광종인철광석수입량의감소에기인한것임. - 국내광산물수급은 2000년대이후생산, 수입, 수출, 내수모두전반적으로증가하였으며, 특히수입이상대적으로빠른속도로증가하며자급률이급속히낮아지는모습을보임. - 그러나 2012년에는광산물총수입액이크게감소하며자급률은 1.5% 증가하였으나여전히자원의안정적공급에있어대외자원시장환경변화에매우취약한구조를보임. 2012년국내광물자원의내수액은약 25조 241억이며그중금속광물자원이 22조 7821 억원으로전년대비 15.9% 감소하였으며, 비금속광물자원은 2조 2420억원으로전년과유사수준임. - 금속광의경우내수감소가수입액감소에기인하였으며, 그중동광과철광의수입물량및수입액감소가원인임

308 에너지자원활용 - 광물자원 - 동광의경우수입물량감소 (-2.9%) 및가격하락의영향을받았으며, 철광은수입물량은증가하였으나, 2012년철광가격하락으로인해수입액이감소하였음. 국내에서수요되는주요광물종은 Fe, Cu, Au, Ls, Zn 순이며해외의존이거의 100% 인광물종은 Fe, Cu, Pb, Zn, Mn, 인광석및 Mo 등이있음. - 이중에서우리나라산업구조에서가장비중이큰중요한광물종은 Fe, Cu, Pb-Zn이며이외귀금속자원인금과핵연료자원인우라늄을들수있음. [ 광물자원조사 / 탐사 / 개발 / 활용 ] 나. 주요제품 ( 또는공정 서비스 ) 광물자원조사는광물자원이농집되어있는광상지역의지질조사를통하여지질도를작성하여지질환경을해석하고각지층과암석에대한특성을파악하여광상을찾기위한가장기본적인자료를확보하는것임. 광물자원탐사분야는여러가지방법을동원하여특정광물이농집된지역이나이상적으로부화된지역즉이상대를찾기위한방법으로적용방법에따라지구물리탐사, 지화학탐사, 원격탐사등으로구성됨. - 지구물리탐사는지하에존재하는물질의물리적, 화학적성질과직접또는간접적으로관련하여자연발생적또는인위적으로발생시킨현상을측정하고그자료를해석함으로써지질구조의양상, 광상의존재등과같은지하의상태를규명하는것으로탐사

309 전략분야 방법에따라중력탐사, 자력탐사, 전기탐사, 전자탐사, 탄성파탐사및방사능탐사로구분함. - 지화학탐사는광물이농집된광상의주변부에자연적으로분포하는지질학적인물질의화학적성질을체계적으로연구함으로써광상을찾아내는방법으로, 특정광상과관련이있거나, 광상을둘러싸고있는화학원소의분포 (dispersion) 를광범위하게연구하여광상을탐사하는데이용하며, 탐사대상에따라토양탐사, 암석탐사, 가스탐사, 수리탐사, 유기탐사로구분함. - 원격탐사법은항공기와자원탐사목적의인공위성을이용하여전자파의가시광선과적외선등이어떤사물이나현상의물리 화학적특성에따라반사 흡수 방사하는정도의차이를레이더로포착하여이들에대한자료를수집하고이를처리 분석및해석을하는탐사법임. 광물채광은지표또는지하에부존된광물의농집체 ( 광체 ) 를대상으로생산을하기위해광석을캐내는것을말함. - 채광법은안전, 능률, 경제성등의요소를고려하고현장여건을고려하여여러가지종류를적용함. - 즉광상의형태와규모및경사, 광석의물리적성질, 품위분포상태, 상하반의강도등에따라적당한채광법을선택함. - 크게는채굴하고자하는광물자원의위치에따라갱내채굴법 ( 또는노천채광법 ) 과노천채굴법으로구분함. 광물분리공정인선광은채굴된광석은다양한광석광물들로혼화되어산출되기때문에선별이이루어지지않으면, 자원으로의활용가치가없음. - 혼합된광석으로부터가치가없는맥석광물을제거하고유용한광석만을회수하는과정을선광이라하며, 크게물리적, 화학적그리고생물학적선별법으로구분됨. - 이중물리적선별법이처리비용이가장낮고처리량이가장커가장경제적이며효율적인방법임. - 광석을선광하려면우선광석을구성하는광물의특성에대한연구가선행되어야하고, 이를기초로하여적절한선광방법이선정됨. - 즉, 광석의경우크게비중과자성그리고전기전도도의특성이다른데, 이러한특성을이용하는선별법이비중선별과자력선별그리고정전선별법이있음. - 그리고이와같은물리적특성이없을경우색과형상그리고표면의물리화학적성질을이용하는데, 이것이색선별과형상선별그리고부유선별임. - 부유선별법은모든광석을대량으로선별할수있는특성이있어선광법중가장중요한기술로분류됨. 광물제련은열이나화학적, 전기적방법을통해광석으로부터금속을추출하는방법임

310 에너지자원활용 - 광물자원 - 광석제련의공정은조 ( 粗 ) 제련과정 ( 精 ) 제련으로나뉘는데전자를좁은뜻의제련, 후자를정련이라고하는경우도있음. - 제철이나제동과같이용광로를사용하여제련하는경우는영어의 smelting에해당하며용련이라고도함. - 주로미국에서는광석으로부터목적금속을추출하는공정을추출야금 (extractive metallurgy) 이라고함. [ 주요제품분류표 ] 대분류중분류세부제품또는기술 금속광물 금, 은, 백금족, 희토류, 동, 연, 아연, 알루미늄, 철, 황철광, 니켈, 코발트, 티타늄, 바나듐, 니오븀, 텅스텐, 질코늄, 몰리브덴, 망간, 탄탈륨, 크롬, 베릴륨, 비소, 창연, 주석, 안티몬, 인듐 에너지자원 광물자원 비금속광물 리튬, 활석, 납석, 장석, 고령토, 석회석, 규석, 규사, 규조토, 사문석, 운모, 불석, 명반석, 흑연, 형석, 인광석, 규회석, 중정석, 마그네사이트, 석고 < 관련기술분야 > 지질조사분야 : 지질도작성기술, 지질구조해석기술, 변질대해석기술, 광물탐사분야 : 지구물리탐사기술, 지화학탐사기술, 시추탐사기술, 광상평가분야 : 자원량 / 매장량산정기술, 광상성인해석기술, 광상잠재성평가기술, 개발성평가기술, 경제성평가기술, 선광분야 : 선광기술, 비중선별기술, 자력선별기술, 정전선별기술, 정제기술, 제련분야 : 제련기술, 습식제련기술, 건식제련기술 2. 산업현황분석 - 정부는 2007 년국내광업발전기본계획을수립하여국내부존자원의효율적개발과활성화정책을수립한바있음 - 정부는 2010 년제 4 차해외자원개발기본계획을수립하여체계적이고장기적인해외자원개발종합계획을마련 집행함으로써국가경제발전과국민생활안정을위한기반을구축하고자함 - 현재정부는자원개발전략으로인프라 - 광물자원연계형패키지를추진중이며, 이는국내전문기관의검토및해외공관 공기업해외지사등을통해유망사업을도출하고적극적인사업발굴을추진하는것임 - 산업통상자원부는자원개발특성화대학에서인턴십프로그램등현장실무인력양성, 장기적으로자원개발전문대학원설립하는정책추진하고있어자원개발전문기업의해외자원개발사업에필요한인력수급을원활히하여자원개발인프라지속적인강화하는정책추진 가. 환경분석 (1) 정치 (Political) 정부는 2007년국내광업발전기본계획을수립하여국내부존자원의효율적개발과활성화정책을수립한바있음 지식경제부가마련한 2010년제4차해외자원개발기본계획에따르면최근 자원전쟁 이라할정도로세계적인에너지자원확보경쟁이치열하게전개되고있어체계적이고

311 전략분야 장기적인해외자원개발종합계획을마련하고집행함으로써국가경제발전과국민생활안정을위한기반을구축한다고밝힘 정부는제4차해외자원개발기본계획을수립하여체계적이고장기적인해외자원개발종합계획을마련 집행함으로써국가경제발전과국민생활안정을위한기반을구축하고자함 촉진요인 범정부차원의자원외교체제강화 - 고위급자원협력외교를통해경제성장경험공유등우리나라의장점을살린차별화된한국형자원개발협력모델을추진하며, 자원개발과 SOC 사업등이연계된동반진출사업의활성화를지원하여유망광구탐사및개발권을확보함. - 자원보유국을중심으로 78개의에너지거점공관을지정함 - 에너지협력외교지원협의회를통해범정부적지원체계구축함. 국제적인광물자원확보경쟁가속화 - 중국은 2조달러이상규모의외환보유고를활용하여국영기업-정부주도로공격적자원확보추진중임 - 미국과유럽연합은정치 경제적영향력확대및메이저기업을통한공격적투자를지속적으로추진중임 - 일본은 ODA 등을통한자원보유국과전략적경제협력을확대하고있으며, INPEX( 정부지분 30%) 및종합상사위주프로젝트를확보하는데총력을기울기고있음 저해요인 자원보유국의불확실성증대 - 자원민족주의가최근러시아, 남미등을중심으로재부각되고있음. - 러시아는전략광구에대한외국인투자를제한하고있고볼리비아는광권회수조건을강화하고, 페루는로열티를인상하고있음 - 자원개발에대한세금강화움직임이호주, 중국, 캐나다등으로확대되고있음 업계환경비용증대 - 국내자원개발은비금속광을중심으로개발이이루어지고있으며, 환경문제대두로인한자원산업의위축및환경친화적자원개발필요성증대로업계환경비용이증대됨 WTO 체제, OECD 가입등으로인한시장개방화와지역별협력추구를위한경제블록화심화로업계경쟁력이약화됨

312 에너지자원활용 - 광물자원 산업발달에따른원료광물자원에대한수요변화및국제적인기술장벽의강화로수입이증가함. (2) 경제 (Economical) 지식경제부가 2010년마련한제4차해외자원개발기본계획에따르면매장량기초금융 (RBF, Reserve Based Financing) 등신금융기법의활성화, 무역보험공사와수출입은행의금융지원확대, 연기금의자원개발투자활성화를추진하는등투자재원을확대할계획을밝히고있음 촉진요인 광물자원가격불안정 년급등한광물가격은 2009년초다소안정되었으나, 2010년이후세계경기회복전망및중국등신흥개도국의수요증가로재상승추세임 - 정부에서는국민경제에크게영향을미치는광종을전략광종으로선정하고안정적인공급체계를구축한다는국가적필요성에따라 2019년까지 8대광종에대하여자주개발율을설정하였음 ( 석유 25%, 가스 45%, 유연탄 50%, 우라늄 30%, 철 350%, 동 38% 아연 42%, 니켈 40%) 저해요인 해외자원개발투자규모가경쟁국에비해절대미흡 - 부가가치가높은직접사업운영보다는대부분단순지분참여에치중하고있음 - 대규모해외자원개발프로젝트를확보 수행할정보력, 기술력, 재원조달능력의한계에기인함 (3) 사회 (Social) 산업자원부제4차해외자원개발기본계획에따르면탐사자료평가등자원개발서비스기업의육성을적극지원할계획으로성공불융자의가점부여등자원개발서비스기업의활성화하기위해노력하고있음 촉진요인 정부의패키지형자원개발지원 - 현재정부는자원개발전략으로인프라-광물자원연계형패키지를추진중임

313 전략분야 - 국내전문기관의검토및해외공관 공기업해외지사등을통해유망사업을도출하고적극적인사업발굴을추진하고있음 자원의탐사, 개발, 활용분야는국가산업의지속적인발전을위해필수적인기술로장기적으로산업의근간이되는분야임 - 국가전략산업의핵심원료및국내경제적유용자원을확보하여중장기적개발여건을조성하는데핵심적인기술이될수있음 저해요인 광물자원과관련되어일부광상이나광화대에대해성인연구는단발적으로수행된적이있으나신규광체확보를위한탐사는체계적으로수행한경험이부족함 - 자원생산국 ( 캐나다, 호주, 미국등 ) 은활발한광물자원탐사와더불어개발과광산설계를포함한경제성평가기술의확보하고있으나국내의수준은이에미치지못함 - 광상생성환경에대한이론모델링, 광화변질대에대한암석, 광물, 지화학적생성환경모델링등다양한응용지구화학탐사방법을통한신규잠두광상탐사수행경험이부족함. (4) 기술 (Technological) 촉진요인 지식경제부는자원개발특성화대학에서인턴십프로그램등현장실무인력양성, 장기적으로자원개발전문대학원설립하는정책을추진함. - 희유금속및비전통에너지자원개발의중요성을고려하여신자원개발핵심기술로드맵을마련할계획임 지식경제부는자원개발공기업의경쟁력강화정책추진 - 공사의대형화를지속추진하고 M&A 시너지효과, 기술력제고등을통해자생적성장기반마련에주력함. - 초기대규모투자비가소요되고투자회수기간이장기인자원개발사업의특수성을고려하여공기업평가제도의개선을추진함. 저해요인 자원개발전문기업의해외자원개발사업에필요한인력수급의어려움 년대부터장기간국내광업침체및정부자원기술 R&D 투자미비로지질광상조사 / 탐사기술낙후되어있음

314 에너지자원활용 - 광물자원 - 광상의유용물질의기원, 이동, 형성, 탐사및개발단계의전반에걸친산학연프로그램을개발하는통합적연구가부족함 자원개발사업의특수성에기인한초기대규모투자비가소요되고, 투자회수기간이장기여서위험부담이매우큼 [ 에너지자원분야의 PEST 분석 ] 구분주요이슈단기 (3 년이내 ) 중장기 (4 년이상 ) 비고 정치 (P) 촉진 저해 범정부차원의자원외교체제강화 자원보유국의불확실성증대 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 고위급자원협력외교를통해한국형자원개발협력모델추진 자원민족주의로외국인투자제한, 광권회수, 로열티를인상 경제 (E) 촉진광물자원가격불안정 상 중 하 상 중 하 저해 해외자원개발투자규모미흡 상 중 하 상 중 하 신흥개도국의수요증가로광물가격재상승추세 직접사업운영보다단순지분참여치중 사회 (S) 촉진저해 정부의패키지형자원개발지원 체계적연구수행경험부족 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 인프라 - 광물자원연계형패키지추진 광물자원탐사, 개발과광산설계포함경제성평가기술경험부족 기술 (T) 촉진저해 현장실무인력양성정책추진 체계적인력수급의어려움 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 자원개발특성화대학및자원개발전문대학원설립정책추진 국내광업침체및자원기술 R&D 투자미비로기술낙후 나. 산업특징및구조 (1) 산업의특성 광업은인류의문명과함께시작되어역사가오래된기초 1차산업임 - 인류의문화발달역사는광물의채굴과가공에의한금속, 비금속및연료광물의사용기술의진보와함께비약함 - 광물자원의공급없이다른산업은거의이루어질수없고, 인공물질로대치할수없는것이많음 유용광물자원의탐사하고채굴하는데는특수한기술이필요함 - 유용광물자원은대부분지하심부에부존되어있는경우가많음 - 갱내작업에는다른산업과달리특수한위험요소가많아재해율이높음 - 광물자원을합리적으로안전하게채굴하는데는갱내조건에따른고도의기술개발이필요함

315 전략분야 광업에는투기적요소가있음 - 광물자원은지하에있기때문에광상의전모를파악하기에는한계가있고, 조사가불확실한데과대하게투자함으로써실패하는예도적지않음 - 광상의지하발달을위해지표지질광상탐사, 물리탐사와시추탐사등체계적인조사로광체를파악하는데많은시간이소요됨 - 체계적인탐사에는초기비용이많이소요됨, 대규모광업회사는이러한위험성을줄이기위해개발과탐사를동시에수행함으로써그위험성을줄임 채광과탐사가동시에이루어져야함 - 지하자원은오랜지질시대를거쳐생성되었으며, 이것을채굴하면없어지고재생되지않음 - 지하자원은실수율을높여가능한한남김없이채굴해야하며, 동시에탐광기술의진보에의해새로운광상발견에주력해야함 광물의부존에는지역적편재성이있음 - 국가에따라광물의종류와양의편차가심함 - 다른산업과달리임의의입지조건에따라사업소를설치할수없고교통이불편한미개지에서도일단유망광산이발견되면개발을위해광산을중심으로신흥광산촌이생기고, 광업의발전과더불어도시화하고그광산이쇠퇴하면광산도시는약소화되며경우에따라서는폐허화되기도함 광물자원의가치는변동함 - 광산물의가격은수급상황에따라끊임없이변동하지만, 또한자원의가치도기술적 경제적영향에도좌우됨 - 광상의심도가깊어경제적으로가치가없다고여겨지던광물자원도자원기술이발달하여경제적으로채굴이가능해지면가치가생김 - 광물의조합이복잡하여선광 제련이곤란하여유용광석으로인정받지못하다가도경제적인선광 제련기술의발달로가치가생기기도함 (2) 산업구조 광물자원을중심으로광물자원을생산하는광산과관련된후방위산업과광물자원을활용되는되는전방위산업구조로되어있음 - 후방위산업으로는광물자원을생산하는광산산업이있음 - 전방위산업으로는철강산업, 기초금속, 경금속, 화학공업, 전자공업, 내화재, 귀금속, 연마재등대부분산업의기초원료물질로파급효과가큼

316 에너지자원활용 - 광물자원 후방위산업광물자원산업분야전방위산업 - 광산업체 - 지질 / 광상조사및탐사분야 - 지구물리탐사분야채광분야 - 선광 / 제련분야 - 경제성평가분야 < 광물가공및제조산업체 > - 철강산업 - 기초금속 - 경금속 - 화학공업 - 전자공업 - 내화재 - 귀금속 - 연마재 [ 광물자원산업중심의연관산업 ( 전후방산업 ) 구조 ] 광물자원산업은다양한산업에원료소재를공급하는분야로거의모든제조산업과연관되어있음 - 산업의발달을위해원료물질이되는광물자원의안정적인공급이선행되어야한다는인식이 2000년대초반광물가격의불안정때문에널리인식되어최근에는원료의구입에만신경쓰던국내대기업에서직접광산을개발하는데에도관심을갖고직접사업확장에힘쓰고있음 - 상사나물산회사에서원료물질의소비는없으나중간업체로써원료물질의공급을담당하고있음 [ 광물자원산업분야의공급망분석및주요업체 ] 조사 / 탐사 / 개발 / 선광 / 생산제련 / 제활용가공 주요내용 ( 설명 ) 광물자원의잠재성을평가하기위하여지질조사, 탐사및부존량을평가하여자원의가치를판단함. 또한평가하여확보된자원을채굴하고그광석으로부터맥석광물을제거하고유용한광석만을회수하는과정이선광과정이며이를통해정광을생산하는전과정임 제련은열이나화학적, 전기적방법을통해선광과정을거친정광으로부터금속을추출하는과정임 가공은비금속광물에적용되는방법으로서원광석을분쇄하여입도를조절하고화학적처리를통해광물의물성을향상시키거나, 일부물질을혼화하여혼합물을제조하는과정임 대기업 포스코, 대우인터네셔널, 한국광물자원공사, 고려아연 ( 주 ), 현대자원개발 ( 주 ), 삼성물산 ( 주 ), ( 주 ) 한화, 대우조선해양 E&R, 대성상업 ( 주 ), 쌍용자원, 라파즈한라시멘트 ( 주 ), ( 주 )KC 포스코, ( 주 ) 고려아연, 영풍, LS-Nikko 동제련 ( 주 ) 남해화학, 한솔제지, 조선내화, 한국도자기, 대한제지, 대림요업, 계림요업, 동서산업, 코스모화학, 동부팜한농, 한국내화, 동국내화, ( 주 )KCC, 고려용접봉, 현대종합금속 주요업체 중소기업 한덕철광 ( 주 ), ( 주 ) 지엠씨, ( 주 ) 동원리소스, ( 주 ) 넥스지오, 지오스캔, 대한광산개발 ( 주 ), ( 주 ) 하월라디앤씨, 서미트광업, 에이치앤씨산업개발 ( 주 ), 왕도광물자원개발, 지엠티자원개발, 일진머티어리열, 우림자원개발, ( 주 ) 서동, 민경산업 ( 주 ), 만덕통상, 대성 MDI, ( 주 ) 삼보광업, ( 주 ) 남명개발, ( 주 ) 성신, ( 주 ) 성안자원, 명진규석, 자원규석 에코마이스터, 지알엠, 토리컴, 성일하이텍, 희성피엠텍 ( 주 ) 코츠, 일성케미컬, 클라이언트아이엠케이, 경동세라텍, 한국분체, 영우자원, 백산장석, 부여소재, 경주케미컬

317 전략분야 3. 시장분석 년국내광산물수급은전년대비생산 (5.6%) 과수출 (4.9%) 은증가한데반해수입 (-12.1%) 과내수 (-14.9%) 규모는감소하였다 년국내광물자원의내수액은약 25 조 241 억이며그중금속광물자원이 22 조 7821 억원으로전년대비 15.9% 감소하였으며, 비금속광물자원은 2 조 2420 억원으로전년과유사수준임. - 우리나라의철광석은거의전량수입에의존하고있으며, 동정광은국내생산량이없으며칠레 (35.9%), 호주 (19.5%), 페루 (9.8%) 및인도네시아 (8.7%) 로부터전량수입하여조달함. - 아연정광도대부분수입에의존하며, 티탄철광석은국내에서절반정도가생산되고, 리튬은물량자체는풍부하여물량자체의확보가어려운것은아님. - 희토류는하이브리드카, LCD, LED, PDP, 휴대전화및영구자석의필수원료로수급불안정과가격급상승으로산업활동에불안요소로작용하고있음. 가. 시장현황및전망 2012년국내광산물수급은전년대비생산 (5.6%) 과수출 (4.9%) 은증가한데반해수입 (-12.1%) 과내수 (-14.9%) 규모는감소하였음. 2012년국내광물자원의내수액은약 25조 241억이며그중금속광물자원이 22조 7821 억원으로전년대비 15.9% 감소하였으며, 비금속광물자원은 2조 2420억원으로전년과유사수준임. - 이는전세계적인자원가격의하락과국내최대수입광종인철광석수입량의감소에기인한것임. 2012년광산물총수입액은크게감소하며자급률은 1.5%p 증가하였으나여전히자원의안정적공급에있어대외자원시장환경변화에매우취약한구조를보이고있음. 2012년국내에서내수금액기준으로살펴보면 Fe, Cu, Au, Ls, Zn 순이며, 해외의존이거의 100% 인광물종은 Fe, Cu, Pb, Zn, Mn, 인광석 (PO4) 및 Mo 등이있음. - 금이나은은 LS-NIKKO 에서 Cu 정광의제련부산물로생산되어자급율은각각 95% 와 100% 로높은편이나동원광은 100% 수입에의존함. 국내제련및제조산업구조에따라거의해외에의존해야하는광물종은철, 동, 아연, 연, 망간, 인회광등이있음

318 에너지자원활용 - 광물자원 [ 광물자원분야의시장현황및전망 ] ( 단위 : 억원 ) 수요 공급 총내수금속비금속 ,528 60,415 15,113 87,548 71,724 15, , ,269 15, , ,495 16, , ,095 22, , ,822 17, , ,013 20, , ,850 22, , ,820 22,420 수출 38,628 6,553 13,089 13,396 25,442 46,139 47,856 64,446 67,622 재고 2,052 2,676 4,517 8,668 5,243 4,235 5,184 5,387 6,864 합계 116,208 96, , , , , , , ,726 생산 ( 국내 ) 19,368 (11,728) 20,685 (11,644) 24,337 (11,714) 27,591 (12,962) 34,900 (16,407) 43,389 (13,681) 52,040 (16,434) 72,574 (17,991) 76,644 (18,937) 수입 90,965 70, , , , , , , ,673 이월 5,876 5,155 7,991 4,973 3,915 32,006 18,411 14,185 5,409 자료 : 광산물수급현황 ( 지식경제부, 한국지질자원연구원 ) 2012년우리나라의철광석연간수요량은약 6천8백만톤으로서거의전량수입에의존하고있으며시장규모약 10조원에달함. - 세계철강생산은꾸준한증가세를보이고있으며 2011년에비해 5% 증가하였음. - 세계철강소비또한 2012년에는 2.1% 증가한 14억 1천만톤에달했으며 2013년도에는 3.2% 증가한 14억 6천만톤에달할것으로예측하고있음. - 철광석생산도꾸준히증가하는추세를보였으며 2012년에는 11억톤에달함. - 중국이전체철광석의생산량의약 61% 를차지하며가장많은생산을하고있으며, 우리나라는호주로부터의철광석수입이 2012년 66.4% 에달해의존도가매우높음. 2012년우리나라의금의연간총수요량이약 77톤으로서금광산및제련소의부산물에의한생산량은 48톤으로서내수시장규모는약 2조 9천억원에달함. - 세계금생산은 2011년에약 2,660톤, 2012년에 2,700톤으로거의일정한양을보여줌 년우리나라금수입 ( 총 27.97톤 ) 은스위스및홍콩으로부터 15.99톤 (58.6%) 을수입하며기타일본, 호주, 중국순으로다양한수입원을형성하고있음. 2012년세계동생산량은정광기준 17백만톤으로서칠레가전생산량의 31% 이상을차지함 년국내수요량은 1.7백만톤으로서대부분 LS NIKKO에서동제련에사용되며국내생산량은없으며칠레 (35.9%), 호주 (19.5%), 페루 (9.8%) 및인도네시아 (8.7%) 로부터전량수입하여조달하고있음. 2012년세계아연생산량은 13 백만톤에달하여중국 (35%), 호주 (12%) 및페루 (10%) 가압도적으로우세한생산량을보임. - 국내내수량은 2012년기준 1,698,000톤이며증가세를보이며대부분수입에의존하며수입국은멕시코 (22.2%), 페루 (19.6%), 호주 (17.1%), 미국 (11.9%), 볼리비아 (9.8%)

319 전략분야 및기타순임. - 국내아연의내수비율은전체의약 6.1% 를차지함. 우리나라의티탄철광석연간수요량은 2012년약 39만톤으로서약 2십만톤은국내에서생산되지만나머지는호주 (49.4%), 베트남 (20.8%), 인도 (12.7%), 및우크라이나 (8.1%) 등으로부터수입하고있으며내수규모는약 16만톤에달함 년티탄철석세계생산량은약 6백2십만톤이며, 2008년부터 2012년까지의세계티탄철강생산증감률은연평균 2.0% 로서 2015년생산량은약 7백만톤을넘어설것으로예측됨. - 수입량은 2008년대비 2012년에는약 21% 감소율을나타내며, 2008년부터 2012년까지의평균감소율은약 -4.2% 임. - 국내에서생산되는약 20만톤의티탄철석은주로 POSCO 에서철광석부원료로활용되고있으며, 수입되는약 19만톤중대부분은주로코스모화학 ( 주 ) 에서백색안료인 TiO2 제조에사용됨. 리튬은전세계매장량및연간소비량으로볼때사용가능한물량은풍부하므로물량자체의확보가어려운것은아님 년전세계생산량은 37,000톤으로주로호주 (13,000톤) 와칠레 (13,000톤) 에서생산되고있음. - 하지만국제적인공급구조가일부국가및기업들이독과점형태이고, 국내외시장규모가급증될것이라는전망이우세하기때문에가격협상력이수요자보다공급자가우위에있음. - 우리나라의 2008년부터 2012년까지평균수입금액증감율은탄산리튬이약 25.7%, 수산화리튬약 24%, 산화리튬약 11.8% 로리튬의수요증가와가격상승으로수입금액증가현상은계속될것으로예측됨 년수입된탄산리튬은약 13,762톤, 수산화리튬약 1,102톤, 산화리튬약 18톤으로대부분탄산리튬의형태로수입하고있음. - 현재의상태에서리튬은부존량이풍부하여공급은크게어려움이없을것으로예측되고있으나가격은계속상승추세를보이고있고수요량은크게증가될것으로전망됨. 2012년세계희토류자원 REO의생산량은 110,000 톤이며이중중국이 95,000 톤을생산하여약 86% 를차지하였음. - 생산을중단하였던미국 (7,000톤) 에서 2012년부터재생산에들어갔으며호주 (4,000톤) 역시생산량을늘려중국의독점율을낮추고있음. - 단일국가로서의 REO 부존량은중국이세계 1위로서장기간동안희토류시장을석권할것임

320 에너지자원활용 - 광물자원 - 중국의희토류수출제한정책을강화함에따라희토류수입국에서는공급의어려움이있을것으로예측되었으나최근기존의 REO 부존국가들의재생산과정제기술의향상으로소비하락과가격하락을가져옴. - 그러나하이브리드카및고기능재수요증가로 2012년도에도계속적인생산증가가있을것으로전망됨. - 또한, 하이브리드카에이용되는중희토류는중국만이생산하고있어가격상승과함께수급에차질이있을것으로전망됨. - 우리나라의경우수급불안정및독과점체제형성으로가격상승이예상되며우리나라핵심산업인 LCD, LED, PDP, 휴대전화및영구자석의필수원료로수급불안정과가격급상승으로산업활동에불안요소로작용할것임. 나. 무역현황 광물자원분야의주요수출입품목은철광, 동광, 알루미늄광, 아연광, 니켈광, 기타금속광물등광물자원자체를뽑을수있는데, 대부분수입에의존하고있고전반적으로교역량이크게증가하고있음. 특히철광과니켈광에대한수입이최근 5년사이크게증가하고있음. [ 광물자원전략분야품목별수출현황 ] ( 단위 : 천달러 ) 품목 구분 수출현황 ,628 철광 수입현황 ,963,714 9,532,460 무역특화지수 수출현황 ,381 66,722 11,807 동광 수입현황 3,294,652 3,346,511 3,514,025 3,293,513 4,536,877 5,640,628 4,570,945 무역특화지수 수출현황 알루미늄광 수입현황 24,718 18,015 37,408 21,689 27,708 26,522 27,148 무역특화지수 수출현황 164 3,316 5,280 5,578 9,851 7,136 14,128 아연광 수입현황 1,554,479 1,608, , ,766 1,086,921 1,519,448 1,393,858 무역특화지수 수출현황 니켈광 수입현황 ,200 94, , , ,224 무역특화지수 수출현황 53, , ,370 55, , , ,615 기타금속광물 수입현황 1,160,035 1,759,634 1,638,187 1,014,204 1,512,889 2,536,437 3,324,065 무역특화지수 * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 ) / ( 총수출액 + 총수입액 )

321 전략분야 다. 글로벌수출입유망품목 2012년글로벌수출입유망품목은국내외수출입규모와성장률, 관세율, 특허출원동향을바탕으로품목경쟁력, 품목유망성, 시장성, 기술성, 중소기업적합성등을분석하여도출됨. 광물자원분야에서는수출입유망품목이도출되지않음. 라. 업체동향 (1) 해외주요업체동향 프랑스자원개발기업 Areva( 아레바 ) 는원자력발전소건설및정비관련세계 1위이며, 해외자원개발사업은최근몇년간지속적인원자재확보를위해서아프리카, 캐나다, 호주등지에광산발굴사업을추진해왔음. - 그러나 2008년금융위기를거치고동시다발적으로투자한광산에서의수익이창출되지못하면서아레바사의경영이어려움에직면함. - 이에따라문제점을극복하고자아레바사는기투자한원자력발전소가동원료인우라늄광산의지분을매각하기시작함. - 한국은원자력발전소의원활한가동을위해원료의안정적인장기공급선확보는물론향후원자력설비수출을위한인프라를구축하기위해서해외우라늄광산개발을추진하였으며개발경험축적과가능성이높은광산확보를위해서아레바사와장기공급계약체결은물론아프리카니제르소재우라늄광산지분 10% 인수함. BHP Billiton (ASX:BHP) 는주로호주, 미국, 남아프리카에소재한자사생산시설에서광물, 석유및가스를추출하여생산하고있으며세계최대의광산업체임. - 광물자원으로는알루미늄, 망간, 니켈, 철, 석탄, 구리및포타쉬 (K) 자원을개발하고있음. - BHP사는칠레 Escondida 구리광산확장프로젝트 ( 약 25억달러 ) 를진행하여 2011년부터생산능력을 130만톤까지늘리기위해 2015년까지확장및재배치투자를하고있으며제련용전력확보를위해 500MW급 Kelar 복합화력발전소건설도추진하고있음. - 또한 BHP사는유럽재정위기와중국경기둔화등불안정한거시경제적상황으로인해투자계획을무기한연기하였음. - BHP사의 2011/12년실적은판매는전년대비 0.7% 가증가한 722억달러를기록하였으나, 세후수익은 35% 감소한 154억달러를기록 ( 철광석수익이가장큰폭으로감소 ) 하였음. - 남호주州 Olympic Dam 증설프로젝트에 300억달러를투자하였고, 서호주州 Port Hedland 외항건설프로젝트에 200억달러를투자하는대형프로젝트에대한투자계

322 에너지자원활용 - 광물자원 획을보류하였음. - BHP사는 2012년 4분기철광석생산량이크게늘었는데, 지난해 4분기철광석생산량은전년동기 3천980만t보다 3% 증가한 4천220만t을기록했음. 호주의철광석생산업체인 Rio Tinto사는지난해철광석생산량 2억5천300만t을달성했으며이는전년 2억4천500만t 대비 4% 증가한수치를보임. - 리오틴토는기록적인생산량증가와더불어서호주내광산확장사업을추진할계획을가지고있으며현재 Pilbara 지역의철광석생산용량을 2013년말까지연간 2억9천만t, 2015년까지연간 3억6천만t으로증대시키기위해 Cape Lambert 광산의확장사업을진행중임. 브라질최대광산회사발레 (Vale) 사는철광석을비롯하여니켈, 페로니켈, 구리, 보크사이트, 고령토및알루미늄을생산하고있음 년 7월8일무릴페레이라발레사회장은 슈퍼사이클 ( 철광석등상품시장장기상승국면 ) 은 2011년에이미끝났다 며 2015년까지긴축경영을실시하겠다 고밝힘. - 발레사는올해투자액으로 163억달러 ( 약 18조6325억원 ) 를계획했으며, 이는지난해와비교해 8% 적은수치임. - 신흥국경기둔화로철광석수요가줄어들면서광산업체들이몸집줄이기에나서고있음. (2) 국내주요업체동향 ' 우리나라해외자원개발사업은 1977년부터해외일반광개발사업을시작하여총 59개국 450개사업에진출하여, '11년말현재 36개국 198개사업이진행중이며 11년말현재 64개국에서 505개사업 ( 유전 198개, 광물 307개 ) 을진행중임. - 단순지분참여중심에서벗어나운영권및지분확보를통해자주개발율을증대시키고있음. 국내종합상사중가장활발하게자원개발사업을추진하는곳은 LG상사이며, 중국, 인도네시아와호주, 중남미등에서 21개자원개발프로젝트를추진하고있으며이가운데 10여곳이생산단계에있음. - 특히유연탄광투자에집중해중국완투거우, 호주엔샴등 6개광구에서만연 1000만톤규모의물량을확보하였음. 대우인터내셔널의핵심자원개발사업은미얀마가스전으로내년상업생산을앞둔이가스전의추정가치는 2조원가량임. - 국내에서추진한단일자원개발프로젝트가운데최고가임. - 미얀마서부해역은프랑스메이저석유회사인토탈을비롯해메이저업체들이 7개광

323 전략분야 구에대해시추작업을벌였지만끝내가스를찾지못했던곳으로불확실성이컸으며, 회사내부적으로도외환위기직후워크아웃이진행중이던힘든시기였음. - 하지만과거실패한사례를꼼꼼히분석해과감하게베팅하여지금미얀마가스전은대우인터내셔널의최대효자사업으로탈바꿈하였음. 현대종합상사는베트남가스전, 마다가스카르암바토비니켈광산등의자원개발사업의성과를가짐. - 지난해 4월모기업인현대중공업과함께설립한자원개발전문회사 현대자원개발 을통해원유와가스는물론바이오연료, 농림업, 광산업등에대한신규투자를늘릴계획임. 석탄을회사의 6대신성장동력중하나로선정한 SK네트웍스는지난해 2월 SK이노베이션에서석탄사업부를인수하는등석탄투자를강화하였음. - 호주에서만스프링베일, 앵구스플레이스, 샤본, 클라렌등 4개의생산광구를비롯해개발 탐사단계의석탄, 구리, 우라늄광구 5개등모두 9개광구를보유하고있음. 국내종합상사중가장활발하게자원개발사업을추진하는곳은 LG상사로중국인도네시아등아시아와호주, 중남미등에서 21개자원개발프로젝트를추진하고있음. - 이가운데 10여곳이생산단계이며, 특히유연탄광투자에집중해중국완투거우, 호주엔샴등총 6개광구에서연 1000만규모의물량을확보하고있음. 포스코는철강제조에서가장중요한철광석및유연탄등자원개발을강화하였음. - 지난 5월호주로이히광산지분인수, 2014년부터연간철광석 5500만을생산계획에있음. - 자원보고로부상하는모잠비크와짐바브웨, 남아프리카공화국, 콩고등아프리카도집중공략하고있음. ( 주 ) 혜인은자회사로 ( 주 ) 혜인자원을설립하여희유광물자원개발사업을통한고부가가치성장동력을확보하였음. - ( 주 ) 혜인자원은몰리브덴광산및몰리브덴, 구리등의비철금속의선광설비를보유하고최근정부가추진중인자원개발사업의핵심원료로각광희귀금속인몰리브덴 (MoS2) 을생산하고있음. ( 주 ) 넥스지오는석유, 가스, 석탄, 우라늄등의에너지자원과구리, 니켈, 주석등의광물자원및지열에너지와같은신재생에너지등의지질자원을탐사하고개발하고있음 년탐사를진행, 2010년본격생산에돌입한미얀마주석광산사업을고수익이창출되는사업으로성장시킨바있음

324 에너지자원활용 - 광물자원 [ 광물자원주요제품의국내업체현황 ] 중분류세부제품대기업중소기업 중소기업주요참여영역 중소기업참여정도 중소기업점유율 금속광물 금, 은, 백금족, 희토류, 동, 연, 아연, 알루미늄, 철, 니켈, 코발트, 티타늄, 바나듐, 니오븀, 텅스텐, 질코늄, 몰리브덴, 망간, 탄탈륨, 크롬, 베릴륨, 창연, 주석, 안티몬, 인듐 포스코, 현대종합금속, LS 니꼬동제련, 고려아연, 영풍, 케이씨주식회사, 조선내화, 코스모화학, 고려용접봉, 삼성전기, 엘지상사 희성금속, 한국피지엠, 옵토웨이퍼테크, 비앤에프코퍼레이션, 동성금속, 나리지온, 프이에이코퍼레이션, 나노신소재, 넥스지오., 한덕철광, 동원리소스 금속원료생산및금속소재개발 비금속광물 리튬, 활석, 납석, 장석, 고령토, 석회석, 규석, 규사, 사문석, 운모, 불석, 명반석, 흑연, 형석, 인광석, 규회석, 중정석, 마그네사이트 한솔제지, 조선내화, 한국도자기, 대한제지, 금호타이어, 대림요업, 한화석유화학, 벽산페인트 클라이언트아이앰케이, 일성케미컬, 성신, 민경산업, 대성 MDI, 한국오웬스코닝, 조선선재, 유니온무역상사, 동아흥업, 조선선재, 동부한농화학, 동일산업, 한합산업, 대정화금, 창원특수강, 이화다이아몬드공업, 대림요업, 계림요업, 동서산업 원광생산및가공 * 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5 단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : ) 마. 기업개발니즈 ( 총괄팀 ) 광물자원분야중소기업의니즈분석을통한현황을살펴보면, 다양한중소기업들이융합을기반으로하는다양한제품을개발, 판매를진행하고있음. - 구체적으로자원개발을위한자원탐사장비개발및해석소프트웨어개발, 석회석의나노입자화, Mg-Si Powder, 황산코발트, 황산니켈, 고순도 Silver metal 및 Au, Pd, Pt, Ru, 3성분계 NCA계양극전구체기술및공법개발, 3성분계 NCA 양극전구체기술및공법개발, 경소백운석및백운석개발, 광물자원조사 / 탐사, 광물자원개발계획및광산개발에따른후속환경관련사업등이있음. 광물자원분야의중소기업들은기술을기반으로다양한산업분야, 적용분야의시장진입을위한개발계획을가지고있음. - 구체적으로광물자원개발을위한광물자원탐사장비개발, 대리석, 경질탄산칼슘, Mg-Si, 고순도 Sn metal, NCM계양극전구체 (523, 111, 622, 811) NCA계양극전구체, 마그네슘, 광물자원조사 / 탐사, 광물자원개발계획및광산개발에따른후속환경관련사업등의제품을미래에생산할계획을가지고있음

325 전략분야 4. 기술분석 에너지자원활용-광물자원분야의산업기술개발동향및기술개발역량을파악하기위하여, 특허검색 DB를이용하여최근 13년간 (2000년 1월 ~ 2013년 7월 ) 출원 / 공개된해외특허 ( 일본, 미국, 유럽특허 ) 와국내특허를그분석대상으로하였음 가. 기술동향분석 (1) 세계동향 광물자원분야의전체대상특허 2,989건에대한각국가의연도별출원동향을살펴보면, 전반적으로지속적인출원이이루어지는분야이며, 미국이타국가에비해두드러진출원건수를보이고있음. - 전체출원건수는미국의출원건수에크게영향을받고있으며, 2002년도이후에일시적인감소가있었으나 2008년까지꾸준히증가하는추세를나타내고있고, 일본, 유럽및한국은출원건수는상대적으로적으나꾸준한특허활동을하고있는것으로분석됨 [ 에너지자원활용 - 광물자원분야의국가 연도별출원동향 ]

326 에너지자원활용 - 광물자원 - 모든산업소재의근본원료가광물에서비롯되며, 이러한광물개발을통해부가가치를높일수있는소재로활용될수있기때문에세계각국은광물자원확보를위한연구개발에노력하고있음 - 국가별점유율을살펴보면, 미국이 71%(2,122건 ) 으로최다점유율을차지하고있으며, 그다음으로일본이 15%(430건 ), 유럽이 9%(279건 ), 한국이 5%(158건 ) 의점유율을차지하고있음 년전반기 168) 에는전체분석대상특허의 54% 를차지하고, 후반기 169) 에는 46% 를차지하는것으로나타나, 광물자원관련연구개발이후반기보다전반기에상대적으로더욱활발한것으로나타남 - 전반기와후반기모두미국이 70% 이상의특허점유율을차지하고있는것으로나타나 1위자리를유지하고있으며, 일본과유럽은후반기에출원비율이감소한반면, 한국은 3% 에서 8% 로증가한것으로나타났으며, 이는한국이타국가에비해조금늦은시기에광물자원의중요성을인지하여기술개발에가속도를내고있는것으로사료됨 광물자원분야의해외특허주요출원인의출원현황을살펴보면, 미국, 일본및유럽모두기업의출원비율이 80% 이상을차지하는것으로보아, 광물자원분야는기업이연구소 / 대학보다특허활동이더욱활발한것으로분석됨 [ 해외특허주요출원인의출원현황 ] 168) 2000 년 ~2006 년까지를 2000 년대전반기로명시 169) 2007 년 ~2013 년까지를 2000 년대후반기로명시

327 전략분야 미국특허에서기업의경우, 미국국적의 SCHLUMBERGER TECHNOLOGY가최상위출원인으로나타났으며, HALLIBURTON ENERGY SERVICE, BAKER HUGHES가그뒤를잇고있는데, 상위출원인은모두자국인인것으로보아, 자국에의한기술력이상당히높은것으로사료됨 - SCHLUMBERGER TECHNOLOGY(US) 는미국의대표적인에너지전문업체이며, 94건을출원하여최상위출원인으로나타났고, 그뒤를이어 HALLIBURTON ENERGY SERVICE(US) 가 77건, BAKER HUGHES(US) 가 47건을출원하여상위출원인으로분석됨 - 연구소 / 대학의경우, 미국국적의 EXXONMOBIL UPSTREAM RESEARCH가 27건으로최상위출원인으로나타났으며, 프랑스국적의 INST FRANCAIS DU PETROLE이 22건, 미국국적의 THE REGENTS OF THE UNIVERSITY CALIFORNIA(US) 가 12건으로상위출원인으로나타남 [ 미국특허주요출원인의전 후반기출원비율 ] - HALLIBURTON ENERGY SERVICE(US) 는전반기에 6% 를차지하여 1위를기록하였다가후반기에는출원건수가감소함에따라 3위로뒤쳐진반면, SCHLUMBERGER TECHNOLOGY(US) 는전반기에 4% 에서후반기에 6% 를차지하여 1위로올라선것으로나타나, SCHLUMBERGER TECHNOLOGY(US) 는후반기에들어서광물자원개발에적극적인노력을가하는것으로사료됨 - EXXONMOBIL UPSTREAM RESEARCH(US) 는전반기에 6% 에서후반기에 10% 로출원건수와비율이증가한것으로나타났고, INST FRANCAIS DU PETROLE(FR) 은전반기에 10% 로 1위였지만후반기에는출원건수가감소함에따라 4위로밀려난것으로나타남

328 에너지자원활용 - 광물자원 - 기업에의한출원이전 후반기모두 84% 이상으로나타나기업에의한출원이대부분이며, 연구소 / 대학의경우출원건수가 333건으로전체출원건수에대한출원비율이 16% 이내인것으로나타나연구소 / 대학의의한특허활동은기업에비해상대적으로낮은것으로분석됨 일본특허에서기업의경우, 일본국적의 PANASONIC이 13건을출원하여최상위출원인으로나타났으며, 일본국적의 TOSHIBA 가그뒤를잇고있는데, 상위출원인모두자국인인것으로보아자국의기술력이상당히높은것으로사료됨 - 연구소 / 대학의경우상위출원인이대부분자국인인것으로나타났으며, NATIONAL INSTITUTE OF ADVANCED INDUSTRIAL SCIENCE TECHNOLOGY(JP) 가총 6건을출원하여최상위출원인인것으로나타났으며, 한국국적의출원인인한국지질자원연구원은 4건을출원하여 3위를기록함 [ 일본특허주요출원인의전 후반기출원비율 ] - 전반기에는 PANASONIC(JP) 과 TOSHIBA(JP) 가각각 5%, 4% 를차지하여 1, 2위를기록하였으나, 후반기에는출원건수가다소감소하여순위가뒤로밀려난것으로나타남 - CENTRAL RESI NST OF ELECTRIC POWER(JP) 와 HAMAMATSU PHOTONICS(JP) 는후반기에들어출원건수가다소증가하여최상위출원인인것으로나타남 - 연구소 / 대학의경우, 전반기에는 RAILWAY TECHNICAL RES INST(JP) 가 20% 를차지하여최상위출원인이였으나, 후반기에는한국지질자원연구원 (KR) 이 15% 로최상위출원이자리를차지함

329 전략분야 유럽특허에서기업의경우, 프랑스국적의 SERVICES PETROLIERS SCHLUMBERGER 가최상위출원인인것으로나타났고, 미국국적의 HALLIBURTON ENERGY SERVICES가그뒤를잇고있으며, 상위출원인에서미국과일본국적의비유럽출원인이상위출원인에속한것으로보아유럽시장에진출하고자하는의지가강한것으로사료됨 - SERVICES PETROLIERS SCHLUMBERGER(FR) 가 16건을출원하여최상위출원인으로나타났고, HALLIBURTON ENERGY SERVICES(US) 는 9건을출원하여차상위출원인으로나타남 - 연구소 / 대학의경우네덜란드국적출원인인 SHELL INT RESEARCH 가 4건을출원하여최상위출원인으로나타났고, 벨기에국적의 INTERUNIVERSITYERSITAIR MICROELEKTRONICA CENTRUM가 3건을출원하여차상위출원인으로나타남 - 유럽특허에서기업및연구소 / 대학의최상위출원인들의출원건수가많지않으므로분석에큰의미를부여하기는어려울것으로사료됨 [ 유럽특허주요출원인의전 후반기출원비율 ] - 전 후반기모두 SERVICES PETROLIERS SCHLUMBERGER(FR) 가상대적으로높은출원비율을나타내고있고, HALLIBURTON ENERGY SERVICES(US) 는전반기에는 5% 를차지하였다가후반기에는출원을하지않은것으로나타났으며, SIEMENS(DE) 는후반기에처음으로출원하여신규시장진입자인것으로분석됨 전체적으로살펴보면, 연구소 / 대학보다는기업출원이압도적이며, 미국특허의출원비율약 85% 이상으로상당히높은편임 - 미국국적의 SCHLUMBERGER TECHNOLOGY, HALLIBURTON ENERGY SERVICE, BAKER HUGHES가타출원인과큰격차를보이며본분야를주도하고있는것으로나타남

330 에너지자원활용 - 광물자원 (2) 국내동향 광물자원의국내특허연도별출원동향을살펴보면, 전반기에는출원건수가많지않다가후반기에는활발한특허활동을하고있는것으로나타났으며특히, 2007년도이후에급격히증가하였으며 2010년도에는 23건을출원하여정점을기록하였음 - 내국인의경우전반기에는내국인의출원비율이높은편이였으나, 2008년도에는해외출원인의출원비율이급격하게증가하여내국인출원비율이최저인것으로분석됨 [ 연도별국내출원동향및연도별내국인 / 출원인출원비율 ] - 국내전체특허의내외국인비율은한국인이 68%, 외국인이 32% 로자국인의특허출원비율이높아기술자립도가높은것으로나타났으나, 이는한국시장에대한중요도가높지않다고판단함에따라한국에서의특허출원이낮은것으로도볼수있음 - 출원인을구분해보면, 대학 / 연구소 / 공공기관의특허비율이 44% 로가장높았고, 해외출원인이 31%, 중소기업이 13%, 개인이 7%, 대기업 170) 이 5% 의점유율을차지한것으로보아, 광물자원분야는대학 / 연구소 / 공공기관에의해연구개발이주도되고있는

331 전략분야 것으로분석되었으며, 대학 / 연구소 / 공공기관중에서도한국지질자원연구원이큰격차를보이며최다출원을하는것으로보아, 기술분야특성상국가적차원의지원이필요하기때문인것으로사료됨 광물자원분야의국내주요출원인현황을살펴보면, 대학 / 연구소 / 공공기관이가장활발한특허출원활동을하는것으로분석되었으며, 그중에서도한국지질자원연구원이 27건을출원하여최상위출원인으로나타남 - 대기업에서는대우조선해양과삼성중공업이각각 2건씩출원하여최상위출원인으로나타났고, 중소기업에서는라드텍과지하정보기술이각각 3건씩출원하여최상위출원인으로나타남 [ 국내주요출원인의출원현황 ] 대기업의경우, 전반기에는대우조선해양과지에스건설이각각 1건씩출원하였으며, 후반기에는삼성중공업이 2건을출원하여최상위출원인으로나타났으나, 타출원인과의출원건수가크게차이가없으며출원건수또한저조하므로대기업의상위출원인분석은무의미한것으로사료됨 170) 유가증권 / 코스닥상장기업및외부감사법인을대상으로한매출액기준 1,000 대기업

332 에너지자원활용 - 광물자원 - 상위출원인대부분후반기에들어서광물자원분야시장에진입한것으로보임 중소기업의경우, 전반기에는지하정보기술이 3건을출원하여최상위출원인이였으나, 후반기에는라드텍이 3건을출원하여최상위출원인으로나타남 - 지하정보기술은지하물리탐사전문업체로서, 지표지질조사, 구조물비파괴검사, 지반조사, 지하수조사, 환경조사, 탐사장비, 계측장비가주력분야이며, 라드텍은방사선검출기제조업체로여러산업현장에서구조물및재료의결함등을비파괴적으로검사하는장비를주로제조함 대학 / 연구소 / 공공기관의경우, 전반기에는포항산업과학연구원이 3건을출원하여최상위출원인으로나타났으나, 후반기에한국지질자원연구원이총 25건을출원하여타출원인과큰격차를보이며최상위출원인으로나타남 대기업및중소기업의출원건수가대학 / 연구소 / 공공기관에비해상당히낮은것으로나타났으며, 이는국내광물자원개발관련기술이아직연구초기단계이기때문은것으로사료됨 [ 국내주요출원인의전 후반기출원현황 ]

333 전략분야 (3) 대표기술군선별 광물자원분야에서출원건수를기준으로다출원상위 IPC 20개를알아본후, 상위 10 개를선별하여대표기술군을선정함 [ 다출원상위 20 개 IPC 중 10 개선별과정 ( 전체 )] [ 다출원상위 20 개 IPC 중 10 개선별과정 ( 전 후반기 )] 선정된주요 IPC로는 G01N-027의전기적, 전기화학적또는자기적수단의이용에의한재료의조사또는분석, G01N-021의광학적수단, 즉적외선, 가시광선, 또는자외선을사용하는것에의한재료의조사또는분석, G01N-033 의그룹 1/00 ~ 31/00에포함되지않는특유의방법에의한재료의조사또는분석, E21B-043의채굴정에서석유, 가스, 물, 용해성또는용융성물질또는광물의현탁액 ( 懸濁液 ) 을채취하기위한방법또는장치, G01V-001 의지진학 ; 지진또는음향에의한탐광또는검출, G01V-003의전기적또는자기적탐광또는검출 ; 지구자장특성의측정, G01N-001의

334 에너지자원활용 - 광물자원 샘플링 ; 조사용표본의조제, G01N-023의파동또는입자성방사선, 예. X-레이중성자선, 에의한재료조사또는분석, G01N-029의초음파, 음파또는아음파의사용에의한재료의조사음파를물체에투과에의해물체내부의가시화, E21B-037의시추공 ( 試錐孔 ) 또는갱정 ( 坑井 ) 의청소를위한방법또는장치로선별됨 주요 IPC에해당되는 IPC 및 UPC의분류코드를통해, 전기화학적분석기술, 광학적분석기술, 시료분석기술, 광물자원시추기술, 지진학적데이터처리기술, 지하자원탐사용자기적센싱기술, 시료채취 ( 광물자원 ) 기술, 전자기파영상분석기술, 초음파탐사기술, 시추공및시추정보존기술로 10개의대표기술군을최종선별함 [ 대표기술군요약 (IPC/UPC)] 대표기술 (IPC) IPC 코드 건수 대표출원인 대표기술 (UPC/IPC) 대표기술군 세부내용 G01N PANASONIC(JP), G01N-027/26,G ADVANCEDTECHNOLOGYM 01N-027/00, ATERIALS(US) 전기화학적분석기술 1. 전기화학적변량의조사에의한것 ; 전기분해또는전기영동의이용에의한것 2. 전기적, 전기화학적또는자기적수단의이용에의한재료의조사또는분석 G01N FUJIFILM(JP),HAMAMATSUP HOTONICS(JP), INTEL(US) G01N-021/00, G01N-021/64, G01N-021/55 광학적분석기술 1. 광학적수단, 즉적외선, 가시광선, 또는자외선을사용하는것에의한재료의조사또는분석 2. 형광 ; 인광 3. 경면반사 G01N ABBOTTPOINTOFCARE(US), BPOILINTERNATIONAL(GB) PALOALTORESEARCHCENT ER(US), ROCHEDIAGNOSTICS(US) 422/068.1, 073/866 시료분석기술 1. 고체현탁액시료분석 2. 샘플분석 E21B HALLIBURTONENERGYSERV ICES(US), SCHLUMBERGERTECHNOLO GY(US), BASF(DE), BAKERHUGHES(US) 166/278, 166/245, 166/369 광물자원시추기술 1. 지하형성의여과케이크 (filtercake) 감소 2. 복수시추정의특정패턴 3. 시추정형성 G01V SCHLUMBERGERTECHNOLO GY(US), G01V-001/00,G BPNORTHAMERICA(US), 01V-001/28,G01 EXXONMOBILUPSTREAMRES V-001/40, EARCH(US), G01V-001/38 WESTERNGECO(US) 지진학적데이터처리기술 1. 지진학 ; 지진또는음향에의한탐광또는검출 2. 지진데이터의처리, 예. 분석, 해석, 수정을위한것 3. 우물검층에특히적합한것 4. 관수영역에특히적합한것 G01V HALLIBURTONENERGYSERV ICES(US), SCHLUMBERGERTECHNOLO GY(US), 한국지질자원연구원 (KR) G01V-003/00, G01V-003/08 지하자원탐사용자기적센싱기술 1. 전기적또는자기적탐광또는검출 ; 지구자장특성의측정, 예. 편각또는편차의측정 2. 대상물혹은지질구조에의하든가또는검출장치에의하여발생또는변동하는자장혹은전장에서작동하는것 ( 전자파로작동하는것 )

335 전략분야 대표기술 (IPC) IPC 코드 건수 대표출원인 대표기술 (UPC/IPC) 대표기술군 세부내용 G01N PHYNEXUS(US), NAMSINTERNATIONAL(US), G01N-001/10, G01N-001/28, G01N-001/00 시료채취 ( 광물자원 ) 기술 1. 액체또는유동상의것 2. 조사용표본의조제 ( 현미경의슬라이드에의표본의부착 ; 전자현미경에서분석해야할물체또는시료를지지하기위한수단 ) 3. 샘플링 ; 조사용표본의조제 ( 자동분석을위한재료의취급 G01N CARLZEISSNTS(DE), FEI(US), FUJIFILM(JP) G01N-023/00, G01N-023/04, G01N-023/223 전자기파영상분석기술 1. 파동또는입자성방사선, 예. X- 레이중성자선, 에의한재료조사또는분석 ( 응력측정일반 ; 원자핵또는 X 선방사의측정 ; 원자로내로의물질또는재료의도입또는원자로내에서처리된물질또는재료의저장 ; X 선장치의구조또는조작또는그것을위한회로 ) 2. 영상형성 ( 전자현미경 ) 3. 시료를 X 선조사하여형광 X 선을측정하는것 G01N THECHARLESSTARKDRAPER LABORATORY(US), ADVANCEDSTRUCTUREMO NITORING(US), HONEYWELL(US) G01N-029/02, G01N-029/04, G01N-029/00 초음파탐사기술 1. 유체의분석 ( 음향방출법을사용하는것 ) 2. 고체의분석 (acousticemission 법을사용하는것 ) 3. 초음파, 음파또는아음파의사용에의한재료의조사음파를물체에투과에의해물체내부의가시화 ; 초음파, 음파, 아음파의측정또는지시일반음향파, 예. 음향영상, 의반사또는재방사를사용한시스템초음파, 음파또는아음파를사용한사진에유사한기법에의하여기록을얻는것 E21B HALLIBURTONENERGYSERV ICES(US), BJSERVICES(US), BAKERHUGHES(US) E21B-037/06, E21B-037/00, E21B-037/02 시추공및시추정보존기술 1. 파라핀또는그와같은물질의퇴적 ( 堆積 ) 의방지또는제한을목적으로하는화학적수단을사용하는것 2. 시추공 ( 試錐孔 ) 또는갱정 ( 坑井 ) 의청소를위한방법또는장치 3. 버너를사용하는것 나. 기술지수분석 (1) 기술성장성분석 기술성장성분석은전세계특허를대상으로진행하였으며, 광물자원분야의각국가의대표기술군별특허활동지수 (Activity Index) 171) 를분석전체기간에대해살펴봄 171) 특정연구주체가특정기술분야에서차지하는상대적집중도를살펴보기위한지표로서, 그값이 1 보다큰경우에는특정연구주체가다른기술분야에비하여특정기술분야에상대적특허활동이활발함을나타냄

336 에너지자원활용 - 광물자원 [ 각국가의대표기술군별특허활동도지수 ( 전체 )] - 미국특허에서는광물자원시추기술, 지진학적데이터처리기술, 시추공및시추정보존기술이상대적으로특허활동이활발한것으로분석됨 - 한국특허에서는지하자원탐사용자기적센싱기술이 2.34로가장높고, 그외전자기파영상분석기술이 2.05, 시료채취 ( 광물자원 ) 기술이 1.75로특허활동지수가상대적으로높은것으로나타남 - 일본특허에서는광학적분석기술이 1.86으로특허활동이가장활발한것으로나타났고, 전기화학적분석기술, 시료채취 ( 광물자원 ) 기술이타기술군에비해상대적으로특허활동이활발한것으로분석됨 - 유럽특허에서는시료분석기술이 1.48로가장높아특허활동이활발한것으로분석됨 광물자원분야의각국가의대표기술군별특허활동지수를전 후반기로비교해봄 - 미국특허에서는지진학적데이터처리기술과지하자원탐사용자기적센싱기술이전반기에는 1 미만으로나타났으나, 후반기특허활동지수가각각 1.25, 1.23으로증가하여특허활동이상대적으로매우증가한분야로분석됨

337 전략분야 [ 각국가의대표기술군별특허활동도지수 ( 전 후반기 )] - 한국특허에서는광물자원시추기술과초음파탐사기술이전반기는 1 미만으로나타났으나후반기에특허활동지수가각각 2.17, 2.15로증가하여특허활동이더욱활발한분야로분석되었으며그에반해지진학적데이터처리기술과지하자원탐사용자기적센싱기술은전반기에는특허활동이활발하였다후반기에는특허활동이주춤한분야로분석됨 - 일본특허에서는전기화학적분석기술과시료분석기술의특허활동지수가전반기에비해후반기에감소한것으로보아특허활동이주춤한분야로분석되며, 광학적분석기술은전 후반기모두 1.6 이상으로높게나타나꾸준한특허활동을하고있는분야로분석됨 - 유럽특허에서는지진학적데이터처리기술은전반기에 1.6으로가장높았으나, 후반기에는 0.46으로감소하여특허활동이주춤한분야로분석되며, 전기화학적분석기술은전반기에 0.51에서후반기에 1.14로증가하여특허활동이활발한분야로분석됨 광물자원분야의각대표기술군의최신특허비율 172) 및 PFS 173) 을살펴보면, 광물자원시추기술의경우최신특허비율과 PFS가평균이상으로나타나최근기술개발이매우활발하며, 해외시장확보력이높은것으로분석됨 172) 최신특허비율 : 2009~2013 년전세계출원된특허를최신특허로분류함 173) PFS : 패밀리특허수를산정하여해외시장에진출정도를나타냄

338 에너지자원활용 - 광물자원 [ 대표기술군별 PFS/ 최신특허비율 ( 전체 )] - 지진학적데이터처리기술, 시료채취 ( 광물자원 ) 기술, 전자기파영상분석기술의경우, PFS가평균이하로패밀리특허수가낮아해외시장확보력은낮은편이나, 최근기술개발은상대적으로높게나타남 - 시료분석기술, 시추공및시추정보존기술은최신특허비율이평균이하이나 PFS가평균이상으로나타나해외시장확보력이높은것으로분석됨 - 전기화학적분석기술, 광학적분석기술, 지하자원탐사용자기적센싱기술, 초음파탐사기술은 PFS와최신특허비율이모두평균이하로나타났으며, 그중전기화학적분석기술, 광학적분석기술, 지하자원탐사용자기적센싱기술은최신특허비율이평균근처로나타나최근에특허출원이다소증가한것으로추측할수있으며, 초음파탐사기술은상대적으로최신특허비율과 PFS가모두낮은것으로분석됨 (2) 기술수준분석 기술수준분석은전세계특허에나타나는특허의인용관계 ( 평균 CPP 174) ) 및경쟁력정보 ( 평균 TS 175) ) 를이용하여대표기술군별원천성 / 기술경쟁력을살펴보면, 원천성 / 기술 174) 특허당타특허로부터의평균피인용도로서, 이값이높을수록기술적인면에서중요하다고볼수있음 175) 대표기술군별평균피인용도에해당특허건수를곱하는값으로표현되며, 이값이높을수록기술수준이높아경쟁력있는대표기술군이라고판단할수있음

339 전략분야 경쟁력모두평균값보다높은대표기술군은광물자원탐사용자기적센싱기술과전기화학적분석기술로나타나상대적으로기술수준이우수한것으로분석되어기술적인면에서중요한분야로판단됨 [ 대표기술군별 CPP/TS( 전체 )] - 시추공및시추정보존기술은 TS가평균이하지만 CPP가평균이상으로나타난것으로보아, 타특허로부터많이인용되어기술적인면에서높게평가되지만상대적으로경쟁력은낮은기술군으로판단됨 - 지하자원탐사용자기적센싱기술은 CPP가평균이하이나 TS가평균이상으로인용도는상대적으로떨어지나기술력이높은기술군으로판단됨 - 광학적분석기술, 시료분석기술, 지진학적데이터처리기술, 시료채취 ( 광물자원 ) 기술, 전자기파영상분석기술, 초음파탐사기술은 CPP와 TS가모두평균이하로나타나기술력및경쟁력이모두낮은기술군으로판단됨 (3) 중소기업적합성분석 중소기업적합성분석은한국특허를대상으로진행하였으며, 각대표기술군별중소기업의기술개발참여정도를판단함에따라국내중소기업의진출이용이한전략제품

340 에너지자원활용 - 광물자원 후보군을선별함 - 중소기업출원비율을살펴보면, 지하자원탐사용자기적센싱기술은관련국내특허건수 (27건) 중에서중소기업의출원건수 (7건) 비율이 26% 를차지하여타기술군보다높은중소기업의출원비율을나타냄 - 중소기업출원인비율을살펴보면, 초음파탐사기술이 50% 를차지하여가장높은분야로나타났으나관련국내특허총건수가 7건으로많지않기때문에큰의미를부여하기는무리가있으며, 지하자원탐사용자기적센싱기술의중소기업출원인비율이 40% 를차지하여가장높은분야로나타나상대적으로국내중소기업의진출이용이한분야로평가됨 - 종합적으로살펴보면, 지하자원탐사용자기적센싱기술이중소기업출원비율과중소기업출원인비율이상대적으로높아국내중소기업의진출이용이한전략제품군으로판단됨 [ 중소기업적합성분석 ] 대표기술군 국내특허 중소기업 특허건수출원인수특허건수출원인수 중소기업출원비율 176) 중소기업출원인비율 177) 전기화학적분석기술 % 29% 광학적분석기술 % 20% 시료분석기술 % 11% 광물자원시추기술 % 0% 지진학적데이터처리기술 % 33% 지하자원탐사용자기적센싱기술 % 40% 시료채취 ( 광물자원 ) 기술 % 13% 전자기파영상분석기술 % 0% 초음파탐사기술 % 50% 시추공및시추정보존기술 % 0% 다. 종합결론 광물자원분야의전체대상특허 2,989건에대한각국가의연도별출원동향을살펴보면, 전반적으로지속적인출원이이루어지는분야이며, 미국이타국가에비해두드러진출원건수를보이고있고, 전체출원건수는미국의출원건수에크게영향을받고있으며, 2002년도이후에일시적인감소가있었으나 2008년까지꾸준히증가하는추세를나타내고있고, 일본, 유럽및한국은출원건수는상대적으로적으나꾸준한특허활동을하고있는것으로분석됨 176) 중소기업출원비율 : 국내에서출원된전체특허중에서중소기업에서출원한비율 177) 중소기업출원인비율 : 국내에서출원한출원인전체중에서중소기업출원인비율

341 전략분야 전반기와후반기모두미국이 70% 이상의특허점유율을차지하고있는것으로나타나 1위자리를유지하고있으며, 일본과유럽은후반기에출원비율이감소한반면, 한국은 3% 에서 8% 로증가한것으로나타났으며, 이는한국이타국가에비해조금늦은시기에광물자원의중요성을인지하여기술개발에가속도를내고있는것으로사료됨 해외특허주요출원인현황을살펴보면, 미국, 일본및유럽모두기업의출원비율이 80% 이상을차지하는것으로보아, 광물자원분야는기업이연구소 / 대학보다특허활동이더욱활발한것으로분석되며, 미국특허의비율이매우높고, 미국국적의출원인인 SCHLUMBERGER TECHNOLOGY, HALLIBURTON ENERGY SERVICE, BAKER HUGHES이연구개발을주도하고있는것으로분석됨 국내특허의주요출원인현황을살펴보면, 대학 / 연구소 / 공공기관이가장활발한특허출원활동을하는것으로분석되었으며, 그중에서도한국지질자원연구원이최상위출원인으로나타남 미국특허에서는광물자원시추기술, 지진학적데이터처리기술, 시추공및시추정보존기술이상대적으로특허활동이활발한것으로나타났고, 한국특허에서는지하자원탐사용자기적센싱기술이가장활발한것으로분석되며, 일본특허에서는광학적분석기술의특허활동이가장활발하고, 유럽특허에서는시료분석기술의특허활동이상대적으로가장활발한것으로분석됨 광물자원시추기술이최신특허비율과 PFS가평균이상으로나타나최근기술개발이매우활발하며, 해외시장확보력이높은분야로판단되고, 광물자원탐사용자기적센싱기술과전기화학적분석기술이 CPP 및 TS가평균이상으로나타나원천성특허기술의가능성및기술경쟁력이높은것으로분석되며, 지하자원탐사용자기적센싱기술이중소기업출원비율과중소기업출원인비율이상대적으로높아국내중소기업의진출이용이한전략제품군으로판단됨 각대표기술후보군의특허지수를종합분석한결과, 광물자원시추기술이기술성장성및기술수준분석결과높은수준으로나타나해당분야의시장형성및기술개발이활발한것으로판단되며, 중소기업적합성이높은수준으로평가된지하자원탐사용자기적센싱기술은상대적으로국내중소기업의특허활동이활발한것으로평가되고, 기술성장성과기술수준이보통으로평가되어국내중소기업이해당분야에서기술개발을고려해볼수있는후보군으로사료됨

342 에너지자원활용 - 광물자원 [ 특허분석종합평가표 ] 기술성장성분석기술수준분석중소기업적합성 대표기술군 특허건수 AI 종합최근특허비율 PFS 평가 178) CPP TS 종합평가 179) 출원비율 출원인비율 종합평가 180) 전기화학적분석기술 中 上 12% 29% 中 광학적분석기술 中 下 10% 20% 下 시료분석기술 上 下 5% 11% 下 광물자원시추기술 上 上 0% 0% 下 지진학적데이터처리기술 下 下 33% 33% 上 지하자원탐사용자기적센싱기술 中 中 26% 40% 上 시료채취 ( 광물자원 ) 기술 上 下 17% 13% 下 전자기파영상분석기술 上 下 0% 0% 下 초음파탐사기술 下 下 29% 50% 上 시추공및시추정보존기술 下 中 0% 0% 下 5. 시사점및제언 2000년대중반이후광물자원수요가급증하고가격불안정성이심화되었으나최근다소안정국면에들어서고있어서중장기적인자원환경분석에따른신중한투자와개발이이루어져야함 정부는국내외광물자원확보를위해국내광업발전기본계획과제5차해외자원개발기본계획을수립하고있어서기업에서는자원개발전문인력을확충하여정부의정책에부응하는사업발굴이필요함 178) 기술성장성분석종합평가기준표 AI 최신특허비율 / PFS( 시장확보력지수 ) 의미 특허활동도가크고, 최근연구개발이많고해외특허출원이높아현재선도하는대표기 1초과구간최신특허비율과 PFS 모두평균이상일경우술군으로평가하여종합평가상 ( 上 ) 으로판단함상 ( 上 ) 특허활동도가크고, 최근연구개발이많거나해외특허출원이많은현재선도가능성이 1초과구간최신특허비율과 PFS 중 1개가평균이상일경우큰대표기술로평가하여종합평가상 ( 上 ) 으로판단함 중 ( 中 ) 1초과구간최신특허비율과 PFS 모두평균이하일경우특허활동도가크나, 최근연구개발이나해외특허출원이낮아앞으로유망할대표기술군으로평가하여종합평가중 ( 中 ) 으로판단함 1이하최신특허비율과 PFS 모두평균이상일경우특허활동도가낮은편이나, 최근연구개발과해외특허출원이높아서최근유망하거나시장이형성되고있는대표기술군으로평가하여종합평가중 ( 中 ) 으로판단함 하 ( 下 ) 특허활동도가낮고, 최근연구개발이적거나해외특허출원이낮아잠재력이있지만유 1이하최신특허비율과 PFS 중 1개가평균이하일경우망성이낮은대표기술군으로판단하여종합평가하 ( 下 ) 로판단함특허활동도가낮고, 최근연구개발이적거나해외특허출원이낮아유망성이매우낮은 1이하최신특허비율과 PFS 모두평균이하일경우대표기술군으로판단하여종합평가하 ( 下 ) 로판단함 179) 기술수준분석종합평가기준 : CPP, TS 값이모두평균이상 ( 上 ), 모두평균이하 ( 下 ), 그외 ( 中 ) 180) 중소기업적합성평가기준 : 출원비율, 출원인비율이모두균이상 ( 上 ), 모두평균이하 ( 下 ), 그외 ( 中 )

343 전략분야 국내부존자원에대한기초탐사확대및매장량재평가를실시하여경제성있는자원확보가필요하며자원개발기업이적극참여하여야함 국내광업의문제점은금속광산개발이장기간침체되어금속광산에대한탐사및효율적재개발을추진할필요가있음 국내비금속광산은석회석을제외하고영세적이어서경쟁력을갖추지못할뿐아니라가공산업육성이안되고있는상황으로광산물부가가치제고를위한산업고도화기술개발이필요함 ( 광산물정제, 고순도, 고미립, 고기능소재화기술 ) 탐사, 개발, 생산, 가공등광물자원개발전주기국내기술개발로부가가치증대및산업경쟁력을확보하여야광물자원산업이활성화되며자원선진국으로도약할수있어이를위한기업의 R&D 투자확대가필요함 산업고도화에따라첨단소재자원인희유금속수요가급증하는반면매장량의지역편재와자원민족주의로공급불안이가중되고있어서희유금속산업에대한기업의관심이집중될필요가있음 해외자원개발에서장기 전략적확보가필요한광종은중대형탐사사업에참여하고안정적원광공급이필요한광종은개발 생산사업우선참여하는전략을수립하여야함 [ 광물자원분야주요제품 ] 분야제품설명출처 산업기술분류코드 대분류중분류소분류 희유금속 지각내존재량이적거나추출이어려운금속자원중현재산업적수요가있고향후수요신장이예상되는금속원소로서극소수의국가에매장과생산이편재되어있거나특정국에서전량을수입해공급에위험성이있는금속원소를의미함. 우리나라에서는 W, Sn, Ti, Co, Cr, Mn, Mo, Zn, Nb, Ta, Be, Se, Li, In, V, REE( 희토류 ), PGM( 백금족 ) 등총 35 종으로지정하고있음 전문가 에너지자원 광물자원금속광물 광물자원 철질금속 철질금속은 Fe, Ni 을포함하며비철금속에상반되는용어로서제철산업의주원료임 전문가 에너지자원 광물자원금속광물 탄산염산업원료광물 탄산염산업원료광물은석회석, 백운석, 방해석과같은탄산염으로구성되는산업원료광물로서시멘트용, 제철용, 화학공업용, 비료용등으로활용됨 전문가 에너지자원 광물자원비금속광물 비탄산염산업원료광물 비탄산염산업원료광물은탄산염산업원료광물을제외한비금속원료광물로서고령토, 점토, 납석, 활석, 장석, 도석, 규석, 사문석, 인회석, 마그네사이트, 운모, 흑연, 보오크사이트, 저어콘등으로서주로요업용, 건축용, 제지용, 비료용등으로활용됨 전문가 에너지자원 광물자원비금속광물

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345 광물자원전략제품분석 - 탄산염산업원료광물 - 희유금속

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347 전략제품 탄산염산업원료광물 1. 개요 가. 정의및필요성 - 정의 : 탄산염광물은탄산염 (CO 3 ) 을함유하는광물로써석회석 (CaCO 3, limestone), 방해석 (CaCO 3, calcite), 능철석 (FeCO 3, siderite), 마그네사이트 (MgCO 3, magnesite), 백운석 (CaMg(CO 3) 2, dolomite) 등으로구성되며, 탄산염광물자원은산업적으로활용되는석회석, 백운석, 방해석등을칭함. - 범위 : 탄산염산업원료광물 (Carbonate industrial mineral) 은시멘트산업과철강산업, 일반공업에이르기까지현대산업에다방면으로유용하게산업적으로활용되는탄산염광물을칭하며주된원료광물로는석회석과백운석임. 석회석은일반적으로석회암을지칭하는데, 이를채굴해서산업적으로활용되기때문에상품명으로사용됨. - 암석학적으로석회암은중량비로 90% 이상의탄산칼슘, 즉방해석 (CaCO3) 으로구성되며, 또한백운석의함량이최대 5% 까지함유된퇴적암을말함. - 석회석의주구성광물의방해석의함유량이높은석회암은백색및회색이많지만불순물의함유정도에따라갈색내지는홍색계열을띄기도함. - 석회암의색과품위와는일정한관계가없으며, 소량의불순물을함유하는경우에도착색되기때문에광석의색깔만으로석회암의품위를판정할수는없음. 석회암에는흔히백운석 (CaMg(CO 3 ) 2 ) 광물이혼재되는데이경우그혼재되는양적비에따라각기다른명칭을갖음. - 일반적으로 MgCO 3 함량이 5% 이내인경우를석회암이라칭하고 5~10% 인경우고토질석회암이라하며, 10~50% 범위의경우는백운석질석회암이라칭함 (Pettijhon, 1975). - MgCO 3 함량이 50% 이상인경우는백운석이라칭함. - 점토가혼재된경우도마찬가지로각기다른명칭을갖는데, 점토질광물의함유량이전체암석중 5% 이내인경우순수한석회암으로간주하며, 5~15% 의함유량을갖는경우니질석회암이라칭함. 2012년도기준석회석 ( 백운석포함 ) 의국내생산량은약 8천7백만톤내수는약 8천 8 백만톤으로써자급율은약 98.4% 에달하며, 나머지 1.6% 는일본, 베트남중국등지에서수입하고있음. - 국내비금속광물자원의전체내수액약 2조 2천억원에서약 54% 비중을차지하며가

348 에너지자원활용 - 광물자원 - 탄산염산업원료광물 채매장량은 81억톤에달하며년간약 8,600만톤의석회석이생산되고있음. - 국내비금속광물매장량의 83% 를점하는석회석은중저품위의경우시멘트, 고품위 (CaO 기준 52% 이상 ) 는제철및화학용으로공급되고있음. 국내천연자원의가치향상을위한기술개발이절실한상황임. - 국내생산량의 80% 이상을부가가치가상대적으로낮은시멘트용및제철 제강용으로활용하고있음. - 최근국내외자동차소재산업, 고기능성플라스틱소재산업, 제지산업, 건설소재산업등에서고기능성고품질석회석계제품의수요가급증함. - 국내에서는무분별한개발로인해고품위석회석의가채매장량이전체석회석매장량의 12% 이내로급감하고있음. [ 탄산염산업광물자원조사 / 탐사 / 개발 / 가공 ] 나. 범위및분류 ( 제품분류관점 ) 탄산염산업원료광물은석회석과백운석으로크게분류됨. 석회석은고품위와저품위로나뉘며, 고품위원료광물은나노, 환경, 바이오, 정보분야의원료물질이고저품위는대부분시멘트나제철제강용임. 백운석은건축용, 농업용, 화학용, 야금용등이포함됨. ( 공급망관점 ) 탄산염산업원료광물은탄산염광석생산, 기초소재제조공정과석회석가공제품제조공정으로나눌수있음

349 전략제품 [ 탄산염광물자원의범위 ] 대분야중분야세부제품 탄산염원료광물 석회석 고품위 나노 (NT) 분야 : 생체재료, 제지, 플라스틱, 페인트, 고무, 잉크접착제, 나노에멀젼화장품, 고결정성 PET 등환경 (ET) 분야 : 신촉매, 석유화학탈황제, 유독가스 ( 다이옥신등 ) 제거바이오 (BT) 분야 : 칼슘보강제, 제산 중화제, 치약, 치아미백제등정보 (IT) 분야 : 광학소자, 레이저발진편광렌즈, 절연체, 마그네틱필름등 저품위대부분시멘트제조나제철제강용으로쓰임. 백운석 건축용 : 높은강도를이용한건축용골재농업용 : 토양중화제화학용 : 유리의투명도를높이고내구성을올리는용매제야금용 : 내화벽돌및제강의용매제 2. 산업및시장분석 - 우리나라석회석산업구조는시멘트산업을제외하면대기업군에속하는기업은 2 개기업도 (( 주 ) 백광소재, ( 주 ) 오미야코리아 ) 이며 100 억매출규모이하업체가대부분으로외부활용시장에매우민감하여불안정한산업구조를가지고있음 - 종업원수로 10 명내외의업체 ( 약 50%) 가대부분으로자체적으로기술기반형기업경영고도화가어려운실정임 - 석회석산업분야는해외선진국에서는약 3,000 종이넘는분야로석회가공품이활용되고있으며, 이런다양한산업군의요구에맞는 300 여가지의석회제품이고부가가치제품으로생산되고있음 - 국내석회석산업은각수요처제품사양에맞도록생산되지못하고있으며석회석가공제품도약 30 여가지로외국에비해 1/10 수준에그치고있음 가. 니즈분석 온실가스 에너지목표관리제의실행 시장니즈 1: 석회석관련기업의온실가스저감및에너지사용량감축정책 정부는 10년 9월온실가스 에너지목표관리제를시행하여 470개업체를선정하여온실가스저감및에너지사용량감축을위한제반활동을시행함. - 15년시행예정인탄소배출권제도와연계한탄소시장의활성화및국제적인온실가스감축활동에동참하고있음. 국내산업공정부분온실가스배출량중시멘트 석회석관련산업의배출량은 7.4% 를차지하고있음. - 주된온실가스배출원인은원료인 CaCO3의화학반응으로발생하는 CO2와열원인유 무연탄과같은화석연료의사용에따른 CO2, N2O, SOx 계통임. - 시멘트업종의경우대형장치공정의특성상대부분대기업또는중견기업으로자체

350 에너지자원활용 - 광물자원 - 탄산염산업원료광물 적인온실가스감축활동을수행해야함. 국내고품위석회석확보기술개발필요 시장니즈 2: 국내고품위석회석개발을위한탐사및선택적채광기술개발 국내석회석채굴은주로노천채굴방식으로고품위석회석을확보하는데어려움이있어고품위석회석확보를위한탐사및채광기술확보가필요함. - 국내석회석광산은주로고생대대석회암통에분포하고품위가 CaO 52% 이하의중 저품위석회석이주로부존되어채굴되고있음. - 3D 지질모델링을통해고품위대를구획하여선택적채광에활용이필요함 - 선택적채광을위해현장에서실시간으로석회석광석품위측정이가능한휴대용분석장비의개발과현장적용기술개발이필요함 국내중질탄산칼슘관련기술개발필요 시장니즈 3: 중질탄산칼슘관련업체의전략적육성 국내중질탄산칼슘제품원료물질생산광산과기업전략적육성 - 국내중질탄산칼슘시장은연간 150만톤급의시장으로확대될전망이며제지및플라스틱산업의수요에적합한제품을생산할수있는광산과기업의전략적육성이필요한상황 - 향후국내기업의해외진출및고부가가치석회석광산의채광지확보에대한리스크를해소하는관-산-연의공동노력이필요한상황임 석회석관련업체들의전략적기술개발필요 - 기존석회석관련업체들은제조설비가낙후되고, 자본이영세함 - 전문인력이부족하고, 외국에서의선진정제기술및탄산칼슘합성기술의이전을회피함으로서고부가가치가불가능하여기술개발이정체되어있음 국내탄산염산업원료광물의개발현황 시장니즈 4: 국내중 저품위석회석광산의고부가가치화기술개발 국내석회석광물의품위별 / 용도별수요처에맞는맞춤형기술기반이부재 - 국내비금속광물매장량의 83% 를점하는석회석은중 저품위의경우시멘트, 고품위는제철및화학용으로공급되고있음. - 국내석회석광상 / 광산별정보 ( 광물학적특성, 물리 / 화학적특성등 ) 부재로인해국내석회석광산맞춤형선광기술의적용이어려움실정임. - 국내석회석광산은 123곳이고석회석전체매장량의 30% 를시멘트산업에서보유하

351 전략제품 고있지만, 시멘트제조사와타관련산업과의이해관계로활용에한계가있어시멘트산업에서의석회석전략적비축및활용다변화기술개발이요구됨. 고품위석회석을이용한고기능고부가가치소재원료가개발되어신수요창출이급속히이루어지고있어현재고품위석회석의국내공급량부족으로연간 168만톤 (4,400 만달러 ) 이상을수입하고있으며심각한공급부족이전망됨. - 무계획적개발에따라국내고품위석회석 (CaO 기준 52% 이상 ) 의가채매장량전체석회석매장량의 12% 이내까지급감, 동시에수입규모급증함 ( 년간 1,000 만톤이상대부분탄산칼슘 ). - 주요석회석관련제품수입국은일본, 베트남, 중국등지에서수입하고있으며고부가가치고품위석회석부분의수입이 2008년대비 2011년약 14% 정도증대되고있으며이러한수입증가추세는계속될것으로전망됨. - 석회석제품의글로벌화에따라고기능, 다기능성석회석원료제품의수요가급증하고있어이에대응할수있는용도별고품위석회석선광기술및석회석고기능소재원료확보가요구되고있음. [ 탄산염광물자원분야의 PEST 분석 ] 구분주요이슈단기 (3 년이내 ) 중장기 (4 년이상 ) 비고 정치 (P) 경제 (E) 사회 (S) 기술 (T) 촉진저탄소녹색성장기본법수립 상 중 하 상 중 하녹색성장국가전략의시행계획 저해온실가스 에너지목표관리대상기업 상 중 하 상 중 하 촉진 시멘트산업의온실가스감축활동확대 상 중 하 상 중 하 저해건설경기의둔화로경영악화심화 상 중 하 상 중 하 시멘트 석회석관련업종이목표관리대상 포틀랜트시멘트생산공정의온실가스저감효과발생 시멘트제조시이산화탄소포집기술열악 촉진중질탄산칼슘시장은확대전망 상 중 하 상 중 하중질탄산칼슘 (PCC) 시장확대 저해 석회석관련업체들의제조설비낙후 상 중 하 상 중 하 자본이영세하며전문인력부족 촉진저탄소산업의기술수준향상 상 중 하 상 중 하기술수준분야별로 50~80% 대 저해녹색산업기술저수준 상 중 하 상 중 하 세계선진기술의절반수준 나. 산업특징및구조 산업의특징 석회석은국내최대의비금속광물자원으로서가채매장량이약 81억톤임 - 국내석회석산업은시멘트산업을포함하여관련사업체수가전체 173개임. 시멘트관련업체 60개, 석회석채굴 60개, 생석회 21개, 소석회 8개, 탄산칼슘 ( 중질탄산칼슘포함 ) 13개및기타 11개업체로구성됨

352 에너지자원활용 - 광물자원 - 탄산염산업원료광물 - 총생산액의약 75% 을차지하는저부가가치용도인시멘트산업으로대부분활용되고있음. 국내석회석관련사업체수는약 1,000여개업체로, 비금속광물제품제조업중가장많은 35% 정도를차지하고있음. - 석회석관련업체중시멘트업체를제외하고대기업군에속하는기업은 2개기업정도에불가함 - 연매출 500억미만기업이 90% 이상을차지하고매출규모 100억이하인업체가대부분으로종업원수로 10명내외의중 소기업체가 50% 정도임. - 소석회, 생석회제품과같은기술집약도가낮은단순가공제품이대부분임. - 자동차, 고성능구조재료등, 수요산업에서의고부가가치석회석제품부재함. [ 석회석의대표적활용분야 ] 석회석 시멘트 (75%) 시멘트원료 (3 천원 / 톤 ) 중질탄산칼슘 (10%) 페인트, 제지, 화장품, 고무, PVC 및석유화학용등 (-10 μm, 60~200 천원 / 톤 ) 생석회 (3%) 제강, 화학, 환경, 건축 (55~100 천원 / 톤 ) 소석회 (1%) 정수, 피혁, 잉크, 비료 (60~150 천원 / 톤 ) 침강성탄산칼슘 (1%) 고급제지, 식품및의약품용 [ 저급 (1~4 μm ) : 100~250 천원 / 톤 ] [ 고급 (0.01~0.3 μm ) : 500~1,300 천원 / 톤 )] 산업구조 탄산염산업원료자원은광물자원을생산하는광산과관련된후방위산업과광물자원을가공하여제품을생산하는전방위산업구조로되어있음 - 후방위산업으로는광물자원을생산하는광산업 - 전방위산업으로는시멘트산업, 제철제강산업, 화학공업 ( 생석회, 소석회 ), 제지산업, 고무공업, 식품산업및의약산업등이있음

353 전략제품 [ 탄산염광물자원산업중심의연관산업구조 ] 후방산업탄산염광물자원산업분야전방산업 - 광산업체 ( 석회석및백운석 ) - 지질 / 광상조사및탐사분야 - 자원량평가분야 - 채광분야 - 가공분야 - 제품제조분야 - 시멘트산업 - 제철제강산업 - 화학공업 ( 생석회, 소석회 ) - 제지산업 - 고무공업 - 식품산업 - 의약산업 우리나라의산업구조는선진국산업구조에비해매우단순함. - 선진국은석회석을산업전분야에고기능성및고부가가치전략을수립하여산업화하여활용분야를나노 (NT) 분야 ( 생체재료, 제지, 플라스틱, 페인트, 고무, 잉크, 접착제, 나노에멀젼화장품, 고결정성 PET 등 ), 환경 (ET) 분야 ( 신촉매, 석유화학탈황제, 유독가스 ( 다이옥신등 ) 제거, 바이오 (BT) 분야 ( 칼슘보강제, 제산 중화제, 치약, 치아미백제등 ) 및정보 (IT) 분야 ( 광학소자, 레이저발진편광렌즈, 절연체, 마그네틱필름등 ) 로확대 - 우리나라는시멘트, 제철제강용이대부분이며, 제지, 플라스틱, 고무, 수질정화, 배연탈황등첨단기술이바탕인 BT, NT 분야에활용성이미비함 [ 탄산염광물자원중심의 SWOT 분석 ] 강점 (Strength) - 탄산염원료광물은국가주력기간산업의중심에있으므로고부가가치기술을개발하여국가경쟁력확보에기여 - 고품질, 고부가가치탄산염원료광물을개발함으로써자동차부품소재산업에사용하여자동차경량화에기여할수있고경량화에따른연비절감과 CO2 감소효과가있음 - 탄산염원료광물의자체수급율은 98% 로서세계시장의변동에따른영향이적음 기회요인 (Opportunity) - 시멘트산업이국내탄산염원료광물산업의주력산업으로되어있어탄산염원료광물의용도다양화가기술적및활용측면에서국가적인지원이요구됨 - 고품위석회석의경우국내외시장확대및활용범위가다양해짐 - 석회석제품의글로벌화에따라고기능, 다기능성석회석원료제품의수요가급증하고있어이에대응할수있는용도별고품위석회석선광기술및석회석고기능소재원료확보가요구됨 약점 (Weakness) - 건설경기에많은영향을받음 - 일부탄산염원료광물관련개발기술이예전에비해많은발전이이루어졌으나미국이나일본등선진국에비해친환경개발및상용화연구기술분야가아직은많이부족한실정 - 원천기술및관련기술인력이많이부족한상황 - 탄산염원료광물산업중시멘트산업을제외하고는대부분중소기업위주의산업따라서자생력이부족 - 채광할수있는국내고품위석회석의제한된부존량 위협요인 (Threat) - 국내고품위석회석의부존량의제한 - 국내대기업의경우시멘트산업을위주로탄산염광물을개발하고있어고부가가치분야국내기술취약 - 탄산염원료광물을개발함에있어환경오염초래 년부터시행되는온실가스배출권거래제가시행되는데, 이미업계는최신설비의도입을완료하여신기술도입을통한온실가스감축이어려운실정

354 에너지자원활용 - 광물자원 - 탄산염산업원료광물 [ 탄산염산업원료광물산업주요업체및생산제품 ] 조사 / 탐사 / 개발 / 선광가공제품 주요내용 ( 설명 ) 탄산염광물 ( 석회석 ) 의잠재성을평가하기위하여지질조사, 탐사및부존량을평가하여자원의가치를판단함. 또한평가하여확보된자원을채굴하고그광석으로부터맥석광물을제거하고유용한광석만을회수하는모든과정이다. 원광석을분쇄하여입도를조절하고화학적처리를통해광물의물성을향상시키거나, 일부물질을혼화하여혼합물을제조하는과정임 탄산염원료광물산업제품은크게시멘트제품군과석회제품으로분류되고시멘트업체의경우대부분생산지근처에공장을건설하여제품을생산한다. 주요업체 시멘트 석회 쌍용양회, 동양시멘트, 한일시멘트, 아세아시멘트, 현대시멘트, 라파즈한라시멘트, 충무화학정선, 유니온, 대한시멘트, 성신양회, 한국시멘트 백광소재, 광진산업, 동광석회공업현대석회, 담우물산, 태봉광업, 대성지엠텍, 신동, 우룡유진기업, 태영이엠씨, 프라임테크, 현대석회 석회질원료, 점토질원료, 규산질원료, 산화철원료를혼합분쇄하여만들어진조합원료를소성로에서소성하여클링커를생산하고이클링커에응결지연제인석고를첨가하여분쇄 석회석을생산제품의특성에따라소성하여제조한제품이생석회이며 2 차가공한것이소석회이다이외필요한제품들은 CaO 의순도에따라분류하여추가적인공정으로생산한다. CSA 팽창재, 바스콘, 중용열시멘트, 조강시멘트, 저열시멘트, 초조강시멘트, 초속경시멘트, 마이크로시멘트, 저발열시멘트, 마이크로시멘트, 지오크리트, 고로슬래그시멘트, 내황산염시멘트, 실리카시멘트, 플라이애쉬시멘트등 생석회, 소석회, 수산화칼슘, 합성탄산칼슘, 생석회분말, 석분, 석회고토비료, 경소백운석, 입상석회고토비료, 중질탄산칼슐, 경질탄산칼슘 다. 시장현황 / 전망분석 년도기준석회석 ( 백운석포함 ) 의국내생산량은약 8 천 7 백만톤, 내수량은약 8 천 8 백만톤, 내수액은약 1 조 2 천억원으로서자급율은약 98.4% 에달함 - 국내비금속광물자원의전체내수액약 2 조 2 천억원에서약 54% 비중을차지하며가채매장량은 81 억톤에육박하고매년약 8,600 만톤의석회석이생산 - 국내비금속광물매장량의 83% 를점하는석회석은중저품위의경우시멘트, 고품위 (CaO 기준 52% 이상 ) 는제철및화학용으로공급됨 년기준우리나라의중질탄산칼슘용석회산업시장은오미야코리아의독점적인시장점유가해소되고국내기업 2 개사가시장점유율이점증적으로증가되고있는상태임 - 국내중질탄산칼슘시장은연간 150 만톤급의시장으로확대될전망이며제지및플라스틱산업의수요에적합한제품을생산할수있는광산과기업의전략적육성이필요함. 2012년석회석국내생산량은약 87백만톤, 내수량은 88백만톤, 내수액은약 1조 2천억원으로써자급도가 98.4% 에달함 - 석회석광물은높은자급율을보이는비금속무기계광물로 2000년까지는연평균 3.3% 내외의성장을지속하였으나 2001년이후연평균 0.2% 로성장세가둔화됨 석회석가공품은대표적인내수용품으로알려져있으나 2010년기준 1.6백만톤이수입되었으며전년대비약 40% 증가함

355 전략제품 2010년기준으로석회석의생산은 2.5% 증가하였으나건설경기의위축으로시멘트용석회원료의수급은 1.9% 감소하였음. - 생석회의수급량은 13% 가증가하였고중 경질탄산칼슘의경우 10% 가량시장이확대됨 2010~2011년생석회의생산량은구제역여파등으로대폭증가한것으로집계되었으나일시적인현상으로예상되며 2012년의경우제철산업의침체로 2009년도수준으로감소함. 2004년기준중질탄산칼슘관련광업생산규모는 165만톤정도이며 2011년기준 10만톤이상생산규모의중대형생산업체는 3개사임 년이후 2007년까지국내중질탄산칼슘시장은성장둔화및이익률하락으로침체되어있었으나 2008년이후수요산업의경기회복및수출이호조되고있음. 고무공업의경우과거고가의침강성탄산칼슘 (PCC) 을주로사용하였으나해외기업의국내진입에따른중질탄산칼슘 (GCC) 품질향상으로대체사용율이증가하고있음. - 글로벌평균 4.5% 성장이예측되어국내또한관련 GCC 수요또한증가할것으로예상하고있음 [ 석회석분야의시장현황및전망 ] ( 단위 : MT) 총내수 82,453,776 81,132,811 87,198,375 87,466,508 82,832,438 85,277,492 88,515,777 88,280,551 수요 수출 30,838 40,285 62,696 38,334 85,979 64, , ,461 재고 1,836,407 1,549,495 1,746,786 1,785,750 1,656,930 1,614,709 1,633,379 1,660,626 총수요 84,321,021 82,722,590 89,007,857 89,290,593 84,575,348 86,956,495 90,275,578 90,085,638 생산 ( 국내 ) 81,432,069 79,404,053 86,121,391 86,062,455 81,611,729 83,627,713 86,945,437 8,691,2153 공급 수입 1,298,745 1,482,130 1,336,971 1,481,351 1,191,039 1,671,851 1,715,432 1,540,105 이월 1,590,207 1,836,407 1,549,495 1,746,786 1,785,750 1,656,930 1,614,709 1,633,379 자료 : 광산물수급현황 ( 지식경제부, 한국지질자원연구원 ) 제지산업에서사용되는충전용및표면코팅용무기질분체는평균적으로중량대비 15%~30% 가사용되며 2004년도에는 84만톤의중질탄산칼슘이소비됨. - 제지업종의경우외산저가제품과의경쟁으로국내생산량이감소하였으나제지용 PCC 시장을일부잠식하여소폭성장함 국내플라스틱 ( 합성수지 ) 산업은 2001년이후연평균 3% 내외의꾸준한성장을보이고있으며 GCC의사용량또한지속적으로증가하고있음

356 에너지자원활용 - 광물자원 - 탄산염산업원료광물 2011년기준대한민국의 GCC용석회산업시장은오미야코리아의독점적인시장점유가해소되고국내기업 2개사가시장점유율을점증적으로높이고있는상태임 - 오미야코리아는연 130만톤규모의 Dry 및 Wet type GCC 생산시설을운영중에있으며국내기업인태경산업과 GMC는연 20만톤및 24만톤규모의생산시설을운영중에있음 국내중질탄산칼슘시장은연간 150만톤급의시장으로확대될전망이며제지및플라스틱산업의수요에적합한제품을생산할수있는광산과기업의전략적육성이필요한상황이며향후국내기업의해외진출및고부가가치석회석광산의채광지확보에대한리스크를해소하는관-산-연의공동노력이필요한상황임. 국내 PCC 제조업체는백광소재, 동호칼슘, 우신화학, 유진화학의 4사에서생산되고있지만생산규모는잘알려져있지않으며, 시장에서는 4사의생산능력이 3~6만톤으로보고있음. 라. 공급망 ( 분류 ) 에따른분석 해외주요업체동향 ( 광물자원 ) 석회석용도별저탄소배출형채광기술개발 - Rio Tinto사와 BHP billiton사에서중점연구중인과제로발파에의한파쇄작업을최소화하기위하채광법 ( 예 : 중력에의한파쇄효과를이용하기위한 Room-and-Pillar 법과 Block Caving 법혼용, 순수 Block Caving법을적용하고있음. - Rio Tinto사에서는 초고속굴진및친환경무인 / 자동화개발 을궁극적인목표로전세계에 5개의글로벌연구센터를운영하고있음. - 초대형 Block Caving법을적용한초고속선택적자원개발을중점과제로연구하여품위제어와채수율제고를위한선택적채광기술을개발하고있음. - 다양하게변화하는고품위와저품위광석분포대를용이하고신속하게구분하기위한연구는간편한품위분석기술, 품위변화에따른고품위대 3-D 매핑기술, 선택적채광법적용으로구분하여수행되고있음 - 호주퀸즈랜드대학의선진광물분류 (mineral sorting) 연구센터에서광물물성변화로부터신속하게광물종을분류하는연구를수행하고있음. - 간편한품위분석기술, 품위변화에따른고품위대감지기술을호주커틴대학의재료및센싱 (materials and sensing) 센터에서연구하고있음

357 전략제품 [Rio Tinto 사의 5 개글로벌연구센터현황 ] 센터명자동화 (automation) 센터선진광물분류 (mineral sorting) 연구센터재료및센싱 (materials and sensing) 센터선진광물자원회수 (mineral recovery) 센터지하광산개발센터 연구주제호주시드니대학에설치하여로봇을이용한무인 / 자동화연구호주퀸즈랜드대학에설치하여고속선광시스템을연구호주커틴대학에설치하여암반물성감지기술연구영국임페리얼칼리지에설치하여저에너지를이용한채수율제고기술연구캐나다서드베리로렌시아대학에설치하여고속지하갱도굴착기술연구 - OLYMPUS사는현장에서의실시간광석품위측정이가능한휴대용 XRF 분석장비를개발하여상용화에성공하였으며, 광산현장에서의품위조절을위한휴대용 XRF 분석장비의현장적용연구를수행하였음. - 캐나다의 Etruscan Resources사는 3D 지질모델링소프트웨어인 Gemcom Surpac 을이용하여 Youga Gold Mine 에서의고품위대선별하고선택적채광을수행하였음. - Gemcom Surpac은널리사용되고있는광산지질모델링소프트웨어의하나로서호주 Gemcom 사에서개발하여상용화에성공하였음. - 본격적인선택적채광이이루어지고있는해외현장사례는인도의 Pannedam Cement Plant 노천채광현장과남아프리카공화국 African company Idwala Lime사현장임 ( 제조기술 ) 중질탄산칼슘제조기술개발 - 전세계적인중질탄산칼슘의생산량은 2005년도에 5,650만톤정도생산되었으며, 스웨덴의 Omya가생산량의약 40% 를차지하고있음. - 중질탄산칼슘은건식및습식으로제조되는데건식으로는미립자제조에한계가있어초미립자중탄은주로습식방법으로제조되며, 유색광물및경도가높은광물은다소조립의입도에서 flotation method를통하여제거한후다시분쇄하여미립의제품을생산하고있음. 입도에따라백색도및용도가변화되므로입자를분립하는방법이매우중요한기술임. ( 제조기술 ) 침강성탄산칼슘제조기술개발 - 침강성탄산칼슘은중질탄산칼슘보다사용량이적어 2005년도에약 723만톤생산되었으며, Mineral Technology사가가장많은양으로연간 440만톤을생산하고있으며, 그뒤를이어 Omya가연간 135만톤을생산함 - 침강성탄산칼슘은불순물은하소공정에서생산된 CaO를 Ca(OH)2로수화반응시킬때불순물을분리 / 선별하여제거한다. 이러한분리 / 선별공정은석회석에함유된불순광물의종류에따라맞춤형의선별기술을적용하는것이필요하다. 중질탄산칼슘보다불순물을제거할수있는공정이많기때문에전반적으로침강성탄산칼슘의품질이중질탄산칼슘보다높게할수있는장점이있음. - 일본, 중국, 미국및유럽각국에서석회계팽창성을활용한고도기능성제품이개발, 실용화되어있으며특히중국, 일본, 미국등이가장활발한연구및수요를보이고있음

358 에너지자원활용 - 광물자원 - 탄산염산업원료광물 [ 해외기술동향 ] 국가연구개발기관개발내용 일본 영국 중국 태평양시멘트 ( 주 ) 전기화학 ( 주 ) Chichibu 시멘트니혼시멘트 Blue Circle Cement Pozament Ltd. 건축재료과학연구원 Yuanda Co. 미국 TXI, Lone Star 등 Hyper Expan-K, M : 석회계팽창재 태평양 Tetra-AS20, AS21 : 고성능수축저감재 기능성특수팽창재제품활용 - 콘크리트용팽창재, 급결재, 그라우트재 기능성특수제품활용 : 팽창재, GRC 용첨가재등 초속경성특수시멘트개발실용화 - 고속도로, 활주로보수, 긴급공사, 한중공사용 기능성특수제품개발 : 무수축첨가재, GRC 용첨가재 제 3 계열팽창재개발 : 한중공사, 긴급공사, Precast 제품등 기능성특수제품활용기술개발 : 팽창재, GRC 첨가재등 K-Type 팽창재상품화및일반적용 : 고품질의대형건설 Project 기능성특수제품개발 : 팽창재및 Chemical Prestress 제품 국내업체기술및제품현황 ( 광물자원 ) 시멘트용탄산염산업원료개발기술 년시멘트생산량은약 5천만톤이며이중 4개업체 ( 쌍용, 동양, 성신, 한일 ) 가전체생산량의약 60% 이상을생산하고있음. - 최근새로운석회석광상탐사및개발을통해자원의안정적인확보와채광법의연구로소음, 진동, 분진을대폭줄이기위해노력하고있음. - 최근동양시멘트의경우향후 30년간 3.2억톤의규모의고품질석회석을채광할수있는 49 광구일대 54만평규모의신석회석광산을확보함. ( 제조기술 ) 시멘트용탄산염활용제품개발 - 최근저탄소녹색성장시대의등장과함께 CO2 저감과에너지절감, 자원재활용, 환경친화형생산시스템구축등이시급한과제로떠올랐음. - 국내시멘트대기업들은심층혼합방식의고화재개발, 산업부산물자원재활용기술개발, 2차제품용특수시멘트등녹색성장시대에맞는제품의개발에박차를가하고있음. - 지속적인투자와연구를통하여미래지향적친환경건축소재및고기능성제품개발에집중하고있지만, 국내시멘트사업은 2015년부터시행되는온실가스배출권거래제에신기술도입을통한온실가스감축이매우어려운실정임. - 장기간의불황을겪어온시멘트업계로서는많은자금과시간을요구하는기술개발과신제품생산에집중되어있고, 생산설비는호황기에맞춰져있어설비과잉의부담을안고있음. ( 제조기술 ) 광촉매시멘트모르타르개발 - 한일시멘트는최근화승 T&C와공동으로대기중의오염물질을분해할수있는고효율 ' 광촉매시멘트모르타르 ' 를개발했음

359 전략제품 - 태양광과같은빛에너지를이용해반영구적으로휘발성유기화합물 (VOC), 질소산화물 (NOx) 등대기오염물질을분해할수있으며살균기능도함께가지고있어실내외공기질을개선하는효과가있는것으로알려짐. - 광촉매시멘트모르타르는호흡기관질병을일으키고스모그와산성비의원인이되는질소산화물을제거하는데효과가있어 2015년까지단계적으로이산화질소 (NO2) 의연평균농도를 40μg / m3이하로줄이도록관계법령을제정한독일등유럽에서는실용화됐다. 유럽도심에광촉매시멘트모르타르를적용한결과약 30~40% 질소산화물저감효과가있음을검증한사례도있음. ( 제조기술 ) 황토시멘트개발 - 최근아세아시멘트는황토를외부재료와함께최대섭씨 1000 C로가열한뒤활성화처리과정을거친활성황토시멘트를생산하고있다. 건설물의환경친화성을대폭높인것이다. 또국내최초로순환자원종합처리설비를운영해환경을보호하고원재료단가를낮추는일거양득전략을펼치고있다. 아세아시멘트는친환경시멘트 (Green Premixed Cement) 생산기술을활용하여탄소배출을감소시키고강도는더욱우수한친환경콘크리트를국내주요건설업체인롯데건설, 대우건설등과공동개발함으로써건축물의환경친화성을높이고있음 [ 탄산염광물자원의공급망분석종합 ] 공급망단계 탄산염원료광물 주요내용시멘트석회 주요제품 / 기술 CSA 팽창재, 바스콘, 중용열시멘트, 조강시멘트, 저열시멘트, 초조강시멘트, 초속경시멘트, 마이크로시멘트, 저발열시멘트, 마이크로시멘트, 지오크리트, 고로슬래그시멘트, 내황산염시멘트, 실리카시멘트, 플라이애쉬시멘트등 생석회, 소석회, 수산화칼슘, 합성탄산칼슘, 생석회분말, 석분, 석회고토비료, 경소백운석, 입상석회고토비료, 중질탄산칼슐, 경질탄산칼슘 해외기업 Blue Circle Cement Pozament Ltd., TXI, LONE STAR, CHICHOBU ONODA CEMENT, CEMEX, LAFARGE 등 LHOIST, CIMPROGETTI 등 대기업 쌍용양회, 동양시멘트, 한일시멘트, 아세아시멘트, 현대시멘트, 라파즈한라시멘트, 성신양회 국내기업 중소기업 충무화학정선, 유니온, 대한시멘트, 한국시멘트 백광소재, 광진산업, 동광석회공업현대석회, 담우물산, 태봉광업, 대성지엠텍, 신동, 우룡유진기업, 태영이엠씨, 프라임테크, 현대석회 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5 단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : )

360 에너지자원활용 - 광물자원 - 탄산염산업원료광물 3. 기업니즈조사 탄산염산업자원광물분야중소기업의니즈분석을통한현황을살펴보면, 다양한중소기업들이융합을기반으로하는다양한제품을개발, 판매를진행하고있음. - 구체적으로 경소백운석및백운석, 석회석나노입자, 광물자원개발계획및광산개발후속환경사업, 광물자원탐사및조사, 광물자원개발용자원탐사장비개발및해석소프트웨어개발 등의제품을개발, 판매하고있음. 또한탄산염산업자원광물과관련하여아래와같은기술개발수요가존재함. - 백운석채광및파쇄플랜트의갱내설치를위한분진 / 소음제어기술, 석회석나노분쇄기술, 광물자원개발지역의환경오염해결기술등이있음. 탄산염산업자원광물분야의중소기업들은기술을기반으로다양한산업분야, 적용분야의시장진입을위한개발계획을가지고있음. - 구체적으로 마그네슘소재제품, 대리석/ 경질탄산칼슘, 광물자원조사 / 탐사, 광물자원개발계획및광산개발후속환경사업, 광물자원개발용자원탐사장비개발 등의제품을미래에생산할계획을가지고있음. 이를위해아래와같은내용의기술개발계획을가지고있음. - 구체적으로백운석내마그네슘추출및활용기술, 마그네슘을이용한폐수처리기술, 고부가가치석회석제품개발기술, 광물자원개발지역의환경오염해결기술, 광물자원용자원탐사장비개발기술등이있음. 4. 기술분석 181) 가. 기술동향분석 (1) 세계동향 탄산염산업원료광물제품의대상특허 260건에대한각국가의연도별출원동향을살펴보면, 전반적으로특허출원이저조한편이고, 미국, 일본, 유럽은최근특허출원이감소하는반면, 한국의특허출원은최근증가한것으로나타남 181) 최근 6 년간 (2007 년 1 월 ~ 2013 년 8 월 ) 공개된해외특허 ( 일본, 미국, 유럽공개특허및미국등록특허 ) 와국내특허 ( 국내공개특허 ) 를대상으로함 년이후전체출원건수가감소추세를보이고있는데, 이는출원일로부터 18 개월이후공개한다는특허공개제도에의한현상임

361 전략제품 [ 탄산염산업원료광물제품의국가 연도별출원동향 ] - 출원규모에있어서는미국이 79(30%) 로가장높은점유율을나타내며, 이어서일본이 77(29%), 한국 72(28%), 유럽 35(13%) 의특허점유율을나타냄 - 미국과한국의경우는 2010년과 2011년에가장많은출원이있었던것으로나타나는데, 이것은다양한출원인에의한출원이있었기때문에나타난현상이었고, 일본은비교적꾸준한출원을나타내고있는것으로조사되었음 탄산염산업원료광물제품의해외특허주요출원인의출원현황을살펴보면, 전체적으로각국의특허비중은비슷하고, 유럽과일본국적출원인의활동이두드러지는것으로나타남 - 미국의경우다양한국적출원인에의한출원이활발하지만, 특히스위스국적의출원인인 Omya Development AG(CH) 의출원이압도적이고, Omya Development AG(CH) 의경우는유럽에서도최다출원인으로나타나고있으며유럽국적의출원인인 SOLVAY SA(BE), COATEX S.A.S.(FR) 의경우는유럽특허뿐만아니라, 미국특허의출원도있는것으로조사되었고, 일본특허의출원인들은주로일본에서만특허를출원하는것으로나타남

362 에너지자원활용 - 광물자원 - 탄산염산업원료광물 [ 해외특허주요출원인의출원현황 ] (2) 국내동향 탄산염산업원료광물제품의국내특허출원동향을살펴보면, 출원건수는 2011년까지증감을반복하다가 2011년이후감소추세 182) 를보이고있고, 내국인출원비율도매년증감을반복하는것으로나타남 - 국내전체특허의내외국인비율은한국인이 75%, 외국인 25% 로한국인의특허출원비율이높아기술자립도가높은것으로분석됨 - 출원인을구분하면대학 / 연구소 / 공공기관의특허비율이 35% 로가장높았고, 해외출원인의특허비율이 25%, 대기업 183) 의특허비율이 18%, 중소기업 184) 의특허비율이 17% 로그뒤를잇고있으며, 개인의특허비율이 5% 로나타나, 탄산염산업원료광물분야는개인및사업체보다는비영리와관련되어있는대학 / 연구소 / 공공기관의연구가주류를이루고있는것으로조사되었음 182) 출원일로부터 18 개월후공개한다는특허공개제도에의한일시적인현상으로판단 183) 유가증권 / 코스닥상장기업및외부감사법인을대상으로한매출액기준 1,000 대기업을기반으로분류하였으며, 부분적으로 KISLINE( NICE 신용평가정보 ) DB 정보이용 184) 유가증권 / 코스닥상장기업및외부감사법인을대상으로한매출액기준 1,000 대기업 ( 대기업으로정의 ) 외기업

363 전략제품 [ 연도별국내출원동향및연도별내국인 / 출원인출원비율 ] 탄산염산업원료광물제품의국내주요출원인현황을살펴보면, 대학 / 연구소 / 공공기관과대기업이보다활발한특허출원활동을나타내고있는것으로조사되었으며, 대기업인현대제철주식회사 (KR) 가 9건으로최다출원을기록하고있음. - 대학 / 연구소 / 공공기관에서는한국지질자원연구원 (KR) 이최다출원인으로나타나고, 중소기업은 2건이상출원한주요출원인이없는것으로조사되었음

364 에너지자원활용 - 광물자원 - 탄산염산업원료광물 [ 국내주요출원인의출원현황 ] (3) 국가별기술수준분석 미국특허에나타나는특허의피인용지수 ( 평균 CPP 185) ) 및기술력지수 ( 평균 TS 186) ) 를이용하여국가별기술수준을살펴보면, CPP값이높을수록타특허에서의인용되는수가많아기술적원천성이높다고판단되고, TS값이높을수록기술경쟁력이높다고판단되므로, 미국은원천성 / 기술경쟁력이모두평균이상으로분석되어, 탄산염산업원료광물분야에서상대적으로기술수준이우수한국가로판단됨 - 미국의경우 TS값과 CPP가모두평균보다높게나타나타국에비해상대적으로기술경쟁력및기술원천성이높은국가로나타나며, 독일의경우 TS는낮지만 CPP값이평균보다높아타국에비해기술의원천성은비교적높은국가로분석됨 185) 피인용도지수 (CPP : Cites per Patent) : 다른특허에의해피인용 (Forward Citation) 된평균횟수. 피인용지수가높을수록기술의원천성이높음을의미인용한특허의수 (Forward Citation) CPP = 전체등록특허건수 186) 기술력지수 (Technology Strength) : 양적평가인특허건수를질적평가로보는인용빈도에의해가중치를부여한평가로, 특허의인용빈도를통해측정되는기술품질가중치지수임. 이값이클수록해당국가의기술력이높음을의미함 TS = 국가별평균피인용도 특허건수

365 전략제품 [ 국가별 CPP/TS] - 스위스와한국은 TS값이평균이상이고 CPP값은평균보다낮게나타났으며, 네덜란드, 일본, 중국등대부분의나라들은 CPP와 TS가모두평균보다낮은것으로나타나고있어원천성 / 기술경쟁력이모두낮은수준이라고볼수있음 나. 기술군도출 탄산염산업원료광물전략제품의특허와논문유효데이터 ( 특허 188건 187), 논문 4,004 건 188) ) 를대상으로데이터마이닝기법 (Scientometrics 기법 ) 을통해클러스터링된키워드의연관성을바탕으로요소기술후보군을도출함 또한탄산염산업원료광물전략제품의특허데이터기반의특허분류세분화분석을통해데이터마이닝으로누락될가능성이있는요소기술후보군을추가도출함 (1) 특허및논문을이용한키워드클러스터링 탄산염산업원료광물의특허및논문유효데이터를이용하여키워드클러스터링을통하여 12개의요소기술을도출함 187) 2007 년 01 월 01 일부터 2013 년 08 월 05 일까지출원된미국, 일본, 유럽특허대상 (Wintellips DB) 188) 2007 년 01 월 01 일부터 2013 년 08 월 05 일까지발행된논문대상 (SCOPUS DB)

366 에너지자원활용 - 광물자원 - 탄산염산업원료광물 - 제품별 dataset 구축 : 탄산염산업원료광물관련특허 / 논문데이터를추출하여노이즈제거후제품별 dataset 구축 - 1차클러스터링 : 키워드맵을통한고빈도키워드확인 - 빈도수 (tf-idf) 189) 가상위 30% 에해당하는키워드를대상으로 1차추출 - 2차클러스터링 : 1차클러스터링에서추출된고빈도키워드사이에서고연관도키워드를 2차추출 ( 고연관도기준은연관도수치 190) 가 2이상인클러스터로제한 ) 다음그림은각키워드를나타내는원과키워드사이의연관도를나타내는선으로이루어진키워드간네트워크를나타냄 - 키워드가특허와논문중어떤데이터에서도출되었는지원의색으로구분하였으며, 키워드클러스터는황색음영으로표시하여시각화하였음 - 키워드를나타내는원은고빈도의키워드일수록크기가큰원으로나타내었으며, 연관도를나타내는선은키워드사이의연관도수치가높을수록굵게나타남 [ 탄산염산업원료광물에대한키워드클러스터링 ] 189) 빈도수 (tf-idf): 각키워드가출현되는특허또는논문수를의미 190) 연관도수치 : 두개이상의키워드사이의특허또는논문수를의미

367 전략제품 키워드도출 No. 해당키워드 연관도수치 관련특허 / 논문제목 클러스터 01 클러스터 02 클러스터 03 클러스터 04 fluid inclusion, mineralization, deposit, fracture, vein, interaction, ore-forming, salinity salinity, fluid inclusion, alteration, mineralization, seawater, fracture, inclusion, aragonite aquifer, groundwater, carbonate mineral, model, sediment, system, respect mineralization, deposit, ore-forming fluid, rock, calcium carbonate, structure, magnetite 8~59 8~59 9~48 8~44 1. Saddle dolomite cements in Upper Paleozoic clastic reservoir rocks from Ordos Basin and their effect on reservoir properties 2. Dolomitic marbles and associated calc-silicates, Tandilia belt, Argentina: Geothermobarometry, metamorphic evolution, and P-T path 3. Diagenetic evolution and associated mineralization in Middle Devonian carbonates, southwestern Ontario, Canada 4. Characteristics of fluid inclusions of Cambrian dolomite and hydrocarbon-generation history in the Eastern Tarim Basin 1.Electrokinetics of limestone particles and crude-oil droplets in saline solutions 2. Stock discrimination of Southern Garfish (Hyporhamphus melanochir) by stable isotope ratio analysis of otolith aragonite 3. Aragonite saturation state dynamics in a coastal upwelling zone 4. Calcite and aragonite saturation States of Kamaran strait surface seawater, Yemen: summer time 1. Study on rational deployment of dewatering depressurization project of the Cambrian limestone geothermal water 2. Stimulation of microbial urea hydrolysis in groundwater to enhance calcite precipitation 3. Influences of aquifer properties on flow dimensions in dolomites 1. Abnormal polymorph conversion of calcium carbonate from calcite to vaterite 2. Aragonite to calcite transformation studies by esr of Mn2+ ions in sinotaia ingallsiana 3. Limestone quarry quality optimization for a cement factory in Turkey 클러스터 05 CO2, reaction, sequestration, carbonate mineral, production, interation 8~39 1. Accelerated weathering of limestone for CO2 mitigation opportunities for the stone and cement industries 2. Precipitation of nanostructured calcite in a controlled multiphase process 3. Calcite, dolomite and magnesite dissolution kinetics in aqueous solutions at acid to circumneutral ph, 25 to 150 C and 1 to 55 atm pco2: New constraints on CO2 sequestration in sedimentary basins 클러스터 06 aqueous solution, adsorption, removal, crystal, interaction, reaction 8~39 1. Abnormal polymorph conversion of calcium carbonate from calcite to vaterite 2. Synthesis of needle-like aragonite from limestone without calcinations in the presence of magnesium sulfate 3. Removal of phosphorus from aqueous solution by Iranian natural adsorbents 클러스터 07 rock, interaction, site, deposition, depth, reaction, sediment, fracture 8~32 1. Cross-borehole slug test analysis in a fractured limestone aquifer 2. Fluid/rock interactions during CO2 sequestration in deep saline carbonate aquifers: Laboratory and modeling studies 3. Fluid-solid interactions related to subsurface storage of CO2 Experimental tests of well cement 클러스터 08 porosity, permeability,reservoir, injection, rock, cement, fracture, deposition 8~32 1. A composite sphere assemblage model for porous oolitic rocks 2. Two-dimensional NMR relaxometry study of pore space characteristics of carbonate rocks from a Permian aquifer 3. Dolomitization of the lower St. George Group on the Northern Peninsula in western Newfoundland: Implications for lateral distribution of porosity 1. Cryogenic fracturing of calcite flowstone in caves: Theoretical considerations and field observations in Kents Cavern, Devon, UK 2. Paleohydrogeological events recorded by stable isotopes, fluid inclusions and trace elements in fracture minerals in crystalline rock, Simpevarp area, SE Sweden 3. Chemical thermodynamics foundation of retrograde solubility for carbonate: Solution media related to CO2 클러스터 09 depth, system, model, type, site, rock, soil, 8~

368 에너지자원활용 - 광물자원 - 탄산염산업원료광물 키워드도출 No. 해당키워드 연관도수치 관련특허 / 논문제목 클러스터 10 클러스터 11 클러스터 12 mechanism, adsorption, removal, carbonation, sequestration, carbonate mineral calcium carbonate, application, aragonite, reaction, application, mechanism fracture, cement, type, rock, deposit, site, depth 8~22 8~25 8~22 1. Creation of calcite hollow microspheres with attached bundles of aragonite needles 2. Seasonal variations in modern speleothem calcite growth in Central Texas, U.S.A 1. Precipitation of aragonite by calcitic bivalves in Mg-enriched marine waters 2. Calcium carbonate thermal decomposition in white-body wall tile during firing. II. Influence of body thickness and calcite content 3. PROCESS FOR DRY GRINDING OF ONE OR MORE MINERAL MATERIALS INCLUDING AT LEAST ONE CALCIUM CARBONATE 1. Precipitation of fracture fillings and cements in the Buntsandstein (NW Germany) 2. Characteristics of saddle dolomite cements in the Cambrian-Ordovician carbonates in Tabei and Tazhong area of Tarim Basin (2) 분류를이용한기술트리 탄산염산업원료광물전략제품의유효데이터의 IPC 191) 를대상으로특허분류체계별특허분포를파악하고상위 25위에대하여기술트리 192) 를구축하여키워드클러스터링을통한요소기술도출에서누락가능성이있는추가적인요소기술을도출함 191) 국제특허분류코드 : 특허분류체계를국제적으로통일시킬목적으로체결된 국제특허분류에관한스트라스부르그 (Strasbourg) 협정 에따라세계지식재산권기구 (WIPO) 가 1975 년 10 월에제정한기술분야별분류기호 192) IPC 의메인그룹데이터에대하여상위 35 위까지를대상으로함

369 전략제품 (3) 전문가기반의요소기술도출 탄산염산업원료광물의유효데이터에대하여키워드클러스터링결과및 IPC 분류로도출된기술트리를참조하여전문가의검증을통하여최종 4개의요소기술을도출함 요소기술도출 No. 요소기술명도출방식키워드 /IPC 요소기술01 탄산염광물자원의형성환경해석기술 키워드클러스터링 요소기술02 탄산염광물자원의광상형성모델 키워드클러스터링 요소기술03 탄산염회를이용한 CO2 제거기술 키워드클러스터링 요소기술04 탄산염광물자원의활용기술개발 키워드클러스터링 fluid inclusion, mineralization, deposit, fracture, vein, interaction, ore-forming, salinity aquifer, groundwater, carbonate mineral, model, sediment, system, respect, ore-forming, structure CO2, reaction, sequestration, carbonate mineral, production, interation aqueous solution, adsorption, crystal, calcium carbonate, application, aragonite, reaction, application, mechanism 다. 기술지수분석 (1) 기술성장성분석 탄산염산업원료광물제품의요소기술별최신특허비율 193) 및 PFS 194) 을살펴보면, 요소기술03의경우최신특허비율이평균이며, PFS값이평균이상으로, 최근기술개발이활발하며, 해외시장확보를위한경쟁이치열한분야로예상되지만특허건수가너무적음 - 요소기술01, 요소기술04는최신특허비율이평균이상이지만 PFS값이평균이하로최근기술개발이높은기술분야로분석되고, 요소기술02는 PFS값이평균이상이지만최신특허비율이평균이하로해외시장확보력은높은편이나, 상대적으로최근기술개발이낮은분야로분석됨 193) 최신특허비율 : 전체유효특허중에서 2009 년 ~2013 년출원된특허를최신특허로정의 최신특허비율 = 2009년 ~2013년출원특허전체유효특허 194) 시장력지수 (PFS : Patent Family Size) : 하나의특허에대하여각국가마다특허권을인정받기위해각국가마다특허를출원하여등록 ( 속지주의원칙 ) 받아야하는데각국가마다출원된특허를패밀리특허 (Family Patent) 라하며, 상업적이익또는기술경쟁관계에있을경우해외에특허를출원하므로, 패밀리특허수가많을때에는특허를통한시장성이크다고판단되어시장확보력이큼을의미 PFS = 해당요소기술의평균패밀리특허국가수전체유효건의평균패밀리특허국가수

370 에너지자원활용 - 광물자원 - 탄산염산업원료광물 [ 요소기술별 PFS/ 최신특허비율 ] (2) 기술수준분석 기술수준분석은미국특허에나타나는특허의인용관계 ( 평균 CPP 195) ) 및경쟁력정보 ( 평균 TS 196) ) 를이용하여각요소기술별원천성 / 기술경쟁력을살펴보면, 원천성 / 기술경쟁력이모두평균보다높은요소기술은요소기술01로나타나상대적으로기술수준이우수한것으로분석되어기술적인면에서중요한분야로판단됨 - 요소기술02는 TS값이평균이하지만 CPP가평균보다높은것으로나타나기술원천성은상대적으로높은기술군이고, 요소기술03, 요소기술04는 CPP값과 TS값이모두평균보다낮은것으로나타나고특허건수도저조한분야로타기술군에비해경쟁력이약한기술군으로판단됨 195) 피인용도지수 (CPP : Cites per Patent) : 다른특허에의해피인용 (Forward Citation) 된평균횟수. 피인용지수가높을수록기술의원천성이높음을의미인용한특허의수 (Forward Citation) CPP = 전체등록특허건수 196) 기술력지수 (Technology Strength) : 양적평가인특허건수를질적평가로보는인용빈도에의해가중치를부여한평가로, 특허의인용빈도를통해측정되는기술품질가중치지수임. 이값이클수록해당국가의기술력이높음을의미함 TS = 국가별평균피인용도 특허건수

371 전략제품 [ 요소기술별 CPP/TS] (3) 중소기업적합성분석 중소기업적합성분석은한국특허를대상으로진행하였으며, 각요소기술별중소기업의기술개발참여정도를판단함에따라국내중소기업의진출이용이한요소기술후보군을선별함 - 요소기술04는 40% 의중소기업출원비율을보여타기술요소보다중소기업의출원이용이한분야로나타나며, 중소기업개발규모가상대적으로높은분야로판단됨 - 중소기업출원인비율역시요소기술04가 40% 로타기술요소보다높게나타나고요소기술02도 40% 로, 상대적으로중소기업의참여도가높은분야로나타남 - 종합적으로살펴보면, 요소기술02, 요소기술04 분야가중소기업출원비율과중소기업출원인비율이상대적으로높아국내중소기업의진출이용이한전략제품군으로판단됨 [ 중소기업적합성분석 ] 요소기술 No. 요소기술명 국내특허중소기업중소기업 특허건수출원인수특허건수출원인수 출원비율 197) 중소기업출원인비율 198) 요소기술 01 탄산염광물자원의형성환경해석기술 % 33% 요소기술 02 탄산염광물자원의광상형성모델 % 40% 요소기술 03 탄산염화를이용한 CO2 제거기술 % 0% 요소기술 04 탄산염광물자원의활용기술개발 % 40%

372 에너지자원활용 - 광물자원 - 탄산염산업원료광물 요소기술 특허건수 최근특허비율 [ 특허분석종합평가표 ] 기술성장성분석기술수준분석중소기업적합성 PFS 종합평가 199) CPP TS 종합평가 200) 출원비율 출원인비율 요소기술 % 4.62 中 上 15.38% 33.33% 中 요소기술 % 8.27 中 中 16.00% 40.00% 上 요소기술 % 4.11 中 下 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 8.90 上 下 33.33% 40.00% 上 종합평가 201) 5. 요소기술후보군 탄산염원료광물자원은국내최대의비금속광물자원으로서가채매장량이약 81억톤이고, 연간약 8,000만톤정도의석회석과백운석이국내에서생산되어활용하고있음. 국내석회석광산은주로고생대대석회암통에분포하고, 품위가 CaO 52% 이하의중 저품위석회석이주로부존되어채굴되고있음. - 국내석회석채굴은주로노천채굴방식으로고품위석회석을확보하는데어려움이있어고품위석회석확보를위한탐사및채광기술확보가필요함. 국내비금속광물매장량의 83% 를점하는석회석은중저품위의경우시멘트, 고품위는제철및화학용으로주로공급되고있음. - 80% 이상을부가가치가상대적으로낮은시멘트용및제철 제강용으로활용하고있어부가가치향상을위한기술개발이절실한상황임 우리나라석회석산업구조는시멘트산업을제외하면대기업군에속하는기업은 2개기업정도 (( 주 ) 백광소재, ( 주 ) 오미야코리아 ) 이며 100억매출규모이하업체가대부분으로외부활용시장에매우민감하여불안정한산업구조를가지고있음 선진국에서의석회석산업분야는약 3,000가지가넘는분야로석회가공품이활용되고있으며, 이런다양한산업군의요구에맞는 300여가지의석회제품이고부가가치제품으로생산되고있음 - 국내석회석산업은각수요처제품사양에맞도록생산되지못하고있으며, 이러한이유로석회석가공제품도약 30여가지로외국에비해 1/10수준에그치고있음 197) 중소기업출원비율 : 국내에서출원된전체특허중에서중소기업에의해출원된특허비율 198) 중소기업출원인비율 : 국내에서출원한전체출원인중에서중소기업출원인의비율 199) 기술성장성분석종합평가기준 : 최근특허비율과시장확보지수가모두평균이상 ( 上 ), 모두평균미만 ( 下 ), 그외 ( 中 ) 200) 기술수준분석종합평가기준 : 인용도지수와기술력지수가모두평균이상 ( 上 ), 모두평균미만 ( 下 ), 그외 ( 中 ) 201) 중소기업적합성평가기준 : 중소기업출원비율 / 출원인비율이모두평균이상 ( 上 ), 모두평균미만 ( 下 ), 그외 ( 中 )

373 전략제품 석회석 1, 2차가공품의규모는생 소석회는 1천4백억원, 탄산칼슘은 3천4백억원, 기타 4백3십억원으로총 5천 2백억원정도임 - 이중중질탄산칼슘시장이 50 % 이상을차지하고있어약 2천백억원규모로시장이형성되어있음 - 국내중질탄산칼슘시장은연간 150만톤급의시장으로확대될전망이며제지및플라스틱산업의수요에적합한제품을생산할수있는광산과기업의전략적기술개발이요구됨 최근국내외자동차소재산업, 고기능성플라스틱소재산업, 제지산업, 건설소재산업등에서고기능성고품질석회석계제품의수요가급증함. - 관련후방사업과의연계형고성능산업형융복합활용기술개발이요구됨 [ 탄산염광물자원주요기술 ] 분야제품설명출처 탄산염광물자원 고품위탄산염광물자원의탐사기술 고품위탄산염광물자원의광상평가기술고품위탄산염광물자원의품질평가기술 중질탄산칼슘 (GCC) 제조기술 침강성탄산칼슘 (PCC) 제조기술 고품위석회석및백운석광상의부존가능성이있는지역을지질및광상조사를통해광체를확보하고확보된광체에대해물리탐사및시추탐사를통하여광체를탐지하는기술 탐사에의해확인된고품위탄산염광물자원의부존량 ( 자원량 / 매장량 ) 을산정하고품위를파악하여그광상의부존가치를평가하는기술 고품위탄산염광물자원의광물특성, 물리화학적특성및열적특성을품위별 / 산지별로파악하여그품질을평가히는기술 방해석이나고품위석회석을건식과습식으로미분쇄하여 2 μm이하의입도크기와일정한형상으로제조히는기술임. 건식은 60 % 까지 2 μm이하를보일수있는반면좀더미세한분말을만들기에는한계가있음. 습식은 2 μm이하가 95 % 이상까지될수있는데입자가공공정에따라서응용분야는다름 침강성탄산칼슘은석회석원석을소성, 수화및합성공정을거쳐화학적으로제조된고순도동질이상 (Polymorphism) 의탄산칼슘을제조하는기술임. 합성된침강성탄산칼슘은현재국제시장에서 99% 이상의고순도및수 수십μm의입방형침강성탄산칼슘이시판되고있음. 전문가 산업기술분류코드 대분류중분류소분류 에너지자원 광물자원비금속광물 건설 / 환경재료용석회계다기능성팽창재제조기술개발 일반적으로팽창성및조강성을가지고있는석회계팽창재는내도로 / 교량 / 터널긴급조수재, 그라우트재, 숏크리트재, 토지안정재, 산업폐기물고화처리재, ALC (Autoclaved Lightweight Concrete) 재료등에사용할수있으며, 신청기술제품은건설산업의발달로인하여그수요가계속적으로증가하고있는특수몰탈및건축자재등을제조하는데필요한건설재료에관한것임

374 에너지자원활용 - 광물자원 - 탄산염산업원료광물 [ 요소기술후보군 ] 중분류요소기술출처 탄산염광물자원탐사 평가기술탄산염광물자원제조기술탄산염광물자원지질환경해석기술탄산염광물자원활용기술 고품위탄산염광물자원의탐사기술고품위탄산염광물자원의광상평가기술고품위탄산염광물자원의품질평가기술중질탄산칼슘 (GCC) 제조기술침강성탄산칼슘 (PCC) 제조기술건설 / 환경재료용석회계다기능성팽창재제조기술개발탄산염광물자원의형성환경해석기술탄산염광물자원의광상형성모델탄산염회를이용한 CO2 제거기술탄산염광물자원의활용기술개발 전문가전문가전문가전문가전문가전문가특허 논문분석특허 논문분석특허 논문분석특허 논문분석 6. 핵심요소기술선정 전략제품관련한특허기술의클러스터링을통해도출된요소기술을시장동향, 기술동향을고려하여, 전문가의합의로요소기술을조정함. [ 요소기술조정결과 ] 중분류 요소기술 출처 고품위탄산염광물자원의탐사기술 전문가 탄산염광물자원탐사 평가기술 고품위탄산염광물자원의광상평가기술 전문가 고품위탄산염광물자원의품질평가기술 전문가 중질탄산칼슘 (GCC) 제조기술 전문가 탄산염광물자원제조기술 침강성탄산칼슘 (PCC) 제조기술 전문가 건설 / 환경재료용석회계다기능성팽창재제조기술 전문가 탄산염광물자원지질환경해석기술 고품위탄산염광물자원의형성환경해석기술특허 / 논문고품위탄산염광물자원의광상형성모델기술특허 / 논문 탄산염광물자원활용기술 탄산염회를이용한 CO2 제거기술 특허 / 논문 도출된요소기술의범위와수준, 중소기업적합성과시급성등을고려하여요소기술명을보완함. - 선정위원회를통해필요에따라요소기술명칭을일부수정하였고, 중복된요소기술은통합하고반드시필요한기술을추가함. - 타전략제품영역과중복되는요소기술들을제거하였고, 연차별로추진가능한요소기술들은하나로통합함

375 전략제품 핵심기술선정 - 조정된요소기술과기술 시장동향분석및기업니즈조사결과를기반으로핵심요소기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술선정 - 핵심기술선정은기술성 (10), 시장성 (10), 중소기업성 (10), 정책적부합성 (5) 을고려하여평가됨. 기술성은기술성장성 (5), 기술수준 (5) 으로, 시장성은시장규모 (5), 시장성장성 (5) 으로, 중소기업성은중소기업참여정도 (5) 및중소기업진입장벽 (5) 정도를고려하여평가 [ 핵심요소기술선정결과 ] 중분류 핵심요소기술 고품위탄산염광물자원의탐사기술 탄산염광물자원탐사 평가기술 고품위탄산염광물자원의광상평가기술 고품위탄산염광물자원의품질평가기술 중질탄산칼슘 (GCC) 제조기술 탄산염광물자원제조기술 침강성탄산칼슘 (PCC) 제조기술 건설 / 환경재료용석회계다기능성팽창재제조기술 탄산염광물자원활용기술 탄산염회를이용한 CO2 제거기술 7. 로드맵기획 가. 연구개발목표설정 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 중분류핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 - 고품위탄산염광물자원탐사기술 - 새로운탐사기술개발 - 지질광상조사로고품위탄산염자원분포구획 ( 지표 ) - 시추탐사로고품위탄산염자원광체구획 - 확인된광체자원량평가 - 고품위탄산염광물자원확보 탐사 / 평가 - 고품위탄산염광물자원광상평가 - 광상평가기술개발기술 - 지질학적부존환경해석 - 광상형성모델정립 - 광상탐사에적용 - 고품위탄산염광물자원확보 - 고품위탄산염광물자원품질평가 - 품질평가기술개발기술 - 품질평가요인선정 - 원료별품질분류 - 원료별품질평가 하여 활용분야 설정 - 원료에따른용도별품질평가 제조 - 중질탄산칼슘 (GCC) 제조기술 - 코팅제및충전재용 GCC 제조 - 석회석정제로 GCC 제조에적합한원료개발 -GCC에적합한 - 충전제용 GCC 제입도제어및형조공정기술확보상제어 - 경제적중질탄산칼슘 (GCC) 제조

376 에너지자원활용 - 광물자원 - 탄산염산업원료광물 중분류핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 - 침강성탄산칼슘 (PCC) 제조기술 - 코팅제및충전재용 PCC 제조 - 석회석을이용 -PCC에적합한한 GCC 제조입도제어및형에적합한원료상제어합성 - 충전제용 PCC 제조공정기술확보 - 경제적침강성탄산칼슘 (PCC) 제조 - 건설 / 환경재료용 - 고기능팽창성물질석회계다기능성제조팽창제제조기술 - 팽창성물질제조를위한석회 계원료선정및특성해석 - 고기능팽창성팽창성물질합성 - 팽창성물질제조공정기술확보 - 팽창재용석회계물질제조 활용 - 탄산회를이용한 CO2 제거기술 -CO2 를이용하여탄산염굉물합성 -CO2 개발 -CO2를이용한포집기술탄삼염광물합성기술 - 탄산염화공정시스템개발 - 경제적 CO2 제거및활용기술개발 나. 로드맵기획

377 전략제품 희유금속 1. 개요 가. 정의및범위 - 정의 : 희유금속은 (Rare metal) 은최초 1920 년 USSR 에서처음사용한단어로지각내분산되어광범위하게분포함으로써농도 ( 함량 ) 비가매우낮은추출하기매우어려운금속원소를말하며, 희유금속은학술적용어가아니라국가마다차별적으로분류하고있고, 극소수의국가에매장과생산이편재되어있거나특정국에서전량을수입해공급에위험성이있는금속원소를말함. Texte Rare metals(umwelt Bundes Amt, 2007) 에서는희유금속을희귀성이있는광물로써가격이비싸고급등가능성이있는원소, 부존량이풍부하지않아고갈이예상되는원소및일부국가에서만추출하는원소광물로정의하고있음. - 범위 : 희유금속은알칼리 / 알칼리토금속, 희토류원소, ⅣA~ⅦA( 고융점금속 ), 철족원소, 백금족원소, ⅡB ~ ⅢB 족원소및반금속원소에해당하는금속으로써 7 가지로분류되며, 총 56 종의원소를일컬음. 국가마다차별적으로적용하고있어국가에따라희유금속으로분류하는범위는차이가있음. 희유금속은 1지각내존재량이적거나추출이어려운금속자원중현재산업적수요가있고향후수요신장이예상되는금속원소, 2극소수의국가에매장과생산이편재되어있거나특정국에서전량을수입해공급에위험성이있는금속원소로정의함. - 희유금속은학술적용어가아니며, 국가마다차별적으로필요에의해분류하고있는산업적기준이어서국가나시대에따라그대상이변할수있음. - 현재및향후기술혁신에수반하여수요가예측되는것으로, 희토류원소와백금족원소를각각한개의원소로보면총 35종의금속원소로정의됨. [ 금속종류분류표 ] 분류원소원소수 철질금속철 (Fe) 1 범용비철금속 구리 (Cu), 납 (Pb), 아연 (Zn), 알루미늄 (Al) 4 귀금속금 (Au), 은 (Ag) 2 알칼리 / 알칼리토금속 : Li, Cs, Be, Mg, Sr, Ba 6 REE( 희토류원소 ) : ⅢA 족원자번호 57~71, Sc, Y ( 총 17 원소 ) 17 비철금속 희유금속 ⅣA ~ ⅦA 족원소 ( 고융점금속 ) - Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Re 철족원소 (Co, Ni) 백금족원소 (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt) 6 ⅡB ~ ⅢB 족원소 (Cd, Ga, In, Tl) 4 반금속원소 (B, Ge, P, As, Sb, Bi, Si, Se, Te, Sn) 10 자료 : 고순도희유금속소재제조기술의특허동향분석 ( 한만갑외, 2008)

378 에너지자원활용 - 광물자원 - 희유금속 산업통상자원부에서는 2009년 11월 27일희유금속소재산업종합대책을발표하여전략및대책에국내희유금속확보및핵심원천기술개발이필요함을강조하였음 - 희유금속자원은지역적편재성으로인한독과점체제형성으로가격상승및수급불안정을초래하고있고최근첨단산업성장에따른수요증가및자원보유국의자원보호정책강화에따른공급불안정성확대에대비하기위함 - 정부에서는 10대희소금속 ( 희토류, 망간, 몰리브덴, 코발트, 텅스텐, 티타늄, 리튬, 마그네슘, 인듐, 크롬 ) 을선정하여전략광종화하였음. [ 희유광물자원조사 / 탐사 / 개발 / 활용 ] 나. 범위및분류 ( 제품분류관점 ) 희유금속소재는페로크롬 (60-75% Cr), 페로망간 (76-78% Mn), 페로몰리브덴 (70-75% No), 페로니켈 (25-45% Ni) 과같은제철소재, 투명전극, 형광체, 콘덴서, Li이차전지, 영구자석등의전기 / 전자산업소재, 자동차용배기가스촉매 (Pt, Pd, Rh등 ) 와같은에너지환경소재등이포함됨. ( 공급망관점 ) 희유금속광석생산, 기초소재제조공정과희유금속소재및부품제조공정을통해제조되고있으며, 희유금속의정련, 고순도화, 합금화, 소재화, 부품화등과같은공급망단계로구분할수있으며, 희유금속소재는모든생산공정및공급망단계에서사용되는각종소재와부품을포함함

379 전략제품 [ 희유금속분류관점의범위 ] 대분류 중분류 세부제품 제철소재 페로크롬, 페로망간, 페로몰리브덴, 페로니켈등 희유금속 전기전자소재투명전극, 형광체, 콘덴서, Li 이차전지, 무연솔더, 열전변환소자, 영구자석등에너지환경소재귀금속촉매변화기, 소소저장합금, 연료전지등 우주항공소재 Ti plate, bar, tube, pipe 등 [ 공급망단계별주요제품분류표 ] 대분류중분류세부제품 희유금속 광석원소재합급및소재부품 희유금속원광석 Li, Mg, Cr, Mo, W, Pt, RE 등고순도금속및화합물철강산업용희유금속철계합금 ( 페로크롬, 페로망간등 ), 투명전극, 형광체, 영구자석등귀금속촉매변화기, 이차전지, 연료전지, 열전변환소자등 [ 주요기술분류표 ] 대분류중분류세부제품또는기술 희유금속 조사 / 탐사광상평가채광선광제련 정련 고순도화 소재화 회수 지질도작성, 지질구조해석, 변질대해석, 지구물리탐사, 지화학탐사, 시추탐사를통한광상연구로유용광물을포함하는광상을확보하는기술 자원량 / 매장량산정, 광상성인해석, 광상잠재성평가, 개발성평가, 경제성평가를통한자원개발타당성평가기술 광상의형태에적합한방법으로경제적 기술적으로또한자원의입장에서합리적으로유용광물을채취하는기술 광석이나그밖의공업원료광물을다른목적광물또는무가치한성분에서물리적 기계적방법등으로분리하는처리기술 희유금속정광또는이를대체할수있는원료를이용하여희유금속및그화합물을제조하고일반산업용수준의순도를갖는희유금속소재생산 공정또는사용시오염된불순물을제거하여순도를높이기위한기술 저품위희유금속원료에정제기술을적용하여첨단산업용고순도희유금속원료물질을제조하는기술 (IT용희유금속소재중심, 4N 6N 상용화 ) 제련및고순도화공정으로부터제조된희유금속원재료를이용, 산업용기초소재를제조하는기술 ( 고융점희유금속제품중심 ) 공정또는사용시오염된특정불순물만을제거하여원래기능을회복시키는기술 재활용 5R* 개념을이용하여국가전략희유금속의제련부터재활용까지순환이용효율을극대화하는기술 * 5R : Reduce, Reuse, Recovery, Refining, Recycling 일부자료 : 고순도희유금속소재제조기술의특허동향분석 ( 한만갑외, 2008) 따라서, 희유금속의범위는 - 제철소재, 전기전자소재, 에너지환경소재, 우주항공소재등을포함하고, - 공급망기준으로희유금속광석생산, 희유금속원소재제조, 합금및소재제조기술, 부품제조기술을포함하며, - 기술적으로는조사 / 탐사, 광상평가, 선광, 제련, 정련, 고순도화, 소재화, 회수, 재활용기술이포함됨

380 에너지자원활용 - 광물자원 - 희유금속 2. 산업및시장분석 - 현재정부는자원개발전략으로인프라 - 광물자원연계형패키지를추진중이며, 이는국내전문기관의검토및해외공관 공기업해외지사등을통해유망사업을도출하고적극적인사업발굴을추진하고있어희유금속의안정적인공급에호재로작용하고있음 - 한국은주도적으로자원개발을통한광석확보 원료 소재 부품기술의확보로가치사슬을구성하는산업창출이필수적임 - 자원개발전문성제고를위해산업통상자원부는공기업강화정책, 자원개발특성화대학에서인턴십프로그램등현장실무인력양성, 장기적으로자원개발전문대학원설립하는정책추진하고있어장기적으로전문성제고에힘쓰고있으나 1980 년대부터장기간국내광업침체및정부자원기술 R&D 투자미비로지질광상조사 / 탐사기술낙후되어있어관련분야인력육성이절실함 가. 니즈분석 희유금속의수급안정화정책 시장니즈 1: 희유금속의안정적인공급정책마련 정부는다양한정책을수립하여공급정책을마련중에있음 년국내광업발전기본계획을수립하여국내부존자원의효율적개발과활성화정책을수립한바있음 년 11월지식경제부에서마련한 희유금속소재산업발전종합대책 에서전략및대책에 국내희유금속매장량조사및평가사업 을추진하기로함. - 정부는제4차해외자원개발기본계획을수립하여체계적이고장기적인해외자원개발종합계획을마련 집행함으로써매장량기초금융 (RBF, Reserve Based Financing) 등신금융기법의활성화, 무역보험공사와수출입은행의금융지원확대, 연기금의자원개발투자활성화를추진하는등투자재원을확대할계획을밝히고있음 범정부차원의자원외교체제를강화하고있음. - 고위급자원협력외교를통해경제성장경험공유등우리나라의장점을살린차별화된한국형자원개발협력모델을추진하며, 자원개발과 SOC 사업등이연계된동반진출사업의활성화를지원하여유망광구탐사이나개발권를확보하고있음. - 국가주도연구사업수행으로안정적으로지원하고있음. - 에너지협력외교지원협의회를통해범정부적지원체계이구축됨. 희유금속산업의가치사슬 (value-chain) 형성 시장니즈 2: 광석, 원재료, 소재, 부품의가치사슬구성으로시장안정성확보 중국, 미국, 호주등일부국가에서광석및원료시장을장악하고있고, 일본등에서소재및부품산업을주도하고있어한국은주도적으로광석확보 원료 소재 부품

381 전략제품 기술의확보로가치사슬을구성하는산업창출이필수적임 희유금속관련전문기관의부재 시장니즈 3 : 희유금속관련전문성제고 산업통상자원부는자원개발공기업의경쟁력강화정책을추진함. - 공사의대형화를지속추진하고 M&A 시너지효과, 기술력제고등을통해자생적성장기반마련에주력하고있음. - 초기대규모투자비가소요되고투자회수가장기간소요되는자원개발사업의특수성을고려하여공기업평가제도의개선을추진하고있음. 자원개발전문기업의해외자원개발사업에필요한인력수급에어려움이있음 년대부터장기간국내광업침체및정부자원기술 R&D 투자미비로지질광상조사 / 탐사기술낙후되어있음 - 광상의유용물질의기원, 이동, 형성, 탐사및개발단계의전반에걸친산학연프로그램을개발하는통합적연구가부족하여이부분의육성이필요함 - 산업통상자원부는자원개발특성화대학에서인턴십프로그램등현장실무인력양성, 장기적으로자원개발전문대학원설립하는정책을추진하고있어장기적인인력수급에도움이될것임. [ 에너지자원분야의 PEST 분석 ] 구분주요이슈단기 (3 년이내 ) 중장기 (4 년이상 ) 비고 정치 (P) 촉진 저해 범정부차원의자원외교체제강화 자원보유국의불확실성증대 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 고위급자원협력외교를통해한국형자원개발협력모델추진 자원민족주의로외국인투자제한, 광권회수, 로열티를인상 경제 (E) 촉진광물자원가격불안정 상 중 하 상 중 하 저해 해외자원개발투자규모미흡 상 중 하 상 중 하 신흥개도국의수요증가로광물가격재상승추세 직접사업운영보다단순지분참여치중 사회 (S) 촉진 저해 정부의패키지형자원개발지원 체계적연구수행경험부족 상 중 하 상 중 하인프라 - 광물자원연계형패키지추진 상 중 하 상 중 하 광물자원탐사, 개발과광산설계포함경제성평가기술경험부족 기술 (T) 촉진 저해 현장실무인력양성정책추진 체계적인력수급의어려움 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 자원개발특성화대학및자원개발전문대학원설립정책추진 국내광업침체및자원기술 R&D 투자미비로기술낙후

382 에너지자원활용 - 광물자원 - 희유금속 나. 산업특징및구조 광업은인류의문명과함께시작되어역사가오래된기초 1차산업임. - 인류의문화발달역사는광물의채굴과가공에의한금속, 비금속및연료광물의사용기술의진보와함께비약함. - 광물자원의공급없이다른산업은거의이루어질수없고, 인공물질로대치할수없는것이많음. 유용광물자원의탐사하고채굴하는데는특수한기술이필요함. - 유용광물자원은대부분지하심부에부존되어있는경우가많음. - 갱내작업에는다른산업과달리특수한위험요소가많아재해율이높음. - 광물자원을합리적으로안전하게채굴하는데는갱내조건에따른고도의기술개발이필요함. 광업에는투기적요소가있음. - 광물자원은지하에있기때문에광상의전모를파악하기에는한계가있고, 조사가불확실한데과대하게투자함으로써실패하는예도적지않음. - 광상의지하발달을위해지표지질광상탐사, 물리탐사와시추탐사등체계적인조사로광체를파악하는데많은시간이소요됨. - 체계적인탐사에는초기비용이많이소요되어, 대규모광업회사는개발과탐사를동시에수행함으로써그위험성을줄임. 광물의부존에는지역적편재성이있음. - 국가에따라광물의종류와양의편차가심함. - 다른산업과달리임의의입지조건에따라사업소를설치할수없고교통이불편한미개발지에서도일단유망광산이발견되면개발을위해광산을중심으로신흥광산촌이생기고, 광업의발전과더불어도시화되기도하고광업이쇠퇴하면광산도시는경우에따라폐허화되기도함. 광물자원의가치는기술적 경제적영향에따라변동성이큼. - 광산물의가격은수급상황에따라끊임없이변동하지만, 또한자원의가치도기술적 경제적영향에도좌우됨. - 광상의심도가깊어경제적으로가치가없다고여겨지던광물자원도자원탐사및개발기술이발달하여경제적으로채굴이가능해지면가치가생김 - 광물의조합이복잡하여선광 제련이곤란하여유용광석으로인정받지못하다가도경제적인선광 제련기술의발달로가치가생기기도함

383 전략제품 광물자원을중심으로광물자원을생산하는광산과관련된후방위산업과광물자원을활용되는전방위산업구조로되어있음. - 후방위산업으로는광물자원을생산하는광산산업이있음. - 전방위산업으로는금속산화물 / 염화물제조산업, 철강산업, 비철금속, IT, NT산업, 화학공업, 전자공업, 특수기능성합금등산업의기초원료물질및최첨단전자장비및부품생산관련산업에파급효과가큼. 후방위산업희유금속자원산업분야전방위산업 - 광산업체 < 자원산업 > - 지질 / 광상조사및탐사분야 - 지구물리탐사분야 - 경제성평가분야 - 채광분야 - 선광 / 제련분야 < 광물가공및제조산업체 > - 금속산화물 / 염화물제조산업 - 철강산업 - 비철금속 - IT, NT 산업 - 화학공업 - 전자공업 - 특수기능성합금 [ 희유금속자원산업중심의연관산업 ( 전후방산업 ) 구조 ] 희유금속자원산업은크게철강, 비철금속분야와 IT, NT, 특수기능성및첨단산업에사용되고소량의첨가제형태로사용되지만산업결과물에핵심적인부분을담당하고있어다양한산업에원료소재를공급하는분야로거의모든제조산업과연관되어있음. - 희유금속은고도의기술집약형으로다품종소량생산, 고부가가치의부품 소재산업으로안정적인공급이선행되어야한다는인식이 2000년대초반희유금속의제한정책및가격의불안정때문에널리인식되어, 최근에는원료의구입에만신경쓰던국내대기업에서직접광산을개발하는데에도관심을갖고직접사업확장에힘쓰고있음. - 우리나라는현재희유금속과의전량을수입에의존하고있지만최근수입량은소폭감소하고있으며, 국가차원의탐사및기술개발계획이추진중임. [ 희유금속산업의 SWOT 분석 ] 강점 (Strength) - 기술개발을위한국가주도연구사업수행으로안정적지원 - 광업선진국과의국제적네트워크구축기반마련됨 - 자원조사 / 탐사 / 활용의전주기연구체계구축으로실용화가능체제구축 ( 산학연연구시스템구축 ) 기회요인 (Opportunity) - 자원개발의수익성증가에따른투자및관련시장활성화 - 자원수급의불안정성으로인한새로운기술시장창출가능 - 범세계적자원수요증가및기술개발의대형화 / 융합화추세 - 범지구적환경보존정책에따른친환경신기술영역창출기회증가 약점 (Weakness) - 국내광물자원개발회사의재정및기술인프라취약 - 장기간자원기술 R&D 투자미비로현기술수준낮음 - 전문인력부족 - 연구개시후성과활용단계까지긴소요시간으로인한투자회피 - 탐사사업의경우고비용 / 저성공율로인한투자회피 위협요인 (Threat) - 국내광업개발인프라취약및경험부족 - 글로벌경제환경의불안정및세계 R&D 시장의개방과경쟁심화 - 광물가격의불안정성으로인한투자위험예측이어려움

384 에너지자원활용 - 광물자원 - 희유금속 다. 시장현황 / 전망분석 10대희유금속의 2012년국내수입은 1,675천톤이며수입액으로 1,423백만달러임 ~2012년에우리나라 10대희유금속수입은연평균증가율은수입량이 8% 증가하고있으며, 연평균증가율수입액은 4% 감소하고있음 ~2012년에희토류의연평균증가율은수입액이 12% 로감소하지만수입액은 26% 로증가하였음. 이는연평균가격증가율이 43% 로높음에도불구하고수입액은꾸준히늘어나는추세임을말해줌. 구분 년도 [ 우리나라 10 대희유금속수입현황 ] ( 단위 : 톤, 천불 ) 연평균증가율 (CAGR) 수입량수입액수입량수입액수입량수입액수입량수입액수입량수입액수입량수입액 희토류 2,606 19,758 1,606 19,927 2,066 42,484 2, ,025 1,560 49,333-12% 26% 망간 811, , , , , ,003 1,392, ,445 1,270, ,112 12% -10% 몰리브덴 14, ,458 11, ,662 22, ,786 21, ,626 21, ,548 10% -13% 코발트 6, ,769 4, ,890 5, ,442 15, ,853 13, ,629 18% -10% 텅스텐 2,484 58,517 2,360 40,260 3,258 69,762 3, ,873 4, ,676 13% 31% 티타늄 167,236 60, ,721 57, ,342 67, , , , ,971-5% 23% 리튬 504 4, , , ,452 1,120 10,611 22% 23% 마그네슘 241,366 98, ,487 63, , , , , ,127 99,968-1% 0% 인듐 , , , ,496 23% 33% 크롬 % -20% 합계 1,247,264 1,700, , ,790 1,284,184 1,241,647 1,852,397 1,631,878 1,673,888 1,423,470 8% -4% 자료 : 관세청무역통계연보각년호 우리나라 10대희유금속의수입량은 2011년대비 2012년 7개품목수입량감소, 대중국의존도완화세를보이고있으나, 대부분의품목의수입상위 3개국의의존도는 77~99.7% 로여전히위한함수준임. [ 우리나라 10대희유금속의수입동향 ] 년도 구분 수입량 ( 톤 ) 증감률 (%) 의존도 (%)1) 수입량 ( 톤 ) 증감률 (%) 의존도 (%) 1) 희토류 3, , 망간 123, , 몰리브덴 16, , 코발트 7, , 텅스텐 1, , 티타늄 188, , 리튬 12, , 마그네슘 9, , 인듐 크롬 485, , 자료 : 희소금속수입동향 ( 관세청 ), 1) 의존도는수입상위 3개국의합계

385 전략제품 희유금속소재시장은산업분야별로크게다르게전망되며, 철강및우주항공소재는전기전자및에너지환경산업에비해성장률이둔화될것으로예상됨 ~2007년제철산업용희유금속소재시장은연평균 20% 이상의높은성장률을보였으나, 세계경기둔화에따라향후제철산업용희유금속소재시장의성장률은연 8% 수준으로둔화될것으로예상됨. - 전기전자산업의희유금속소재는투명디스플레이에사용되는 In과형광체, 연마제, 영구자석등에사용되는희토류금속이핵심소재이며, 전방산업인 LCD, 모터산업의급성장에따라연평균 15% 이상의성장률이예상됨. - 저탄소성장, 대체에너지개발등환경및그린에너지에전세계적으로관심이높아지는가운데, 에너지환경산업은독보적인급성장이예상되는분야이며, 특히자동차산업의친환경화가산업을주도함. - 연료전지촉매, 배기가스정화촉매, 수소개질촉매등배기가스저감을위한소재분야에백금등이수요가급증하고있으며, 향후 5년간 20% 이상의고도성장이예상됨. [ 희유금속산업시장현황및전망 ] ( 단위 : 억원 / 백만달러 ) 구분 국내시장 세계시장 년도시장규모 CAGR(%) 제철소재 20,009 21,610 23,338 25,206 27,222 8 전기전자소재 9,020 10,373 11,929 13,718 15, 에너지환경소재 15,400 18,480 22,176 26,611 31, 우주항공소재 2,816 3,041 3,285 3,547 3,831 8 합계 47,245 53,504 60,728 69,082 78, 제철소재 7,276 7,858 8,487 9,166 9,899 8 전기전자소재 1,886 2,169 2,494 2,868 3, 에너지환경소재 16,800 20,160 24,192 29,030 34, 우주항공소재 6,400 6,912 7,465 8,062 8,707 8 합계 32,362 37,099 42,638 49,127 56, 자료 : 2013 중소기업기술로드맵중유무기소재및공정, 한국비철금속협회, 무역협회 ( 환율 1,100 원기준 ) ( 희유금속산업의특성상국내시장과세계시장성장률은동일한것으로가정 ) 우리나라의티탄철광석연간수요량은 2012년약 39만톤으로서약 2십만톤은국내에서생산되지만나머지는호주 (49.4%), 베트남 (20.8%), 인도 (12.7%), 및우크라이나 (8.1%) 등으로부터수입하고있으며내수규모는약 16만톤에달함 년티탄철석세계생산량은약 6백2십만톤이며, 2008년부터 2012년까지의세계티탄철강생산증감률은연평균 2.0% 로서 2015년생산량은약 7백만톤을넘어설것으로예측됨. - 수입량은 2008년대비 2012년에는약 21% 감소율을나타내며, 2008년부터 2012년까지의평균감소율은약 4.2% 임

386 에너지자원활용 - 광물자원 - 희유금속 - 국내에서생산되는약 20만톤의티탄철석은주로 POSCO 에서철광석부원료로활용되고있으며, 수입되는약 19만톤중대부분은주로코스모화학 ( 주 ) 에서백색안료인 TiO 2 제조에사용되고있음. 리튬은전세계매장량및연간소비량으로볼때사용가능한물량은풍부하므로물량자체의확보가어려운것은아님 년전세계생산량은 37,000톤으로주로호주 (13,000 톤 ) 와칠레 (13,000 톤 ) 에서생산됨 - 국제적인공급구조가일부국가및기업들이독과점형태이고, 국내외시장규모가급증될것이라는전망이우세하기때문에가격협상력이수요자보다공급자가우위에있음. - 우리나라의 2008년부터 2012년까지평균수입금액증감율은탄산리튬이약 25.7%, 수산화리튬약 24%, 산화리튬약 11.8% 로리튬의수요증가와가격상승으로수입금액증가현상은계속될것으로예측됨 년수입된탄산리튬은약 13,762톤, 수산화리튬약 1,102톤, 산화리튬약 18톤으로대부분탄산리튬의형태로수입되고있음. - 현재의상태에서리튬은부존량이풍부하여공급은크게어려움이없을것으로예측되고있으나가격은계속상승추세를보이고있고수요량은크게증가될것으로전망됨. 2012년세계희토류산화물 (REO) 의생산량은 110,000 톤이며이중중국이 95,000 톤을생산하여약 86% 를차지함 - 생산을중단하였던미국 (7,000톤) 에서 2012년부터재생산에들어갔으며호주 (4,000톤) 역시생산량을늘려중국의독점율을낮추고있음. - 단일국가로서의 REO 부존량은중국이세계 1위로서장기간동안희토류시장을석권할것임. - 중국의희토류수출제한정책을강화함에따라희토류수입국에서는공급의어려움이있을것으로예측되었으나최근기존의 REO 부존국가들의재생산과정제기술의향상으로소비하락과가격하락을가져왔음 - 하이브리드카및고기능재수요증가로 2012년도에도계속적인생산증가가있을것으로전망됨. - 하이브리드카에이용되는중희토류는중국만이생산하고있어가격상승과함께수급에차질이있을것으로전망됨. - 우리나라의경우수급불안정및독과점체제형성으로가격상승이예상되며우리나라핵심산업인 LCD, LED, PDP, 휴대전화및영구자석의필수원료로수급불안정과가격급상승으로산업활동에불안요소로작용할것임

387 전략제품 라. 공급망 ( 분류 ) 에따른분석 (1) 해외주요업체동향 세계희토류산화물생산량은 2011년에 105,000톤으로전세계생산량의 95% 를차지했지만 2012년에 95,000 톤으로전세계생산량의 86% 를생산하고있음. 중국정부의수출쿼터제로매년그생산량은줄어드는추세임. 전세계적으로가까운미래에희토류수요증가로개발경제성이생기는유망한광산들의수도늘어나는추세임 - 미국캘리포니아에있는몰리콥 (Molycorp) 社의마운틴패스 (Mountain Pass) 광산은 2012년초에새로운광체의채광, 선광과제련공정이시작되며 2012년 8,000-10,000 t REO의생산을예상하고있음 (Molycorp, 2012). 몰리콥사는피닉스 (Phoenix) 프로젝트를통해선광, 제련공장을건설중에있으며, 1단계로 2012년 4분기까지연간 19,050 t 을, 2단계로 2013년중반기에는 20,000 t의생산공정을추가로완성하려고계획중임. - 호주의마운트웰드 (Mount Weld) 광산은 2012년생산을시작하였고, 소주주인라이나스 (Lynas) 社채광과선광공정을광산에서하고말레이시아에선광과제련공정의건설을진행하고있음. 광상국적 Company [ 중국외의주요희토류생산프로젝트의현황 ] 1) 희토류매장량 1) 광석매장량 2) 품위 ( 단위 : 1) 백만톤 / 2) %REO) 목표생산시작연도및생산량 Mountain Pass 미국 Molycorp Minerals 년 4/4분기, 19,050 tpa Mount Weld 호주 Lynas Corp 년 3/4분기, 11,000 tpa Nolans Bore 호주 Arafura Resources 년 4/4분기, 20,000 tpa Steenkampskraal 남아공 Great Western Minerals Group 년, 2,700 tpa DongPao 베트남 Toyot Tsushu Corp/ Sojitz,Vietnamese government 년, 2,000 to 3,000 tpa Uraniumtailings 카자흐스탄 Sumitomo/Kazatomprom 년, 3,000 tpa Conakli 터키 AMR Resources 년, 2,000 tpa Zandkopsdrift 남아공 Frontier Rare Earths 년, 20,000 tpa HoidasLake 캐나다 Great Western Minerals Group 년 StrangeLake 캐나다 Quest Rare Minerals 년 BearLodge 미국 RareElement Resources 알려지지않음 Kvanefjeld 그린란드 Greenland Minerals and Energy 알려지지않음 KutessayII 키르키스탄 Stans Energy Corp 알려지지않음 Nechalacho 캐나다 Avalon Rare Metals 알려지지않음 Zeus(Kipawa) 캐나다 Matamec Explorations 알려지지않음 자료 : 희토류원소 (Rare Earth Elements), 영국지질조사소 (2011)

388 에너지자원활용 - 광물자원 - 희유금속 - 이외의호주의놀란스보어 (Nolans Bore), 두보지르코니아 (Dubbo Zirconia), 남미의스틴캄프스크랄 (Steenkampskraal), 러시아와카자흐스탄, 인도에서 2015년까지생산이예상됨. (2) 국내주요업체동향 ( 자원 ) 광석의생산, 제련 정련기술미흡 - 희유금속의국내및해외의광산개발을통한광석생산은마다가스카르암바토비니켈광산을포함한소수에불과함. - 광물자원공사, 대우인터내셔널, 삼성물산, 현대종합상사, STX 5개사가컨소시엄을구성하여 2013년 2월니켈초도생산을하였고포스코로입하되었음. - 광물자원공사는남아프리카공화국의잔드콥스드리프트희토류광산사업에참여중으로현재탐사중이며, 생산은아직이뤄지고있지않음 - 국내제련 정련기술미흡으로광석보다소재 ( 금속, 화합물형태 ) 수입이대부분임 ( 소재 ) 합금철분야를제외한첨단산업및녹색산업용희유금속소재기술부재 - 첨단산업및녹색산업에사용되는희유금속 ( 갈륨, 리튬, 코발트등 ) 은전량수입에의존하며최근빠른증가추세에있지만생산기술이없음. ( 산업구조 ) 희유금속다소비산업구조에도불구, 국내소재 재활용기업은단순임가공형태의중소기업으로기술력및산업기반이취약함. - 첨단제품산업의고도성장으로희유금속수입및무역역조가확대됨 * 수출총액 ( 08/ 02) : 2.6배성장, 희유금속무역역조 ( 08/ 02) : 4배확대 - 첨단제품의핵심소재인인듐, 희토류등고부가가치희유금속소재의국내생산기반및소재화기술이취약함 * 인듐 : 광석 ( 수입 ) 인듐괴 ( 고려아연 ) 가공소재 : ITO타겟 ( 日, 니꼬社 ) 디스플레이 ( 삼성 ) - 합금철중심철강산업소재업체를제외한관련기업의영세성으로국내생산및연구기반, 고급인력및 R&D 투자가미흡함. * 국내희유금속관련업체의 78% 가 100인이하중소기업이며업체의 67% 가매출 500 억이하 * 폐금속자원재활용업체 363개사중희유금속전문재활용업체는 20여개 (5.5%) 에불과

389 전략제품 [ 공급망분석종합 ] 공급망단계광석원소재합금및소재부품 주요내용 주요제품 / 기술 해외기업 국내기업 지질조사, 광상탐사, 부존량평가, 채광, 선광 희유금속원광석 BHP Billiton, Rio Tinto, Vale, Molycorp, 포강희토, Umicore, Tanaka LG 상사, 대우인터네셔널, 현대종합상사, 포스코, 혜인, 넥스지오 광석, 산화물, 고순도금속 Li, Mg, Cr, Mo, W, Pt, RE 등고순도금속및화합물 Molycorp, 포강희토, Umicore, Tanaka 고려아연, LS-Nikko, LG 금속, 프라임메탈 철계합금, 1 차소재 ( 투명전극타겟, 형광체, 자석등 ) 철강산업용희유금속철계합금 ( 페로크롬, 페로망간, 페로몰리등 ), 투명전극, 형광체, 영구자석등 Molymet, Codelco, endako, Heraeus, Jhonson Mattehy 일진다이아몬드, 삼정피엔에이, 광양합금철, TSM-tech, 실트론 희유금속가공및부품 ( 촉매, 이차전지, 연료전지, 소자등 ) 귀금속촉매변화기, 이차전지, 연료전지, 열전변환소자등 GM, Sony, Toshiba, GE, TDK, Nissan, Hitachi, Toyota LG 상사, 삼전화학, 한국 PGM, 일진금속, KCC, 현대모비스 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5 단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : ) 3. 기업개발니즈 희유금속분야중소기업의니즈분석을통한현황을살펴보면, 다양한중소기업들이융합을기반으로하는다양한제품을개발, 판매를진행하고있음. - 구체적으로 중대형리듐 2차전지용양극소재, 3성분계 NCM계양극전구체기술및공법개발, 3성분계 NAC 양극전구체기술및공법, 자원재활용을통한친환경제품, 광물자원조사 / 탐사, 광물자원개발계획및광산개발후속환경사업, 몰리브덴고체윤할유, 황산코발트, 황산나켈, 고순도 Silver metal, Au, Pd, Pt, Ru, 인광석을원료로한대체비료, MG-Si powder, 폴리실리콘재활용 등의제품을개발, 판매하고있음. 또한희유금속과관련하여아래와같은기술개발수요가존재함. - 희유금속 (Ni, Co, Mn) 재용해재활용기술, 암모니아회수재사용기술, 특수윤할제용고품위몰리브덴정광제조기술, 페리튬이온전지로부터고순도황산코발트 / 황산니켈제품제조기술, PDP 제조스크랩으로부터고순도 4N 전해은제품제조기술, 스트러바이트를이용한비료제조기술, 자원탐사를위한탐사장비개발기술, 무시멘트 / 결합체등친환경원재료개발기술, 환경오염해결기술, 3-D 프린터용 MG-Si powder, 실리콘재활용연마 / 파쇄 / 세정기술등이있음. 희유금속분야의중소기업들은기술을기반으로다양한산업분야, 적용분야의시장진입을위한개발계획을가지고있음

390 에너지자원활용 - 광물자원 - 희유금속 - 구체적으로 마그네슘소재제품, NCM계양극전구체, 고순도 Sn metal, 광물자원개발계획및광산개발후속환경사업, 광물자원개발용자원탐사장비개발, 비철선별품 등의제품을미래에생산할계획을가지고있음. 이를위해아래와같은내용의기술개발계획을가지고있음. - 구체적으로백운석내마그네슘추출및활용기술, 마그네슘을이용한폐수처리기술, 희유금속재활용기술, 암모니아회수재사용기술, 광물자원개발지역의환경오염해결기술, 광물자원용자원탐사장비개발기술, 특수윤할제용고품위몰리브덴정광제조기술, 스크랩 / 슬러지 / 폐액으로부터고순도주석금속제조기술등이있음. 4. 기술분석 202) 가. 기술동향분석 (1) 세계동향 희유금속제품의대상특허 3,876건에대한각국가의연도별출원동향을살펴보면, 전반적으로최근까지비교적일정한수준으로꾸준한출원이이루어지고있는양상을보이고있으며, 일본이가장많은특허를보유하고있음 [ 희유금속제품의국가 연도별출원동향 ] 202) 최근 6 년간 (2007 년 1 월 ~ 2013 년 8 월 ) 공개된해외특허 ( 일본, 미국, 유럽공개특허및미국등록특허 ) 와국내특허 ( 국내공개특허 ) 를대상으로함 년이후전체출원건수가감소추세를보이고있는데, 이는출원일로부터 18 개월이후공개한다는특허공개제도에의한현상임

391 전략제품 - 출원규모에있어서는일본이 1,637(42%) 로가장높은점유율을나타내며, 이어서미국이 1,310(34%), 한국 614(16%), 유럽 315(8%) 의특허점유율을나타냄 - 한국의경우 2007년이후 50건내외의증감을반복하고있는것으로나타남. - 미국과일본이관련출원을주도하고있는것으로나타남. 최근까지꾸준한출원이이루어지고있는것은산출량및매장량이적은희유금속에대한확보와원자재가격불안정등으로인해자원재활용및효율적인희유금속추출과관련한기술개발및정부기관에서의연구지원이증가하고있기때문인것으로분석됨 희유금속제품의해외특허주요출원인의출원현황을살펴보면, 전체적으로일본특허의비중이높으나, 다양한국적의출원인의활동이나타나고있는것으로분석됨 [ 해외특허주요출원인의출원현황 ] - 일본의경우자국국적출원인에의한출원이활발하며, 특히 SUMITOMO METAL MINING(JP), MITSUBISHI MATERIALS(JP) 의출원이압도적임

392 에너지자원활용 - 광물자원 - 희유금속 - 미국의경우 Applied Materials(US) 가최상위출원인으로나타나며, 이는반도체제조공정에사용되는희유금속의회수및실리콘제조방법과증착등과관련한특허가다수출원되고있기때문인것으로사료됨 - 각국가의출원비율을살펴본결과, 출원을주도하고있는출원인은없으며, 비교적다수의출원인에의한소수건수의특허출원이이루어지고있는것으로사료됨 (2) 국내동향 희유금속제품의국내특허출원동향을살펴보면, 출원건수는 2009년까지매년소폭으로증가하다가이후소폭의증감을반복하다 2012년이후감소추세 203) 를보이고있고, 내국인출원비율에있어서는 2007년 40% 의비율을나타내다최근 80% 이상으로점차비중을높여가고있는것으로나타남 - 국내전체특허의내외국인비율은한국인이 60%, 외국인 40% 로한국인의특허출원비율이소폭높은것으로나타나기술자립도가크게높지않은것으로분석됨 [ 연도별국내출원동향및연도별내국인 / 출원인출원비율 ] 203) 출원일로부터 18 개월후공개한다는특허공개제도에의한일시적인현상으로판단

393 전략제품 - 출원인을구분하면해외출원인의비율이 40% 로가장높았으며, 대학 / 연구소 / 공공기관이 26%, 중소기업 204) 의특허비율이 19%, 개인이 8%, 대기업 205) 이 7% 분석되어, 희유금속분야는현재대학 / 연구소 / 공공기관의비율이높아국가기관또는연구소등에서 LAB 단계의기술개발이이루어지고있다고판단됨 희유금속제품의국내주요출원인현황을살펴보면, 대학 / 연구소 / 공공기관이중소기업과대기업보다활발한특허출원활동을나타내고있는것으로조사되었으며, 공공기관인한국지질자원연구원 (KR) 이 34건으로최다출원을기록하고있음. - 중소기업은메르디안솔라앤디스플레이 (KR) 와세미머티리얼즈 (KR) 가최다출원인이고, 대기업 206) 에서는포스코 (KR) 가최다출원인으로나타남 [ 국내주요출원인의출원현황 ] 204) 유가증권 / 코스닥상장기업및외부감사법인을대상으로한매출액기준 1,000 대기업 ( 대기업으로정의 ) 외기업 205) 유가증권 / 코스닥상장기업및외부감사법인을대상으로한매출액기준 1,000 대기업을기반으로분류하였으며, 부분적으로 KISLINE( NICE 신용평가정보 ) DB 정보이용 206) 그외대기업으로는다국적기업의한국법인인에이에스엠지니텍코리아 (2 건 ), 에스케이에너지 (1 건 ), 현대제철 (1 건 ) 등이있음

394 에너지자원활용 - 광물자원 - 희유금속 (3) 국가별기술수준분석 미국특허에나타나는특허의피인용지수 ( 평균 CPP 207) ) 및기술력지수 ( 평균 TS 208) ) 를이용하여국가별기술수준을살펴보면, CPP값이높을수록타특허에서의인용되는수가많아기술적원천성이높다고판단되고, TS값이높을수록기술경쟁력이높다고판단되므로, 미국, 한국은원천성 / 기술경쟁력이모두평균이상으로분석되어, 희유금속분야에서상대적으로기술수준이우수한국가로판단됨 - 미국의경우 TS값이평균보다매우높게나타나타국에비해상대적으로기술경쟁력이높은국가로나타나며, 한국의경우 CPP값이평균보다높아타국에비해기술의원천성이높은국가로분석됨 [ 국가별 CPP/TS] - 이탈리아, 중국, 대만은 TS값이평균이하로기술경쟁력이낮은편이나, CPP값이평균보다높은것으로나타나기술원천성이높은국가로분석되었으며, 일본의경우 CPP 207) 피인용도지수 (CPP : Cites per Patent) : 다른특허에의해피인용 (Forward Citation) 된평균횟수. 피인용지수가높을수록기술의원천성이높음을의미인용한특허의수 (Forward Citation) CPP = 전체등록특허건수 208) 기술력지수 (Technology Strength) : 양적평가인특허건수를질적평가로보는인용빈도에의해가중치를부여한평가로, 특허의인용빈도를통해측정되는기술품질가중치지수임. 이값이클수록해당국가의기술력이높음을의미함 TS = 국가별평균피인용도 특허건수

395 전략제품 는평균이하이나 TS값이평균이상으로기술원천성은상대적으로낮으나기술경쟁력은높은국가로분석됨 나. 기술군도출 희유금속전략제품의특허와논문유효데이터 ( 특허 2,686건 209), 논문 1,021건 210) ) 를대상으로데이터마이닝기법 (Scientometrics 기법 ) 을통해클러스터링된키워드의연관성을바탕으로요소기술후보군을도출함 또한희유금속전략제품의특허데이터기반의특허분류세분화분석을통해데이터마이닝으로누락될가능성이있는요소기술후보군을추가도출함 (1) 특허및논문을이용한키워드클러스터링 희유금속의특허및논문유효데이터를이용하여키워드클러스터링을통하여 16개의요소기술을도출함 - 제품별 dataset 구축 : 희유금속관련특허 / 논문데이터를추출하여노이즈제거후제품별 dataset 구축 - 1차클러스터링 : 키워드맵을통한고빈도키워드확인 - 빈도수 (tf-idf) 211) 가상위 30% 에해당하는키워드를대상으로 1차추출 - 2차클러스터링 : 1차클러스터링에서추출된고빈도키워드사이에서고연관도키워드를 2차추출 ( 고연관도기준은연관도수치 212) 가 2이상인클러스터로제한 ) 다음그림은각키워드를나타내는원과키워드사이의연관도를나타내는선으로이루어진키워드간네트워크를나타냄 - 키워드가특허와논문중어떤데이터에서도출되었는지원의색으로구분하였으며, 키워드클러스터는황색음영으로표시하여시각화하였음 - 키워드를나타내는원은고빈도의키워드일수록크기가큰원으로나타내었으며, 연관도를나타내는선은키워드사이의연관도수치가높을수록굵게나타남 209) 2007 년 01 월 01 일부터 2013 년 08 월 05 일까지출원된미국, 일본, 유럽특허대상 (Wintellips DB) 210) 2007 년 01 월 01 일부터 2013 년 08 월 05 일까지발행된논문대상 (SCOPUS DB) 211) 빈도수 (tf-idf): 각키워드가출현되는특허또는논문수를의미 212) 연관도수치 : 두개이상의키워드사이의특허또는논문수를의미

396 에너지자원활용 - 광물자원 - 희유금속 [ 희유금속에대한키워드클러스터링 ] 키워드도출 No. 해당키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 01 recycling, precious metal, palladium, ruthenium, agent, powder material, particle 3~12 1. MESOPOROUS SILICA THAT SUPPORTS PALLADIUM ION ADSORBENT COMPOUND, AND PALLADIUM ION COLLECTOR USING THE SAME AND METHOD OF RECOVERING PALLADIUM 2. METHOD FOR COLLECTING SILVER AND PALLADIUM FROM WASTE SCRAP OF CONDUCTIVE PASTE 3. Extraction and separation of platinum, palladium and rhodium using Cyanex 923 and their recovery from real samples 4. Ruthenium-chromium variation: A new lithogeochemical tool in the exploration for komatiite-hosted Ni-Cu-(PGE) deposits 5. Recyclable ruthenium catalysts for metathesis reactions 6. PROCESSES FOR THE RECOVERY OF RUTHENIUM FROM MATERIALS CONTAINING RUTHENIUM ORRUTHENIUM OXIDES OR FROM RUTHENIUM-CONTAINING NOBLE METAL ORE CONCENTRATES 7. PROCESS FOR THE RECOVERY OF RUTHENIUM FROM MATERIAL CONTAINING RUTHENIUM OR RUTHENIUM OXIDE OR FROM RUTHENIUM-CONTAINING NOBLE METAL ORE CONCENTRATE

397 전략제품 키워드도출 No. 해당키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 02 lithium, lithium ion battery, particle 3~12 1. System and Method(s) for Recycling lithium-ion Batteries 2. REINTRODUCTION OF LITHIUM INTO RECYCLED BATTERY MATERIALS 3. RECYCLING SYSTEM FOR LITHIUM ION SECONDARY BATTERY 4. Recycling rice husks for high-capacity lithium battery anodes 클러스터 03 thorium, rare earth, REEs, thorium, rare earth, uranium, fuel, separation 3~12 1. thorium and uranium extraction from rare earth elements in monazite sulfuric acid liquor through solvent extraction 2.Recovery of uranium and thorium from zirconium oxychloride by solvent extraction 3. PRODUCTION OF THORIUM 228 STARTING FROM A NATURAL THORIUM SALT 4. Production of thorium 228 starting from a natural thorium salt 5. thorium and rare earth recovery in Canada: The first 30 years 6. Separation of uranium and rare earth elements with high purity from low-grade gibbsite-bearing shale ore by different chelating resins 7. Purification of uranium from a uranium/molybdenum alloy 8. molybdenum speciation in uranium mine tailings using x-ray absorption spectroscopy 9. A model for recovering uranium from scrap monolithic uranium molybdenum alloy by electrorefining 10. Process development for uranium and vanadium recovery from Korean Okcheon black shale ore leach liquor 클러스터 04 클러스터 05 클러스터 06 클러스터 07 클러스터 08 antimony, arsenic, recycling arsenic, iron, lead, site chlorosilanes, heat, silicon seed rod beryllium, element bismuth, recover 4 3~6 3~ Thermodynamic study on indium-antimony-oxygen system with respect to recycling of rare metals from compound semiconductors 2. Hydrometallurgical separation, concentration, recovery, and fixation of antimony, mercury, arsenic, and other rare metals 3. Extraction of tantalum, niobium, and antimony fluorides 1. Hydrometallurgical separation, concentration, recovery, and fixation of antimony, mercury, arsenic, and other rare metals 2. ELECTRO-THERMAL SEPARATION LIGHT EMITTING DIODE LIGHT ENGINE MODULE 3. Simultaneous determination of arsenic and mercury in tungsten ore by microwave digestion-hydride generation-atomic fluorescence spectrometry 4. METHOD FOR COLLECTING METAL ARSENIC 5. Source, transport, and fate of rhenium, selenium, molybdenum, arsenic, and copper in groundwater associated with porphyry-cu deposits, Atacama Desert, Chile 6.Extraction of chromium, copper, and arsenic from CCA-treated wood using biodegradable chelating agents 1. METHOD FOR PURIFYING CHLOROSILANES 2. METHOD AND APPARATUS FOR THE PRODUCTION OF CHLOROSILANES 3. METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING POLYCRYSTALLINE SILICON 1. METHOD FOR COLLECTING BERYLLIUM RESOURCES FROM SPENT METALLIC BERYLLIUM 2. Extraction and preconcentration of ultra trace amounts of beryllium from aqueous samples by nanometer mesoporous silica functionalized by 2,4-dihydroxybenzaldehyde prior to ICP OES determination 3. The lithium, Boron and beryllium content of serpentinized peridotites from ODP Leg 209 (Sites 1272A and 1274A): Implications for lithium and boron budgets of oceanic lithosphere 1. METHOD FOR COLLECTING BISMUTH 2. METHOD AND FACILITY FOR RECOVERING BISMUTH 3. ELECTROLYTIC REFINING METHOD FOR BISMUTH 4.Foundations of chemical recovery of metals from leaching solutions through electrical action 5. METHOD FOR RECOVERING METAL IN SOLUTION BY REDUCTION, AND APPARATUS FOR RECOVERING THE SAME BY REDUCTION

398 에너지자원활용 - 광물자원 - 희유금속 키워드도출 No. 해당키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 09 yttrium, rare earth elements, REEs 3~5 1. Prediction of yttrium, Lanthanum, cerium and Neodymium leaching recovery from apatite concentrate using artificial neural networks 2. Simultaneous recovery of yttrium and uranium using D2EHPA + TBP and DNPPA + TOPO from phosphoric acid 3.Recyclables recovery of europium and yttrium metals and some salts from spent fluorescent lamps 4. Recovery of Y and Eu from waste phosphors of CRT TVs and the preparation of yttrium europium oxide 5. Extraction of yttrium and Europium with fatty acids as extractants 6. METHOD OF RECYCLING USEFUL METAL 클러스터 10 gallium, extraction 3~4 1. METHOD FOR EXTRACTING GALLIUM FROM FLY ASH 2. Recovery of gallium and vanadium from gasification fly ash 3. gallium-68 PURIFICATION 클러스터 11 cobalt, iron, cadmium, separation 5~13 1. Recovery of Nickel and Cobalt from Spent NiMH Batteries by Electrowinning 2. Quantifying the recoverable resources of by-product metals: The case of cobalt 3. Bioleaching of flotation by-products of talc production permits the separation of nickel and cobalt from iron and arsenic 4.Separation of cadmium, cobalt, and nickel by solvent extraction using the nickel salts of the extractants 5. Selective Recovery of Copper, Cobalt, and Nickel from Aqueous Chloride Media using Solvent Impregnated Resins 6. Recovery of cobalt from copper converter slag by a selective reduction-roasting process 7. METHOD FOR RECOVERING COBALT FROM AQUEOUS CHLORIDE SOLUTION 클러스터 12 indium, iron 3~4 1. PROCESS FOR PRODUCING PURE METALLIC indium FROM ZINC OXIDE AND/OR SOLUTION CONTAINING THE METAL 2. Method for recovering indium from indium-containing material 3.METHOD FOR RECOVERING INDIUM TIN OXIDE AND METHOD FOR MANUFACTURING INDIUM TIN OXIDE TARGET 4. METHOD FOR COLLECTING INDIUM 5. METHOD AND DEVICE FOR COLLECTING INDIUM OR INDIUM ALLOY 6. METHOD AND APPARATUS FOR RECOVERING indium FROM indium-containing FERRIC CHLORIDE ETCHING WASTE SOLUTION 클러스터 13 iridium, component 3 1. METHOD OF REFINING IRIDIUM AQUEOUS SOLUTION 2. METHOD FOR SEPARATING IRIDIUM 클러스터 14 molybdenum, cobalt, powder 3~6 1. Purification Of molybdenum Technical Oxide 2. COLLECTORS FOR FLOTATION OF MOLYBDENUM-CONTAINING ORES 3. Rare earths recovery from black-shale ores 클러스터 15 titanium, oxide, vanadium, powder 3~9 1. Recycling of alpha-titanium technological scrap for exhaust system parts manufacturing 2. A novel process for recovery of iron, titanium, and vanadium from titanomagnetite concentrates: NaOH molten salt roasting and water leaching processes 3. Experimental research on comprehensive recovery of iron and titanium from the vanadium-titanium magnetite ore 클러스터 16 zirconium, REEs 4~6 1.METHOD FOR RECYCLING OF RARE EARTH AND ZIRCONIUM OXIDE MATERIALS

399 전략제품 (2) 분류를이용한기술트리 희유금속전략제품의유효데이터의 IPC 213) 를대상으로특허분류체계별특허분포를파악하고상위 30위에대하여기술트리 214) 를구축하여키워드클러스터링을통한요소기술도출에서누락가능성이있는추가적인요소기술을도출함 213) 국제특허분류코드 : 특허분류체계를국제적으로통일시킬목적으로체결된 국제특허분류에관한스트라스부르그 (Strasbourg) 협정 에따라세계지식재산권기구 (WIPO) 가 1975 년 10 월에제정한기술분야별분류기호 214) IPC 의메인그룹데이터에대하여상위 30 위까지를대상으로함

400 에너지자원활용 - 광물자원 - 희유금속 (3) 전문가기반의요소기술도출 희유금속의유효데이터에대하여키워드클러스터링결과및 IPC 분류로도출된기술트리를참조하여전문가의검증을통하여최종요소기술을도출함 요소기술도출 No. 요소기술명도출방식키워드 /IPC 요소기술 01 폐자원및광석을이용한백금족회수기술 키워드클러스터링 recycling, precious metal, palladium, ruthenium, agent, powder material, particle 요소기술 02 폐리튬전지로부터리튬회수기술 키워드클러스터링 lithium, lithium ion battery, particle 요소기술 03 광물로부터우라늄, 토륨, 희토류추출기술 키워드클러스터링 thorium, rare earth, REEs, uranium, fuel, separation 요소기술 04 습식제련을이용한희유금속 (Sb, As, Na, Ta) 추출기술 키워드클러스터링 antimony, arsenic, recycling 요소기술 05 습식제련을이용한 As, Fe, Pb추출기술 키워드클러스터링 arsenic, iron, lead, site 요소기술 06 다결정실리콘박막제조기술 키워드클러스터링 chlorosilanes, heat, silicon seed rod 요소기술 07 광석으로부터베릴륨추출기술 키워드클러스터링 beryllium, element 요소기술 08 광석으로부터비스무스회수기술 키워드클러스터링 bismuth, recover 요소기술 09 광석으로부터이트륨추출기술 키워드클러스터링 cerium, REEs, yttrium, rare earth elements, REEs 요소기술 10 플라이에쉬로부터갈륨추출기술 키워드클러스터링 gallium, extraction 요소기술 11 폐자원으로부터 Ni, Co, Cd 추출기술 키워드클러스터링 cobalt, iron, cadmium, separation 요소기술 12 광석및폐자원으로부터인듐추출기술 키워드클러스터링 indium, iron 요소기술 13 광석및폐자원으로부터이리듐분리기술 키워드클러스터링 iridium, component 요소기술 14 광석으로부터 Mo, Co 농집기술 키워드클러스터링 molybdenum, cobalt, powder 요소기술 15 광석으로부터 Fe, Ti, V 분리기술 키워드클러스터링 titanium, oxide, vanadium, powder 요소기술 16 희토류및저어콘산화물의재활용기술 키워드클러스터링 zirconium, REEs 다. 기술지수분석 (1) 기술성장성분석 희유금속제품의요소기술별최신특허비율 215) 및 PFS 216) 을살펴보면, 요소기술05, 요소기술10, 요소기술12의경우최신특허비율이평균이상이며, PFS값이평균으로최근기술개발이활발하며, 해외시장확보를위한경쟁이치열한분야로예상됨 215) 최신특허비율 : 전체유효특허중에서 2009 년 ~2013 년출원된특허를최신특허로정의 최신특허비율 = 2009 년 ~2013 년출원특허전체유효특허 216) 시장력지수 (PFS : Patent Family Size) : 하나의특허에대하여각국가마다특허권을인정받기위해각국가마다특허를출원하여등록 ( 속지주의원칙 ) 받아야하는데각국가마다출원된특허를패밀리특허 (Family Patent) 라하며, 상업적이익또는기술경쟁관계에있을경우해외에특허를출원하므로, 패밀리특허수가많을때에는특허를통한시장성이크다고판단되어시장확보력이큼을의미 PFS = 해당요소기술의평균패밀리특허국가수전체유효건의평균패밀리특허국가수

401 전략제품 [ 요소기술별 PFS/ 최신특허비율 ] - 요소기술02, 요소기술03, 요소기술06, 요소기술09, 요소기술14, 요소기술15는최신특허비율이평균이하이나 PFS값이평균이상으로해외시장확보력이높은기술분야로분석되고, 요소기술01, 요소기술04, 요소기술11, 요소기술13 및요소기술16은 PFS값이평균이하로패밀리특허수가적어해외시장확보력이낮은편이나, 상대적으로최근기술개발이높은분야로분석됨 (2) 기술수준분석 기술수준분석은미국특허에나타나는특허의인용관계 ( 평균 CPP 217) ) 및경쟁력정보 ( 평균 TS 218) ) 를이용하여각요소기술별원천성 / 기술경쟁력을살펴보면, 원천성 / 기술경쟁력이모두평균보다높은요소기술은요소기술01, 요소기술15로나타나상대적으로기술수준이우수한것으로분석되어기술적인면에서중요한분야로판단됨 217) 피인용도지수 (CPP : Cites per Patent) : 다른특허에의해피인용 (Forward Citation) 된평균횟수. 피인용지수가높을수록기술의원천성이높음을의미인용한특허의수 (Forward Citation) CPP = 전체등록특허건수 218) 기술력지수 (Technology Strength) : 양적평가인특허건수를질적평가로보는인용빈도에의해가중치를부여한평가로, 특허의인용빈도를통해측정되는기술품질가중치지수임. 이값이클수록해당국가의기술력이높음을의미함 TS = 국가별평균피인용도 특허건수

402 에너지자원활용 - 광물자원 - 희유금속 [ 요소기술별 CPP/TS] - 요소기술08 및요소기술 09는 TS값이평균이하지만 CPP가평균이상으로나타나, 기술적으로인용되나타기술군에비해상대적으로경쟁력은낮은기술군으로판단됨 - 요소기술02, 요소기술06 및요소기술11은 CPP값은평균이하로나타났으나 TS값이평균이상으로나타나기술의원천성은낮으나기술력은높은기술군으로판단됨 - 이외요소기술03, 요소기술13 등다수의기술군이 CPP값과 TS 값이평균이하로나타남 (3) 중소기업적합성분석 중소기업적합성분석은한국특허를대상으로진행하였으며, 각요소기술별중소기업의기술개발참여정도를판단함에따라국내중소기업의진출이용이한요소기술후보군을선별함 - 요소기술01와요소기술02, 요소기술07, 요소기술08, 요소기술 10, 요소기술 13, 요소기술15은중소기업출원비율이평균보다높은것으로나타나타기술요소보다중소기업의출원이용이한분야로나타나며, 중소기업개발규모가상대적으로높은분야로판단되나, 요소기술07, 요소기술08, 요소기술 13, 은전체출원건수가 10건이하로큰의미를부여하기어려울것으로판단되며, 요소기술후보군으로요소기술01, 요소기술02, 요소기술10, 요소기술15가적합한것으로나타남

403 전략제품 - 중소기업출원인비율역시요소기술01와요소기술02, 요소기술07, 요소기술08, 요소기술 10, 요소기술 13, 요소기술15가타기술요소보다높게나타나, 상대적으로중소기업의참여도가높은분야로나타났으나, 역시출원건수가 10건이하이기때문에큰의미를부여하기어려울것으로판단됨 - 종합적으로살펴보면, 요소기술01, 요소기술02, 요소기술10, 요소기술15 분야가중소기업출원비율과중소기업출원인비율이상대적으로높아국내중소기업의진출이용이한전략제품군으로판단됨 [ 중소기업적합성분석 ] 요소기술 No. 요소기술명 국내특허 중소기업 중소기업 출원비율 특허건수출원인수특허건수출원인수 219) 중소기업출원인비율 220) 요소기술 01 폐자원및광석을이용한백금족회수기술 % 17% 요소기술 02 폐리튬전지로부터리튬회수기술 % 22% 요소기술 03 요소기술 04 광물로부터우라늄, 토륨, 희토류추출기술 습식제련을이용한희유금속 (Sb, As, Na, Ta) 추출기술 % 17% % 0% 요소기술 05 습식제련을이용한 As, Fe, Pb추출기술 % 5% 요소기술 06 다결정실리콘박막제조기술 % 6% 요소기술 07 광석으로부터베릴륨추출기술 % 25% 요소기술 08 광석으로부터비스무스회수기술 % 33% 요소기술 09 광석으로부터이트륨추출기술 % 0% 요소기술 10 플라이에쉬로부터갈륨추출기술 % 43% 요소기술 11 폐자원으로부터 Ni, Co, Cd 추출기술 % 6% 요소기술 12 요소기술 13 광석및폐자원으로부터인듐추출기술 광석및폐자원으로부터이리듐분리기술 % 14% % 20% 요소기술 14 광석으로부터 Mo, Co 농집기술 % 13% 요소기술 15 광석으로부터 Fe, Ti, V 분리기술 % 21% 요소기술 16 희토류및저어콘산화물의재활용기술 % 0% 219) 중소기업출원비율 : 국내에서출원된전체특허중에서중소기업에의해출원된특허비율 220) 중소기업출원인비율 : 국내에서출원한전체출원인중에서중소기업출원인의비율

404 에너지자원활용 - 광물자원 - 희유금속 요소기술 특허건수 최근특허비율 [ 특허분석종합평가표 ] 기술성장성분석기술수준분석중소기업적합성 PFS 종합평가 221) CPP TS 종합평가 222) 출원비율 출원인비율 요소기술 % 3.21 中 上 16.00% 17.00% 上 요소기술 % 3.66 中 中 19.00% 22.00% 上 요소기술 % 3.36 中 下 13.00% 17.00% 中 요소기술 % 2.89 中 下 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 3.64 上 下 4.00% 5.00% 下 요소기술 % 3.71 中 中 5.00% 6.00% 下 요소기술 % 2.80 下 下 25.00% 25.00% 上 요소기술 % 2.87 下 下 30.00% 33.00% 上 요소기술 % 4.16 中 中 0.00% 0.00% 下 요소기술 % 3.82 上 下 24.00% 43.00% 上 요소기술 % 3.04 中 中 24.00% 6.00% 中 요소기술 % 3.70 上 下 11.00% 14.00% 下 요소기술 % 2.95 中 下 20.00% 20.00% 上 요소기술 % 3.34 中 下 11.00% 13.00% 下 요소기술 % 3.51 中 上 17.00% 21.00% 上 요소기술 % 2.91 中 中 0.00% 0.00% 下 종합평가 223) 5. 요소기술후보군 [ 요소기술후보군 ] 중분류 요소기술 출처 조사 / 탐사 / 광상평가기술 희유금속자원의탐사 ( 지질광상조사, 물리탐사, 지화학탐사등 ) 기술전문가희유금속자원의부존량 ( 자원량 / 매장량산정 ) 평가기술전문가 채광기술 희유금속자원의광산개발기술 전문가 선광기술 희토류광으로부터희토류광물선별기술전문가희유금속광 (Pb, Zn, Mo, W, Nb, Ta 등 ) 의선광기술전문가 제련기술 희토류광물로부터희토류원소별추출기술전문가폐자원으로부터백금족원소별회수기술전문가 광물로부터우라늄, 토륨, 희토류추출기술 특허, 논문 광석으로부터백금족원소추출기술 특허, 논문 원료소재추출기술 습식제련을이용한희유금속 (Sb, As, Na, Ta) 추출기술 특허, 논문 습식제련을이용한 As, Fe, Pb 추출기술 특허, 논문 221) 기술성장성분석종합평가기준 : 최근특허비율과시장확보지수가모두평균이상 ( 上 ), 모두평균미만 ( 下 ), 그외 ( 中 ) 222) 기술수준분석종합평가기준 : 인용도지수와기술력지수가모두평균이상 ( 上 ), 모두평균미만 ( 下 ), 그외 ( 中 ) 223) 중소기업적합성평가기준 : 중소기업출원비율 / 출원인비율이모두평균이상 ( 上 ), 모두평균미만 ( 下 ), 그외 ( 中 )

405 전략제품 중분류요소기술출처 재활용기술 광석으로부터베릴륨추출기술광석으로부터비스무스회수기술광석으로부터이트륨추출기술광석으로부터 Mo, Co 농집기술광석으로부터 Fe, Ti, V 분리기술우라늄광석및광미로부터희토류추출기술광석으로부터이트륨추출기술폐자원을이용한백금족회수기술폐리튬전지로부터리튬회수기술폐자원을이용한백금족회수기술플라이에쉬로부터갈륨추출기술폐자원으로부터 Ni, Co, Cd 추출기술희토류및저어콘산화물의재활용기술광석및폐자원으로부터인듐추출기술광석및폐자원으로부터이리듐분리기술 특허, 논문특허, 논문특허, 논문특허, 논문특허, 논문특허, 논문특허, 논문특허, 논문특허, 논문특허, 논문특허, 논문특허, 논문특허, 논문특허, 논문특허, 논문 6. 핵심요소기술선정 전략제품관련한특허기술의클러스터링을통해도출된요소기술을시장동향, 기술동향을고려하여, 전문가의합의로요소기술을조정함. [ 요소기술조정결과 ] 중분류요소기술출처 조사 / 탐사 / 광상평가기술 희유금속탐사기술 희유금속부존량평가기술 전문가 전문가 채광기술희유금속광산개발기술전문가 선광기술 제련및추출기술 재활용기술 희토류광석으로부터희토류광물선별기술희유금속광석으로부터희유금속선별기술희토류광성과정광으로부터우라늄, 토륨, 희토류추출기술광석으로부터 PGM 추출기술제련을이용한희유금속추출기술저품위광석으로부터철선별기술폐자원으로부터 PGM 회수기술폐자원으로부터니켈, 코발트, 인듐회수기술폐자원으로부터희토류회수기술플라이에쉬로부터유용금속회수기술 전문가전문가전문가, 특허 / 논문특허 / 논문전문가, 특허 / 논문전문가, 특허 / 논문특허 / 논문전문가, 특허 / 논문전문가, 특허 / 논문전문가, 특허 / 논문

406 에너지자원활용 - 광물자원 - 희유금속 도출된요소기술의범위와수준, 중소기업적합성과시급성등을고려하여요소기술명을보완함. - 선정위원회를통해필요에따라요소기술명칭을일부수정하였고, 중복된요소기술은통합하고반드시필요한기술을추가함. - 타전략제품영역과중복되는요소기술들을제거하였고, 연차별로추진가능한요소기술들은하나로통합함. 핵심기술선정 - 조정된요소기술과기술 시장동향분석및기업니즈조사결과를기반으로핵심요소기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술선정 - 핵심기술선정은기술성 (10), 시장성 (10), 중소기업성 (10), 정책적부합성 (5) 을고려하여평가됨. 기술성은기술성장성 (5), 기술수준 (5) 으로, 시장성은시장규모 (5), 시장성장성 (5) 으로, 중소기업성은중소기업참여정도 (5) 및중소기업진입장벽 (5) 정도를고려하여평가 [ 핵심요소기술선정결과 ] 중분류조사 / 탐사 / 광상평가기술채광기술선광기술제련및추출기술 핵심요소기술희유금속탐사기술희유금속부존량평가기술희유금속광산개발기술희토류광석으로부터희토류광물선별기술희유금속광석으로부터희유금속선별기술희토류광성과정광으로부터우라늄, 토륨, 희토류추출기술광석으로부터 PGM 추출기술 폐자원으로부터 PGM 회수기술 재활용기술 폐자원으로부터니켈, 코발트, 인듐회수기술 폐자원으로부터희토류회수기술 플라이에쉬로부터유용금속회수기술

407 전략제품 7. 로드맵기획 가. 연구개발목표설정 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 중분류핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 조사 / 탐사 / 광상평가 희유금속탐사기술 희유금속부존량평가기술 새로운탐사기술개발 광상평가기술개발 지질광상조사로고품위탄산염자원지표분포구획 지질학적부존환경해석 시추탐사로지하희유금속광체구획 광상형성모델정립 신규희유금속광상탐사에적용 확인된광체자원량평가 희유금속광물자원확보 희유금속광물자원자원량평가 채광 희유금속광산개발기술 광상별맞춤형채광설계 광상의지질및암석의물성파악 광상의형태에적합한채광설계 경제적 기술적인채광설계 최적의경제적 기술적채광설계 선광 희토류광석으로부터희토류광물선별기술 희유금속광석으로부터희유금속선별기술 희토류광물을무가치한다른광물에서물리적 기계적방법등으로분리하는처리기술개발 희유금속광물을무가치한다른광물에서물리적 기계적방법등으로분리하는처리기술개발 희토류광석의구성광물파악 희유금속광석의구성광물파악 희토류광물과무가치한다른광물의물리적특성파악으로선광기술개발 희유금속광물과무가치한다른광물의물리적특성파악으로선광기술개발 경제적 기술적인선광기술개발 경제적 기술적인선광기술개발 최적의경제적 기술적선광공정설계 최적의경제적 기술적선광공정설계 제련 / 추출 희토류광석과정광으로부터우라늄, 토륨, 희토류추출기술 광석으로부터 PGM 추출기술 희토류원료물질로부터첨단산업용수준의우라늄, 토륨, 희토류소재생산기술 최적의백금족원소추출기술개발 희토류광석의광물조합파악 백금족원소의물리 화학적물성파악 희토류광석에서산업용수준의우라늄, 토륨, 희토류소재생산 광석에서산업용수준의백금족소재생산 불순물제거를통한고순도희토류, 우라늄, 토륨등원료물질제조 불순물제거를통한고순도백금족원료물질제조 고순도원료물질제조의최적기술개발 고순도원료물질제조의최적기술개발 폐자원으로부터 PGM 회수기술 다양한폐자원으로부터최적의 PGM 회수공정개발 다양한폐자원의 PGM 함유형태파악 폐자원에서다양한불순물제거로 PGM 소재생산 폐자원에서고순도의 PGM 소재생산 최적의고순도 PGM 소재생산기술개발 재활용 폐자원으로부터니켈, 코발트, 인듐회수기술 폐자원으로부터희토류회수기술 다양한폐자원으로부터최적의니켈, 코발트, 인듐회수공정개발 다양한폐자원으로부터최적의희토류회수공정개발 폐자원에서다양한다양한폐자원의불순물제거로니켈, 코발트, 인듐니켈, 코발트, 인듐함유형태파악소재생산 다양한폐자원의희토류함유형태파악 폐자원에서다양한불순물제거로희토류소재생산 폐자원에서고순도의니켈, 코발트, 인듐소재생산 폐자원에서고순도의희토류소재생산 최적의고순도니켈, 코발트, 인듐소재생산기술개발 최적의고순도 PGM 소재생산기술개발 플라이에쉬로부터유용금속회수기술 플라이에쉬의다양한물질조합에서유용금속을회수하는최적의공정개발 플라이에쉬의다양한화합물조합파악 플라이에쉬에서유용광물소재생산 플라이에쉬에서최적의고순도고순도의유용광물유용광물소재생산소재생산기술개발

408 에너지자원활용 - 광물자원 - 희유금속 나. 로드맵기획