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4 연구책임자 : 부연구위원이승문

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6 연구필요성및목적 그린에너지기술혁신과사업화의활성화를통하여에너지기술시장을선점함으로써에너지기술수출향상과고용창출을기대할수있다. 시장선점을통한일자리창출은경제성장의새로운동력이될수있을것이다. 또한, 그린에너지기술혁신과사업화는미래저탄소사회에대비한에너지공급안정성을확보하는동시에, 미래세계적에너지환경에서리더십을확보할수있는동력으로작용할것이다. 정부의그린에너지정책목표를달성하기위해서는그린에너지기술혁신과사업화가필요하다. 혁신과사업화가창출되는과정은선형프로세스가아닌지속적인상호작용이발생하는복잡하고동적인현상이다. 그러므로에너지기술의혁신과사업화를활성화시키기위해서는기업생태계적관점이필요하다. 기업생태계란상호작용하는조직체들의확장된체계로서, 상호작용하는개인과조직에의해구성된경제적공동체 (economic community), 즉유기적비즈니스체계 (organisms of the business world) 로정의된다. 기업생태계내구성원들은서로경쟁하면서협동을통한상호작용을한다. 각구성원은상호의존적이며, 이는모든구성원이생태계와공동운명을가질수밖에없음을뜻한다. 또한, 경쟁, 협력그리고변화하는환경은기업생태계의동태적변화 (dynamics) 를예측할수없게만든다. 이러한예측불가능한환경을가진기업생태계에서각기업은 요약 i

7 지각 (conscious) 있는선택을통해서기술혁신과사업화를이루려고노력한다. 본보고서는그린에너지기술중태양광과풍력의기업생태계를조사분석하여, 문제점을살펴본후, 그에따른기업생태계적정책제언을도출하고자한다. 기업생태계적관점의정책방안은미시적이고직접적인기존의지원을할수있는자원과제도들이더효율적으로작동할수있도록윤활유또는보완재역할을할것으로기대된다. 내용요약 2010년전세계 1차에너지공급량은 12,782Mtoe이며, 신재생에너지공급량은 1,657Mtoe로전체에너지공급량에서약 13.0% 를차지한다. 신재생에너지중바이오연료와폐기물이 9.8%, 수력이 2.3% 로큰비중을차지하고있다. 개발도상국에서요리와난방으로사용되는고체바이오연료 (Solid biofuels) 가신재생에너지에서차지하는비중이가장크며 2010년일차에너지공급에서약 9.0% 를차지한다. 2011년전세계에설치된발전용량은 208GW이며, 신재생에너지가이중반을차지하였다. 새로설치되는발전용량중비수력신재생에너지의비중은 2004년에 10% 에서 2011년에 37% 로상승하였다 년총발전용량은 5,630GW이며, 신재생에너지총발전용량은 1,360GW로 2010년에비해 8% 증가하였으며, 비수력신재생에너지총발전용량은 390GW로 2010년에비해 24% 증가하였다. 2011년 OECD 국가들이신재생에너지로부터생산해낸총전력생산량은 2,057TWh로 2010년에비해 7.0% 증가하였으며, OECD 국가들의총전력생산의 19.1% 를차지하였다. ii

8 2009년미국금융위기로신재생에너지에대한투자가잠시주춤하였지만, 2004년부터 2011년까지신재생에너지에대한투자는성장세를지속하고있다. 신재생에너지에투자된금액은 2004년 338억달러에서 2011년 2,539억달러로연평균 33% 로증가세를보여왔다. 하지만유럽재정위기로 2012년 2분기까지투자액은 1,076억달러로전년대비 14% 감소하였다. 2007년이후태양전지특허등록이급속히증가하면서태양광산업의시장진출이점차활발해지고제품의다양화가진행되었다. 기술별로는결정질실리콘과실리콘박막등실리콘기반의태양전지기술개발이활발하다. 그외에 3세대유기태양전지관련기술분야역시활발하게연구가진행중이고, 1세대태양전지이후 2세대에서 3세대로넘어가는기간은상당히빠른것으로예상한다. 비록에너지기술은다른산업기술들과비슷한점을가지고그산업기술의성공과실패로부터교훈을얻을수있겠지만, 여타산업기술과구조적차이점을갖고있다. 에너지부문에는새롭게개발된기술의신속한보급 특히에너지공급부문에서 이어렵고, 기술의채택이점진적으로이루어지는분야의고유특성이존재한다. 이러한특성때문에민간부문이에너지부문투자에매우조심스러울수밖에없다. 결국에너지부문에서정부의역할이더욱중요해졌다고할수있다. 기업생태계는개념적으로혁신적인아이디어가탄생부터사업화과정을거쳐제품및서비스에체화되어최종소비자에게전달되기까지의모든과정에서전문화된역할을담당하는구성요소간의가치사슬을포함한다. 즉, 생태계구성요소들사이의관계를강조하는동태 요약 iii

9 적관점을제공하여, 개체나제품차원이아닌전체네트워크의가치를중시하면서환경적변수를포함한진화개념을포함한다. 기업생태계에서기업들은주어진환경에서다른기업들과경쟁을하면서도동시에협력하면서공진화한다. 미국에너지혁신위원회는청정에너지기술의발전에공적투자를통해미국의에너지기술리더십을확보하고새로운산업들에서고용을창출하고강력한경제성장을촉진하고자 2010년 A Business Plan for America s Energy Future(BPAEF) 를발표하였다. 미국의비즈니스리더들은현재미국의에너지시스템이미국경제의성장동력으로서역할을하지못한다는인식아래청정하며효율적인에너지기술혁신을통해서에너지시스템을현대화해야한다고주장한다. 국내태양광은누적설치량기준 2004년 4MW에서 2009년 453MW 로연평균 158% 성장률을기록하였다. 국내태양광기업수는 2004 년 12개에서 2010년 91개로많이증가하였으며신재생에너지산업전체기업체수에서차지하는비중역시 2004년 24% 에서 43% 로증가하였다. 태양광산업은국내신재생에너지전체에너지원중가장크게성장한분야이다. 또한, 이는많은고용인원을창출하였다 2004 년고용인원은 160명이었지만 2010년 8,906명으로연평균 101.5% 로급속하게성장하였으며, 2011년에는 12,000명으로증가할것으로추정된다. 현재태양광부문은고효율화기술측면에서는선진국보다열세이며, 가격경쟁력측면에서는중국보다열세이다. 특히첨단기술을요구하는, 진입장벽이높은부문의경우, 선진국과대비하여기술격차가더벌어진다. 예를들어, 선진국대비실리콘원료의기술수준은 68%, 제조장비는 65%, 박막형태양전지는 66% 를기록하고있 iv

10 다. 또한, 현대중공업, 삼성전자, LG전자등대기업의진출이가속화되면서인력수급에문제가생기고있다. 그리고정부부처간중복투자등정부 R&D 사업간역할분담이명확하지않은문제점이존재한다. 선진국과의기술격차, 대규모초기투자등의위험부담을안고있는태양전지산업의특성은제품생산, 보급, 사업화의핵심주체인기업에부담으로작용하여기술개발의어려움가중시키고, 기술경쟁력확보및규모의경제달성을어렵게한다. 또한, 협소한내수시장규모는국내기업의경쟁력을약화시킬수있으며, 수출의존도를증대시킨다. 현재소재, 부품, 장비에대한수입의존도가높을뿐만아니라원천기술에대한기반이취약하다. 풍력부문의경우, 세계풍력시장의위축으로 2010년매출액은 1조 1,168억원으로 2009년에비해하락하였지만, 2011년에는 2010년대비 137% 증가하여 2조 7,710억원으로증가할것으로전망된다. 풍력부문은국내주요조선, 중공업등대기업의풍력기업화가가속화되고, 타워 부품등중간제품은중소 중견기업이, 시스템완제품은대기업이맡아상생 공존하는대표적인중소 대기업동반성장분야이다. 그런데풍력업체들은내수시장보다본격적인국외시장에관심이있으며, 주요수출은단조부품을중심으로발생하고있지만, 발전기및핵심부품인블레이드, 기어박스수출및풍력단지개발은미약한상황이다. 또한, 대형베어링등주요부품의국산화가아직요원한상태이다. 2011년국내풍력발전설비용량은 420MW, 발전량은 857GWh 이다. 풍력생태계는대기업과중소기업이중간제품을생산하고, 대기업이시스템완제품을생산하는등대표적인중소 대기업이동반성장할수있는분야이다. 기술개발은주로대기업에서이루어지고있 요약 v

11 으며, 사업화는대기업과중소기업이주체가되고있다. 현재풍력생태계에서대기업은정부의지원없이도독자적으로기술개발이가능하지만, 수주와매출실적이부진한상황이다. 중소기업의경우, 독자적으로사업을추진하기에는시장상황이좋지않기때문에정부의지원이필요한상황이다. 외국의시스템업체에부품을납품하는경우, 풍력타워시장과주조및단조품시장은수출시장이호전되고있다. 풍력의기술현황은대학과연구기관의원천기술개발확보가미흡하며, 핵심기초기술의기반이취약하다. 국내시스템설계및핵심부품의기술경쟁력은선진국보다열세이다. 생태계공급자측면에서국내시스템업체와부품업체간공급체인 (supply chain) 이원활하게형성되어있지않으며, 신규부품개발업체도공급체인에참가하기어려운상황이다. 생태계환경적측면에서체계적인기술개발및보급지원정책수립이미진하며, 관련연구인력이부족하고설계평가, 인증, 시스템해석, 성능및평가에관한전문인력을확보하기어려운실정이다. 그리고인증, 성능시험평가, 설계평가, 시스템해석에관한인프라구축이취약하다. 해상풍력단지설계기술역시미흡하며, 국내개발제품 test-bed 단지도부족한상황이다. 연구결과및정책제언 가. 공급자적측면 개방적혁신의추구 태양광은대기업보다중소기업의비중이높은부문이다. 태양광부 문에서우리나라는짧은역사에도불구하고많은성과를이루어내었 vi

12 다. 시장이협소하고, 기술개발과사업화과정에서중소기업이차지하는비중이높으므로중소기업에중점을둔도입형혁신을유도할수있을것이다. 풍력부문에서는대기업이기술개발과사업화에서차지하는부분이높으므로대기업에중점을둔판매형혁신을유도할수있을것이다. 중소기업은전문인력이부족하고기술의포트폴리오를구성할역량이부족한경우가많으므로, 자체적으로원천기술을획득하고기술가치를평가하는데많은어려움을겪고있다. 기술 DB를구축함으로써기술적우수성과사업성을판단할수있도록중소기업이검토할대상을집중시켜놓을필요가있다. 이 DB는중소기업에활용될가능성이높을것이다. 기업차원의개방형혁신이성공하기위해서는국가혁신시스템의역할도중요하게된다. 동반성장 플랫폼전략플랫폼 (platform) 이란 가치복합체의구성요소들이함께공유하면서그것을매개로서로연결되어있는기반요소 (components) 로정의한다. 기업생태계내경제적가치를창출하고선순환시켜모든구성원의공진화와공생을위해서는플랫폼전략이필요하다. 플랫폼전략은보유자산을플랫폼으로하여가치복합체를창출하고기업생태계의상호작용을적절히관리하면서, 플랫폼을확장해가기위한일련의의사결정행동을가리킨다. 즉이는플랫폼에대한전략이아니라플랫폼을둘러싼시스템에대한전략이다. 태양광생태계는기술요소형생태계에가까운것으로판단된다. 기술요소형생태계의대표적플랫폼은기술및표준이다. 태양광생태계 요약 vii

13 에서플랫폼은새로운기술혁신을통해서제품의성능을향상시키고기술의표준을통해생태계내기술적문제를해결하여새로운기업활동이일어나도록기능을수행해야한다. 이를위해기술표준화를개선하여효율성을제고해야한다. 풍력생태계는타워, 부품등중간제품은중소, 중견기업이, 시스템완제품은대기업이맡아상생 공존하는대표적인중소 대기업동반성장분야이다. 이러한풍력생태계에서부품기업은중추기업이제공한플랫폼에맞게부품을제작하기때문에플랫폼에자유롭게참여할수없으며, 중추기업은자사의플랫폼에맞는부품업체를선택하여전체기업생태계를통제 형성하는부품조달형에가까울것이다. 부품조달형생태계에서의대표적플랫폼형태는설계및사양이다. 현재우리나라풍력생태계의가장큰문제점역시시스템설계기술이부족하다는것이다. 시스템설계를평가하고인증하는시스템이부족하고, 시스템을해석하고성능을시험평가하는능력도아직발달되어있지않다. 즉, 부품조달형생태계의플랫폼이형성되어있지않다고평가될수있다. 그러므로무엇보다풍력생태계의플랫폼을빠른시간내에확보하는것이중요한과제로판단된다. 지식의선순환 퇴직인력활용기업생태계에서지식의역할은중요한위치를차지하고있다. 기업생태계내에서지식은부분적으로나뉘어있으며, 이러한부분적지식이통합, 확대, 창조되기위해서는다양하게존재해야한다. 즉, 다양성의확보를위해서는부분지식이전문적으로분화되어야한다. 부분지식의전문적분화란무엇인가? 각구성원이각분야에서자신의지 viii

14 식을쌓고최고의전문가가되려고하는것이부분지식의전문적분화이다. 분화된전문적지식은각구성원의상호작용을통해서생태계의기본적특징인창발적현상을일으킨다. 즉, 부분적지식이통합적지식으로발전된다. 통합된지식의근본이되는전문화된부분지식은한순간에이루어지는것은아니다. 부분지식이전문화되기위해서는오랜시간의수련이필요하다. 오랜시간의숙련된지식은다른지식과상호작용을통해더발전된부분지식으로개선되고축적되어새로운창발적현상을일으킬수있다. 지식의선순환측면에서퇴직인력을활용하는것은전문인력양성못지않게중요한인력활용방안이될것으로판단된다. 퇴직인력은각구성원만의전문화된부분지식을가지고있을것이다. 퇴직인력이새로운사업과지식을창출하는구성원과같이일할수있다면새로운생성적관계가이루어질수있을것이다. 나. 수요자측면 소비자행동의변화우리나라도신재생에너지산업이활성화되기위해서는전기요금의현실화가필요하다. 전기요금의현실화를위해서는전기요금의인상을용인할수있는소비자의인식변화가수반되어야한다. 만약전기요금의현실화가실현된다면소비자행동에변화가일어날것이다. 소비자들은좀더전기를효율적으로사용하는상품을구매할것이다. 전기효율성이높은상품에대한구매패턴의변화는전자제조업체 요약 ix

15 들로하여금전기효율성이높은기술혁신을이끌어낼수있다. 소비자행동의변화는정부의신재생에너지보급정책이원활하게작동될수있도록보완적역할을할수있을것이며, 새로운그린에너지기술사업화를유도할수있을것이다. 다. 환경적측면 에너지기술혁신네트워크구축에너지기술혁신시스템 (Energy Technology Innovation System, ETIS) 은에너지혁신의시스템적관점이다. 시스템적관점에서혁신은많은참여자와지식의피드백 (feedback) 을포함하는집합적활동이라는점, 그리고혁신과정은제도적환경, 그에대응하는인센티브구조에의해영향을받는다는점을강조한다. 모든참가자와과정은불확실성아래에서움직인다. ETIS는상호의존적이며, 불확실성이지배하고, 복잡성을띠며, 관성을가지고있다. 혁신에대한시스템적접근은정책에대한시스템적접근을요구한다. 기술혁신은복잡한체계에서부터생겨나기때문에, 새롭고개선된에너지기술을시도하려는전략은그기술을사용하는부문의구조에의지할것이다. 혁신유형에따른대안적방안을찾는정책패키지는과거의정책경험, 과학과기술의전문지식, 그리고경제 경영의학문적기반에의해지지가되어야하며, 민간부문에서받아들일수있어야한다. ETIS의효율성을극대화하기위해서는인센티브구조를재정립하고지속적인정책을시행하여야한다. 대규모프로젝트이전의소규모 x

16 프로젝트에대한투자는혁신실패에따른비용을상당히줄일수있다. 비록소규모프로젝트들로구성된혁신포트폴리오가경제적실패를이끌수있다하더라도그것이몇건의성공을이끌수있다면, 에너지혁신포트폴리오는부정적으로간주해서는안된다. 실패는혁신적실험이갖는본질적특징이다. 효율적 ETIS 구축을위해서는, ETIS 내요소들, 정책, 제도, 혁신주체, 사업주체, 금융, 인센티브구조등이상호의존적으로작동하고있다는사실을인식하여야한다. 벤처자금과정부지원정부지원의정책방향은현재벤처투자가들사이에서인기가없는기술들에집중해야하고, 벤처자금유입이줄어드는시기가되면벤처자금지원을받았던기존회사들에대한후속지원을제공하는방식으로산업계의상황에맞춰대응해야할것이다. 즉, 자금지원보다는자금수요에대한상황을고려하는정부프로그램이벤처자금투자에가장큰도움을줄수있을것이다. 가장효율적인프로그램및정책은민간투자를위한효율적인기틀을마련하는것이다. 벤처자금시장은상당한불완전성을가지고있으며, 이러한불완전성은지속적인기술혁신과사업화에부정적영향을미칠수있다. 그러므로한시적인기간에단기자금지원을제공하는것보다는장기적으로벤처시장의효율성을촉진하는것에초점을둔정책이필요할것이다. 요약 xi

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18 The government is trying to reach its green energy policy objective through technology innovation and commercialization of green energy. While creating new job opportunities to gain momentum to economic growth, stimulating green energy exports by creating a competitive scene in green energy technology is also one of the objectives. In addition, acquiring a secure supply of energy for the low-carbon society in the future along with ensuring a leadership role in the future global energy environment. Green energy technology innovation and commercialization is required to achieve the government s green energy policy objective. The process of bringing about innovation and commercialization in these sectors is not linear, but a complicated phenomenon that is webbed by a dynamic interaction in the field. Therefore, business ecosystemic approach is required to stimulate the technology innovation and commercialization. A business ecosystem is defined as an economic community supported by a foundation of interacting organizations, or as organisms of the business world. This study aims to derive at a business ecosystemic policy suggestion, through research and analysis of the problems in the Abstract i

19 green energy technology business ecosystem; especially in the areas of solar and wind energy. A business ecosystemic policy approach is expected to complement the existing microscopic institutions and resource supporters to function more effectively by acting as a lubricant. In 2010, the total global primary energy supply was 12,782Mtoe of which about 13.0% of the energy came from renewable energy supply of 1,657Mtoe. In 2011, the global energy generating capacity was 208GW and half of it was from renewable energies. Also, the total amount of electricity produced from renewable energy by OECD members in 2011 was 2,057 Twh which makes up for about 19.1% of the total amount of electricity produced, showing a 7.0% increase from In 2009, due to the financial crisis in the United States, the investments on renewable energy was stalled for a bit, but the investment growth trend upon renewable energy remained steady from 2004 to The total investment upon renewable energy in 2004 was $33.8 billion, and in 2011 it was $253.9 billion showing an average of 33% increase in annual investments. However in Europe, due to the recent financial crisis, the investment up to second quarter of 2012 was $107.6 showing a 14% decrease compared to the previous year. ii

20 In Korea, based on the total solar panel installation volume from 2004 to 2009, it increased from 4MW to 453MW, showing an average annual growth of 158%. However, in regards to high efficiency solar panels technology, Korea is trailing behind other leading nations, and the price competition is poor compared to China. There is also a problem with overlapping investments between ministries along with the unclear role-assignments in government R&D businesses. The small domestic market could hinder the competitiveness of domestic firms and increase the dependency upon exports. Currently, Korea suffers from dependency upon imported materials, parts, equipments and the lack of basic source technology in the field. Due to the weakening of global wind power market in 2010, its sales number was reduced to trillion compared to But in 2011, the sales is predicted to increase by 137% of 2010 figures to trillion. Wind power is a shared growth representing sector where small and large firms alike are co-existing through a win-win role distributions. Major domestic heavy industry firms are accelerating the commercialization of wind power by providing finished products, while smaller firms are responsible for providing towers and various parts for assembly. Wind power firms are interested in expanding out to foreign markets instead of domestic markets, but localization of key assembly parts are far from being available. The formation of a supply chain between domestic system Abstract iii

21 and parts suppliers is not being facilitated, and new part suppliers are finding it hard to participate in creating an efficient supply chain. A systematic technology development and supply support policy is non-existent and due to the lack of research experts, it is difficult to find professionals to design, certify, analyze and evaluate the performance of wind turbines. A. Supplier Perspective SMEs lacks the ability to construct portfolio of technology due to lack of experts in the field, and are finding it difficult acquiring their own source technologies in order to evaluate the technological values. It is necessary to build up a technology database and make it available for the minor firms to concentrate on determining the market feasibility and the technology qualities. The database is very likely to be utilized by the minor firms. In order for open innovation to work smoothly within the industry, the role of the national innovation system is important as well. The solar PVs ecosystem is similar to that of the technical factor iv

22 ecosystem. The main platform in technology ecosystem is technique and standards. Therefore, in the solar power ecosystem, the main platform should be focused upon increasing the quality of the products through new technological innovation and solving the problems within the ecosystem by setting up technology standards for new corporate activities to rise up. For this, new technology standards should be revised in order to increase the efficiency. The wind power ecosystem on the other hand, is similar to the components procurement ecosystem. The main platform for procurement ecosystem is design and specifications. The largest problem for Korea s wind power ecosystem is the lack of system designs. There is a systematic shortage in the ability of evaluating and certifying the designs, and to make matters worse, the ability to analyze and assess the performance of the system has not been developed. For this reason, it is important to acquire a main platform for wind power ecosystem as soon as possible. In the aspect of a virtuous cycle of knowledge, utilization of retiree workforce seems as important as developing new experts. Each retirees are likely to have their own field of specialized knowledge. If the retiree experts are available to create new businesses and work together with think tanks, new generative relations could be created. Abstract v

23 B. Consumer Perspective 1) Changes to Consumer Behavior Before the renewable energy industry becomes active, it is important to rationalize the domestic electricity power rates. In order to rationalize the electricity power rates, changing consumer attitudes must be accompanied to accept an increase in electricity power rates. If the rationalization in power rates does become a reality, a change in consumer behavior will occur. This change in consumer behavior will complement the government s efforts to efficiently supply new renewable energy policies and influence the formation of newly industrialized green energy technology. C. Environmental Perspective 1) Constructing Innovating Energy Technology Network In order to maximize the efficiency of the ETIS (Energy Technology Innovation Strategy), the incentive structure must be redefined along with continuous policy applications. Investments made to smaller projects before a large project can significantly reduce the cost of a innovation failure. Although an innovation portfolio composed of small projects may lead to economic failure, if a few innovation portfolio could be successfully executed, the energy innovation portfolios must not be judged negatively. Failure is a fundamental feature that comes along with innovative experiments. vi

24 The government s policy direction must be focused upon the non-popular technologies amongst the venture investors, while also being flexible to industry by supporting firms at times of reduced venture funds with follow-ups government funds. In other words, rather than funding, a government program that stays flexible with the capital funding situations is most likely to be helpful in venture capital investments. The most efficient government program and policy is to lay the foundation for efficient private sector investments. Venture capital funds are very unstable, and this imperfection will negatively affect the continuing technology innovation and commercialization. Therefore, rather than providing short-term funding, a policy that focuses upon promoting long-term venture capital efficiency is necessary. Abstract vii

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26 제 1 장서론 1 1. 연구의필요성및목적 1 2. 선행연구고찰 4 제2장그린에너지시장및기술동향 8 1. 세계그린에너지시장동향 8 가. 태양광시장 14 나. 풍력시장 그린에너지투자동향 국내그린에너지수출동향 31 가. 태양광 34 나. 풍력 국외그린에너지기술현황 39 가. 태양광 39 나. 풍력 국내그린에너지기술현황 53 가. 태양광 53 나. 풍력 58 제 3 장국외그린에너지기술사업화지원제도현황 61 차례 i

27 1. 에너지기술의특징과정부의역할 61 가. 에너지기술의특징 61 나. 에너지기술에대한민간부문투자의장애요인 63 다. 에너지부문에서의정부의역할 국외그린에너지기술사업화지원제도 68 가. 미국 68 나. 영국 79 다. 독일 84 라. 스웨덴 88 마. 브라질 92 바. 러시아 94 사. 멕시코 96 제4장국내그린에너지기술사업화지원제도현황및문제점분석 그린에너지기업생태계 100 가. 기업생태계 (Business Ecosystem) 란 기업생태계에기반한국내그린에너지기술사업화지원제도분석 106 가. 태양광기업생태계 114 나. 풍력기업생태계 130 제5장정책제언및전산실험 정책제언 147 가. 공급자측면 148 나. 수요자측면 162 다. 환경적측면 163 ii

28 2. 전산실험 (Simulation) 171 가. 유전알고리즘 (Genetic algorithm) 172 나. 거친지형 (Rugged Landscape) 혁신생태계 183 다. 여론확산모형 190 제 6 장결론 196 참고문헌 200 차례 iii

29 < 표 2-1> 주요국외정책금융기관의신재생에너지 28 < 표 2-2> 주요개발은행청정에너지분야자금공급 (funding) 현황 30 < 표 2-3> 연도별 / 원별신재생에너지수출및비중 32 < 표 2-4> 신재생에너지내수 / 수출규모현황 33 < 표 2-5> 연도별태양광수출액및비중 35 < 표 2-6> 품목별기업별수출시장 36 < 표 2-7> 연도별주요부품별수출현황 38 < 표 2-8> 대표적고효율단결정태양전지 42 < 표 2-9> 대표적인고효율다결정태양전지 42 < 표 2-10> 주요업체의 CIGS 상용모듈의효율 45 < 표 2-11> 비정질 Si 박막태양전지 46 < 표 2-12> 풍력발전기분류 50 < 표 2-13> 미국대형풍력발전기기술개발로드맵 52 < 표 2-14> 박막태양전지국내기술현황 55 < 표 2-15> 국내풍력발전시스템기술개발현황 58 < 표 2-16> 선진국대비국내기술수준 59 < 표 2-17> 풍력부문전략품목별특장점 60 < 표 3-1> DOE 신규 RD&D 추진방법 69 < 표 3-2> DOE RD&D Program Office 69 < 표 3-3> DOE EERE 에너지효율향상기술개발계획주요내용 71 < 표 3-4> DOE EERE 신재생에너지기술개발계획주요내용 72 iv

30 < 표 3-5> BMBF의프로젝트자금지원 87 < 표 3-6> BMBF 기관자금지원 : Helmholtz 88 < 표 3-7> 4가지그룹의정책수단 89 < 표 4-1> 녹색건축물기준강화 108 < 표 4-2> 국내신재생에너지관련지원제도현황 109 < 표 4-3> 폴리실리콘생산현황 118 < 표 4-4> 폴리실리콘시장현황 118 < 표 4-5> 잉곳 / 웨이퍼생산현황 119 < 표 4-6> 잉곳 / 웨이퍼시장현황 120 < 표 4-7> 태양전지생산현황 120 < 표 4-8> 태양전지시장현황 120 < 표 4-9> 모듈생산현황 120 < 표 4-10> 모듈시장현황 120 < 표 4-11> 2011년기준태양광시장에서의국내위상 122 < 표 4-12> 태양전지전략품목및품목별개발계획 123 < 표 4-13> 태양전지사업별유관비율 124 < 표 4-14> 태양광관련지원제도현황 125 < 표 4-15> 태양광기술사업화지원제도현황 128 < 표 4-16> 국내주요풍력관련기업체현황 133 < 표 4-17> 발전시스템산업현황 135 < 표 4-18> 블레이드산업현황 135 < 표 4-19> 단조부품산업현황 136 < 표 4-20> 증속기산업현황 136 < 표 4-21> 발전기산업현황 136 < 표 4-22> 풍력발전시스템개발현황 137 차례 v

31 < 표 4-23> 국내풍력발전기술수준 138 < 표 4-24> 국내해상풍력발전단지건설계획 138 < 표 4-25> 풍력산업관련정부지원정책현황 139 < 표 4-26> 국내풍력발전시스템기술개발현황 142 < 표 4-27> 풍력기술사업화지원제도및현황 143 < 표 5-1> 개별기업생태계의유형별분류 155 < 표 5-2> 다양한기술군에대한정책패키지 166 < 표 5-3> 유전알고리즘과기술혁신생태계모델특징 174 < 표 5-4> 시장모델과정부개입모델 178 vi

32 [ 그림 2-1] 2010년전세계일차에너지공급연료별비중 8 [ 그림 2-2] 2010년신재생에너지공급원별비중 9 [ 그림 2-3] 1990~2010년전세계신재생에너지원별연평균성장률 9 [ 그림 2-4] 2006~2011년신재생에너지원별발전용량연평균성장률 10 [ 그림 2-5] 2011년주요국의신재생에너지설치용량 11 [ 그림 2-6] 2011년 OECD 총전력생산량원별비중 12 [ 그림 2-7] 1990~2011년 OECD 국가 13 [ 그림 2-8] 1990년과 2011년 OECD 국가 13 [ 그림 2-9] 전세계태양광발전용량 15 [ 그림 2-10] 2011년태양광발전용량상위 10개국 15 [ 그림 2-11] 전세계태양광시장규모 ( 금액기준 ) 16 [ 그림 2-12] 태양광신규설치용량전망 16 [ 그림 2-13] 개도국태양광시장전망 17 [ 그림 2-14] 세계풍력총발전용량 18 [ 그림 2-15] 2011년풍력설치상위 10개국 19 [ 그림 2-16] 2011년주요지역별풍력시장규모 19 [ 그림 2-17] 2012~2016년주요국가의풍력신규설치용량예측 21 [ 그림 2-18] 지역별풍력총발전용량증가예측 (2011 vs. 2016) 21 [ 그림 2-19] 신재생에너지산업신규투자규모 23 [ 그림 2-20] 지역별신재생에너지산업투자규모 24 [ 그림 2-21] 원별신재생에너지투자규모 25 차례 vii

33 [ 그림 2-22] 2011년신재생에너지산업프로젝트파이낸스규모 26 [ 그림 2-23] 신재생에너지프로젝트파이낸싱에서 27 [ 그림 2-24] 정책금융기관의원별프로젝트파이낸싱지원현황 29 [ 그림 2-25] 분야별주요개발은행의자금공급현황 31 [ 그림 2-26] 연도별신재생에너지수출액 32 [ 그림 2-27] 태양광가치사슬별수출현황 34 [ 그림 2-28] 연도별국내풍력산업수출현황 37 [ 그림 2-29] 태양광발전시스템구성도 40 [ 그림 2-30] 태양전지분류 40 [ 그림 2-31] 결정질 Si 대비박막태양전지의생산량전망 44 [ 그림 2-32] 풍력발전기구조 49 [ 그림 2-33] 풍력발전시스템의구성 49 [ 그림 2-34] 태양광분야기술경쟁력 57 [ 그림 2-35] 태양광분야별기술수준 57 [ 그림 3-1] ARPA-E 자금지원프로젝트분야 70 [ 그림 3-2] 주요분야별판매액대비 R&D 비중 75 [ 그림 3-3] 저탄소기술평가다이어그램 83 [ 그림 3-4] 에너지청기금수혜기관 91 [ 그림 3-5] CONACYT의부문별 SENER-탄화수소프로젝트내 CONACYT, SENER, PEMEX, 연구기관들의도식적관계 98 [ 그림 4-1] 기업생태계특징 103 [ 그림 4-2] 졸리 (Jolly) 의기술사업화모형 104 [ 그림 4-3] 기술사업화생태계기본모형 106 [ 그림 4-4] 신재생에너지기술사업화직접규제 108 [ 그림 4-5] 국내태양광발전설치규모및세계시장대비비중 115 viii

34 [ 그림 4-6] 국내태양광발전매출 116 [ 그림 4-7] 연도별태양광산업고용인원현황 116 [ 그림 4-8] 가치사슬별업체수현황 (2009년) 117 [ 그림 4-9] 가치사슬별수출비중현황 121 [ 그림 4-10] 태양광기술혁신주체 127 [ 그림 4-11] 태양광기술사업화주체 129 [ 그림 4-12] 태양광부문기술사업화생태계 129 [ 그림 4-13] 연도별국내풍력산업규모 131 [ 그림 4-14] 연도별풍력산업고용인원현황 131 [ 그림 4-15] 연도별풍력산업기업체수현황 132 [ 그림 4-16] 국내풍력발전실치용량추이 135 [ 그림 4-17] 풍력부문기술혁신시스템 141 [ 그림 4-18] 풍력기술개발및사업화주체 144 [ 그림 4-19] 풍력부문기술사업화생태계 144 [ 그림 5-1] 유전알고리즘에기반한기술혁신생태계모형 173 [ 그림 5-2] 형태에따른기술혁신생태계종류 176 [ 그림 5-3] 선택력에따른기술혁신생태계변화 177 [ 그림 5-4] 기술혁신생태계모형의순서도 179 [ 그림 5-5] 성과측정부정확성이없을시기술혁신성과 180 [ 그림 5-6] 성과측정부정확성이있을시기술혁신성과 181 [ 그림 5-7] 기술혁신생태계형태에따른기술혁신성과 182 [ 그림 5-8] NK모형상호작용행렬 185 [ 그림 5-9] 구성요소간상호의존성이낮은경우 186 [ 그림 5-10] 구성요소간상호의존성이높은경우 186 [ 그림 5-11] K=1인경우 187 차례 ix

35 [ 그림 5-12] K=3인경우 187 [ 그림 5-13] K=5인경우 188 [ 그림 5-14] K=7인경우 188 [ 그림 5-15] 초기감염노드및네트워크종류에따른결과 192 [ 그림 5-16] 문턱값에따른결과 193 x

36 연구의필요성및목적 정부는그린에너지기술의진보를통하여그린에너지정책목표를달성하고자한다. 2030년까지세계최고수준의에너지기술을확보하여에너지수입국에서에너지기술수출강국으로도약하기위해, 에너지기술개발로드맵을수립하여체계적이고종합적인기술개발을추진하여에너지산업의성장동력화를도모하고자한다. 그린에너지기술혁신과사업화의활성화를통하여에너지기술시장을선점함으로써에너지기술수출향상과고용창출을기대할수있다. 시장선점을통한일자리창출은경제성장의새로운동력이될수있을것이다. 또한, 그린에너지기술혁신과사업화는미래저탄소사회에대비한에너지공급안정성을확보하는동시에, 미래세계적에너지환경에서리더십을확보할수있는동력으로작용할것이다. 현재기술혁신 (Technology Innovation) 패러다임이변화하고있다. 기술혁신이폐쇄형혁신 (Closed Innovation) 에서개방형혁신 (Open Innovation) 으로변화한다. 폐쇄형혁신에서는기업내부의기술혁신역량이가장가치있는전략적자산으로인식되었지만, 개방형혁신에 본보고서는 개년과제 에너지기술수출산업화전략연구 그린에너지산업육성전략연구 의 년차과제이다 본과제는그린에너지산업육성을위하여 년차에조세및금융지원방안에대해연구하였으며 이철용외 년차에는그린에너지기술사업화및혁신에대해연구하고 년차에는국제협력을통한수출활성화를연구한다 제 1 장서론 1

37 서는기업들이기술혁신의프로세스를개방하여내부의아이디어뿐만아니라외부의아이디어를사용하여기업의기술혁신을촉진하고시장을확대해나갈수있다. 곧개방형혁신체계에서는협력과경쟁을통하여기술혁신이창출된다. 혁신이창출되는과정은선형프로세스가아닌, 지속적인상호작용이발생하는복잡하고동적인현상이다. 그러므로에너지기술의혁신과사업화를활성화시키기위해서는기업생태계적관점이필요하다. 기업생태계는상호작용하는조직체들의확장된체계로서, 상호작용하는개인과조직에의해구성된경제적공동체 (economic community), 즉유기적비즈니스체계 (organisms of the business world) 로정의된다. 기업생태계내구성원들은서로경쟁하면서도동시에협동을통한상호작용을한다. 각구성원은상호의존적인데, 이는모든구성원이생태계와공동운명을가질수밖에없음을뜻한다. 또한, 경쟁, 협력그리고변화하는환경은기업생태계의동태적변화 (dynamics) 를예측할수없게만든다. 이러한예측불가능한환경을가진기업생태계에서각기업은지각 (conscious) 있는선택을통해서기술혁신과사업화를이루려고노력한다. 기업생태계내에서기술혁신의가치사슬이선순환체계를구축하면, 첫째, 창출된기술의사업화가촉진되어생태계내벤처활동의양과질이양호해지며, 둘째, 스필오버에의해벤처기업및자생적벤처기업가들에게혁신적인지식이공급되어벤처활동의비용이감소하며, 셋째, 대학, 연구기관, 대기업들로부터스핀오핀기업이증가해서혁신적벤처기업이활성화될수있다. 본보고서에서는그린에너지기술혁신및사업화를위한활성화 2

38 방안으로생태계적관점의정책적제언을하고자한다. 생태계적관점의방안은기존의미시적이고직접적인기술혁신및사업화지원정책이더효과적으로작동할수있도록윤활유의역할을해줄수있다. 즉, 생태계적접근정책제언은기존의지원정책을대체하는것이아니라보완해주는역할을할것이다. 본보고서에서는생태계적정책제언을세가지측면에서살펴보았다. 첫째, 공급자측면, 둘째, 소비자측면, 셋째, 환경적측면이다. 첫째, 공급자측면에서세가지정책제언을도출하였다. 도입형개방혁신과판매형개방혁신을위한기술의 DB 강화, 동반성장전략으로서의플랫폼전략, 지식의선순환으로서의퇴직인력의사용이다. 둘째, 소비자측면에서는소비자행동의변화촉구이다. 이를위해서여론확산모형을이용하여소비자인식변화를위한행위자기반모형의전산실험을시행하였다. 셋째, 환경적측면에서는기업중심의개방형혁신이더넓게확산하기위한국가기술혁신시스템의구축과벤처자금과정부지원의보완적관계구축이다. 본보고서는다음과같이구성된다. 다음 2장에서는태양광과풍력을중심으로그린에너지시장, 투자, 국 내외기술, 수출현황을살펴본다. 3장은국외그린에너지기술혁신및사업화지원제도현황을살펴본다. 4장은생태계적관점에서국내태양광과풍력의기술혁신및사업화지원제도를분석한다. 5장은생태계적관점에서그린에너지기술혁신과사업화활성화를위한정책제언을제시하고, 기술혁신을모형화하여전산실험을통해기술혁신의성과를평가한다. 6장은본보고서의결말이다. 제 1 장서론 3

39 선행연구고찰 기존의문헌에서는기술혁신과기술사업화에대한개별정책에초점을맞춰그린에너지산업활성화를논의하였다. 하지만기술혁신과사업화과정은선형관계가아닌비선형관계이다. 그러므로기술혁신과사업화를다루기위해서시스템적관점에서그린에너지산업을활성화할수방안을논의할필요성이제기되어왔다. 시스템적관점에서그린에너지기술혁신및사업화를다루는방법중기업생태계의개념을차용하여, 기업생태계를분석하고, 생태계적관점에서기술혁신과사업화활성화방안논의하는것이다. 기존의보고서에서도기업생태계라는용어가많이등장하였지만, 많은보고서가기업생태계의개념을완전히차용하지는못한것으로판단된다. 본보고서는기업생태계의개념을기반으로태양광과풍력의기업생태계를분석하고생태계적관점에서기술혁신과사업화활성화방안을도출하고자한다. 권영관 (2011, 한국산업기술진흥원 ) 산업기술생태계관점에서본기술이전사업화의새로운패러다임 에서기술이전사업화를생태계적관점으로논의를시작하였다. 여기에서는기업생태계에관한개념을공공기술의민간이전사업화에도입함과동시에우리나라공공기술민간이전사업화의생태계현황을살펴보았다. 공공기술이전사업화생태계모형은기술수요측면의속성을강조하여, 공공부문의기술공급자와기술도입자와의상호작용에만한정시키지않고, 기술도입자가속한기업생태계전반전인상호작용으로시각을확장하는것이특징적이다. 생태계관점에서의기술이전사업화정책개선방안으로공공부문에서창출된기술이민간으로이전 사업화되어사회경제적인이 4

40 익을창출하기위해서는, 생태계의구성요소를포괄하는새로운접근법의필요성이요구되는데, 대상기술이사업화되는사업분야전반의속성을고려하고기업생태계내의주요구성요소들의동반된변화를촉진할수있어야그효과가극대화될수있다고주장한다. 김창욱외 (2012b, 삼성경제연구소 ) 기업생태계와플랫폼전략 에서는기업생태계와플랫폼의중요성이높아짐에따라기업생태계와플랫폼에대한통일된이해의틀을제공하고, 성공적인기업생태계형성을위한플랫폼전략을도출하였다. 기업생태계는가치복합체를생산하기위해플랫폼을공유하면서공생과공진화관계를형성하고있는기업간의체계이다. 기업생태계의성공적인형성과육성을위해서는효과적인플랫폼의전략수립이필수적이며, 산업환경과기업생태계의유형에따라전략적선택의내용이달라지므로상황과조건에맞는유연한플랫폼전략을구사할필요가있다고주장한다. 최기련 (2009, 한국과학기술한림원 ) 녹색에너지기술혁신전략과에너지부문인적자원개발 에서는에너지기술혁신의새로운패러다임의도입을주장하였다. 기술혁신효율화를위한새로운에너지거버넌스개념을모색하였다. 제3의사회적조정양식으로서의거버넌스는계층제나시장등다른두가지사회적조정양식과뚜렷하게구별되는특성을지닌다. 정부와민간을망라하는다양한사회구성원들이정부의공식적인권위에의존하지않고자율적인네트워크를형성하여사회문제를해결하는네트워크거버넌스패러다임도입의필요성을제기하였다. 박종복외 (2011, 산업연구원 ) 민간부문의기술사업화활성화방안 에서는기업의기술사업화프로젝트의성공요인을분석하였다. 제 1 장서론 5

41 기술사업화는제품및공정개발에적용가능한기술의개발부터출시제품의제작 완료까지의과정을의미하는데, 여기에서기술혁신의경제적성과를제고하는것이관건이라할수있다. 박종복외 (2011) 에따르면, 프로젝트의수행기간이길수록기술사업화성공률이높은것으로나타났으며, 기술경영인력이기술사업화의성공에보다더긍정적인역할을하는것으로나타났다. 민간부문의기술사업화활성화를위한정책과제로기술사업화추진역량을제고하고, 효율적인정부지원시스템을구축할필요가있음을역설하였으며, 인력, 기술력, 자금력, 정보력, 다양한협력네트워크등기술사업화추진역량을강화하기위한인프라구축이필요성을제기하였다. 시장과연계된 R&D의사전기획기능강화, 기술사업화관련정부지원사업간의상호연계성제고등정부 R&DD지원시스템의효율화가필요하다고주장하였다. 김계환외 (2011, 산업연구원 ) 독일녹색산업발전요인과한국의정책과제 : 풍력과태양광을중심으로 에서는독일과한국의녹색산업발전경로간차이를논하였다. 독일의경우, 녹색산업의발전은에너지시스템전반의전환을포함하는장기적변화이고, 신재생에너지산업은궁극적으로가치사슬전반에걸쳐잘발달한분업체계를지향하고있다. 한국녹색산업발전을위해서내수시장확대와수출시장다변화라는두가지방향으로수요를개발해야하며, 산업생태계강화를위해서기초원천기술의확보, 대학간공동연구기관을설립, 총요소생산성강화를통하여경쟁력을강화할필요가있다고주장하였다. 또한, 외국과의전략적동반관계는한국의녹색산업발전에이바지할큰잠재력이있음을주장하였다. 6

42 강석철 (2010, 한국산업기술진흥원 ) 기업의기술사업화성공률제고를위한효율화방안에관한연구 에서는기술이전과기술사업화의문제유형을다루었다. 과제의선정 기획단계부터기술이전, 사업화, 사후단계관리까지일관된전주기적관리시스템이부재한것이현실이며, 연구개발과정부터기술이전과제에대한지속적평가및추가지원에대한체계가미흡하고, 기술이전을받아새로운사업을진행하는중소기업, 혹은정부출연연구기관의기술을이전받고탄생한연구소기업에공히기술사업화를위한구조적인자원제약이있음을보였다. 새로운기술을제품화하여시장에진출하는경우에는더욱전문화된기능들이필요하나, 제약된자원으로곤란을겪게된다. 연구성과및기술사업화성공률제고를위하여연구개발결과와기술이전이활성화되고실질적인기술사업화로이어질수있도록공급자관점과기술수요자관점에서의프로세스개선이동시에이루어져야한다고주장하였다. 또한, 제도적관점에서의개선사항은크게 3가지부문을기준으로제안되었다. 첫째는출연 ( 연 ) 및대학관점에서의정책적인개선제안, 둘째는중소기업관점에서기술사업화성공률제고를위한제안, 셋째는정부정책운영적차원에서의제도개선을제안이다. 제 1 장서론 7

43 세계그린에너지시장동향 2010년전세계 1차에너지공급량은 12,782Mtoe이며, 신재생에너지공급량은 1,657Mtoe로 1차에너지공급량에서약 13.0% 를차지한다. 신재생에너지중바이오연료와폐기물이 9.8%, 수력이 2.3% 로큰비중을차지하고있다. 개발도상국에서요리와난방으로사용되는고체바이오연료 (Solid biofuels) 가신재생에너지에서차지하는비중이가장크며 2010년일차에너지공급에서약 9.0% 를차지한다. 그림 년전세계일차에너지공급연료별비중 주 : 기타신재생에너지에는지열, 풍력, 태양광 ( 태양열 ), 조력이포함됨. 자료 : IEA(2012b) 8

44 그림 년신재생에너지공급원별비중 자료 : IEA(2012b) 그림 년전세계신재생에너지원별연평균성장률 자료 : IEA(2012b) 신재생에너지공급중바이오연료와폐기물의비중이 75.2% 로대부 제 2 장그린에너지시장및기술동향 9

45 분을차지하고있으며, 수력이 18% 로그다음큰비중을차지하고있지만, 태양광과조력은 1.2%, 풍력은 1.8% 로에너지공급에서차지하는비중은아직미약한편이다. 1990년이후로신재생에너지는연평균 2.0% 로성장해왔으며, 이는전세계일차에너지공급연평균성장률 1.9% 보다다소높은수치이다. 태양광의연평균성장률이 44.3% 로가장높았으며, 풍력이 25.1% 로그다음높은성장률을기록하였다. 또한, 2006년부터 2011년까지신재생에너지설치용량기준연평균성장률의경우, 태양광은연평균 58% 의높은성장률을보였으며, 풍력은 26% 의연평균성장률을기록하였다. 그림 년신재생에너지원별발전용량연평균성장률 자료 2011 년전세계에설치된발전용량은 208GW 이며, 신재생에너지가 이중반을차지하였다. 새로설치되는발전용량중비수력신재생에 너지의비중은 2004 년에 10% 에서 2011 년 37% 로상승하였다 년 10

46 총발전용량은 5,630GW이며, 신재생에너지총발전용량은 1,360GW로 2010년에비해 8% 증가하였으며, 비수력신재생에너지총발전용량은 390GW로 2010년에비해 24% 증가하였다. 풍력과태양광은새로설치된신재생에너지발전용량의각각 40% 와 30% 를차지하였으며, 수력은거의 25% 를차지하였다. 2011년전세계전력생산량은신재생에너지는 20.3% 를차지하였으며, 대부분수력발전이담당하였다. 2) 그림 년주요국의신재생에너지설치용량 자료 : REN21(2012) 2011 년수력을제외한신재생에너지설치용량 390GW 중대부분이 풍력에서비롯되었다 년 EU 는신재생에너지 174GW 를설치하 참조 제 2 장그린에너지시장및기술동향 11

47 였는데, 이는 2011년총설치용량중약 44% 에해당한다. BRICS( 브라질, 러시아, 인도, 중국, 남아프리카공화국 ) 국가들의신재생에너지설치용량은 101GW이지만, 중국이 70GW로대부분을차지하였으며, 그다음인도가 20GW를설치하였다. 2011년 OECD 국가들이신재생에너지로부터생산해낸총전력생산량은 2,057TWh로 2010년에비해 7.0% 증가하였으며, OECD 국가들의총전력생산의 19.1% 를차지하였으며, 수력은전체 13.0% 를차지하였다. 2011년전세계전력생산량중신재생에너지의비중은 20.3% 이며, 수력의비중은 15.3% 였다. 1990년이후신재생에너지의전력생산은연평균 2.1% 로증가하였으며, 비수력신재생에너지의전력생산은연평균성장률 7.7% 를기록하였다. 태양광의전력생산증가율이연평균 46.1% 로가장높게성장하였으며, 그다음풍력이 23.7% 를기록하였다. 그림 년 총전력생산량원별비중 자료 12

48 그림 년 국가 신재생에너지전력생산량의원별연평균성장률 자료 그림 년과 년 국가 비수력신재생에너지원별비중변화 자료 제 2 장그린에너지시장및기술동향 13

49 1990년신재생에너지의전력생산은대부분개발도상국에서사용되는고체바이오연료가 67% 를, 지열이 20.3% 를차지하였다. 그러나 2011년에는 50.4% 가풍력에서비롯되었으며신재생에너지전력생산에서고체바이오연료와지열의비중은각각 21.5% 와 6.7% 로크게감소하였다. 가. 태양광시장 1995 년태양광의전세계총발전용량은 0.6GW 이었지만, 2006 년 에는 7.0GW 를기록하였다. 이후 2011 년에는발전용량이 70GW 를기 록하였으며 30GW 신규발전용량이설치되었다. 3) 이는 2010 년에비 해 74% 증가한것이다. 태양광은 1995 년부터 2000 년대중반까지는 연평균약 25% 의성장률을보였지만, 그이후연평균 58% 의급속한 성장세를보이기시작했다. 요율의하락 (tariff degressions) 과가격하 락등으로, 2011 년에설치된태양광중많은부분이 2011 년말에설 치되었다 년이탈리아에서 9,280MW 로가장많은태양광이설 치되었으며, 그다음독일 7,485MW, 중국 2,140MW, 미국 1,855MW, 프랑스 1,635MW, 일본 1,295MW 순으로태양광이설치되었다 년태양광총발전용량상위 10 개국중독일이 24.8GW 로가 장많은태양광발전용량을가지고있으며상위 10 개국의총발전용 량중 35.6% 를차지하고있으며, 이탈리아가 12.8GW, 18.3% 로두 번째로많은태양광발전용량을보유하고있다 년일본, 미국, 중국의태양광발전용량은각각 4.9GW, 4.5GW, 4.0GW 이다. 년실제설치된발전용량은 이다 년에그리드 에연결된약 는 년에설치되었다 이탈리아의경우 년의약 가 년말에설치되고 년에그리드에연계되었다 14

50 그림 전세계태양광발전용량 자료 : REN21(2012) 그림 년태양광발전용량상위 개국 자료 : REN21(2012) 제 2 장그린에너지시장및기술동향 15

51 그림 전세계태양광시장규모 금액기준 자료 : CleanEdge(2012) 그림 태양광신규설치용량전망 자료 : Photon Consulting, New Energy Finance 16

52 전세계태양광시장규모는 2004년 72억달러에서 2010년 712억달러, 2011년 916억달러로증가하였으며, 연평균성장률 44% 를기록하였다. 그런데금액기준으로태양광시장규모는 2010년이후급속히증가하였지만, 제품가격하락으로설치용량의증가율보다는적은증가율을보인다. 그림 개도국태양광시장전망 ( 단위 : GW) 자료 : New Energy Finance 2012년태양광설치용량은 25~32GW가될것으로전망되며, 2015 년에는약 46~48GW로증가할것으로전망된다. 설치용량기준으로현재유럽의태양광수요가가장높지만, 태양광수요의중심이유럽에서미국, 중국, 일본, 인도등으로이동될것으로전망된다. 2014년일본 4.2GW, 중국 4.1GW, 미국 4.0GW로세계최대태양광시장으 제 2 장그린에너지시장및기술동향 17

53 로성장하며, 태양광시장에서약 30% 를차지할것으로예측된다. 유럽의경우, 2010년 84% 에서 2014년 24% 로급격히하락할것으로전망된다. 인도의태양광규모는 2014년 1.9GW에서 2020년 21.3GW에이를것으로전망되며, 동남아시아시장은 2011년 70MW에서 2014년 2GW로증가할것으로전망된다. 개발도상국의태양광규모는 2012 년 7.6GW에서 2014년 16.7GW로증가할것으로예측되며, 태양광시장에서약 46% 를차지할것으로전망된다. 나. 풍력시장 세계경제위기에도 2011년풍력의총발전용량은약 240GW이며, 2010년대비 20% 성장한 40GW가새롭게설치되었다. 2006년부터 2011년총발전용량의연평균성장률은 26% 를기록하며, 2011년약 50여개국이신규풍력을설치하였다. 그림 세계풍력총발전용량 자료 : REN21(2012) 18

54 그림 년풍력설치상위 개국 자료 : REN21(2012) 그림 년주요지역별풍력시장규모 자료 : MAKE Consulting(2012) 제 2 장그린에너지시장및기술동향 19

55 유럽 (40.5%), 미주 (23.5%), 아시아 (32.9%) 가풍력시장을삼분하지만, 2011년은신규설치에서아시아시장의약진이두드러진한해였다. 아시아 50.4%, 유럽 24.5%, 미주 22.9% 를차지하고있다. 중국, 미국, 인도, 독일, 스페인, 캐나다가 2011년전세계신규설치용량의 75% 를차지하였다. 아시아의경우, 중국과인도가아시아풍력시장의성장을주도하고있다. 중국은 2011년 17.6GW의신규발전용량을설치하여전세계신규설치용량의 44% 를차지하였다. 중국의총발전용량은 62.4GW 로전세계발전용량의약 1/4을차지하고있으며, 중국은 2020년까지풍력시장에서선도적인위치를차지할것으로전망된다. 인도는 2011 년 3.0GW의신규발전용량을설치하여전세계 3위의풍력시장위치에올랐다. 인도의총발전용량은 16.1GW이다. 유럽의경우, 독일 2.0GW, 영국 1.3GW, 스페인 1.0GW로유럽의풍력시장의성장을주도하고있다. 하지만스페인을포함한남유럽은재정위기로정부지원이축소되고수요가감소하여 2011년성장률은전년대비 1% 증가하는데그쳤다. 동유럽의경우, 2010년설치붐이후 2011년 22% 의성장률하락을경험하였다. 2011년미국이 6.8GW의풍력을신규설치하였고 2012년에는미연방정부지원정책의만료에따라 9.5GW 정도의신규발전용량이추가될것으로전망된다. 그러나미주풍력에서캐나다와중남미가주축이될것으로전망된다. 2011년캐나다는 1.3GW의신규발전용량을설치하여전년대비 75% 가증가하였으며, 중남미는 1.1GW가신규설치되어전년대비 41% 가성장하였다. 브라질이 500MW를신규설치하여총 1.5GW의발전용량을가지면서중남미풍력시장의성장을주도하고있다. 20

56 그림 년주요국가의풍력신규설치용량예측 자료 : MAKE Consulting(2012) 그림 지역별풍력총발전용량증가예측 자료 : MAKE Consulting(2012) 제 2 장그린에너지시장및기술동향 21

57 2013년에미국과스페인등에서풍력에대한정부지원이폐지될것으로전망됨에따라세계풍력시장이전년대비 5% 축소될것으로전망되지만 2014년이후에는성장세를회복하여, 2012년에서 2016년까지전세계적으로연평균 7% 의성장률로 216GW의풍력이신규설치될것으로전망된다. 2012~2016년사이중국, 미국, 인도, 독일, 캐나다상위 5개국이신규설치용량의 64% 인 168GW를설치할것으로전망되며계속해서가장큰풍력시장을형성할것으로예측된다. 2012~2016년사이전세계총신규설치용량은 203GW가될것으로예측된다. 2016년아시아에서풍력의총발전용량은약 200GW가될것으로예측되며, 중국이 2012에서 2016년까지 106GW의신규발전용량을설치하여동기간전세계신규발전용량의 40% 이상을차지하고, 인도는동기간 13GW를신규설치할것으로전망된다. 중국과인도의풍력시장이 2011년대비 2016년에 179% 성장하면서, 아시아가전세계풍력시장의성장을견인할것으로전망된다. 유럽은남유럽국가의재정위기와 FIT 삭감등으로과거보다성장률이떨어져, 연평균 8% 로성장하여동기간 69GW의신규풍력발전용량을설치할것으로예측된다. 하지만북유럽의경우, 영국을중심으로해상풍력이 2011~2016년사이연평균 32% 로성장하면서북유럽풍력시장의성장을견인할것으로예측된다. 북미시장의경우, 2013년미국의생산량세액공제 (Production Tax Credit, PTC) 의폐지로 2012~2016년미국의신규설치용량이 25.8GW로낮아지지만, 동기간연평균 13% 로 11GW의신규발전용량이설치될것으로기대되는캐나다의성장으로 2011년대비

58 년총발전용량이 71% 성장할것으로예측된다. 남미시장의경우, 2012~2016년신규설치용량이 7.7GW가될것으로예측되는브라질을중심으로 2011년대비 2016년총발전용량이 606% 증가할것으로전망된다. 그린에너지투자동향 2009년미국금융위기로신재생에너지에대한투자가잠시주춤하였지만, 2004년부터 2011년까지신재생에너지에대한투자는성장세를지속하고있다. 신재생에너지에투자된금액은 2004년 338억달러에서 2011년 2,539억달러로연평균 33% 로증가세를보여왔다. 하지만유럽재정위기로 2012년 2분기까지투자액은 1,076억달러로전년대비 14% 감소하였다. 그림 신재생에너지산업신규투자규모 자료 : New energy finance 제 2 장그린에너지시장및기술동향 23

59 그림 지역별신재생에너지산업투자규모 자료 : New energy finance 2011년투자액 2,539억달러중유럽이 1,045억달러로전체투자액중 41% 를차지하고있으며, 그다음아시아가 830억달러로 33% 를차지하고, 미주가 662억달러를투자하였다. 그러나 2012년상반기투자액 1,076억달러중아시아가 429억달러를투자하여 359억달러를투자한유럽을제치고세계최대투자지역으로부상하였다. 중국은 2012년상반기에 279억달러를투자하여아시아투자액의 66%, 전세계투자액의 26% 를차지하였다. 인도는동기간 38억달러를투자하였다. 유럽의재정위기로유럽지역은투자위축이예상되지만, 중국과인도를중심으로하는아시아지역의투자성장세는지속적으로증가하여, 아시아의신재생에너지에대한투자는 2015년이후전체투자액의 50% 이상을차지할것으로전망된다. 2011년 2,539억달러의투자액중태양광에투자된금액은 1,432억달러로전체에서 56% 의비중을차지하였다. 풍력의투자액은 826억 24

60 달러로전년도에비해크게감소하여전체투자액비중에서 2010년도 43.5% 에서 32.5% 로감소하였다. 태양광의경우, 2010년 921억달러였지만 2011년에는 55% 가증가하였지만, 풍력은 2010년 939억달러에서 2011년 826억달러로감소하였다. 2012년에는태양광투자가지난해같은기간보다 12% 감소한 620억달러를기록하였으며, 풍력은 5% 감소한 362억달러를기록하였다. 하지만풍력의경우, 미국의 PTC 제도의만료로하반기투자의수요가집중된다면양의성장도가능할것으로전망된다. 그림 원별신재생에너지투자규모 ( 단위 : 십억달러 ) 자료 : New Energy Finance 2011년프로젝트파이낸싱으로조달된금액은 484억달러로, 상업금융기관 248억달러, 정부및국채금융기관 214억달러, 기타 15.3 억달러로구성된다. 전체상업금융기관프로젝트파이낸싱은유럽계금융기관들이주도하였는데, 유럽계금융기관이 170억달러로 68% 를차지하였고, 일본계가 37억달러, 미국계가 35억달러를투자하였다. 제 2 장그린에너지시장및기술동향 25

61 그림 년신재생에너지산업프로젝트파이낸스규모 단위 백만달러 자료 : New Energy Finance 하지만유럽의재정위기로유럽계금융기관에대한 CDS(credit default swap) 스프레드가크게상승하고있는상황은유럽금융기관들이장기프로젝트에투자하는것을회피하도록할수있다. 스페인 Santander 은행의경우, 2012년 3월기준 CDS 스프레드가 347 bps 상승했다. 이러한유럽재정위기에따른 CDS 스프레드상승은유럽금융기관들의조달금리를상승시켜경쟁력을약화시키고장기프로젝트에대한자금지원을크게축소시킨다. 유럽금융기관의경쟁력약화는상대적으로일본및중국금융기관들의프로젝트파이낸스시장진출을확대시킬수있다. 또한, 2010년금융위기재발을막기위해국제결제은행 (BIS) 기준자본규제를세분화하고항목별기준치를상향조정하고레버지지규제를신설하는것을주요골자로하는바젤 III(Basel III) 가시행됨에따라, 유럽계은행들이바젤 III의지침을만족시키기위해서신재생 26

62 에너지자산을매각을하고장기대출을축소하는등유동성을줄일 가능성이높다. 이러한조짐은신재생에너지프로젝트파이낸싱에부 정적인영향을미칠것을전망된다. 그림 신재생에너지프로젝트파이낸싱에서 대출 투자 채권비중현황및전망 자료 : New Energy Finance 현재인프라개발사업에서활성화되고있는프로젝트파이낸스채권발행이신재생에너지개발사업에서는미미한상황이지만, 2020년 400억달러의채권이발행될것으로전망되고있다. 500MW Topaz Solar Plant를건설하려는 MidAmerican Energy가 8억 5천만달러채권발행에성공하였다. 또한, 장기적으로자금을안정적으로운영하는기관투자가들의수요가증가하고있어, 꾸준한성장세를이어갈것으로전망된다. 유럽투자은행 (EIB) 을비롯하여 13개주요정책금융기관들의신재생 제 2 장그린에너지시장및기술동향 27

63 에너지에대한프로젝트파이낸스투자금액은비록 2009년미국의금융위기로전년대비 18% 감소한 89억달러로줄어들었지만, 2010년금융위기완화및경기부양정책그리고고유가상황에힘입어 2007 년 11억달러에서연평균 130% 의증가로 2010년 135억달러로증가하였다. 표 주요국외정책금융기관의신재생에너지 프로젝트파이낸싱투자금액 ( 단위 : 백만달러 ) 정책금융기관명 ,128 1,361 2,682 5,409 1,554 6,206 2,240 3, ,207 1, ,979 8,924 13,542 자료 : New Energy Finance 신재생에너지에대한정책금융기관들의프로젝트파이낸스투자금액의증가는신재생에너지개발사업의사업의기술적부분을포함하여여러가지사업적위험요인을줄어들게하여상업금융기관들의프로젝트파이낸스시장참여를독려할수있다. 28

64 그림 정책금융기관의원별프로젝트파이낸싱지원현황 자료 : New Energy Finance 2010년프로젝트파이낸스에 135억을투자한정책금융기관은타신재생에너지원중경제성이가장우수하며, 오랫동안기술적위험요인에대한검증이이루어진풍력에 72억달러를지원했다. 한편태양광에는 20억달러가지원되었지만, 태양광프로젝트들의경제성및기술수준이향상되고있으며, 대규모단지조성및경제성측면에서태양광의경제성및기술적위험이검증됨에따라투자가및금융지원이증가될것으로전망된다. 제 2 장그린에너지시장및기술동향 29

65 표 주요개발은행청정에너지분야자금공급 현황 누적액 ( ) 자료 : New Energy Finance ( 단위 : 십억달러 ) 2007년부터 2011년동안주요개발은행들이청정에너지분야 ( 신재생에너지, 에너지효율, 송전그리고배전등 ) 에투자한금액은 2,688 억달러이며, 이중신재생에너지에투자한금액은 1,746억달러이다. 주요개발은행들은 2011년기준신재생에너지에 493억달러를투자했으며, 연평균 40% 이상으로투자를늘려왔다. 하지만유럽의재정위기와미국발금융위기로 2010년이후투자증가속도는많이완만해졌다. 2011년지역적으로중국과브라질에 285억달러가투자되었으며, 선진국에서개도국으로투자된금액은 101억달러규모이다. 신재생에너지프로젝트개발에선진국자본이많이투자되고있으며, 그규모는지난 5년간총 255억달러규모이다. 30

66 그림 분야별주요개발은행의자금공급현황 ( 단위 : 십억달러 ) 자료 : New Energy Finance 국내그린에너지수출동향 신재생에너지의수출동향을보면, 2004년이후연평균 103% 로 2010년 45억 36백만달러를수출하였다. 2011년신재생에너지수출액은약 50억달러로추정되며, 이는전년대비약 10% 정도증가한수치이다. 신재생에너지는수요증가에따라양적측면에서성장하였지만, 공급과잉으로제품단가하락및국내기업의경쟁력이약화하였다. 국내태양전지및모듈제품들은업체간경쟁격화로제품가격이급격하게하락하였으며중국대비가격경쟁력을확보하지못하였다. 또한, 풍력산업은터빈수출이본격화되지않은상황이다. 제 2 장그린에너지시장및기술동향 31

67 그림 연도별신재생에너지수출액 자료 : 에너지관리공단신재생에너지센터 태양광 풍력 바이오 태양열 지열 연료전지 표 연도별 원별신재생에너지수출및비중 구분단위 수출백만불 ,723 3,744 4,159 비중 수출백만불 , 비중 수출백만불 비중 수출백만불 비중 수출백만불 비중 수출백만불 비중 합계수출백만불 ,870 2,676 4,535 4,990 성장률 자료 : 에너지관리공단신재생에너지센터, 2011 년추정치는수출입자료 32

68 태양광의경우, 수출액은 2004년 6백만달러에서연평균성장률 192% 로 2010년 37억 44백만달러를기록하였다. 신재생에너지에서차지하는비중은 2004년 10% 에서 2010년 83% 를기록하였다. 풍력의경우, 2004년 58백만달러에서연평균성장률 54% 로, 2010년 7억 88 백만달러이며, 비중은 2004년도 90% 에서 2010년 17% 로급격히낮아졌다. 전체신재생에너지수출중태양광과풍력의비중은 99% 를차지한다. 표 신재생에너지내수 수출규모현황 년도 상태 내수 수출 합계 상승률 2004 매출액 십억원 비율 매출액 십억원 비율 매출액 십억원 비율 매출액 십억원 비율 매출액 십억원 비율 매출액 십억원 비율 매출액 십억원 비율 자료 : 에너지관리공단신재생에너지센터 2004년도신재생에너지내수와수출의총규모는약 1,430억이었는데내수와수출의비중은 48:52이지만, 2010년총규모는약 8조 780 억이고비중은 35:65로수출비중이매우증가하였다. 태양광과풍력이내수보다수출산업으로역할이확대되면서신재생에너지의수출비중이증가하고있다. 제 2 장그린에너지시장및기술동향 33

69 가. 태양광 국내태양광수출은 2004년이후급성장하고있지만 2009년이후성장세가완만해지고있다. 국내태양광산업이초기단계를지나성장기에진입하고있는것으로판단되며, 과거와같은급격한성장세는기록하기어려울것으로전망되고중국과의경쟁격화로마이너스성장의가능성도존재한다. 그림 태양광가치사슬별수출현황 ( 단위 : 백만달러 ) 자료 : 에너지관리공단신재생에너지센터 가치사슬별수출현황을살펴보면 2010년수출액중에서폴리실리콘이 25%, 태양전지가 12%, 모듈이 41% 를차지하고있다. 가치사슬별매출액대비수출액비중을보면, 2010년폴리실리콘이 83%, 태양전지 78%, 모듈 77% 로국내생산량의대부분을수출하고있는실정 34

70 으로, 이러한상황은국내태양광시장이매우협소하며국외시장의 변동에매우민감한산업구조로되어있음을의미한다. 표 연도별태양광수출액및비중 구분단위 F 폴리실리콘 잉곳 웨이퍼 태양전지 모듈 부품소재 장비 수출액 백만불 ,403 비중 수출액 백만불 ,017 비중 수출액 백만불 비중 수출액 백만불 ,526 3,191 비중 수출액 백만불 비중 수출액 백만불 비중 합계수출액백만불 ,723 3,744 6,987 성장률 자료 : 에너지관리공단신재생에너지센터 태양광산업은상류부문 (upstream) 으로갈수록높은기술력이요구되어진입장벽이높은특징을가진다. 특히, 폴리실리콘은높은기술력과생산기술이필요하여업체수가하류부문 (downstream) 대비적다. 국내에서생산되는폴리실리콘의 80% 정도가수출되는데, 주로중국으로수출되고있다. 태양전지와모듈은 70% 정도가유럽으로수 제 2 장그린에너지시장및기술동향 35

71 출되고있고, 최근들어미국및일본지역수요가늘어남에따라이 지역으로수출도증가세를보이고있는것으로파악된다. 생산및수출품목 세계시장점유율 매출액대비수출비중 표 품목별기업별수출시장 대표업체명 수출대상국 폴리실리콘 중국 대만 필리핀 미국 일본 잉곳 웨이퍼 태양전지 모듈 시스템 웅진에너지넥솔론오성엘에스티넥솔론 미리넷솔라 솔라현대중공업알티솔라 에너지심포니에너지 산전파루서울마린 미국대만 중국 독일 네덜란드대만대만 네덜란드 중국대만 홍콩 이탈리아 독일 스페인이탈리아 미국독일 인도 일본독일 스페인 이탈리아일본 체코 말레이시아 태국 남아공호주 일본 스페인불가리아 주성엔지니어링태양광장비 자료 : 한국신 재생에너지협회, 각종기사참조 중국 대만 인도 일본 나. 풍력 풍력의경우, 2004 년 588 십만달러를수출하였고 2008 년 10 억

72 십만달러수출을기록하였지만, 2009년금융위기로인한수요위축과중국업체들의성장으로인한경쟁격화로우리나라의부품수출이위축되어수출증가세가둔화하고있다. 2011년풍력의수출액은전년대비 5% 성장한약 8억달러가될것으로추정된다. 풍력의수출구조는타워, 단조부품등의부품수출에국한되고있으며, 풍력터빈수출은이루어지지않고있는상황이지속되고있다. 터빈수출이본격화되어야국내부품채택률이높아져국내풍력수출도확대될수있을것으로전망된다. 그림 연도별국내풍력산업수출현황 풍력산업의수출현황 1, , , 풍력 F 자료 : 에너지관리공단신재생에너지센터, 수출입은행추정치 국내풍력산업수출의 80% 정도는유럽및북미지역으로진행되고있다. 국내단조및타워업체들의주요납품회사들은 Vestas, GE 등유럽및북미지역에기반을둔세계적업체들에수출하고있다. 아시아지역으로의수출비중은 20% 에머물고있다. 풍력터빈의경우, 유럽및미주지역으로수출을기대하고있지만, 아직실현되지않았고아시아및중남미등개도국지역으로수출판로를찾고있으나쉽지않은상황이다. 제 2 장그린에너지시장및기술동향 37

73 표 연도별주요부품별수출현황 구분단위 F 발전시스템 수출액백만불 비중 날개 나셀커버 수출액 백만불 비중 수출액 백만불 비중 타워 단조부품 수출액 백만불 비중 수출액 백만불 비중 증속기 수출액백만불 비중 발전기 수출액백만불 비중 인버터 수출액백만불 비중 합계수출액백만불 , ,49 성장률 자료 : 에너지관리공단신재생에너지센터 38

74 국외그린에너지기술현황 가. 태양광 태양광발전 (photovoltaics) 은광전효과 (Photovoltaic effect) 에의해태양의빛에너지를변환시켜전기를생산하는발전기술을말하는데, 태양광발전시스템은태양전지 (solar cell) 로구성된모듈 (module) 과축전지및전력변화장치로구성된다. 태양전지 (solar cell) 의역사는 1893년프랑스의 E. Becquerel이최초로광전효과를발견하면서시작되었으며, 1970년대유가충격이후태양전지의연구개발및상업화에수십억달러가투자되면서태양전지의상업화가급진전되었다. 태양광발전기술은태양전지와시스템이용에따라분류할수있다. 태양전지는재료에따라결정질실리콘, 비정질실리콘, 화합물반도체로분류된다. 시스템이용은계통연계형, 독립형 ( 축전지이용 ), 복합발전형으로분류된다. 4) 박수억외 (2012) 에따르면, 2007년이후태양전지특허등록이급속히증가하면서태양광산업의시장진출이점차활발해지고제품의다양화가진행되었으며, 기술별로는결정질실리콘과실리콘박막등실리콘기반의태양전지기술개발이활발해지고, 그외에 3세대유기태양전지관련기술분야역시활발하게연구가진행중이다. 1세대태양전지이후 2세대에서 3세대로넘기는기간은상당히빠른것으로전망된다. 년신재생에너지의이해 에너지관리공단 참조 국가별그린에너지기술동향은한국에너지기술연구원 을참조 제 2 장그린에너지시장및기술동향 39

75 그림 태양광발전시스템구성도 자료 : 에너지관리공단 (2008) 그림 태양전지분류 자료 : 에너지관리공단 (2008) 40

76 태양전지 1세대기술은효율이 15~20% 대로비교적높으나셀제작비용이 $200~500/m 2 에달하며, 전통단결정실리콘기반의태양전지가이에속한다. 태양전지 2세대기술은비슷하거나약간낮은효율을가지며셀제작비용이 $100/m 2 정도로크게낮아졌으며, 여러박막태양전지기술이포함된다. 태양전지 3세대기술은나노기술, 탠덤 (tandem) 기술등가장진보된기술을적용하여그효율을극대화하면서도셀제작비용을 2세대와비슷한정도로유지하는차세대태양전지기술을일컫는다. 5) 단결정실리콘태양전지는집광장치를사용하지않는경우변환효율이최고 24% 이며, 집광장치를사용할경우는 28% 이상의효율이발표되었다. 지상용으로널리사용되는결정질실리콘태양전지의효율은전반적으로 15~18% 수준이며, 우주용이나집광용등특수한용도로사용되는고효율의결정질실리콘태양전지의효율은 18~24% 수준이다. 이정용등 물리학과첨단기술 제 2 장그린에너지시장및기술동향 41

77 표 대표적고효율단결정태양전지 호주의 개발 산화층으로재결합방지강화 빛흡수극대화를위한이중반사방지막채택 이상의광변환효율 호주의 개발 웨이퍼표면에레이저홈가공후식각 층에더짙은농도를갖는 번째인확산실시 광변환효율 미국의 사개발 고가의 실리콘기판이용 후면에모든전극이집적화된태양전지구조 전면광포획극대화에따른고효율화 이상의고효율기록 일본의 사개발 실리콘기판사용 단결정실리콘기판에비정질실리콘박막을성장시킨이종접합 의광변환효율 자료 : 한국에너지기술연구원 (2009) 일본의 사개발 표면재결합을줄이기위해열산화막성장 방법을이용하여표면 형홈형성 광변환효율 표 대표적인고효율다결정태양전지 호주의 개발 포토리소그래피 진공금속증착및벌집모양의텍스쳐이용한 구조 많은공정장비의개발과공정이필요하여대면적태양전지접목어려움 의광변환효율 독일의 연구소개발 소면적의게더링과패시베이션기술 년 의광변환효율획득 일본의 사개발 대면적고효율다결정태양전지제작이가능하며박형태양전지적합 광변환효율 자료 : 한국에너지기술연구원 (2009) 42

78 다결정실리콘태양전지의효율에대한발전은 3개의범주로나뉠수있다. 첫째는소면적 (1~4cm 2 ) 연구용태양전지기술의발전그룹, 둘째는양상용및연구용대면적 ( 243cm 2 ) 태양전지기술, 셋째는양산용대면적태양전지기술이다. 현재양산용의일반적인다결정태양전지효율은 13.5~16% 수준이다. 박막태양전지 (Thin Film Solar Cells) 6) 는기존의결정질실리콘태양전지와는달리유리등저가의기반을활용하고표면에박막으로실리콘등재료를증축시킨 2세대태양전지이며, 현재가장큰시장점유율을보이고있는결정질 Si 태양전지와비교되는차세대태양전지기술로서큰관심을받고있다. 박막태양전지는소재별로크게화합물박막태양전지, Si 박막태양전지, 유기물기반태양전지로나뉜다. 화합물반도체를소재로사용하는태양전지는높은광흡수율로인해박막태양전지중에서가장높은효율이기대되고있다. 2011년 NREL에서발표한태양전지의최고효율은 CIGS 20.3%, Si 박막태양전지 12.5%, DSSC(Dye-Sensitized Solar Cell) 11.1% 이다. 2015년박막태양전지는전체시장의 20.9% 를점유할것으로전망되며, 태양전지종류별시장점유율은 CIGS 4.9%, Si 박막태양전지 7.9%, DSSC 0.38% 로예상하고있다. CIGS 태양전지는 CIGS(Cu(InGa)Se 2 ) 로대표되는 I-III-VI족 chalcopyrite계화합물반도체로서직접천이형에너지밴드갭을가지고있고, 광흡수계수가약 cm -1 로반도체중에서가장높은편에속하여, 두께 1~2μm의박막으로도고효율의태양전지제조가가능하다. CIGS 박막태양전지는미국 Maine 대학및 Boeing사에서개발을 박막태양전지부분은전황수외 한국전자통신연구원 과윤선진외 한국전자통신연구원 에서발췌정리하였다 제 2 장그린에너지시장및기술동향 43

79 시작한이후 2000년대이후 19.9% 의효율을기록하였으며, 독일의 ZSW Stutgart에서최근 0.503cm 2 에서 20.3% 효율을보고하였다. CIGS 태양전지는박막태양전지중에서가장높은효율을기록하고있으며, 향후단일접합 21%, 이중접합 25% 효율달성이가능할것으로전망된다. 그림 결정질 대비박막태양전지의생산량전망 자료 : 윤선진외 (2012) CIGS 태양전지는산업화를위한기술개발이한창진행되고있으며, 차세대기루로다음과같은분야의연구개발이진행되고있다. 소재및소자개발분야에서는고가의 In 소재를대체하고자저가원소인 Cu-Zu-Sn-Se( 또는 S) 화합물태양전지기술, 환경오염문제가있는 Cd를사용하지않는버퍼층기술, 저가화가기대되는비진공도는롤투롤공정기술을개발하고있다. 장비분야에서는대면적선형고속증착장비개발, 신개념고속증착장비개발, 실시간 CIGS 박막모니 44

80 터링기술등이개발되고있다. 고효율화를위한탠덤형 CIGS 소자, 파장변환기술, 양자점을이용한효율향상기술들이개발되고있다. 표 주요업체의 상용모듈의효율 회사명 모듈효율 자료 : 윤선진외 (2012) Si 박막태양전지는결함이많은비정질 Si 또는미세결정질 Si층을광흡수층으로이용하므로, 결정질 Si 태양전지와는다른구조를가진다. Si 박막태양전지는무기소재중지구상에가장매장량이많고저렴한 Si를사용하며, 화학적, 물리적안정성이우수하고, 독성이없는등많은장점을가지고있다. 결정질 Si 태양전지보다소재의존율이매우낮으며, 우리나라가특히경쟁력을가진 Si 반도체공정기술을이용할수있다는큰장점을가지고있지만, 고효율을얻기어렵다는단점을가지므로, Si 박막태양전지기술분야는저가로고효율을얻기위한기술개발에초점이맞춰져있다. 단일접합을제조되는박막 Si 태양전지는 cell 기준으로초기효율 10~11%, 안정화효율 제 2 장그린에너지시장및기술동향 45

81 8~9% 정도를보여주고있으며, 모듈은 6~7% 의효율을나타낸다. Uni-Solar 와 Sharp, Kaneka 등에서다중접합태양전지가대면적에서 개발되고있다. 표 비정질 박막태양전지주요기업의대면적모듈크기및효율 회사 면적 효율 자료 : 윤선진외 (2012) 식물의광합성원리를이용하는염료감응형태양전지 (Dye-Sensitized Solar Cell) 는유기물기반태양전지의일종으로효율은비정질실리콘태양전지효율과비슷한수준으로개발되었다. DSSC는통상적인반도체태양전지보다비교적간단한공정, 낮은순도의소재, 저가의장비등으로제조할수있는장점이있다. DSSC의개발은고효율화, 고내구성화, 저가화, 디자인성의개선등을목표로진행되고있다. 이를위해서전극, 염료, 전해질, 봉지재등소재별로개발이활발하게이루어지고있다. 유기태양전지 7) 는유기재료를사용한태양전지로, 유기화합물을사용해자체발광하는유기반도체소자인유기발광다이오드 (Organic 유기태양전지부분은이정용외 에서발췌 정리하였다 46

82 Electro Luminescence, OLED) 의정반대역할, 즉빛을흡수하여전기를발생하는소자로서, 역사적으로볼때 OLED의발전과밀접하게한궤를같이하여왔다. 유기태양전지를구성하는유기반도체는여타반도체기술에비해상대적으로저온공정으로구현될수있어고온처리시문제가될수있는저가형유리나다양한플라스틱기판등과호환될수있는장점이있다. 유기태양전지의효율은 1980년대중반 Kodak의 Tang이진공증착을이용한저분자반도체층의다층박막을이용해약 1% 대의효율을구현한이래꾸준히발전을거듭해왔으며, 2011년에는독일의벤처회사인 Heliatek이 9.8% 의효율을발표하는등괄목한성장을보여왔으며, 현실적효율목표는약 10~15% 이다. 기계적유연성이우수한유기태양전지는유연한 (flexible) 태양전지에도활용되어다양한응용분야로확대될가능성이높다. 예를들어, 유기태양전지는여타경쟁기술과비교할때, 효율 10~15% 대와매우낮은셀제작비용을통한초저비용전기생산을목표로하며, 매우유연한태양전지나반투명태양전지와같이특화된응용분야를이끌수있다. 유기태양전지실용화를위한핵심이슈는첫째, 고효율화와둘째, 기술차별화및저비용대면적호환공정의개발과신뢰성확보이다. 나. 풍력 풍력은바람의운동에너지를회전자 (rotor) 를이용하여회전동력으로변환하고, 이동력으로발전기축을회전시켜전기를생산하는발전기술을말한다. 회전자는동력발생원리에따라양력형과항력형회전자로구분되는데, 항력형은양력형과비교하면회전자형상이단 제 2 장그린에너지시장및기술동향 47

83 순하여판재등으로제작이매우쉽고따라서제작비용이저렴하지만, 에너지효율이양력형에비해낮으므로근래의대형풍력발전기에서는대부분양력형을채택하고있다. 8) 풍력발전기는기계, 전기, 제어장치부로구성된다. 기계장치부는바람으로부터회전력을생산하는회전날개 (Blade), 회전축 (Shaft) 을포함한회전자, 이를적정속도로변환하는증속기 (Gearbox) 와기동, 제동및운용효율성향상을위한 Brake, Pitching & Yawing System 등의제어장치부문으로구성된다. 전기장치부는발전기및기타안정된전력을공급하도록하는전력안정화장치로구성된다. 제어장치부는풍력발전기가무인운전이가능토록설정, 운전하는 Control System 및 Yawing & Pitchnig Controller와원격지제어및지상에서시스템상태판별을가능케하는 Monitoring System으로구성된다. Yaw Controller는회전날개의방향을조절하고, Pitch Controller는날개의경사각 (pitch) 조절로출력을능동적으로제어하고, Stall Controller는한계풍속이상이되었을때양력이회전날개에작용하지못하도록날개의공기역학적형상에의한제어를하도록한다. 9) 유럽은 2020년까지신재생에너지보급목표를전체에너지대비 20%, 전력대비 35% 로설정하였으며, 이중전력목표의 1/3배에해당하는 12% 를풍력에너지에서보급하고자한다. 2020년까지북해를중심으로 40GW의해상용풍력단지를개발할계획이며, 유럽각국에효과적으로분배하기위하여영국과독일스웨덴등의북유럽 7개국을해저케이블로연결하는 Super Grid 관련논의가진행하고있다. 전중환 참조 에너지관리공단 참조 48

84 그림 풍력발전기구조 자료 : google image 그림 풍력발전시스템의구성 자료 : 오시덕 (2011) 제 2 장그린에너지시장및기술동향 49

85 표 풍력발전기분류 구조상 회전축방향 운전방식 출력제어방식 수평축풍력시스템 프로펠라형수직축풍력시스템 다리우스형 사보니우스형정속운전 통상 형가변속운전 통상 형 전력사용방식 자료 : 에너지관리공단 (2008) 계통연계 유도발전기 동기발전기 독립전원 동기발전기 직류발전기 기술영역의핵심역량확보등을목표로다양한관련주제에대하여연구가진행중인 Framework Project, 구성기기의신뢰성모니터링및가격경쟁력과신뢰성향상을위한기술개발을목표로하여, 실제측정데이터의해석및고장모드의근본원인검증, 새로운설계방안제안등의연구를진행하고있는 ReliaWind, 초대형 (8 10MW) 풍력시스템의설계를목표로기상학및시스템설계기술을포함한풍력발전시스템개발관련기술의연구를진행하고있는 UpWind 등유럽은다양한프로젝트를통하여풍력관련연구를진행중이다. 덴마크는풍력시스템 1위업체인 Vestas가있으며주요기술개발프로젝트는다음과같다. 리파워링프로젝트로적은면적에서더욱많은발전량을얻기위해기존의풍력발전기들을교체하고있다. 대형풍력발전프로젝트로기후상태, 풍력발전기설계, 전기시스템, 제어, 통합연구, 시장등다양한분야의연구를수행하고있으며 Hoevsoere 50

86 지역에테스트지역을확보여 5MW 이상급풍력발전기를테스트중이다. UPWIND 프로젝트는 EU 레벨에서체결된대규모풍력프로젝트로이는 8MW 10MW의풍력발전기를설계하고이를육상혹은해상에설치하여총수백메가와트풍력에너지발전단지를만드는것을목표로한다. 2006년초부터 Riso National Laboratory 등을중심으로하여 38개의업체및연구소가참여하고있다. 독일은덴마크와함께풍력분야의기술이가장앞선나라이며, 향후개발할주요기술개발프로젝트는다음과같다. 해상풍력시스템의유지보수용이성개선방안모색, 전체중량감소를위한시스템기반기술개발, Condition Monitoring 관련기술향상, 혹한기후적응성개선등을통한초대형 ( 10MW) 풍력발전기를개발하려고노력하고있다. 기존지지구조의최적화및새로운구조개발과수중깊이의최적화및심해설치해결방안모색등해상풍력기초기술개발중이다. 또한, 해상풍력시스템의수송및설치의최적화를연구하고있다. 미국은 2005년에대체에너지분과 (EERE) 의리더십과산업계의가이드에바탕을둔에너지정책이탄생했으며, 2006년에는기술발전과응용에같은비중을두며기술을발전시킨다는계획을세워진행중이다. 이는해상풍력발전, 대규모파트너십을위한 2006년까지대형풍력발전에집중된연구활동비중을낮추고, 계통연계에대한안정성을확보하는연구에비중을두는전략이다. 에너지부는 Wind Energy 프로그램에따라기술개발을진행하고있다. 이프로그램은풍력시스템의발전원가절감, 성능및안정성향상에집중하고있다. 이프로그램의궁극적목표는풍력에너지사용증가를통해유가 / 환경문제의경제적인부담을줄임과동시에국가에너지수급에이바지하게함으 제 2 장그린에너지시장및기술동향 51

87 로써국가에너지정책기반을강화시키는것이다. 미국은해상용풍력발전기시장의잠재성을확인하고, 2009년해상용풍력발전시장진입을위한연구가증가하고있다. 현재보유기술과해상용풍력발전기의장기적인원가절감방안에대하여평가, 고려하고있으며, 2006년 NREL은해상용풍력발전기의설계를위한시뮬레이터를개발하였다. 현재해석과평가를위하여모델과다양한형태의기초구조물에서의해상용풍력발전기를비교하는작업이진행중이다. 표 미국대형풍력발전기기술개발로드맵 연도 로드맵 육상풍력의기술발전을위한 프로그램의완성 블레이드 증속기 발전기 전력소자등의개발 육상풍력 센트 근거리해상풍력 센트 원거리해상풍력 센트 프로그램의실행 대형풍력발전기의성능시험 해상풍력발전시장진출 의첫번째과제인육상풍력발전기기술의완성 자료 : 한국에너지기술연구원 (2009) 대형풍력발전기제어기개발 대형발전의계통연계를위한해석및제어방식개발 육상풍력 센트 해상풍력 센트 일본의경우, 2005 년전까지는 1MW 이상의풍력발전기업체가단 지하나에불과하였으나지금은미쓰비시 (MHI) 와후지 (FHI) 2 개회 사가풍력시장에진출하고있다. 미쓰비시는 2006 년에 2.4MW 풍력 52

88 발전기를요코하마에건설했고, 후지는 2MW 풍력발전기설비를개발하였다. 기술적인문제들로는계통연계, 태풍, 번개, 언덕등지에서의강한돌풍이있다. 따라서정부는이러한문제점등을등급화하는가이드를설정하기위해위원회등을발족시켰다. 풍력발전의변동성으로단지조정참여에소극적인전력회사들을설득하고있으며대용량풍력발전연계로말미암은계통안정도향상을위한배터리응용등의발전기술향상을위해발전자원을지원하고있다. 국내그린에너지기술현황 가. 태양광 국내의경우, 2003년이후반도체급고순도실리콘이태양전지급수요량을초과하는경향을보였으나, 태양광산업의급격한발전으로 2007년부터태양전지급수요량이약 17% 증가하였다. 최근몇년간실리콘수요량급증함에따라실리콘의효율적활용을위한노력을더하면서웨이퍼두께는 220 에서 180 로감소하였으나, 국내에서는이러한박형결정질실리콘태양전지연구가전혀없는상태이다. 국내에서는 2000년삼성 SDI가연구실단위에서변환효율 20.1%, 면적 46.9cm² 단결정함몰전극형실리콘태양전지를개발하였다. 2004~2005년 KPE에서저가형인스크린인쇄기술과플라즈마질화막으로표면처리하여단결정및다결정 125mm 125mm 면적에서각각 17.5%, 15.5% 이상의고효율을달성하였고연간 30MW 양산시설을가동중이다. 또한, 2007년삼성 SDI가 17.1% 의고효율후면전극형다결정실리콘태양전지개발에성공하였다. 제 2 장그린에너지시장및기술동향 53

89 CIGS 태양전지의국내기술개발동향을살펴보면, 10) 한국전자통신연구원에서는소다라임유리기판에서 17.5% 이상의고효율및스테인리스스틸기판에서효율 13.95% 의 CIGS 박막태양전지기술을보유하고있다. 한국에너지기술연구원은유리기판에 19% 및폴리머기판에서 7% 효율의기술을보유하고있다. CIGS의높은광변환효율때문에기업체에서는상용화에큰관심을가지고있다. 비정질 Si 박막태양전지의국내기술개발동향을살펴보면, 11) 한국철강 (20MW), 알티솔라 (25MW) 에서생산설비를보유하고있다. 박막 Si 태양전지를연구하는정부출연연구기관으로는한국에너지기술연구원, 한국전자통신연구원등이있으며, 한국과학기술원, 고려대학교, 성균관대학교등에서도다년간연구를수행하고있다. 한국전자통신연구원에서는현재단일접합 Si 태양전지로 9.8% 의효율을얻고있으며, Si/SiGe 템덤셀기술과다양한접근방법을통해광캡처기술을개발하고있다. 전황수외 과윤선진외 에서발췌정리하였다 전황수외 과윤선진외 에서발췌정리하였다 54

90 표 박막태양전지국내기술현황 분류 현황및주요기관 단일접합및적층형박막태양전지연구개발진행중 소면적효율 달성 세계수준 서울대 경희대 성균관대 실리콘박막 상용화 기업현황 한국철강 주 모듈 년 월상용화시작 국내주성 레이저등일부외산장비사용 모듈효율 세대유리기판 알티쏠라 모듈 년상용화예정 일본 도입 효율 세대유리 삼성전자 효성 디스플레이 전자 사업화검토중 또는자체개발기술및장비활용전략 계박막 동시진공증발법및스퍼터링공정을이용한유리기판 태양전지기술개발 동시진공증발법 스퍼터링 셀렌화공정 미니모듈 동시증발법 중앙대 영남대 목포대 고려대 신라대 박막증착 태양전지 투명전도막기술개발중 마이크론 주 에너지기술연구원과의기술이전을통하여동시진공증발상용화법을이용한 태양전지및모듈기술개발진행중 기업현황 에너지 주 화학 주 삼성전자 주 등 다양한 광흡수층증착방법을이용한기술개발및사업화검토중 염료감응 고려대 한양대 서울대 부산대 인하대 가톨릭대등많은연구기관및학교에서염료감응태양전지기술개발진행중 국내수준 소면적 서브모듈 상용화 동진쎄미켐 세아이엔티 씨엠에스테크놀로지 나노팩 삼성종합기술원 이건 기업현황 창호등염료감응태양전지연구개발진행중 소재및장치 자료 : 한국에너지기술연구원 (2009) 주성엔지니어링 주 실리콘박막태양전지용 공급중 현재 모듈 효율 세대유리기판 디스플레이장치업체 기반기술을바탕으로박막태양전지관련장치및공정개발에주력 알파플러스 주 광흡수층제조용 및대면적증착장비개발중 한국유리 삼성코닝정밀유리 박막태양전지용 사업화검토중 소디프신소재 주 실리콘박막태양전지용 가스상용화진행중 제 2 장그린에너지시장및기술동향 55

91 DSSC의경우, 12) 국내외기업에서개발이활발하게진행되고있으나, 완제품의시장판매는아직미미한상황이다. 국내에서는삼성 SDI, 동진세미켐, 이건창호, TG에너지, 상보등에서꾸준히연구개발을하고있으나, 시장에대량진출은아직이루어지지않고있다. 소재별로특화된기업은이앤비코리아가이산화티타니아를생산하고있고, CSelsolar와오영산업에서염료를생산하고있다. 박수억외 (2012) 에의하면, 태양광의기술경쟁력을가진나라중기술영향력과시장확보를동시에갖춘나라는미국이유일하다. 태양광기술영향력은미국, 일본, 독일, 대만, 한국순이며, 시장확보력은독일, 미국, 일본, 한국, 대만순이다. 최근 10년간미국, 일본, 유럽, 한국에서등록된특허건수는 2007년이후급속히증가하였으며, 우리나라는 2009년이후부터태양전지특허등록에서일본을앞서고있다. 태양전지기술별등록현황에서는결정질실리콘, 실리콘박막, 유기태양전지순으로특허등록수가높다. 우리나라의특허건수비율에서, 유기태양전지가 17.7%, 실리콘박막태양전지 16.2% 를점유하고있으나, 기술영향력이나기술확보력측면에서뛰어난성과를이루지못한것으로분석된다. 태양전지시장은결정질실리콘태양전지기술을기반으로박막태양전지및염료감응, 유기등차세대태양전지기술로기술다각화되고있다. 3세대태양전지인염료감응과유기태양전지는일본과미국이최고의기술을확보하고있다. 국내시장의경우, 결정질실리콘태양전지는이미세계수준에도달하였지만, 박막태양전지는실제시스템구현단계이고, 3세대태양전지는시스템구현단계에서상용화까지상당한시간이소요될것으로예상된다. 전황수외 과윤선진외 에서발췌정리하였다 56

92 그림 태양광분야기술경쟁력 자료 : 박수억외 (2012) 그림 태양광분야별기술수준 자료 : 박수역외 (2012) 제 2 장그린에너지시장및기술동향 57

93 나. 풍력 국내풍력발전시스템은 대체에너지개발촉진법 에따라체계적인기술개발이시작되었다. 750kW급, 1.5MW급풍력발전시스템개발및실증이완료되어국제인증을취득하였으며, 2MW급의중대형풍력발전시스템개발이완료되어현재실증연구가진행중이고, 3MW급해상풍력발전시스템의개발이진행중이다. 향후풍력발전시스템은점차대형화되는추세이며, 해상풍력발전시스템의수요가점차로증가할것으로예상된다. 분류 육상풍력발전 해상풍력발전 풍력발전시스템용부품국산화개발 표 국내풍력발전시스템기술개발현황 개발현황 급 풍력발전시스템개발완료 상용화 유니슨 급 풍력발전시스템개발완료 실증중 효성 급육상용풍력발전시스템개발및실증완료 한진 급 풍력발전시스템개발완료 운전중 효성 급 풍력발전시스템개발완료 유니슨 해상풍력실증단지조성연구 에기연 해상용 급풍력발전기개발진행중 두산중공업 급 급발전기및증속기 효성 급기어드타입발전기용증속기 효성 급 형발전기 유니슨 급 발전기 효성 급 형발전기 보국전기 급 급블레이드개발및 급개발중 급 급 용전력변환기개발 플라스포 급 급 용전력변환기 효성 자료 : 한국에너지기술연구원 (2009) 58

94 표 선진국대비국내기술수준 핵심기술내용국외현황국내개발현황수준 개념설계및통합기술 급상용화 급실증단계 시스템하중해석기술 평가항목에알맞은 의조합 기술자립도부족 제어시스템기술 제어 및알고리즘최적화 기술자립도부족 블레이드기술로터직경 급개발 로터직경 급개발완료 피치 요베어링기술 급용량개발 급용량개발 증속기기술고효율 급실용화설계및평가기술미흡 풍력발전시스템 발전기기술 급발전기실용화 급발전기개발 기술 급 실용화 급 개발완료 타워기술 이상급하이브리드타워설치 급타워설치 해상용기초기술 부유구조연구중해상구조물설계단계 주물품기술 급주물품개발 급주물품개발 변압기기술 해상용풍력터빈변압기개발 시험평가기술각요소별 시험시험인프라부족 인증기술 인증제도보편화국제구격제정 참여국증가 국외인증의존인증능력확보중 시스템감시진단기술 해석및계측통한시스템검증 개발및실용화 시스템감시기술의풍력시스템적용단계 자료 : 한국에너지기술연구원 (2009) 제 2 장그린에너지시장및기술동향 59

95 국내풍력기술개발기본전략은기술개발품 (2MW, 3MW) 의대규모실증 / 상용화발전단지조성을통하여납품실적및운영노하우확보로세계시장조기진입을유도하여, 세계수준개발역량확보를위한전략적기술개발병행추진 (5MW 대형해상풍력등 ) 하는것이다. 국산풍력개발품 (2MW, 3MW) 은상용화발전단지조성을통해국외진출에필요한운전실적및운영노하우확보를하고자한다. 표 풍력부문전략품목별특장점 단기성과도출품목 전략품목명 수출주도형육상풍력시스템 대단지용해상풍력시스템 특장점 급육상용국산주력품목 전세계적으로가장수요가많은품목으로국산풍력양산시수출전망이밝음 효성중공업 년양산 유니슨 년양산 현대중공업 년양산 급해상용풍력발전 해상풍력경제성확보를위해필요한시스템 두산중공업 년양산 장기투자품목 차세대초대형풍력발전시스템 미래형부유식풍력발전시스템 자료 : 한국에너지기술연구원 (2009) 급대형해상용풍력발전시스템으로 세계풍력주력상품 년이후 미래수출시장선도를위해필요한품목으로 풍력기술선진국도전략적으로개발중 효성중공업 기술개발중 대수심해상풍력시장선점 년이후 풍황은양호하나수심이깊은 이상 해상지역풍력발전경제성향상 원천기술개발추진중 60

96 에너지기술의특징과정부의역할 가. 에너지기술의특징 각분야의기술이개발되는과정에서많은분야의기술들에공통적으로적용될수있는사항들이존재하지만, 각분야기술만이갖는구조적문제들도존재하게된다. 에너지부문의기술혁신에서도다른산업에서는찾아보기어려운구조적특징이존재한다. 13) IT기술과달리에너지기술은신속한보급이이루어지기어려우며, 안정성과환경문제로기술의채택이점진적으로이루어지는분야고유의특성이존재한다. 에너지기술혁신이갖는고유특징들은기업들이에너지부문에투자하는것을대해매우조심스럽게만들며, 결국에너지부문에서정부의역할을더욱중요하게만든다. 에너지부분의고유특징들은다음과같다. 첫째, 자본비용이높으며자산회수가느리다. 에너지인프라를건설하기위해서는수십년의기간과매우많은투자비용이요구되어진다. 또한, 한번지어진기반시설의수명은일반적인산업의기반시설에비해월등히길다. 둘째, 기존자산의경쟁우위가높다. 비록신기술이성능면에서우 는에너지시스템이갖는고유의문제점들을통해에너지기술혁신에서정부와민간의역할에대해논의하였다 제 3 장국외그린에너지기술사업화지원제도현황 61

97 월하다하더라도, 기존에너지시설을새롭게등장하는경쟁기술과비용측면에서비교했을때, 높은건설비용과긴시설수명으로기존의에너지기술또는시설이새로운기술과시설보다상당한비교우위를차지한다. 셋째, 상품이일용품화 (comoditized) 되어기술적차별화여지가적다. 에너지부문에서, 전기는어느발전원에따라생산되느냐에따라서성능이변화되지않으므로, 소비자들은자신들이소비하는전기라는상품이현대식풍력발전소에서생산되었는지, 아니면오래전에지어진화력발전소에서생산되었는지를중요하게생각하지않는다. 넷째, 기존의기술들이 안정성 프리미엄을가지고있다. 에너지부문에서는안정적에너지공급이가장중요한이슈이다. 에너지공급의안정성은미래국가안보와경제성장에서중요한요인으로작용하게되므로, 각국의정부들은안정적으로에너지를공급할수있는검증된기술을선호하게된다. 에너지신기술이국민의신뢰를얻기위해서는많은시간이소요된다. 다섯째, 에너지부문은엄격한규제를받고있지만, 혜택이제한적이다. 에너지산업은환경문제와밀접한관련이있기때문에많은측면에서엄격한규제를받는다. 원자력의경우, 환경과안전성문제에관련된많은국제적규제들이존재한다. 그리고에너지기술이갖는고유의특징으로인하여기존의기술이비교우위를갖는환경은신기술의도입을지체시키며, 그로인해혜택이축소될수있다. 결과적으로에너지기술부문에서는신기술을조기에도입하는데대한인센티브가낮다. 62

98 나. 에너지기술에대한민간부문투자의장애요인 에너지부문에서당면과제와기회는기술에따라매우다양하다. 예컨대바이오리파이너리 (biorefinery) 를시연 (demonstrate) 하는데있어나타나는당면과제는새로운에너지저장기술을사업화하는데발생하는당면과제와상당히다르다. 이러한에너지기술과하위부문에서나타나는이질성 (heterogeneity) 은모든에너지기술에대한문제에들어맞는해결책은존재하지않는다는것을뜻한다. 그럼에도에너지기술의시연 (demonstration) 에서나타나는공통된장애요인이존재한다. 대표적인장애요인으로는첫째, 대규모프로젝트에필요한자본의접근성, 둘째, 기술위험, 셋째, 정책및규제의불확실성등이있다. 원자력발전, 고급석탄기술, 바이오연료기술등에서첫번째, 두번째장애요인이중요하게작용한다. 스마트그리드, 해상풍력발전, 지열발전, 공익사업용전력저장 (utility-scale storage) 기술, 교통수단, 가전제품, 건물의최종소비효율향상등에서는세번째장애요인이중요하게작동하다. 민간부문이대규모실증프로젝트에대한자금을조달하는데어려움을겪는다. 기업이위험을인식하는데있어투자규모의중요성에충분한주의를기울이지않게될위험이있다. 기업은본질적으로신기술에대한투자를구매옵션 (buying options), 즉상이한결과로이어지는서로다른옵션으로여긴다. R&D 단계에서는기술위험및여타의위험이매우높은데도불구하고기업은연간 5천만달러의 R&D 예산을상대적으로비용이적게드는옵션으로여길수있다. 반면, 5 억달러가소요되는대규모시연프로젝트경우에는 R&D 단계에비해기술위험이현저히줄어들었다고하더라도이야기가다르다. 대규 제 3 장국외그린에너지기술사업화지원제도현황 63

99 모시연프로젝트는기존의성숙기술 (mature technology) 과경쟁해야할뿐만아니라, 그투자규모때문에훨씬더값비싼옵션으로여겨진다. 즉, 자본을다른곳에투자할가능성을줄임으로써내재비용 (implied cost) 을높이기때문이다. 원자력, CCS, 고급석탄및바이오리파이너리 (bio-refinery) 기술등은투자규모가어떻게기술위험을현격히증폭시키는장애요인으로작용하는지를명확히보여준다. 바이오리파이너리와같은특정기술의경우, 소규모모의 (pilot) 프로젝트로는사업화단계로진입하는데필요한성능과비용정보를얻어낼수없기때문에안정성과성능을입증하기위해서는대규모의실증설비를건설할필요가있다. 한편, 태양광발전과같은여타의기술의경우에는개별요소 ( 제품 ) 의성능과안정성이기존에증명되었다고하더라도, 대규모실증프로젝트를통해실제생산에서규모의경제에따라비용이낮아질것임을입증해야할때도있다. 기술위험은투자를가로막는가장명백한장애요인일것이다. 시연의가장주된목적은해당기술의비용과성능이당초의의도대로임을입증하는것이다. 프로젝트의건설및운영단계에따라이러한위험은다르다. 시연프로젝트의건설단계에서는주어진기간과건설예산내에서해당시설이구체적사양에맞추어구축될수있는지를확인할수있게마련이다. 한편, 운영단계에서는운영비용, 효율성 (efficiency/output performance), 가동률 (availability factor), 유지비용등을비롯한다양한성능요소와더불어환경성과 (environmental performance) 또한입증해야한다. 정책과규제는에너지기술의거의모든측면에있어서지대한영향을미친다. 정책과규제의부족또는불확실성은사업화를가로막는 64

100 주된장애요인이다. 아래목록은사업화에대한민간부문의투자의지또는능력을약화시킬수있는불확실성및기타요인중일부다. 첫째, 정책및시장의불확실성이존재한다. 탄소가격책정이나탄소배출과관련된여타의규제와같이불확실한신생정책의경우, 민간부문은자연히이에관련된섣부른예측을꺼리게된다. 현행정책의지속여부에대한불확실성도신기술에대한인센티브에지대한영향을미칠수있다. 예를들어생산자세제혜택 (production tax credit) 이연속성없이간헐적으로시행됨에따라풍력발전의수요또한큰폭으로변동하였다. 또한, 현행정책이지금과같은형태로지속되지않을가능성을암시하는징후가나타나거나관련규제 (mandates) 가구체화되지않을징후가나타날경우에는이러한불확실성이규제에의해만들어진시장 (markets created by mandates) 에도적용될수있다. 둘째, 법적불확실성이존재한다. 일부기술에는이를가능케하는 (enabling) 법률제정이요구된다. 예를들면탄소격리 (carbon sequestration) 에는탄소가격책정과는별도의법적 규제적체제가필요하다. 셋째, 네트워크접근성이존재한다. 기존에구축된네트워크는규제를통해진입장벽을낮출수있는경우를제외하면현재의기술을선호한다. 해상풍력발전은전력계통망에대한접근권없이는기존의전력생산원들과의경쟁이불가능해질수있으며, 스마트그리드기술의통합등이이경우에해당한다. 넷째, 규제의인식이존재한다. 공익사업용전력저장 (utility-scale energy storage) 에투자하는공익사업체들은규제구조아래서자신들의투자에대해어떠한방식으로보상받게될지확실히알수없다. 제 3 장국외그린에너지기술사업화지원제도현황 65

101 다섯째, 인프라개발의불확실성이존재한다. 바이오연료를위한바 이오매스공급네트워크, 전기자동차를위한충전네트워크등신시 스템에대한신규인프라조성이이에해당한다. 다. 에너지부문에서의정부의역할 안정적에너지공급은경제활동뿐만아니라일반대중의일상생활에필수적이며, 국가안보와환경문제에중대한영향을미친다. 전기, 자동차, 석유산업의발전등에너지생산성의혁신은소비자에게전례없는삶의풍요를가져왔으며, 경제성장을이끌었다. 그러므로환경문제를줄이면서저렴한가격으로안정적으로에너지를공급하는것은에너지부문에서가장중요한기술혁신이슈이다. 비록민간이에너지부문에서중요한역할을해왔고앞으로도할것이지만, 정부가에너지부문에서선도적인기술혁신의통합적역할을계속해서수행하리라는것은의심할여지가없다. 특히에너지분야의 RD&D( 연구, 개발, 실증 ) 부문에역할을할것으로기대된다. 14) 정부의역할은대부분기초연구단계에서부터새로운아이디어와진보된기술을창출하며, 뒤이어연구된결과의시연, 사업화에도움이되는환경을육성하는것이다. 그러나에너지부문에서는정부의역할이적절한시장과제도적환경을창출하는것을넘어선다. 실제로, 전세계각국정부는새로운기술의발전을육성하기위해서공공적자금을지원하는 R&D와시범사업, 조달, 기타정책 ( 세금, 보조금, 규제등 ) 등을실행했다. 정부개입의근거는두가지를들수있다. 첫째, 근본적으로국가 에서도미국정부의에너지혁신정책에서의역할을강조하였다 66

102 이익에이바지하는혁신에대한지원을민간부문에남겨둘수없다. 민간시장은일반적으로강한군대제공과같은특정한혜택에대해존재하지않기때문이다. 따라서사회수요수준의혜택을보장하기위해정부가참여해야한다. 둘째근거는지식확산과무임승차자 (free-rider) 문제의이론과사례에기초한다. 기업이기초과학과 R&D에투자하면, 그들은기업뿐만아니라사회전반에혜택을주는지식확산을가져온다. 나머지다른기업들은경쟁기업의 R&D 투자에무임승차하게된다. 개별기업은이러한종류의투자혜택을금전적으로보상받으려하므로민간부문은구조적으로사회에줄수있는잠재적인이익보다상대적으로낮은수준으로 R&D에투자하게된다. 기술혁신에대한민간참여의강력한인센티브가존재한다면 R&D 투자가낮다는사실은중요한문제가되지않는다. 예를들어, 발전된석유 가스시추기술에정부의지원이필요한것이냐는명확하지않다. 그러나기업의입장에서별로중요하게여겨지지않는공공이익이기술혁신에서중요해진다면정부는아마도유일하거나주요한혁신주체가될것이다. 기후변화의경우현재의종합적인온실가스규제의부재는민간기업이저탄소혁신을추구하려는인센티브가약하거나없다는것을의미한다. 민간투자인센티브의부재는에너지기술이가지는독특한특징과함께에너지기술혁신을방해한다. 에너지기술은자본집약적이고장기간연구와투자가필요하므로, 기존의에너지기술이경쟁적우위를점하고있다. 시장은에너지가격이요동치고, 국가의에너지정책이유동적인상황에서투자의결과가수십년에걸쳐나타나는고비용, 고위험을감수하면서투자를추진하지않 제 3 장국외그린에너지기술사업화지원제도현황 67

103 는다. 에너지관련시장은완전경쟁시장과는차이가있다. 에너지기술은정부차원에서상당한규제를받고있으므로, 일반적으로규제의불확실성, 정보의부족, 과거정책에의한왜곡으로혁신을천천히수용하게된다. 에너지부문에대한저조한민간투자그리고에너지부문의특수한성격은경제적, 국가안보, 환경적이익이걸려있는에너지기술혁신에서정부의직접적지원에대한명확하고설득력있는정당성을제공한다. 국외그린에너지기술사업화지원제도 가. 미국 미국 DOE(Department of Energy) 는 2011년 5월국가차원의에너지안보및기후변화에대응할수있는 6개부문 ( 청정전력, 전력망의현대화, 빌딩과산업의효율향상, 대체연료, 점진적인전화, 수송수단의효율향상 ) 에서에너지기술개발및보급전략을발표하였으며, 시장의요구를만족하는기술개발을촉진하고자새로운 RD&D를도입하였다. 미국의에너지기술개발사업은 DOE 내프로그램오피스 (Program Office) 에서추진되고있으며, 이중 ARPA-E(Advanced Research Projects Agency-Energy) 는혁신에너지기술개발을담당하며, EERE(Office of Energy Efficiency and Renewable Energy) 는효율향상및신재생에너지기술개발사업을추진한다. 68

104 표 신규 추진방법 추진방법 주요내용 에너지기술개발의주요장애요인을과학적으로해결할수있는리서치컨소시엄을구축하여 추진 기술개발단계에서부터상용화를고려할수있도록기초과학연구와응용기술이연계성강조 기존기술의향상또는과학적지식탐구가아닌혁신적이고새로운기술개발에중점 기술개발과제조시스템디자인을동시에충족시켜서상용화및보급시간을단축 자료 : 김현경 (2011) 표 중점분야혁신에너지기술 상용화기술융자프로그램전력 송 배전 기술에너지효율향상 신재생에너지환경기술화력발전기술인디언에너지프로그램오염지역관리프로그램원자력기술과학기술 자료 : 김현경 (2011) 제 3 장국외그린에너지기술사업화지원제도현황 69

105 ARPA-E는 2007년 America Competes Act에근거하여설립되었지만, American Recovery and Reinvest Act를통해서 4억달러를지원받은 2009년까지실질적으로존재하지않았다. ARPA-E의목적은에너지기술개발에있어서장기적고위험, 기술적위험을극복하는것이다. ARPA-E는이를위해서다음의두가지목적을추구한다. 첫째, ARPA-E는에너지기술개발을통해서미국의경제적안정을추구하는것을목표로한다. 둘째, ARPA-E는미국이고급에너지기술들을개발하고시연하는데있어서선도적지위를유지하는것을목표로한다. ARPA-E의지원분야는빌딩효율성, 에너지저장, 바이오매스에너지, 탄소포집, 태양전지, 신재생에너지발전등을포함한다. 그림 자금지원프로젝트분야 자료 : ARPA-E s Fiscal Year

106 ARPA-E는새로운프로젝트들을지원하기위해서 2012 회계연도에 5억 2,194만달러를요청했다. ARPA-E는 2012년다음의프로젝트에정치형동력 (Stationary Power) 1억 3천만달러, 전기인프라 (Electrical Infrastructure) 8천만달러, 효율 (End Use Efficiency 1억 5 백만달러, Embedded Efficiency 6천만달러 ) 1억 65백만달러, 교통시스템 (Transportation System) 1억 15백만달러의자금을지원한다. EERE는예산이 2003년 12억달러에서 2012년 32억달러로급속히늘어난 DOE 내에서가장큰 Program Office이다. EERE는에너지효율과신재생에너지기술들의발전을가속하며, 시연을용이하게하고, 미국에너지안보, 환경문제, 경제활력을강화시키는시장기반해결책들을구한다. 표 에너지효율향상기술개발계획주요내용 분야수송기술빌딩기술산업기술자료 : 김현경 (2011) 계획및목표 차세대배터리기술 파워일렉트로닉스 전기모터를포함한전기자동차기술개발에주력할계획임 또한 소재의경량화 첨단연소엔진개발도계획중 조명 창 난방 통풍 냉방등의차세대빌딩기술개발 빌딩부문에신재생에너지를활용하는방법등을개발하여 년까지가정 상업부문의에너지효율을 향상시키는데기여할계획임 첨단제조기술개발 차세대소재개발 보급촉진 인력양성등을통하여산업부분의에너지및탄소집약도를감축할계획임 제 3 장국외그린에너지기술사업화지원제도현황 71

107 표 신재생에너지기술개발계획주요내용 분야수소 연료전지바이오매스태양에너지풍력에너지지열 계획및목표 수송용 정치형 휴대용연료전지기술개발을지속적으로추진하면서 년 이었던촉매를 년예산으로 로향상시키는것을목표로하고있음 셀룰로오스에탄올시범플랜트사업을추진하고민간기업과협력관계를구축하여비용효과적인바이오정련기술보급에주력 바이오매스전환을혁신하여바이오에탄올가격을 에탄올 갤런 목표로하고있음 년보조금없이태양광전력단가를 로떨어뜨려 를달성하는것을목표로하고있음 를통해서 내 와 와협력하여 모듈 밸런스시스템 파워일렉트로닉스에지속적으로투자할계획임 또한 열저장시스템을포함한 기술개발에주력할계획임 차세대풍력드라이브트레인 동력전달장치 개발에주력하여기존보다비용효과적이고효율이높은풍력터빈을건설하는것을목표로하고있음 또한 해상풍력기술개발및시범사업에지속적으로투자할계획임 첨단탐사기술을활용하여열수자원개발에주력하고지열을국가차원의신재생에너지원으로활용할수있도록노력할계획임 자료 : 김현경 (2011) 주정부의경우, 2008년제정, 통과된 Massachusetts Green Jobs Act of 2008 에따라서매사추세츠청정에너지센터 (Clean Energy Center, CEC) 가설립되었으며, 매사추세츠청정에너지사업개발을위한자금지원 (Renewable Energy Trusts, RET) 서비스가 CEC로이전되었다. CEC는주차원에서설립된준국가연구개발기관으로청정에너지산업발전에대한연구를수행한다. RET는 1998년매사추세 72

108 츠입법부가만든최초의국가수혜기금 (public benefit funds) 을청정에너지관한기술, 제도, 시장장벽을극복하거나인프라구축, 소비자인식을전환하는데사용하고있다. CEC는기존화석연료기술에대해서는지원하지않으며, 최대 50만불까지벤처투자를한다. RET에서주관하던 SEED(Sustainable Energy Economic Development) 는 CEC가주관하게되었다. SEED는매사추세츠에서의신재생에너지의기술사업화와혁신에대하여지원을해왔다. SEED는상품개발과관련된신재생에너지기술에대해서초기단계의기업에유동자금을지원해왔으며, 기업들이민간자본에접근을더용이하게하였다 년이래 SEED는총 490만달러의금액을 15번에걸쳐지원하였으며, SEED를지원받은회사중 7개의회사는막대한민간투자를얻어낼수있었다. SEED를지원받은기업들은매사추세츠에서 2억 37백만달러의가치와 150개의일자리를창출하였다. 미국의그린에너지기업생태계조성방향미국에너지혁신위원회 (AEIC) 15) 는청정에너지기술의발전에공적투자를통해미국의에너지기술리더십을확보하고새로운산업들에서고용을창출하고강력한경제성장을촉진하고자 2010년 A 은 의전 의 의 의전 의전 이자 의의장 의 의 총 명의위원으로구성되며 로부터지원을받는다 의임무는청정에너지기술의발전에공공자금을투자하여미국의에너지기술에서의리더쉽을되찾고 일자리를창출하며 경제적성장을촉진시키는것이다 는건강보험 에너지 국가안보 수송 과학과경제정책에관한이슈들을분석하고최선의해결책을도출하기위해미상원위원들에의해 년설립된비영리단체이다 제 3 장국외그린에너지기술사업화지원제도현황 73

109 Business Plan for America s Energy Future(BPAEF) 를발표하였다. 미국의비즈니스리더들은현재미국의에너지시스템이미국경제의성장동력으로서역할을하지못한다는인식아래청정하며효율적인에너지기술혁신을통해서에너지시스템을현대화해야한다고주장한다. 에너지부문의기술혁신은방대하고잠재력이있지만무시되고있다. AEIC는더욱효율적이고, 안정적이고, 깨끗한새로운기술을개발하고시연한다면미국경제의패러다임이바뀔수있으므로, 공공부문은미국의청정에너지미래를위해미국시장의창조력과자본을활동적으로만들정책을취해야한다고주장한다. 미정부는기술혁신이미경제력의원천이며, 경제성장의원동력이라고생각한다. 하지만수년간에너지부문에대한투자는미미하였으며, 기술혁신또한초라한성적을거둬왔다. 기술의존적인주요부문에서, 에너지부문이판매액대비 R&D 비중이가장낮다. AEIC는에너지부문기술혁신의부족하여미국경제가에너지가격변동에민감하게반응한다고판단하고, 이에따라전통적에너지원에대한의존도를낮추고안정적청정에너지공급확보를우선적정책으로삼아야한다고주장한다. 기후변화가전지구적이슈가되고환경비용이급격히증가하는현실에서, 미국은환경과에너지부문에서지도적위치를확보하지못하고있다. AEIC는스마트한투자와정책의혼합으로청정에너지미래를달성하고, 에너지부문의리더십을확보하길원한다. 74

110 그림 주요분야별판매액대비 비중 자료 : A Business Plan for America s Energy Future(2010) 가격이하락하는태양광전지는알맞은가격으로주도적전원 (power source) 이될수있으며, 차세대원전은안정성과저비용의가능성을가지고있고, 기술이진일보한바이오연료는석유의성장가능한대체재가될수있다. 이처럼에너지부문에는큰보상을받을수있는중대한기술혁신가능성의기회가다수존재한다. 청정에너지미래를위한기술혁신을촉진하기위해서는정부와민간부문의협력이필요하다. 하지만 AEIC는현재종합적인국가적에너지전략이없다고생각한다. 성공적인에너지기술혁신을위해서세가지조건이필요하다. 첫째, 새로운발명을위한연계망이구축되어야한다. 16) 둘째, 새로운발명에대한시장수요를촉진시키는정책이필요하다. 는첫번째조건에대한설명이다 제 3 장국외그린에너지기술사업화지원제도현황 75

111 셋째, 새로운발명을창조하고시연하는능력을갖춘, 고도로숙련된고급인력이양성되어야한다. RD&D(research, development, and deployment) 는기술혁신을촉진하고새로운기술의시장채택을유도하는보완적에너지정책들과같이실행되어야한다. 강력한시장신호는기술연구와민간부문의참여를증가시키고, 실험실과시장간장벽을줄이며, 에너지기술을더효율적으로만들수있다. 특정한메커니즘과관계없이, 성공적에너지정책들은세가지특징을가지고있다. 첫째, 에너지정책은장기간가격또는시장신호를제공한다. 단속적인 (on-again, off-again) 정책은기술의진보를방해하고민간부문의투자를저해한다. 둘째, 에너지정책은기술간경쟁을촉진시킨다. 좋은기술과낮은비용을기반으로시장이자율적으로최적의기술을선택하게하는것은혁신의매우강력한동력이다. 셋째, 에너지정책은기술의능력개선에계속해서보상해준다. 기술성능평가에있어서신뢰할만하고예측가능하며주기적인조정 (adjustments) 은연구와혁신을촉진시킨다. 이러한정책들의효과는새로운에너지기술에대한크고지속적인시장을창출해낸다. 에너지기술의혁신을위한생태계조성을위해서보완적시장정책과교육개혁은필수적요소이다. 에너지기술의혁신과사업화를위해서정부의간여는필수적이다. 정부는에너지혁신에투자를촉진시키고대규모에너지프로젝트의위험을완화시킬수있는에너지기술혁신과사업화를위한생태계를 76

112 조성하여야한다. 이를위해서, AEIC 는 BPAEF 를통해서다섯가지 제안을내놓았다. 제안 1. 독립적국가에너지전략위원회 (national Energy Strategy Board; ESB) 창립미국은현실적이고, 기술적으로강건하고 (robust), 장기적인국가적에너지전략을마련하지않고있다. 에너지전략없이, 에너지정책에대한효과적인평가를할수없으며, 새로운에너지기술의발전을위한전반적구조 (framework) 를만들수없다. 에너지전략의부재는유가로말미암은경기후퇴, 환경파괴, 무역적자, 국가에너지공급안정성문제, CO 2 배출증가그리고에너지기술혁신의부재를유발하였다. ESB의역할은첫째, 국회의국가에너지계획을발전시키고감시하며, 둘째, 새로운에너지도전프로그램을감독하는것이다. ESB는정부에독립적으로존재하면서에너지기술과에너지시장에관련된전문가들을포함하면서정치적으로중립적이어야한다. 제안 2. 청정에너지기술혁신에매년 160억달러를투자미국의경쟁력을강화유지하기위해서, 청정에너지기술혁신에상당하고계속된투자를감행할필요가있다. 현재매년투자하고있는 50억달러보다최소한 110억달러가더증가하여야한다. 또한, 이러한자금제공은다년간공약 (commitments), 잘정의된성과목표와함께이루어지고, 상당한규모에도달가능한기술에초점을맞추고정치적간섭으로자유로워야한다. 이러한투자가이루어지지않으면, 다른계획들은성취될수없을것이다. 160억달러의투자는에너지 제 3 장국외그린에너지기술사업화지원제도현황 77

113 미래를위한비즈니스계획의구체적사항을위해필요한최소한의 금액이다. 제안 3. 에너지분야의전문가들이있는 Centers of Excellence 를창립기술혁신은고가의장비와잘훈련된과학자, 다년간의자금제공이필요하다. 혁신에참여한기관들이서로가까운위치에있으면서경영상의목적들을공유하고결과에대해서로에게책임을함께질때, 기술혁신은효과적으로실행될수있다. 또한, 비슷한문제를고민하는여러기관에자원이적게투입되면안된다. 이를위해서, 에너지혁신을위한 Center of Excellence의창립이요구된다. 미국에너지부가에너지혁신허브 (Energy Innovation Hubs; EIH) 를새롭게만든것은이러한센터의좋은시작이지만, 바람직한결과를달성하기위한충분한자금을제공해오지않고있다. Center of Excellence가효과적으로기능하고결과를도출하기위해서는, 이센터들이유망한발전들을추구할유연성을가져야한다. EIH는중요한에너지이슈분야에서의과학적발견들을촉진하는기초그리고응용연구를혼합한통합된연구센터이다. 제안 4. ARPA-E에매년 10억달러를투자 ARPA-E는에너지기술혁신을상당히촉진해왔다. ARPA-E는에너지가생성되며, 저장되고, 사용되는방법을변화시키는고위험, 고수익기술들에초점을맞춰왔다. 프로젝트를수행함에자치권, 예산, 그리고지지의명확한신호가주어진다면, ARPA-E는장기적성공에대한높은잠재성을지니고있다. 78

114 제안 5. 대규모선행적 (pilot) 프로젝트들을만들기위한새로운에너지도전프로그램 (New Energy Challenge Program; NECP) 설립과자금제공미국에너지기술혁신시스템은대규모아이디어를사업적규모로변환시키는메커니즘이부족하다. 진보된에너지기술의사업화에자금을제공하고, 촉진하는 NECP의설립이필요하다. 이프로그램은연방정부와에너지산업간동반관계처럼건설돼야하며, 연방정부로부터독립된법인처럼운영돼야한다. NECP는 ESB에보고서를제출해야하고상업화이전, 대규모에너지시스템으로부터통합된완전한규모 (full-size) 의시스템테스트의전환에초점을맞춰야한다. 공공부문은단일연방지출금 (appropriation) 을통해서초기에 200억달러를지원할것을 10년동안약속해야한다. 프로젝트들이발달할수록이는민간부문자원의투자를늘릴것으로기대된다. 나. 영국 2001년영국은저탄소경제를건설하기위해서탄소감축, 에너지절약전략, 저탄소기술의사업화등을통해서저탄소사회로의이행을도와주는 Carbon Trust라는비영리조직을설립하였다. Carbon Trust 는저탄소녹색신기술의효율적인사업화를촉진하기위해서 Incubator( 창업지원, 육성 ) 프로그램을실행하여기술이사업화되는초기단계에서부터창업지원육성을위한자원과정보를제공하고있다. Carbon Trust는청정에너지벤처자금의투자에대한자문을하기때문에, 청정에너지기술의상용화를촉진할수있는종잣돈 (seed investment) 을제공하는 Carbon Trust Investment Partners를설립하였 제 3 장국외그린에너지기술사업화지원제도현황 79

115 다. Carbon Trust는혁신적이고선구적인저탄소기술을소유한회사를설립하거나혹은그러한회사에투자하였다. 2010년 9월 Carbon Trust는케임브리지대학의사업화오피스인 Cambridge Enterprise와함께고성능, 저비용플라스틱태양전지의개발과제조를위해 Eight19를설립하였으며, Carbon Trust Enterprise와 Rhodia라는화학회사로부터 450만파운드의투자를유치하였다. 또한, 태양전지저비용유기태양광기술을이용한태양전지모듈을개발하는 Solar Press 에투자하여, 2011년 Clean Equity Monaco를수여받았으며, 같은해 Carbon Trust Enterprises로부터 1백만파운드를추가로지원받았다. 17) Carbon Trust Incubator Programme(CTIP) 의목적은과학자, spin-out 기업, 소기업들의저탄소녹색기술에관한비즈니스모델을구축하고지원하는것이다. CTIP 운영을위해, Carbon Trust는 Angle Technologies, Imperial Innovations, Isis Innovation, The Technology Partnership 4개기업과파트너십을맺었다. CTIP는민간기업또는공공기관을지원대상으로삼으며, 저탄소에너지기술을지원하고, 프로젝트당최고 6만파운드를조성하여, 산업계의저탄소화를이끈다. CTIP는기술이외에기술적이고사업적인실사, 지적재산권보호, 사업모델구상, 기술의시장성조사, 시장진입전략수립, 에너지시장및관련산업에대한조사, 사업계획구상, 금융자문및잠재적투자자확보, 마케팅및판매전략, 프리젠테이션교육등의기술을사업화하는데필요한자원과지식을제공한다. CTIP의지원을받을수있는자격요건은첫째, 탄소배출을감소시 환경기술국제컨퍼런스로 기술연구 기술개발 기술사업화부문에서최고의성과를이룬기업들에상을수여한다 80

116 키는영향력있는기술인지여부, 둘째, 경제성여부, 셋째, 현존하는기술보다비싸다면, 에너지효율에대한규제로시장성이있는지여부이다. 이러한자격요건을갖춘 Spin-out 기업이나신생기업에최대 6 만파운드의사업화지원을통해서사업투자자를찾도록도와준다. CTIP의대상이되는기술은아래저탄소기술평가다이어그램에서 FOCUS나 CONSIDER 영역에속한다. CTIP의현재까지의주요수혜대상자는에너지효율을향상시키는새로운촉매제와연료전지기술개발부문이었다. 대표적사례첫번째는 2005년옥스퍼드대학에서분리되어나온 Oxford Catalysts이다. CTIP의협력파트너인 Angle로부터지원을받았다. Angle은비즈니스계획을수립하기위한시장조사를수행하고 Oxford Catalyst를위한투자자를연계해기술을사업화하는데필요한자금을마련하였다. 대학사업화전문가들인 IP21PO로부터 50만파운드를마련하였으며, 신규주식공개 (IPO) 를통하여비용을제외한총 1,500만파운드를조성하였다. Oxford Catalysts는연료전지의전원을제공하고실온에서 instant 증기 를위한수소가스와일산화탄소를생성시키는백금촉매제를개발하는데성공하였다. 두번째는 Acal Energy이다. Acal Energy의연료전지음극액화촉매기술은비용절감을위한고분자연료전지기술을개발하고사업화하기위한목적의 Polymer Fuel Cell Challenge 를통해선정된첫번째프로젝트이다. 지역벤처자금이 42 만파운드를제공하였으나, 추가자금이필요할때 CTIP를통하여 160만파운드를지원받았으며, 이외에사업계획서작성, CEO에대한프로필작성과채용에관한일을지원해주었다. 세번째는, Econotherm이다. Econotherm은소멸한열흐름 (heat stream) 으로부터 제 3 장국외그린에너지기술사업화지원제도현황 81

117 폐열 (waste heat) 를회복시키는, 매우효율적이고비용효과적인설비들을생산하는기업이다. Econotherm은그들의기술을칠레의도자기산업과구리광산, 이탈리아의음식및유리산업과계약을맺었으며, 평균 15~25% 정도의이산화탄소배출과연료사용절감효과를낼것으로예상한다. Carbon Trust가제공하는 Entrepreneurs Fast Track scheme 18) 을통하여기술사업화를위한전문가의조언과자금을지원받고있다. 는 서비스를통하여저탄소기술을가진신생기업에전문가의조언 네트워크기회 보조금지원등의혜택을제공하며 년까지 이프로그램을통하여약 여개의기업과총 억 만파운드의민간자본을활용하였다 82

118 그림 저탄소기술평가다이어그램 자료 : Isis innovation 제 3 장국외그린에너지기술사업화지원제도현황 83

119 다. 독일 독일은환경친화적, 안정적, 저렴한에너지공급을위한연구를모토로하는제6차프로그램 (2011~2014년) 이진행중이며, 35억유로의예산을에너지기술 R&D에투자할계획이다. 신재생에너지기술연구에대한독일정부의역할분담체계는다음과같다. 연방환경부 (BMU) 는바이오에너지를제외한신재생에너지기술연구프로젝트의자금을지원한다. 연방경제기술부 (BMWi) 는연방정부의에너지연구정책및이행프로그램에대해조정을하고, 신재생에너지기술을제외한원자력에너지이외의연구와합리적인에너지변환, 원자력안전과저장소에대한연구프로젝트자금을지원한다. 연방교육연구부 (BMBF) 는신재생에너지기술기초선행연구및공공연구기관 ( 헬름홀츠연구협회, 프라운호퍼연구협회등 ) 에대한기관에자금을지원한다. 연방식품농업부 (MBELV) 는바이오에너지기술연구개발프로젝트에자금을지원한다. 독일정부의에너지정책의목적은공급안보기준, 비용-효율성, 기후와환경과의양립가능성을고려하여안정적인에너지공급을달성하는것이다. EU는 2020년까지온실가스를 20% 줄이고, 신재생에너지의공급비중을 20% 까지늘리고, 일차에너지소비를 20% 줄이겠다는계획을세웠다. 독일은 1992년수준과비교하여 2020년까지온실가스배출을 40% 줄이겠다는보다야심찬목표를제시하였다 년 제5차연방정부에너지연구프로그램 (Federal Government Energy Research Programme, FGERP) 의일환으로독일의에너지 기후정책이정한목표들을만족할수있고, 에너지공급에더큰유연성을가져올수있도록, 독일은기술적능력을개선할수있는기술의 84

120 개발에자금을지원하기위해서 Basic Energy Research 2020(BER2020) 을계획하였다. 제5차 FGERP에서 BMBF는 Helmholtz 협회에의해수행되는에너지연구부문에자금을지원하고 신재생에너지와지역에너지소비에대한네트워크기반연구 (Networks-basic research into renewable energies and rational energy use) 자금지원구상 (funding initiative) 을통하여 FGERP에참여한다. 제5차 FGERP 와에너지정책에대한전반적책임은 BMWi에있다. 독일에서에너지연구는국책또는민간연구소그리고기업들에의해수행된다. 제도적으로지원받는에너지연구와에너지기술개발은 Helmholtz 협회의연구센터들에집중된다. 이연구센터들이수행하는연구분야는박막태양전지, 태양광과지열, 바이오매스처리 (processing), 발전소 (power plant) 시스템, 연료전지기술, 융합연구 (fusion research), 원자력안전과핵처리연구등이다. BER2020은 Helmholtz 협회, Fraunhofer Society, Max-Planck Society 그리고 Leibniz 협회등기관차원으로연구기금이제공되거나 BMBF를통해서프로젝트차원으로자금이지원된다. BER2020은시스템적접근이유리하기때문에한주제에관한산학연이연계되어국가적인차원에서기반을형성한다. BER2020은연구프로젝트의박사뿐만아니라새로운세대의젊은과학자를양성하는사업도진행중이며, 세미나, 워크숍, 컨퍼런스, 여름학교등을통해연구결과의확산을위해노력한다. 신재생에너지와지역에너지소비에대한네트워크기반연구 자금지원구상아래에서 BMBF에의해수행된것처럼, BER2020은연구부문에서과학과산업간의통합을촉진시키는것을목적으로하며, 제 3 장국외그린에너지기술사업화지원제도현황 85

121 기업, 과학, 그리고공공기관간의전략적협동을요구한다. BER2020 에의해, BMBF는고효율발전 (generation), 전환 (conversion), 저장 (storage), 소비그리고송전 (transmission) 의낮은손실그리고온실가스감축에관련된연구분야에우선적으로자금을지원한다. 에너지효율을증가시키기위해자금이지원되는주요분야는발전소시스템, 연료셀개발, 초전도물질연구분야이다. 건물에서에너지효율을높이기위해재료, 광학, 정보통신, 시스템분석, 소비자행동에관한연구가포함된다. 에너지공급에서신재생에너지의비중을높이기위해박막과유기태양전지, 바이오에너지전환, 생체모방 (biomimetic) 수소생산등을포함한연구에서의기술혁신에자금을투자한다. 지속가능한 CO2 저장과사용, 융합연구, 원자력안전과핵처리기술에대한분야에자금이지원된다. BMBF에의해제도적으로자금지원을받는연구기관들은 Helmholtz 연합회원인베를린의 Hahn-Meitner Institute(HMI) 와 Julich Research Centre(Forschungszentrum Julich, FZJ) 그리고 Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (Fraunhofer Institute fur Solare Energiesysteme, ISE) 로구성되며, 이들연구기관은태양광전지부품들과모듈에관련된연구를수행한다. 신재생에너지 에관한 Helmholtz 프로그램아래서, HMI의연구들은주로다결정합성 (polycrystalline compound) 반도체의박막태양전지와관련된연구등에집중되는한편, 실리콘과실리콘기반이질구조 (heterostructures) 에관한새로운박막개념 (thin-film concepts) 을찾는연구도수행된다. FZJ의태양광에관한연구는실리콘과비정질 (amorphous) 과미정질 (microcrystalline) 합금 (alloys) 에기초한박막태양전지기술에초점을맞추고, 합리적가격 86

122 에고효율태양광모듈을제공하는것이다. ISE는광전지 (photovoltaic) 물질과태양광전지 (solar cell) 개념 (concepts) 에관한폭넓은연구를수행한다. BMU가응용프로그램지향적인프로젝트에자금을지원하는반면, BMBF는중장기적인기술적용을위한체계적인소재, 부품연구및시스템개발에투자하고현존하거나개발중인기술을넘어서는차세대소재와시스템에관한기초연구에자금을지원한다. 표 의프로젝트자금지원 실행 계획 예정 년 년 년 년 년 에너지효율 12,094 15,300 15,800 16,300 12,300 신재생에너지 16,291 18,700 18,200 17,700 18,623 원자력안전및폐기연구 9,055 10,000 10,000 10,000 10,000 핵융합연구 8,341 11,000 14,000 14,000 11,000 펀드 - 15,000 11,500 47,900 61,000 합계 45,781 70,000 69, , ,923 자료 : 제 6 차 Energy Research Progamme of the Federal Government 제 3 장국외그린에너지기술사업화지원제도현황 87

123 표 기관자금지원 에너지효율전환과사용 실행 계획 예정 ,125 41,080 41,804 42,696 43,474 신재생에너지 37,739 42,431 43,272 44,290 45,332 원자력안전연구 29,508 29,741 30,236 30,850 31,478 핵융합연구 122, , , , ,599 기술 혁신 사회 7,283 7,745 7,793 7,872 7,950 기타 - 5,196 23,677 34,262 19,527 합계 243, , , , ,365 자료 : 제6차 Energy Research Progamme of the Federal Government 라. 스웨덴 스웨덴 Ministry of Enterprise, Energy and Communication 산하에너지청 (Swedish Energy Agency) 은정부에의해채택된에너지정책을실현하고에너지연구를위해기초연구부터기술개발, 시범, 사업화를포함하며산학연의연구를지원하며연구결과가사업화되어새로운사업, 제품, 서비스로시장에내놓을수있도록지원하는국가에너지프로그램 (National Energy Research Program, NERP) 을실행하고있다. NERP는스웨덴의네가지에너지정책중의하나이다. 에너지시스템, 에너지시스템으로서의빌딩, 에너지집약산업, 전력시스템, 수송부문, 바이오매스연료기반의에너지시스템을중심으로 6개의연구부문과관련된기초연구부터기술개발, 시범, 사업화에대한연구를진행한다. 88

124 표 가지그룹의정책수단 행정경제정보연구 규제배출규제장기협약환경등급제연료와에너지효율성타입을위한조건 자료 : Energy in Sweden 2011 세금보조금 상금배출권거래제도거래허가제도보증금 정보컨설팅교육 연구개발사업화조달시연 스웨덴의 NERP는 1970년대석유수입의존도를줄이려는노력으로시작하여 80년대부터는에너지효율향상과재생에너지부문으로초점이바뀌었으며, 2006년부터는 R&D 결과의산업과사회에서의활용에중점을두고있으며, NERP를통해서산학연이연계되어에너지연구, 기술개발시범 (RD&D) 에필요한기금을지원할수있다. NERP는대학, 연구소, 민간기업에서의연구를지원함으로써에너지시스템의이해와지식의창출에이바지한다. NERP는새로운기술개발, 사업화그리고시장도입을촉진하고에너지효율과신재생에너지부문의새로운기술과에너지시스템의비용을줄이는데도움을주어스웨덴산업의경쟁력을강화시키고자한다. 기술연구와기술의사업화를통한활용에는기나긴시차가존재하기때문에, NERP는에너지연구에장기적접근을시도한다. 에너지연구, 개발, 시연은지속가능한에너지시스템으로의전환되어야하지만, 그것만으로충분하지는않다. 법률, 세제, 표준화, 상금과다양한금융인센티브, 그리고소비자와생산자에게정확한정보의제공등여러가지정책수단들이시너지효과를발휘할때지속가능한에너지시스템에도달할수 제 3 장국외그린에너지기술사업화지원제도현황 89

125 있다. 새로운기술에의한제품을구입하는식의조달 (procurement) 은새로운기술의개발과시장도입을가속화시킬수있다. 이는시장에서기존의제품보다더좋게소비자의욕구를만족하게하려는의도로실행될수있다. 에너지 R&D 위원회의위원은정부에의해지명되며, 에너지연구프로그램에대한의사결정권을부여받는다. NERP의장기에너지연구는위에서언급된 6개주제로나뉘며, 이들각부문에서, 연구는구체적프로그램으로수행된다. 2008년에 42개의프로그램과다수의개별프로젝트들이수행되었다. 주제별연구는다양한기술분야간협력과정보교환을쉽게한다. 각 6개주제별로자문위원회를설치하고산업과공공기관으로부터의전문가들을초청하여전략적인연구계획을세운다. 각자문위원회는에너지청이다양한에너지사용그룹의요구사항과에너지시스템이효과적으로작동하는것을방해하는장애물들을식별하고분석하도록조언을제공한다. 에너지청은연구결과들이사업화될수있도록사업활동을지원한다. 대학과연구소에서수행되는기초연구는 100% 정부지원으로수행되지만, 기술이사업화에가까워질수록, 산업계의투자비중이더높아진다. 더광범위한응용분야에서실행되는산업연구는최대자금의 50% 까지정부로부터지원받을수있다. 실험개발 (experimental development) 과같이사업화에아주가까운기술은연구개발자금의최고 25% 까지만을정부로부터지원받을수있다. 이러한제도는연구자들과기업들이프로젝트자금공급에같이참여하도록독려한다. 90

126 그림 에너지청기금수혜기관 자료 : Swedish Energy Research 2009 에너지청은대학, 기업, 연구소와의연구협력을위한연구협력포럼 (Competence Centres) 을설립하여, 기업이원하는연구요구미팅에대학들이참여하도록돕고동시에높은과학적성과를확산시키고자한다. 연구협력포럼은학계, 산업그리고에너지청으로부터자금지원을동등하게받는다. 효과적인협력과결과의활용을위한필요조건은결과에대한세당사자의책임 (commitments) 과소유권에대한명백한동의가전제되어야한다. 에너지청은 6개연구협력포럼에, Gothenburg 의 Charmers University of Technology의연소기관연구협력포럼 (Combustion Engine Research Centre), Chalmers에있는고온부식연구협력포럼 (High-Temperature corrosion Centre), Chalmers에있는촉매연구협력포럼 (Catalysis Competence Centre), Stockholm에있는 Royal Institute of Technology의전력공학연구협력포럼 (Electric Power Engineering competence Centre), Lund Institute of Technology 제 3 장국외그린에너지기술사업화지원제도현황 91

127 의연소과정연구협력포럼 (competence Centre for combustion Processes), Royal Institute of Technology의내연기관연구협력포럼 (Centre for Internal Combustion Engine Research Opus), 자금을지원하고있다. 마. 브라질 브라질에서는광산에너지부 (Ministry of Mines and Energy, MME) 가에너지정책을조율하며과학기술부 (Ministry of Science and Technology, MCT) 가과학기술국가정책 (National Policy of Science and Technology) 의수립및시행을담당한다. MME는 2004년산하에에너지연구기업 (Energy Research Company, EPE) 을출범시켰는데, 이 EPE는 MME의국가에너지계획 2030(National Energy Plan 2030) 과국가에너지균형 2030(National Energy Balance) 를간행하였다. 또한, EPE는설탕수수와가스를주요에너지원으로삼고수입가스및수력에대한의존을낮추는것을목표로하는 MME를위한실행계획수립을담당한다. 이러한 MME의정책에따라 10개년전력에너지계획 (ten year Electrical Energy plan) 의지침 (guideline) 이세워졌는데, 이지침에서는수력의존도를 78% 까지줄이는것을목표로삼고있다. 이와더불어 2014년가동을목표로건설중인 1,000MW 용량의원자력발전소완공을시작으로한원자력설비용량확충을또하나의주된목표로한다. 이와더불어또다른 1,000MW 원자력발전소가 2015년첫삽을뜨게될예정이다. 10개년전력에너지계획에서는소수력및폐기물발전량을상당량끌어올리는것역시목표로삼고있다. 92

128 브라질의혁신정책담당부처는 MCT로, 과학, 기술, 혁신플랫폼창출을위한국가개발 에서에너지 R&D를위한전략적 RD&D 분야들을선정한바있다. 이계획은바이오연료, 전력시스템의송전 / 배전 / 최종사용 / 최적화, 수력, 신재생에너지, 원유, 가스, 석탄, 원자력의과학기술개발및혁신달성을위한자금지원내용을담고있다. 또한 MCT는에너지부문과관련하여세개의부문별펀드를운용하고있는데, 이펀드들은 R&D 프로젝트들에대한탄탄하고지속적인투자를목적으로조성되었다. 브라질의혁신관련정책수립에간접적으로영향을주는기관에는대학에자금을지원하는교육부 (MEC), 개발산업대외무역부 (MDIC) 가있다. MME 산하연구기관에는전력연구공사 (Research Company for Electric Power, EPE) 및광물연구공사 (Research Company for Mining Resources, CPRM) 가있다. MCT 산하에도세개의에너지 R&D 연구기관들이있다. 과학기술개발국가위원회 (National Council for Scientific and Technological Development, CNPq) 가 R&D의초기단계를조율하며, 브라질혁신기구 (Brazilian Innovation Agency, FINEP) 가그후반을맡는다. 2002년, PROINFA(Program of Incentive for Alternative Electric Energy) 정책이선언되어 15년의기간동안풍력, 바이오매스, 소수력사용발전전력가격을일정수준에서보장함으로써이들에너지원의사용을장려하였으며, 그결과 2003년 /2004년풍력관련프로젝트의수가확대되었다. 19) 에의하면브라질은대출프로그램 세금혜택 발전차액지원제도를통하여신재생에너지기술개발을촉진하고있다 제 3 장국외그린에너지기술사업화지원제도현황 93

129 바. 러시아 2008년에너지정책수립부문이산업에너지부 (Minstry of Industry and Energy) 에서분리됨에따라에너지부 (Ministry of Energy) 가출범하였다. MOE가설립되기이전경쟁적에너지시장형성은 MIE의우선순위였으며, 혁신은 2000년 /2010년이후우선순위로서인정받게되었다. 그러나현재는에너지부문의기술적혁신촉진을위한조치시행은 MOE의관할이되었다. 에너지연방기구 (Federal Agency for Energy, Rosenergo) 역시 MOE에합병되었으며, 원자력연방기구 (Federal Agency for Nuclear Energy) 의책임은연방원자력공사 (State Atomic Energy Corporation) 으로이전되었다. 최근 MOE는러시아에너지전략 2030을수립하였는데, 이는에너지부문에지속가능한국가혁신시스템구축을그궁극적목적으로하며, 주요기술도입, R&D 센터설립, 민관파트너십구축을통한세계수준의에너지기술국내생산비중을 20% 까지끌어올리는것을목표로설정했다. 그러나혁신, 특히에너지혁신을위한재정적장애물및기타어려움을인정한러시아정부는 2006년실현가능성, 내수경제와의연관성을고려하여 34개의필수기술에집중하기로하였으며이기술들이현재도여전히주요시되고있다. 20) 러시아에너지전략 2030에의하면, 에너지혁신과학기술정책의전략적목표는러시아의에너지안전성유지에필요한규모의고효율 이주요기술들은다음의에너지하위부문들과관련되어있다 핵연료주기 안전성측면 폐연료처리를포함한원자력발전기술 수력에너지기술 신재생에너지원 화석연료사용발전및연료생산 열 전력의수송 분배 소비에관한에너지절약시스템 수송용고효율엔진및추진시스템 개발등이다 참조 94

130 국내기술및설비, 과학기술및혁신솔루션을러시아연료에너지부문에제공하기위해에너지부문에지속가능한국가혁신시스템을구축하는것이다. 에너지부문의과학기술혁신정책은러시아경제의에너지부문에서의고효율신기술을구축하고도입할수있도록보장해야하며, 러시아와세계의에너지관련기초과학및응용과학이제시하는성과와전망에기반을두어시행되어야한다. 에너지혁신과학기술정책의전략적목표를달성하기위해서는다음의과제를해결해야한다. 기초과학, 응용연구및개발, 실험시설및과학기술정보시스템의현대화등을포함한과학기술잠재력의재조성및발전, 연료에너지생산기술시설의근본적개선, 자원절약, 에너지설비및시스템의경제성 안정성 안전성 환경성개선, 재생에너지이용의조속한발전, 연료에너지제품소비양상의개선등을지향하는혁신활동발전에유리한여건조성, 러시아연료에너지부문의혁신발전을보장해주는투자프로젝트와해외에서시행되는유사프로젝트의개발 시행하는에너지기업의활동에대한정부차원의지원및촉진시스템구축, 에너지부문에적용되는혁신과정의전단계완성, 과학 구성설계 발명혁신활동결과물을이용함에따른효율성및유효성제고, 과학기술활동결과물에대한권리보호, 세계선진기술의이용과국내연구기술력향상을위한국제협력가능성활용, 인력및과학능력의보호및발전, 과학 교육 혁신활동의통합등이다. 21) 혁신정책과관련해서여러정부부처가관여하고있다. 교육과학부 (Ministry of Education and Science, MES) 는 러시아과학혁신개발전 러시아에너지전략 은대외경제정책연구원 신흥개도국지식정보포털 에서의 러시아에너지전략 번역문 에서발췌하였다 제 3 장국외그린에너지기술사업화지원제도현황 95

131 략 2015(Development Strategy of science and Innovation in Russia for the Period up to 2015) 의조율을총괄한다. 22) 이에더하여경제개발부 (Ministry of Economic Development, MED) 는 러시아혁신시나리오 를수립하였다. 23) 이혁신시나리오를기반으로하여러시아의에너지정책개발을골자로하는여러에너지전략 (Energy Strategy) 들이 2030년을목표연도로삼아세워졌다. 사. 멕시코 멕시코에서는에너지부가에너지부문개발을포함한에너지정책및규제프레임워크적용을담당한다. 2001년이래 6개년부문별에너지프로그램 (six-year Sectoral Energy Program) 에의하여각에너지부문별주요목표가설정되었으며이들목표는다시멕시코개발계획 (National Development plan) 에맞게조정되었다. 여러기술이복합된신 ( ) 기술개발과교육기관, 산업계, 정부내기술인력의자연스러운세대교체를성공적으로달성하려면전문가양성및채용정책마련이필수적이다. 하지만현재멕시코국영석유공사 (PEMEX) 와연방전력청 (CFE), 에너지관련연구기관에는새로운전문가를신속하고융통성있게채용하고그들에게높은수준의특혜를제공할수있는확실한메커니즘이나정책이마련돼있지않다. 인력양성과기술발전및연구장려에대한에너지연구기관의역할은절대적으로크다. 이들기관은선구적기술도입으로경쟁력을제고하고, 지속적경제성장, 일자리창출을이뤄내야하는핵심적역할을맡 참조 참조 96

132 고있다. 멕시코의대표적인인력개발및기술혁신과제는다음과같다. i) 혁신프로젝트와인력양성에중장기적으로집중적투자를할수있는특별기금을운용및유지한다. ii) 목표달성을위한엄격한모니터링을통해멕시코산업이혁신및인력양성프로젝트를실행하는데필요한요소를정립한다. iii) 국제기준에맞춰혁신및인력양성프로젝트를공동으로추진할수있도록 ( 컨소시엄, 제휴등 ) 학계와민간부문, 기술및동업협회의관심을유도한다. iv) 관련기관내에서생존과경쟁력의핵심은최고수준의전문가를양성하고기술을혁신하는것이라는인식을고취한다. v) 작업효율개선을위해최고수준의준비된인재고용구조를마련한다. vi) 재정투입등필요한지원을통해연구기관이추진하는프로젝트와국영석유공사 (PEMEX), 연방전력청 (CFE) 등산업계의요구를적절히조율한다. vii) 연구센터 - 교육기관간기술협력이가능한분야를정의한다. viii) 국가역량강화를위해대학및기술연구기관내전문인양성을촉진한다. ix) 세계화및기술강국과의폭넓은협력을위한정책을전개한다. 에너지 RD&D 예산편성에서는에너지부 (SENER) 와과학기술위원회 (National Council on Science and Technology, CONACYT) 가중요한역할을담당하고있다. CONACYT는에너지연구와관련된부문별펀드세개를보유하고있으며대학원이상연구및지역별연구센터에자금을지원한다. 이중두개의펀드는 SENER과함께집행되며, 나머지하나는연방전력위원회 (Federal Electricity Commission, CFE) 와함께집행한다. 이세펀드의연구지원예산집행은다음과같다. i) SENER-에너지지속가능성 (19%), ii) SENER 부문별펀드-탄 제 3 장국외그린에너지기술사업화지원제도현황 97

133 화수소 (29%), iii) CFE- 에너지연구및기술개발 (52%) 이다. 그림 의부문별 탄화수소프로젝트내 연구기관들의도식적관계 자료 : Kempener, Anadon and Condor (2010) 또한, 2008 에너지개혁안 (La Reforma Energética de 2008) 는에너지분야의녹색아젠다의활성화를위한 3개기금으로구성되어있다. 첫번째는에너지지속성, 두번째는탄화수소, 세번째는에너지과도기및지속적활용을위한기금이다. 에너지개혁안은기술혁신과개혁지원차원에서추진했던주요사업중하나이다. 에너지지속성기금의목적은에너지, 에너지효율, 청정에너지활용, 에너지원의다변화를위한기술도입, 혁신, 흡수및개발과함께이미도입된기술의과학적연구장려에있다. 탄화수소기금은과학기술연구, 기술도입, 혁신, 흡수및개발과특화자원준비를통해탄화수소에대한주 98

134 요문제점을다루고기회를활용하는데목적을둔다. 현재까지탄화수소탐사, 개발, 생산과관련한 41개연구프로젝트에총 40억페소규모의지원을하였다. 에너지과도기및지속적활용을위한기금은멕시코국민의삶의질을개선하는동시에경제발전을저해하지않으면서온실가스배출량상승억제효과를볼수있는재생에너지및에너지효율기술개발에집중하고있다. 제 3 장국외그린에너지기술사업화지원제도현황 99

135 본장에서는국내그린에너지기술사업화의현황과문제점을기업 생태계관점에서분석하고자한다. 그린에너지기업생태계 가. 기업생태계 (Business Ecosystem) 란 생태계란생물이살아가는공간에서의복잡한질서체계를일컫는생물학용어이다. 생태계란용어는 1935년영국의탠슬리 (Authur G. Tansley) 가 자연의있는그대로의상태를인식하기위해서는이것들상호간의관계를지닌생물과무기적환경을하나로통합해야한다 고주장하면서제창되었다. 24) 즉생태계란생태계속에살아가고있는생명체들과그생명체를둘러싸고있는환경과의상호작용속에자연발생적으로생겨난하나의복잡계 (complex system) 이다. Moore (1996) 는자연과학에서의생태계개념을경영학에 기업생태계 (Business Ecosystem) 라는개념을통해서도입하였다. 비록기업생태계라는용어가지난 20여년동안존재하여왔지만, 교과서에서볼수있는정확한개념이확립되어있지는않다. 그럼에도공통적으로기업 두산백과 생태계 100

136 생태계는오늘날기업들을둘러싼기업환경을복잡계 (complex system) 관점에서설명한다. 복잡계란뒤죽박죽혼란스러운체계가아 니라혼란스러워보이지만복잡한질서를갖는구조를말한다. 복잡계 에는많은개체가참여하면서자발적상호작용을통해서각개체가 갖지않는특징, 즉거시적으로새로운질서가출현하게된다. Moore 에의하면기업생태계란상호작용하는조직체들의확장된체 계로서, 상호작용하는개인과조직에의해구성된경제적공동체 (economic community), 즉유기적비즈니스체계 (organisms of the business world) 로정의된다. Moore 는기업생태계내에참여하는구성 원들의상호작용과그상호작용으로나타나는자기조직화개념과각 개체의분산된 (decentralised) 의사결정구조를중요시한다. 25) Moore 는현대기업환경에서어떤기업의경제적활동은한가지산업으로 분류되지않기때문에, 산업이라는용어는기업생태계로대체되어야 한다고주장한다. 기업생태계에서경제주체들, 즉정책결정자, 경영 자, 투자자, 노동자, 그리고소비자등은다양한선택들에의해발생할 수있는여러가능성있는결과들을서로비교분석하는데많은시간 을할애한다. 이러한점은기업생태계와생물생태계의가장큰차이로 이해되는데, 기업생태계에서는지각적 (conscious) 선택이중요한역할 을한다는것을이야기한다. Iansiti and Levien(2004) 은기업생태계는자연생태계와마찬가지로 상호간의효율성과생존에의존하면서서로느슨하게 (loosely) 연결 된수많은참여자네트워크 (network) 에의해특징되며, 기업생태계내 자기조직화란복잡계가새로운질서와일치성을창출해내는능력으로 자연발생적인 질서의관점에서 자기조직화는복잡계의목적을설정하는리더의간섭없이구성원들의상호작용으로사건들 이자연발생적으로일어나는과정이다 윤영수외 참조 제 4 장국내그린에너지기술사업화지원제도현황및문제점분석 101

137 구성원들은서로운명을같이하는, 협력을통해서상호작용하는조직체라고정의한다. 기업생태계내에서각구성원의운명은그들이속한생태계의운명과같이한다. 예를들어, 애플컴퓨터를생산하기위해서많은기업이서로협력을하면서공동의운명을나누며, 이는애플기업생태계를생성하게된다. 국내보고서 26) 에따르면기업생태계의개념은혁신적인아이디어가탄생부터사업화과정을거쳐제품및서비스에체화되어최종소비자에게이르기까지의모든과정에서전문화된역할을담당하는구성요소간의가치사슬을포함한다. 즉, 생태계구성요소들사이의관계를강조하는동태적관점을제공하여, 개체나제품차원이아닌전체네트워크의가치를중시하면서환경적변수를포함한진화개념을포함한다. 기업생태계에서기업들은주어진환경에서다른기업들과경쟁을하면서도동시에협력하면서공진화한다. Jackson(2011) 은혁신생태계 (innovation ecosystem) 에대해논의하였다. 혁신생태계는복잡한관계를갖는동태적경제로기초적연구를수행하여기술을발전시키는것을기본으로하는연구경제 (research economy) 와시장을중심으로하는상업경제 (commercial economy) 로구성된다. 현실에서연구경제에투자되는자원들은상업경제로부터창출되어야하므로이두경제는약하게연결되어있다. 경제에서생산을늘리는방법은투입요소를늘리는방법과동일한투입요소로더많은생산을얻으려는새로운방법을연구하는것이다. 새로운방법이란혁신 (innovation) 을이야기한다. 슘페터는혁신이란 시장이나기존의사업관행 (business practices) 에새롭게개선된제품 ( 재화또는서 김창욱외 권영관 참조 102

138 비스 ), 과정, 조직화방식 (organizational methods), 마케팅기법의소개 라고정의하였다. 혁신생태계는연구경제의산출물과상업경제의산출물간상호교환이잘이루어지는환경이다. 연구경제에서생성된기술혁신을상업경제로이동시키고, 상업경제에서얻은이익이연구경제로투자될수있도록선순환구조를만드는것이다. 27) 그림 기업생태계특징 자료 : Peltoniemi(2005) 기업생태계내구성원들은서로경쟁하면서협동을통한상호작용 을한다. 예를들어, 두기업은공동으로기술을개발할수있지만, 같 혁신생태계의개념에서는기술의상품화되어유통되는시장의개념을도입하였다 국내보고서에서는기업생태계를새로운아이디어가사업화되어상품으로거래되는모든과정을묘사하는것으로정의한다 이러한개념상의공통분모로부터기술혁신의과정을기업생태계의개념으로녹아낼수있을것이다 이보고서에서는그린에너지기술혁신과사업화를위한기업생태계조성방안을연구하므로 국내보고서들의기업생태계와비슷하게 혁신과정까지포함하여기술의사업화를유도하는일련의과정을담아내는기업생태계개념을따를것이다 제 4 장국내그린에너지기술사업화지원제도현황및문제점분석 103

139 은임무를수행하는상품을팔기위해경쟁한다. 즉, 각구성원은상호의존적관계에있는데, 이는모든구성원이생태계와공동운명을가질수밖에없음을뜻한다. 또한, 경쟁과협력그리고변화하는환경은기업생태계의동태적변화 (dynamics) 를예측할수없게만든다. 이러한예측불가능한환경을가진기업생태계에서각기업은지각 (conscious) 있는선택을통해서혁신과사업화를이루려고노력한다. 그림 졸리 의기술사업화모형 자료 : 권영관 (2011). 범례 : R= 연구, D= 개발, E= 엔지니어링, MF= 제조, MA= 마케팅 하나의기술이혁신으로시작해서사업화되기까지의과정은선형프로세스가아니라혁신으로부터가치를창출하기위한각각의단계적활동이상호작용하는비선형프로세스이다. 기술사업화의비선형프로세스에서는기술의개발, 시연, 촉진, 지속이잘작동하기위해서각단계에맞는적절한지원활동이중요하게인식된다. 기술사업화비선형모형에서는제품의수명주기가단축되는추세를반영하여혁신주체간협력연구의중요성을강조한다. 또한, 기업조직내부와외부에 104

140 서의상호의존적학습그리고고객과의상호의존적학습이중시된다. 비선형프로세스를통한상호작용으로혁신에서부터사업화가이루어지는과정은각구성원이상호작용을통해서혁신과사업화를성공적으로이루려는기업생태계속성과비슷하다. 기업내부의기술혁신역량이가장큰가치를가지는폐쇄형혁신에서다양한기술혁신주체및원천과의협력과경쟁을통한기술혁신이중요시되는개방형혁신으로패러다임이전환되고있다. 기업생태계는기본적으로외부환경과끊임없이상호작용하는열린시스템 (open system) 이다. 기업생태계간내 외부의상호작용을증대시킴으로써, 기업생태계의복잡성은증대되며기업생태계는활성화된다. 만약기업생태계내주체들의전문성이부족할때외부의주체들과상호작용을통하여기업생태계의경쟁력을강화시킬수있다. 기술사업화사이클의비선형성과기술혁신패러다임의변화를이해하기위해서는기업생태계관점의분석은중요한시사점을제공할수있을것으로판단된다. 기업생태계의구성요소는생산자 ( 공급자 ), 수요자그리고정책 (policy) 및인프라 (infra) 를포함하는환경으로구성된다. 생산자는다시기술을공급하는그룹과기술을사업화하는그룹으로나뉠수있다. 기술을공급하는그룹은연구소, 민간기업, 대학이될수있다. 기술을사업화하는그룹은대부분민간기업일수있을것이다. 기술사업화그룹에서가장중요한기업은중추기업 (focal firm) 이될수있을것이다. 이중심기업을둘러싸고있는부품공급그룹과서비스와마케팅을제공하는보완그룹은소비자그룹과같이어떤제품이거래되는시장을형성할것이다. 이러한점에비추어보았을때, 기업생태계는한제품의시장또는산업보다더큰개념으로사용될수있다. 제 4 장국내그린에너지기술사업화지원제도현황및문제점분석 105

141 그림 기술사업화생태계기본모형 자료 : 권영관 (2011) 기업생태계에기반한국내그린에너지기술사업화지원제도분석 우리나라는 1988년 대체에너지개발촉진법 의제정으로국내신재생에너지기술개발에투자를시작하였다. 정부는신재생에너지의체계적인육성을위해 신재생에너지개발 이용 보급촉진법 제5조에근거하여 10년이상의단위로 신재생에너지기술개발및이용 보급기본계획 을수립하고있다. 지나치게보급에비중을둔 2차신재생에너지기본계획을수정 보완하여제3차기본계획 (2009~2030) 을수립하게되었다. 제3차기본계획은보급달성에집중해야할분야와 R&D 에집중해야할분야를구분하여기술개발을추진하고, 정부주도보급방식에시장 민간주도의보급방식을추가하여보급정책의효율성과민간투자, 참여등을확대하고자하였다. 2010년 1월 13일 저탄소녹색성장기본법 이제정 시행되었다. 저탄소녹색사회구현을위해기후변화적응및에너지자립, 신성장동력 106

142 창출및삶의질개선과국가위상강화라는 3대국가전략의이행에관한내용으로구성되어있는데, 저탄소녹색성장에관하여는 상위규범적인성격을지니는기본법 이다. 2012년 6월지경부는신재생에너지의전략적 R&D와사업화추진을위한계획으로 신 재생에너지기술개발및이용 보급실행계획 을발표하였다. 기본방향은대기업 중소기업협업체계구축과공생발전확산, 범부처협력을통한시너지효과창출과원천기술확보, 실증 사업화의집중지원이다. 28) 우리나라의신재생에너지기술사업화지원제도는보급확대와세제지원을통하여내수기반을확충하여금융지원, 전략적 R&D, 소재 부품국산화, 규제완화, 원별차별적전략을통하여신재생에너지기술의수출산업화를촉진하는것을목표로한다. 29) 직접규제제도로는온실가스 에너지목표관리제도, 교통부문연비및온실가스기준설정, 신재생에너지공급의무화제도, 녹색건축물기준강화등이있다. 저탄소녹색성장기본법을위해서는법제처 와이창수 를참조 제 4 장국내그린에너지기술사업화지원제도현황및문제점분석 107

143 그림 신재생에너지기술사업화직접규제 표 녹색건축물기준강화 신규건물의에너지기준강화 내용 건축물단열기준강화냉방에너지소비적감을위한기준마련대기전력차단장치설치의무화에너지소비총량제도입및확대공공건축물의친환경인증의무화신재생에너지의무대상및비율강화 추진일정 기존건물의에너지효율개선촉진 에너지소비증명서발급의무화저효율건축물의에너지진단의무화신재생에너지이용건물인증제도입 건물사용자의절약유도 탄소포인트제확대실시대형건물에대한에너지관리자선임의무화 108

144 에너지기술사업화를위한경제적수단으로는친환경적세제개편과총량제한배출권거래제도가있다. 친환경적세제는에너지소비절약과온실가스감축지원중심으로이루어지며, 자동차세제는배기량에서연비또는 CO 2 배출량기준으로개편된다. 투자관련세제개편은친환경기업에대한 R&D 세액공제율을세계최고수준 (20%) 으로높이고, 녹색펀드, 예금, 채권에대한세제지원을신설하고, 에너지신기술중소기업에대한법인세감면 (50%) 등으로이루어진다. 현재우리나라는온실가스배출감축목표치를설정하는 목표관리제 를시행중이지만, 2015년에배출권거래제를도입할예정이다. 표 국내신재생에너지관련지원제도현황 지원유형구분주체주요사업명사업의목적및특징 신재생에너지기술개발 목적 제 차신재생에너지기술개발및이용보급촉진기본계획 의목표달성및효율적추진을위함특징 신재생에너지 수소 연료전지 석탄가스화액화기술 태양광 풍력 바이오 폐기물 태양열 지열 소수력 해양에너지 분야핵심원천기술 고효율태양전지 급풍력터빈개발등에 년 억원지원 기술개발 국가연구개발사업 지식경제부 에너지자원기술개발 기술혁신사업 목적 에너지 자원기술개발기본계획 의목표달성및효율적추진을위함특징 에너지효율향상 온실가스처리 유가스전개발및광물자원의원료소재화에대한자원기술 에너지효율향상및온실가스저감상용화기술에대한단기핵심기술 중장기원천 전략응용 상용화기술개발을지원 이를통하여특허확보 시제품제작및상용품제작을목표로함 목적 산업 정보통신 에너지 자원분야의기술혁신을촉진하기위하여지식경제부소관의 사업에기업 대학 연구소등의기술혁신주체가참여하도록추진하기위함특징 여러개의세부과제가하나의과제를구성하는경우 세부과제단위로출연금지원기준을적용 기업이참여하는사업의경우 대기업은총사업비의 이내 중소기업은 이내에서지원총 개의사업으로구성되어있으며 이중신재생에너지기술개발과관련된사업은다음과같음 산업융합원천기술개발사업 신성장동력장비경쟁력강화사업 녹색산업선도형이차전지기술개발사업 그린전기자동차차량부품개발및연구기반구축사업 클린디젤자동차핵심부품산업육성사업 국제공동기술개발사업 글로벌전문기술개발사업 에너지국제공동연구사업 연구개발특구육성사업등 제 4 장국내그린에너지기술사업화지원제도현황및문제점분석 109

145 지원유형구분주체주요사업명사업의목적및특징 신재생에너지 구축 목적 중소기업의신재생에너지기술사업화지원 유사사업의중복투자와과다경쟁방지특징 개신재생에너지원에대해 개 선정하여시험분석 성능검사 실증 신뢰성검증장비구축지원 태양광 충청권 대경권 호남권 풍력 호남권 동남권 연료전지 대경권 를중심으로산학연연계클러스터조성 교육과학기술부 세기및글로벌프론티어사업 기후변화대응국가연구개발 목표 년까지전략분야에서세계와경쟁할수있는기초 원천기술확보특징 년대 세기프론티어사업이종료되고시작된사업으로 년까지합성생물학기반바이오매스연구등을지원 목표 기후변화에대비하기위한신재생에너지 온실가스감축등녹색기술의핵심원천기술확보와전문인력양성특징 태양광과풍력등의신재생에너지기술실용화 포집 저장기술 고효율연료전지 수소에너지기술개발을지원 농림수산식품부 생명산업기술및첨단생산기술개발사업 목표 연구과제추진을통한생산비절감 유통구조개선 기후변화대응 가축질병 현장애로해결 고부가가치소재개발 수출확대등의농정현안해결 생명산업 첨단생산기술개발특징 지정공모과제와자유응모과제로구성 총 개지정과제중기후변화대응을위해 농임축산바이오매스순환실증단지 모델구축과사업지침서개발 과제지원 환경부 국토해양부 농촌진흥청 폐자원에너지화기술개발및시설설치지원 해양에너지 해양바이오에너지기술개발 녹색기술실증연구 농업에너지절감기술개발 유기성폐기물병합및생활폐기물가스화발전상용급 설치에 년 억원지원 능동제어형조류발전및진동수주형파력발전기술개발등에 년 억원지원 자원순환형녹색마을실증 지열난방시스템효율개선연구 신재생에너지축열기술개발등에 년 억원지원 산림청 산림바이오매스확충사업 목재펠릿제조시설설치 목재펠릿용산림바이오매스이용증대연구등에 년 억원예산을지원 중소기업청 중소기업기술개발지원 중소기업기술혁신개발사업 산 학 연공동기술개발사업 제조현장녹색화사업등 중소기업기술개발사업과산학연협력사업을통하여신기술 신제품개발및공정혁신등에소용되는기술개발비용을지원녹색기술 풍력 태양전지 태양광 수소연료전지 바이오매스에너지 차세대조명 그린 고효율 차전지 친환경생산 신소재 폐기물자원 에너지 을포함한미래선도기술을지원하는중소기업기술개발사업과산학연공동기술개발과제조현장녹색화기술개발사업을포함하는산학연협력사업으로구성 110

146 지원유형구분주체주요사업명사업의목적및특징 신성장동력산업및원천기술 세액공제 그린카 신재생에너지등의신성장동력 개분야 개기술과연료전지 차전지등의원천기술 개분야 개기술에대한 비용에대해당해연도지출액의 중소기업 세액공제적용기한을 년간연장 까지 조세지원 기획재정부 국세청 연구개발관련출연금등의과세특례 연구및인력개발을위한설비투자에대한세액공제연장 투자활성화를위한세액공제 의적용기한 년간연장 까지 기술개발촉진법 정보화촉진법 등에의해지급받은출연금에대해수령시익금으로보지않고 지출시손금으로보지않음 연구시험용 직업훈련용 신기술사업화설비에대한투자금액의 소득세 법인세세액공제연장 까지 중소기업의기술취득에대한세액공제 특허권 실용신안권 기술비법등에대한기술취득금액의 소득세 법인세세액공제연장 까지 중소기업청 중소기업정책자금융자 개발기술사업화자금 녹색 신성장동력산업을포함한전략산업을영위하는중소기업이보유한개발기술의제품화 사업화를촉진하여기술기반중소기업을육성하기위하여 억원지원 자체개발기술및이전기술포함 녹색기술사업화 지식경제부 신성장동력투자펀드지원 상생보증펀드조성 운영 정부의출자금을 로민간자본을유도 민 관공동펀드를조성하여신성장동력분야의글로벌기술기업의육성을지원펀드투자자산의 이상을신재생에너지 탄소저감에너지 응용 그린수송시스템과같은녹색기술산업을포함한신성장동력산업기업의주식과채권에투자 신재생에너지기업에대해금융대출을원활히하기위해신 기보를통해보증펀드운영발전사및대기업이 억 금융사 억원출연으로펀드조성후출연금의 배인 조 억원보증지원 금융지원 환경부 바이오그린에너지펀드 목표 폐자원및바이오매스에너지화중 소규모사업과 사업에투자함으로써 이분야사업의국내정착과해외진출활성화를도모하고탄소배출권 을획득하는것을목적으로조성되는프로젝트펀드특징 정부 공공기관 에너지및배출권거래관련기업 금융계 건설사등폐자원및바이오매스에너지화프로젝트추진에역할을담당하는기관들이펀드조성에모두참여하여안정적사업운영을도모 녹색기업 보증지원 기술보증기금 신용보증기금 기술보증기금 기술가치연계보증 맞춤형창업성장프로그램 매출이없는기술기반창업기업및매출액정체기의신기술개발중소기업의자금조달 년 월중소기업의보증지원기업이보유한특허기술등의예상수명중미래에기대되는수익을현재가치로환산하여그기준으로보증지원규모를결정 신성장동력산업과그린에너지산업등녹색성장산업을영위하는창업후 년이내의기업의운전자금 임차자금및시설자금지원 신용보저탄소녹색인증기업 신재생에너지전문기업및설비기업으로인증된기 제 4 장국내그린에너지기술사업화지원제도현황및문제점분석 111

147 지원유형구분주체주요사업명사업의목적및특징 인력지원 시장활성화 증기금 녹색성장기업에대한보증지원 혁신형중소기업보증지원 녹색기술 녹색인증범부처사업 기업인증 조세지원 전문인력양성 녹색정부구매 녹색기술시장 보급확대 기획재정부 국세청 지식경제부 조달청 지식경제부 지경부 에너지관리공단 녹색금융상품비과세조치연장 에너지인력양성사업 공공조달최소녹색기준제품구매제도 국가녹색기술대상 신재생에너지공급의무화제도 그린홈 만호보급사업 일반보급보조사업 지방보급사업 설치의무화제도 업 에너지절약전문기업 등 저탄소녹색성장기업 에대한보증지원제도 벤처기업 이노비즈기업 등기술관련인증기업 환경기술 관련성장산업영위기업 차세대전지등의차세대성장동력산업 수출중소기업 혁신형창업기업등의창의력과고부가가치를창출하는기술및경영혁신중소기업의운전및시설자금보증료우대 목표 녹색산업에민간자금유치를위하여특정기술 사업 기업이녹색분야임을인증녹색인증기업은산업융자지원확대 판로마케팅지원강화 기술사업화기반조성 사업화촉진시스템구축의 분야 개지원방안마련 녹색자산에투자하는금융상품에대한세재혜택연장예금은 인당 천만원 펀드 채권은 인당 천만원까지이자 배당소득에대해비과세혜택을받으며녹색자산투자비율도 에서 로완화 지경부의기술혁신사업의인력양성을위한세부사업으로서 년에너지분야에서신재생분야로확대되었으며 에너지산업의기초 고급 및산업인력기반강화와에너지인력양성의글로벌화의 가지유형의내역사업으로나뉨 녹색제품의공공구매촉진조달청물품구매계약시 최소녹색기준 대기전력 에너지효율 재활용제품 유해물질배출등 을규격에반영 해당기준을충족하는제품만계약을체결하여공급태양열집열기 태양광가로등 등기구 자동차 멀티전기히트펌프시스템등의제품을포함 신재생에너지개발 에너지고효율화 산업 공간의녹색화기술 환경보호 자원순환기술 녹색융 복합기술등 대기술분야에서기술수준이높고저탄소 환경지속성에대한기여도가큰기술을 개를선정하여대통령상 국무총리상 부처별장관상을수여기업 대학 연구기관 국 공립포함 등의연구개발조직이대상 년 고출력태양광기술 태양전지관련기술 포항공대 박막태양전지관련기술 이노텍 결정질실리콘태양전지기술 전자 등이선정 이상의발전사업자에게총발전량중일정량이상을신재생에너지전력으로공급토록의무화공급의무자는직접신재생에너지사업을진행하거나미충족발전량에대하여신재생에너지인증서 를거래하여의무를이행 년 만호보급을목표로태양광 태양열 지열 소형풍력 연료전지등의신재생에너지원을주택에설치할경우설치기준단가의일부를정부가보조지원상용화된일반건물의신재생에너지보급확대와국내개발기술의상용화기반조성상용화되거나새롭게개발된태양광 태양열 연료전지등의설비에대하여설치비의 이내에서보조지원지역특성에맞는신재생에너지보급을위해지방자치단체에신재생에너지설치비의 지원 공공기관이신 증축하는연면적 이상의건축물에대하여예상에너지사용량의 이상을신재생에너지설비설치에투자하도록의무화하는제도 112

148 지원유형구분주체주요사업명사업의목적및특징 지경부 신재생에너지금융지원제도 신재생에너지설비보급기반구축사업 신재생에너지설비인증제도 서남해해상풍력단지구축사업 새만금대형풍력시범단지사업 햇살가득홈프로젝트 신재생에너지의소비자와설비를생산하는제조업자에게장기저리의금융지원을통해초기투자비를줄임으로써신재생에너지설비보급과관련산업을육성풍력 소수력 연료전지등의에너지원시설발전설비설치시전력기반기금의지원을받으며 이외설비설치및신재생에너지제품생산에지원은에너지자원사업특별회계재원의지원 신재생에너지설비의기술기준및성능평가시스템구축지원 신재생에너지인증 설비와그부품의공용화및성능검사기준에대한국제표준화등을지원하는사업으로사업비의전액을정부가지원하는기술료비징수과제 신재생에너지 태양열 태양광 풍력 지열 연료전지 바이오설비등 설비보급촉진을위하여일정기준이상의신재생에너지설비에대하여인증하는제도 년세계 대해상풍력강국실현을위해정부 지자체 한전 발전회사 풍력터빈개발업체가참여하는프로젝트로이를통하여 조기확보로해상풍력수출산업화구축서남해 전북부안 전남영광인근해상 에실증 시범단지구축후 년까지총 로확대계획 신재생에너지의보급확산과국산풍력의 확보를통한풍력의수출산업화 년간 총 억원을들여전북새만금방조제내축에 급 기설치목표 전기다소비가구 이상 를대상으로자부담으로태양광주택보급확대정보보조없으나 시공업체중심의소비자투자비부담사업으로추진 대그린프로젝트 지경부소관의 개분야 개 시행발전소 우체국 전력다소비 대기업의공장 와협의하에신재생에너지설비설치확대논의 중소기업청 녹색경영확산지원사업 정부의녹색경영평가지표에따라우수 로선정된중소기업에게정책자금 신용보증등우대지원 수출 판로등타사업과연계지원하는프로그램을포함 녹색경영수준진단을통한장단기컨설팅지원및 제조현장녹색화기술개발지원 수출산업화 조세지원 수출지원 기획재정부 국세청 한국무역보험공사 환경보전 에너지절약시설투자세액공제 하이브리드차량개별소비세면제연장 천연가스사용시내버스및마을버스공급시부가가치세면제 녹색산업종합보험 의포집 분해등의온실가스감축시설과 조명등의에너지절약시설의투자금액의 세액공제 하이브리드차량에대해승용차개별소비세 천 를 만원한도로면제 까지 적용기간연장 까지 천 초과 녹색기술 녹색사업또는녹색전문기업으로인증된경우 기존이용보험약관에수출기업이선택가능한부보율확대 보험료할인 연속수출기간연장 이자보상특약등의추가특약항목을 녹색산업종합보험 형태로운영 제 4 장국내그린에너지기술사업화지원제도현황및문제점분석 113

149 지원유형구분주체주요사업명사업의목적및특징 신재생에너지산업해외진출지원사업 태양광 풍력등신재생에너지신수종 신기술 부품제품등의해외시장개척및조사에서인증획득 사업타당성조사 해외시장진출등의전주기에필요한비용의 를지원 년도 억원 지식경제부 제 회신재생에너지대전 신재생에너지국제협력활성화 태양광 풍력등신재생에너지에특화된국제전시회를개최하여신재생에너지홍보와수출촉진지원 국제재생에너지기구 재생에너지실무그룹 등다자간국제기구활동을통한신재생에너지기술 산업협력기반강화및독일 미국 영국등의선진국과의공동포럼개최등을통한전략적협동을통한수출산업화기반마련 규제및제도 특허제도 특허청 풍력성능검사기관고도화 녹색기술특허획득초고속심사제도 풍력산업의수출산업화를위해세계적수준의성능검사기관육성및 급이상풍력발전기블레이드 증속기등의부품과풍력시스템의진동 하중등측정에대한성능검사장비구축지원 신재생에너지설비인증시행을위한인증체계구축 녹색기술의사업화촉진을위하여저탄소녹색성장기본법을비롯한 개환경 에너지관련법등에서인정하는녹색기술기술의특허심사를 달이내처리 자료 : 정기철외 (2011), 지식경제부 (2012), 한국에너지기술평가원사업안내를바탕으로취합재구성 가. 태양광기업생태계 태양광은누적설치량기준 2004년 4MW에서 2009년 453MW로연평균 158% 성장률을기록하였다. 세계시장대비국내시장규모비중은 2004년 0.3% 에서 2009년 6.2% 로급속히성장하였다. 매출기준 2004년 332억에서 2009년 2조 3,700억원으로연평균 140% 로성장하였으며, 전체신재생에너지산업매출대비 2004년 23.8% 에서 2009년 59% 로증가하였다. 국내태양광기업수는 2004년 12개에서 2010년 91개로크게증가하였으며신재생에너지산업전체기업체수에서차지하는비중역시 2004년 24% 에서 43% 로증가하였으며, 태양광산업은국내신재생에 114

150 너지전체에너지원중가장크게성장한분야이다. 하지만세계태양광산업의구조조정여파로국내기업들도영향을받아 2011년태양광기업수는감소했을것으로전망된다. 태양광산업은많은고용인원을창출하였다. 2004년고용인원은 160명이었지만 2010년 8,906명으로연평균 101.5% 로급속하게성장하였으며, 2011년에는 12,000명으로증가할것으로추정된다. 2009년전체전력발전량에서태양광이차지하는비중은 0.05% 에불과하지만, 최근폴리실리콘, 잉곳 / 웨이퍼, 태양전지, 모듈부문에대한투자가본격적으로진행되면서태양광부문은성장기를맞고있다. 하지만국내태양광시장형성은 5년내외에불과해기술력, 생산규모, 관련기업들의수익성등대부분의실적평가부문에서경쟁국보다열위에있다. 그림 국내태양광발전설치규모및세계시장대비비중 자료 : 솔라앤에너지, 안혜영 (2010) 제 4 장국내그린에너지기술사업화지원제도현황및문제점분석 115

151 그림 국내태양광발전매출 및전체신재생에너지산업매출대비비중 자료 : 솔라앤에너지, 안혜영 (2010) 그림 연도별태양광산업고용인원현황 자료 : 에너지관리공단신 재생에너지센터 태양광가치사슬 (value chain) 별기술력및대규모자본투자가있 어야하는폴리실리콘및태양전지분야는대기업참여비중이

152 년각각 57.1%, 32.4% 로타사업부문과대비하여높다. 하지만상대적으로진입장벽이낮은다운스트림시스템설치운영부문과잉곳 / 웨이퍼부문에서는중소기업의참여비중이높다. 가치사슬의최종단계인시스템설치 / 운영에서중소기업비중은 2009년 92.6% 이고, 2010 년잉곳 / 웨이퍼부문에서중소기업의비중은 60% 이다. 전세계의폴리실리콘의생산능력은 2010년 14만 4,100톤으로기록되었으며, 2011년에는 17만 2,000톤으로상승할것으로전망된다. 우리나라는태양광폴리실리콘세계시장에서 2010년 13% 를차지했으며, 2011년에는 22% 를차지할것으로예측된다. 그림 가치사슬별업체수현황 년 자료 : 한국수출입은행 제 4 장국내그린에너지기술사업화지원제도현황및문제점분석 117

153 표 폴리실리콘생산현황 구분 년 2011년e 전세계생산량 톤 38,169 73, , ,000 한국생산량 톤 2,600 10,000 18,700 38,000 점유율 자료 : 에너지관리공단신 재생에너지센터 표 폴리실리콘시장현황 구분 년 2011년e 매출 십억원 ,288 2,028 수출액 백만불 ,403 투자액 십억원 219 1,103 1,103 1,511 자료 : 에너지관리공단신 재생에너지센터 OCI사가폴리실리콘시장에진출한이후국산화양산체계가구축되었으며, KCC와한국실리콘이후발주자로진출하였다. 폴리실리콘은국내생산량의약 80% 가유럽, 미국, 중국등세계태양광기업으로수출되는수출위주로성장하였다. 폴리실리콘사업은태양광사업의핵심요소로부각되고있으며투자액이 2008년 2,190억에서 2010 년 1조 1,030억으로증가하였다. 하지만 2009년부터시작된폴리실리콘과잉공급은 2013년까지지속될것으로예상되어국내업체들의수익성이악화될것으로전망되며이를탈피하기위해서규모의경제확보가필요하다. 잉곳 / 웨이퍼의경우, 전세계생산량이 2008년 8,538톤에서 2010년 118

154 18,300톤으로증가하였다. 우리나라의생산량은 2008년 406톤에서 2010년 1,422톤으로약 3.5배증가하여, 시장점유율은 2008년 5% 에서 2010년 8% 로증가하였다. 수출액은 2008년도 174백만달러에서 2010년 584백만달러로약 3.3배증가하였으며, 수출과내수의비율은약 3:1로수출비중이높다. 태양전지의경우, 다른부문에비해시장형성이늦은편이지만비교적양호한성장세를기록하고있다. 전세계태양전지생산량은 2008년 7,942톤에서 2010년 22,104톤으로증가했으며, 우리나라의점유율은 2008년 0.7% 에서 2010년 6% 로크게성장하였다. 2007년부터국내태양전지양산체제가구축되면서원가절감이이루어지고기술개발과효율향상을위한연구개발투자도증가하여투자액이 5,830억원 ( 설비투자 : 5,700억원 / 연구개발투자 : 130억원 ) 에서 2010년 7,330 억원 ( 설비투자 : 7,010억원, 연구개발투자 : 320억원 ) 으로크게성장하였다. 태양전지부문도다른부문과마찬가지로총매출에서수출이차지하는비중이높으며, 2010년총매출대비수출비중은 78% 이었다. 표 잉곳 웨이퍼생산현황 구분 년 2011년e 전세계생산량 톤 8,538 9,453 18,300 23,100 한국생산량 톤 ,422 2,950 점유율 자료 : 에너지관리공단신 재생에너지센터 제 4 장국내그린에너지기술사업화지원제도현황및문제점분석 119

155 표 잉곳 웨이퍼시장현황 구분 년 2011년e 매출 십억원 ,712 수출액 백만불 ,017 투자액 십억원 자료 : 에너지관리공단신 재생에너지센터 표 태양전지생산현황 구분 년 2011년e 전세계생산량 톤 7,942 12,571 22,104 26,988 한국생산량 톤 ,381 2,970 점유율 자료 : 에너지관리공단신 재생에너지센터 표 태양전지시장현황 구분 년 2011년e 매출 십억원 ,297 수출액 백만불 투자액 십억원 ,210 자료 : 에너지관리공단신 재생에너지센터 표 모듈생산현황 구분 년 2011년e 전세계생산량 톤 7,508 11,062 19,451 23,749 한국생산량 톤 ,939 3,630 점유율 자료 : 에너지관리공단신 재생에너지센터 표 모듈시장현황 구분 년 2011년e 매출 십억원 ,287 4,714 수출액 백만불 ,526 3,191 투자액 십억원 자료 : 에너지관리공단신 재생에너지센터 120

156 그림 가치사슬별수출비중현황 출처 : 솔라앤에너지 모듈부문의경우, 2007년이후설비증설과국내외태양광시장의급격한성장에힘입어대규모수출이이루어졌으며, 수출액이 2008년 160백만달러에서 2010년 1,526백만달러로 9.5배성장하였다. 투자액역시 2008년 530억에서 2010년 5,690억으로 10배이상증가하였다. 모듈부문은소규모투자금액과낮은기술장벽으로국내기업의참여가가장많은부문이다. 태양광시장은 1959년일본의 Sharp가최초로태양전지를상용화하면서시작되었으며, 1980년대는독일업체가, 2003년경에는미국및중국업체들이참여하였다. 2005년까지일본기업들이태양광시장의선두기업이었지만 2012년현재중국기업들이시장을주도하고있다. 우리나라는선두기업대비 50년늦은 2008년이후본격적으로사업에참여하였다. 그래서국내시장이크지않기때문에국내기업은주로수출에의존하고있는실정이다. 2009년도국가연구개발사업조사 분석결과에따르면, 인프라조성, 제 4 장국내그린에너지기술사업화지원제도현황및문제점분석 121

157 기관지원사업을제외한국가연구개발사업기준으로태양전지분야에 는 23 개사업, 304 개과제에총 1,229 억이투입되었다. 부처별로는지 식경제부가 80% 로가장많이지원하였으며, 교육과학기술부 13.1%, 중소기업청이 5.8% 를지원하였다. 연구개발단계별로는개발연구 80.6%, 응용연구 6.1%, 기초연구가 13.2% 이다. 연구수행주체별투자비중을살펴보면, 중소기업 834 억원 (41.9%), 대기업 424 억원 (21.3%), 정부출연연구기관 365 억원 (18.3%) 을투자 하였으며, 대학연구비의 52.2% 가기초연구이지만, 대기업및중소기 업의 95.2% 가개발연구비이다. 30) 표 년기준태양광시장에서의국내위상 가치사슬 폴리잉곳 실리콘웨이퍼 태양전지 모듈 시스템 전세계 시장 국내 규모 전세계 생산량국내 전세계 업체수 국내 개 시장진입장벽 높음 중간 중간 낮음 낮음 대규모의투자와높은 전세계적으로 여개 많은업체가시장에참여하고 높은기술력을필요로하지 가격하락과치열한경쟁으로 기술력이 이상의많은있으나상위 않아많은 새롭게 필요하여 업체가 개기업이 업체가 주고받고 시장동향 시장진입장시장에참여시장의시장에참여 있는분야벽이가장대부분을대부분 높아소수업체만참여 차지 국내에는대기업을중심으로사업을진행 기업은태양전지 모듈공정을함께진행 자료 : 솔라앤에너지 한국과학기술기획평가원 참조 122

158 표 태양전지전략품목및품목별개발계획 기간전략품목필요성 중요성 결정질실리콘태양전지 초고효율공정기술 대량양산기술 제조장비국산화로경쟁력확보가능 단기 년 실리콘박막태양전지 박막태양전지 국내반도체 디스플레이기술력을바탕으로기술선점및세계시장조기선도가능 결정질실리콘태양전지에버금가는높은효율로대용량발전및 시장점유율급증기대 모듈 공동주택비율이높은국내현실에부합되며태양광의건물활용증대에따른단기간의시장급성장예상 중기 년 염료감응태양전지 집광형태양전지 저가및차별화된성능을바탕으로실내용및 용시장진출및성장예상 고효율 저가및저중량기술을확보하여건축물 대응및전력비절감에기여 장기 년유기태양전지경량 저가화를통하여타태양전지와차별화된용도의신규시장창출이가능 자료 : 한국에너지기술평가원 (2011a) 제 4 장국내그린에너지기술사업화지원제도현황및문제점분석 123

159 표 태양전지사업별유관비율 ( 단위 : 백만원 ) 부처명사업명태양광총사업비비율 교육과학기술부 방위사업청 중소기업청 지식경제부 세기프론티어연구개발사업 국제공동연구 기후변화대응기초원천기술개발사업 미래기반기술개발 미래유망융합기술파이오니어사업 선도연구센터지원 일반연구자지원 중견연구자지원 국방기술개발 기업협동형기술개발 산학연공동기술개발 중소기업기술혁신개발 중소기업사용화기술개발 광역경제권선도산업육성 민군겸용기술개발 산업고도화기술개발 산업기술융합산업원천기술개발 산업소재원천기술개발 산업집적지경쟁력강화 신재생에너지기술개발 기금 자료 : 한국과학기술기획평가원 (2011) 전력산업원천기술개발 정보통신성장기술개발 지역전략산업육성 총합계 124

160 지원유형구분주체주요사업명 신재생에너지기술개발 지식경제부 신재생에너지 구축 국가연구개발사업 태양광 충청권 대경권 호남권의 지역 기후변화대응국가연구개발사업 기술개발교육과학기 기후변화대응 개중점기술중결정질실리콘술부태양전지 실리콘박막태양전지 유기소재태양전지 포함 조세지원기획재정부 신성장동력산업및원천기술 세액공제 관련출연금과세특례연장국세청 설비투자세액공제연장 녹색기술중소기업청 중소기업정책자금융자 개발기술사업화자금 사업화 지식경제부 신성장동력투자펀드지원 기술보증기금 녹색기업신용보증기금 기술가치연계보증 기술보증기금맞춤형창업성장프로그램금융지원보증지원저탄소녹색성장기업에대한보증지원신용보증기금혁신형중소기업보증지원 녹색인증 범부처 녹색기술 사업 기업인증 조세지원기획재정부 국세청 녹색금융상품비과세조치연장 인력지원전문인력 양성 지식경제부 에너지인력양성사업 녹색정부구매 조달청 공공조달최소녹색기준제품구매제도 녹색기술시장 지식경제부 국가녹색기술대상 신재생에너지공급의무화제도 그린홈 만호보급사업 지경부일반보급보조사업시장 에너지지방보급사업 설치의무화제도활성화보급확대관리공단 신재생에너지금융지원제도신재생에너지설비보급기반구축사업 신재생에너지설비인증제도 지경부 햇살가득홈프로젝트 중소기업청 녹색경영확산지원사업 조세지원기획재정부 국세청 에너지절약시설투자세액공제 수출산업화 규제및제도 수출지원 표 태양광관련지원제도현황 한국무역보험공사 지식경제부 녹색산업종합보험 신재생에너지산업해외진출지원사업신재생에너지국제협력활성화 특허제도특허청녹색기술특허획득초고속심사제도 제 4 장국내그린에너지기술사업화지원제도현황및문제점분석 125

161 태양광관련지원제도현황을살펴보면, 기술개발은지식경제부와교육과학기술부를중심으로, 기획재정부와국세청이조세지원을담당하고있다. 금융지원은중소기업청, 지식경제부, 기술보증기금, 신용보증기금이담당하고있다. 전문인력양성을위해서지식경제부가에너지인력양성사업을시행하고있다. 시장활성화를위해서조달청을중심으로하는정부구매, 지경부와중소기업청을중심으로시행되는보급확대정책, 기획재정부와국세청을중심으로하는조세지원제도가마련되어있다. 수출지원은한국무역보험공사와지식경제부가담당하며, 특허제도는특허청에서담당한다. 태양광의기술별활동주체를살펴보면다음과같다. 결정질실리콘분야의경우, 기업이주도하는형국이며, 선진국대비기술력은 80%, 양산기술은 70% 수준이다. 대표적기업은신성솔라에너지, 현대중공업, 삼성전자가있으며, 연구실수준최고 19% 효율의태양전지기술이달성되었다. 지경부는태양전지변환효율 22% 이상을목표로 초고효율결정질실리콘태양전지및모듈양산화기술개발 과제를진행중이며, 과제종료후바로양산단계로적용가능한양산기술을개발하고자한다. 총 108억 9천만원의과제사업비가책정되었으며, 과제수행기간은 2011년 7월에서 2014년 6월까지이다. 웅진에너지 ( 잉곳 / 웨이퍼 ), 신성솔라에너지와고려대학교 ( 초고효율태양전지 ), 삼성 SDI 와한국에너지기술연구원 ( 모듈 ) 등 5개주체가참여한다. CIGS 박막태양전지의경우, 효율수준은선진국에약 90% 가깝게접근하였지만, 아직상용화는미흡한형편이다. 한국에너지기술연구원과 LG 이노텍, 삼성전자가주요활동주체로참여하고있다. 염료감응태양전지의경우, 대학및국가연구기관을중심으로연구 126

162 가이루어지고있다. 국가연구기관으로한국과학기술연구원, 전자통신연구원, 화학연구원이참여하고있으며, 대학은고려대와인하대가주축이되고있다. 민간기업으로는동진쎄미켐, 삼성 SDI, 다이솔티모, 티지에너지, 이건창호가활동중이다. 고효율태양전지및모듈기술은선진국수준에근접한성과를보이는것으로평가된다. 유기태양전지의경우, 기업, 연구소, 대학을중심으로다양한상용화및원천기술개발이진행중이다. 한국화학연구원, 한국기계연구원, 코오롱인터스트리, 서울대학교, 광주과학기술원이주요혁신주체로참여한다. 집광형태양전지의경우, 국가연구기관을중심으로기술혁신이진행중이다. 삼성종합기술원, 한국과학기술연구원, 한국전자통신연구원, 한국기계연구원, 한국나노기술연구원, 광주과학기술원, 아주대학교등이참여하고있다. 그림 태양광기술혁신주체 제 4 장국내그린에너지기술사업화지원제도현황및문제점분석 127

163 현재태양광부문은고효율화기술측면에서는선진국보다열세이며, 가격경쟁력측면에서는중국보다열세이다. 특히, 첨단기술을요구하는, 진입장벽이높은부문의경우, 선진국과대비하여기술격차가더벌어진다. 예를들어, 선진국대비실리콘원료의기술수준은 68%, 제조장비는 65%, 박막형태양전지는 66% 를기록하고있다. 또한, 현대중공업, 삼성전자, LG전자등대기업의진출이가속화되면서인력수급에문제가생기고있다. 그리고정부부처간중복투자등정부 R&D 사업간역할분담이명확하지않은문제점이존재한다. 표 태양광기술사업화지원제도현황 구분특징관련주체 기술개발지원 기술개발및전문인력확보를위한정부의각종지원사업 신재생에너지 관련조세지원 지경부 교육과학기술부 기획재정부 법 제도 금융지원 보급지원 중소기업정책자금융자 녹색기술 사업 기업인증을통한투자촉진 보증지원 정부보조사업 일반보급 지방보급 그린홈 만호보급 장기저리의융자지원등 과보급의무화 설치의무화등 사업을통한지원 중소기업청 지식경제부 범부처 지경부 에너지관리공단 인프라구축 신재생에너지 구축 태양광의경우충청권 대경권 호남권 개발한기술과제품의시험분석 성능검사 실증연구등을지원스마트그리드사업 제주도실증단지 지경부 128

164 그림 태양광기술사업화주체 그림 태양광부문기술사업화생태계 제 4 장국내그린에너지기술사업화지원제도현황및문제점분석 129

165 태양광부문을기업생태계측면에서살펴보면, 선진국과의기술격차, 대규모초기투자등의위험부담을안고있는태양전지산업의특성은제품생산, 보급, 사업화의핵심주체인기업에부담으로작용하여기술개발의어려움을가중시키고, 기술경쟁력확보및규모의경제달성을어렵게한다. 또한, 협소한내수시장규모는국내기업의경쟁력을약화시킬수있으며, 수출의존도를높인다. 현재소재, 부품, 장비에대한수입의존도가높을뿐만아니라원천기술에대한기반이취약하다. [ 그림 5-9] 는태양광부분의기술사업화생태계의기본모형을도식화하였다. 31) 기술개발과사업화주체중에서중소기업이차지하는비중은높지만, 기술혁신과사업화는대기업이주도하는형국이며, 중소기업은기술진입장벽이낮은부분에많이진출해있다. 태양광부문에서중소기업이기술혁신과사업화에서독자적으로행동하기에는인력과능력이부족한것으로보인다. 환경적측면에서는여러제도가치우침없이골고루잘편재되어있지만, 상대적으로인력지원측면은약한것으로평가되므로, 인력양성과활용방안에대한연구가더욱선행되어야할것이다. 또한, 환경적측면에서태양광설비시스템에대한표준화및인증강화가필요한것으로여겨진다. 소재, 부품, 모듈의전문기술평가, 국제표준화연계등의인프라구축투자확대가필요할것으로보인다. 나. 풍력기업생태계 세계풍력시장의위축으로 2010 년매출액은 1 조 1,168 억원으로 2009 년에비해하락하였지만, 2011 년에는 2010 년대비 137% 증가하 여 2 조 7,710 억원으로증가할것으로전망된다. 그림에서동그라미크기는생태계내에서상대적비중을나타낸다 130

166 그림 연도별국내풍력산업규모 자료 : 에너지관리공단신재생에너지센터 그림 연도별풍력산업고용인원현황 자료 : 에너지관리공단신재생에너지센터 제 4 장국내그린에너지기술사업화지원제도현황및문제점분석 131

167 국내풍력산업고용인원은 2004년 304명에서 2010년 2,650명으로연평균 45.7% 증가하였고, 2011년에는 3,012명으로증가할것으로전망된다. 2009년부터중공업업체들의풍력사업진출로시스템분야에고용인원이급격히증가하여 2008년 312명에서 2011년 1,137명이고용된것으로전망된다. 풍력부문은 2007년부터유럽, 중국, 미국을중심으로급성장하였으며, 우리나라는현대중공업, 효성중공업, 삼성중공업, 대우조선해양등대규모조선, 중공업업체가진출하는등, 2004년풍력제조업체수는 13개였지만 2010년 32개로성장하였다. 또한, 풍력단조부품에는평산, 현진소재등제품의연관성이유사한조선관련단조부품업체들이참여하였다. 그림 연도별풍력산업기업체수현황 자료 : 에너지관리공단신재생에너지센터 132

168 표 국내주요풍력관련기업체현황 기술군부품소재국내기업 풍력발전기부품요소 블레이드증속기발전기베어링타워전력변환장치변압기단조품주조품 데크항공 휴리스 효성 중공업 평산 현대중공업 삼성중공업 두산중공업 대우조선해양 중공업 효성 유니슨 일진 신라정밀 용현 동국 윈드 현대중공업 효성 플라스포 현대중공업 효성 태웅 동국 현진소재 용현 마이코스 유니슨 평산 삼정 윈드 윈앤피 스페코 캐스코 코텍산업 발전단지건설 삼성물산 현대중공업 대우조선해양 효성 유니슨 자료 : 지식경제부 풍력부문은국내주요조선, 중공업등대기업의풍력기업화가가속화되고, 타워 부품등중간제품은중소 중견기업이, 시스템완제품은대기업이맡아상생 공존하는대표적인중소 대기업동반성장분야이다. 풍력부문에서국내기업은중공업, 철강, 건설, 발전설비등풍력발전과관련한우수한산업기반을갖추고있으며, 특히해상풍력관련기술인조선, 해양토목 건설, 전기, IT 등에서기술적우위를갖는장점을가지고있다. 그러나낮은브랜드이미지로현재국산화율은 제 4 장국내그린에너지기술사업화지원제도현황및문제점분석 133

169 10% 정도에불과하고내수시장의실적부족은국외시장진출에가장큰애로사항이다. 국내에보급설치된풍력설비의 98% 가덴마크 (Vestas) 와스페인 (Accinoa) 의국외시스템업체로부터수입되었다. 풍력업체들은내수시장보다본격적인국외시장에관심이있으며, 주요수출은단조부품을중심으로발생하고있지만, 발전기및핵심부품인블레이드, 기어박스수출및풍력단지개발은미약한상황이다. 또한, 대형베어링등주요부품의국산화가아직요원한상태이다. 2011년국내풍력발전설비용량은 420MW로세계설비용량의약 0.2%, 발전량은 857GWh로우리나라총발전량의 0.2% 에불과하다. 우리나라의풍력설치용량은주요풍력사용국인덴마크, 포르투갈, 스페인, 독일에비해미미한실정이다. 발전시스템부문의매출액은 2008년 30억원에서 2010년 317억원으로증가하였으며, 투자액은 2008년 570억원에서 2010년 2,780억원으로증가하였다. 블레이드부문은 2007년말중대형풍력발전용날개 (750kW, 2MW) 의개발이완료된후, 2008년부터양산화가시작됨에따라매출액은 2008년 10억원에서 2010년 110억원으로급속히증가하였다. 타워부문은 2010년전세계경기침체로매출액이감소하였지만, 2011년국외수주가늘어나면서 6,680억원으로증가할것으로전망된다. 타워부문은수출위주로사업을추진해온관계로매년생산능력을증가시킴에따라투자액이 2008년 760억원에서점진적으로상승하여 2010년 1,520억원으로크게증가하였다. 단조부품의경우, 타워부문과마찬가지고내수시장이적어매출의많은부분을수출에의존하는상황이다. 2008년의전세계경기침체 134

170 로수출액, 매출액, 투자액모두 2008 년이후감소하였다. 하지만 2011 년에는유럽및미국의풍력발전시장이확대됨에따라수출액이 상승할것으로전망된다. 그림 국내풍력발전실치용량추이 자료 : 외교통상부 (2012) 표 발전시스템산업현황 구분 년 2011년e 매출 십억원 ,303 수출액 백만불 투자액 십억원 자료 : 에너지관리공단신재생에너지센터 표 블레이드산업현황 구분 년 2011년e 매출 십억원 수출액 백만불 투자액 십억원 자료 : 에너지관리공단신재생에너지센터 제 4 장국내그린에너지기술사업화지원제도현황및문제점분석 135

171 표 단조부품산업현황 구분 년 년 매출 십억원 수출액 백만불 투자액 십억원 자료 : 에너지관리공단신재생에너지센터 표 증속기산업현황 구분 년 년 매출 십억원 수출액 백만불 투자액 십억원 자료 : 에너지관리공단신재생에너지센터 표 발전기산업현황 구분 년 년 매출 십억원 수출액 백만불 투자액 십억원 자료 : 에너지관리공단신재생에너지센터 증속기부문에서는, 효성이 2006년진출하였지만, 상업화가늦어지면서매출이발생하지않았다. 하지만 2008년그리고 2010년독일의 야케 와인도의 고다와에너지 를인수하면서매출액이발생하였다. 발전기부문은 2010년 Wind&P가발전기를제작, 판매하면서처음으로 30억원의매출액이발생하였다. 또한, 투자액은 2008년 290억 136

172 원에서 2010년 90억원으로크게감소하였지만, 2011년에는소폭상승할것으로전망된다. 정부와민간의기술개발부문을살펴보면, 해상풍력발전기는다수의대기업이자체개발하거나국외기술도입또는인수합병을통해시스템제작부분에진입을적극적으로추진하고있으며, 일부기업은정부의지원으로개발을완료하였거나진행하고있다. 풍력부문에서는핵심요소부품및시스템설계에서의기술력확보가중요하다. 풍력발전기핵심요소부품으로는증속기, 발전기, 날개및전력변환장치등이있으며, 이중날개및타워와단조부품들은국내에서생산이가능하다. 그러나핵심부품및시스템설계에관한기술력이취약하여시스템제작시국외전문업체에의존하고있는상황이다. 제작사풍력발전기용량비고 두산중공업 해상풍력용개발완료 실증중 정부지원 효성 급상용화 급실증중 해상풍력용 개발중 정부지원 유니슨 급상용화 급실증중정부지원 한진산업 현대중공업 표 풍력발전시스템개발현황 급상용화 급 급 급개발 해외기술도입 해상풍력용 개발중 자체개발 삼성중공업 급개발 해외기술도입 개발중 자체개발 현대로템 대우조선해양 급개발중 급생산 네덜란드하라코산사인수 해상풍력용 개발중 급생산 미국 사인수 해상풍력용 개발중 자료 : 한국과학기술기획평가원 (2011), 풍력산업협회 자체개발 자체개발 제 4 장국내그린에너지기술사업화지원제도현황및문제점분석 137

173 표 국내풍력발전기술수준 단지개발 자원조사 분석예측 단지설계및시공 블레이드 국내선도기술 해외기술에의존 자원지도작성중 육상풍력단지설계 시공해상풍력단지개발중 기술수준 기준 설계대형설계기술개발중 제작 급제작기술확보 발전기시스템 운영 증속기 상용화기술개발 발전기 요 피치시스템 타워 감시 진단 운용 계통연계 하이브리드 자료 : 한국풍력산업협회 실증단계 제작은세계최고수준설계 해석기술은근접 해외기술에 감시 진단 기본 의존인프라는보유 급계통연계국산화 구분 단계 실증 단계 시범 단계 확산 일정 목적 확보상업적가능성검증상업운영 규모 표 국내해상풍력발전단지건설계획 기 기 기 재원 억원 정부 민간 조 억원 정부 민간 조 억원 민간 자료 : 한국과학기술기획평가원 (2011) 국내해상풍력발전단지현황을보면, 한국에너지기술연구원이정부 지원으로해상풍력발전실증단지조성사업을수행하여 2011 년 5 월제 주도에 STX 2MW 해상풍력발전기 1 기설치를완료하여현재시험 138

174 운전중이다. 한국전력연구원은정부지원으로 2019년까지약 10조 2 천억원을투자하여서남해해상풍력발전단지를조성하여총 2.5GW 규모의해상풍력단지건설을계획하고있다. 기타지방자치단체의해상풍력발전단지개발의지로전남서남해안의육 해상 5GW 풍력발전단지, 40MW의전북새만금풍력산업클러스터의풍력발전시범단지, 20MW의부산지역목도해상풍력단지가계획되었다. 표 풍력산업관련정부지원정책현황 지원유형구분주체주요사업명 기술개발 국가연구개발사업 조세지원 지식경제부 교육과학기술부 기획재정부 국세청 신재생에너지기술개발 신재생에너지 구축 풍력 호남권 동남권의 지역 기후변화대응국가연구개발사업 기후변화대응 개중점기술중해상풍력발전포함 신성장동력산업및원천기술 세액공제 관련출연금과세특례연장 설비투자세액공제연장 녹색기술사업화 중소기업청 지식경제부 중소기업정책자금융자 개발기술사업화자금 신성장동력투자펀드지원 금융지원 인력지원 시장활성화 녹색기업보증지원 녹색인증조세지원전문인력양성녹색정부구매녹색기술시장 보급확대 기술보증기금 신용보증기금 기술보증기금 신용보증기금 범부처 기획재정부 국세청 지식경제부 조달청 지식경제부 지경부 에너지관리공단 기술가치연계보증 맞춤형창업성장프로그램 저탄소녹색성장기업에대한보증지원혁신형중소기업보증지원 녹색기술 사업 기업인증 녹색금융상품비과세조치연장 에너지인력양성사업 공공조달최소녹색기준제품구매제도 국가녹색기술대상 신재생에너지공급의무화제도 그린홈 만호보급사업 제 4 장국내그린에너지기술사업화지원제도현황및문제점분석 139

175 지원유형구분주체주요사업명 일반보급보조사업지방보급사업설치의무화제도융자지원신재생에너지금융지원제도신재생에너지설비인증제도 지경부 서남해해상풍력단지구축사업새만금대형풍력시범단지사업 중소기업청 녹색경영확산지원사업 조세지원 기획재정부 국세청 에너지절약시설투자세액공제 수출산업화 수출지원 한국무역보험공사 지식경제부 녹색산업종합보험 신재생에너지산업해외진출지원사업풍력성능검사기관고도화 규제및제도 특허제도 특허청 녹색기술특허획득초고속심사제도 정부의기술개발관련정책으로 2010년제9차녹색성장위원회에서지식경제부에의해 신재생에너지산업발전전략 이보고되고심의, 확정되었다. 해상풍력은세계 3위를목표로하여기술개발, 실증, 국외진출단계별진행로드맵이수립되었다. 풍력기술개발지원은국가연구개발사업과조세지원으로구분된다. 호남권과동남권을중심으로 Test-bed가구축된다. 녹색기술사업화, 녹색기업보증지원, 녹색인증, 조세지원등으로풍력개발에금융이지원되고있다. 시장활성화를위해서정부구매제도와보급정책이시행되고있다. 대표적풍력발전관련보급정책은신재생에너지공급의무화제도 (RPS) 와해상풍력발전단지조성을통한 Track record 확보와풍력의수출산업화이다. 풍력생태계에서기술혁신은주로대기업과국책연구기관에의해수행되고있으며, 대학과중소기업의활동은미미한편으로파악되었다. 터빈은두산중공업, 현대로템, 현대중공업, 효성, STX, 삼성중공 140

176 업, 대우조선해양등대기업이주를이루고, 부품분야는동국, 유니슨, 현진소재, 마이스코등중소기업이주체가된다. 국책연구기관은 KIST와한국에너지기술연구원이주축을이룬다. 정부의 R&D 추진방향은실증단지확대및시범단지개발을통한인프라구축및 Track record를확보하여세계시장에진출하는것이다. 그린에너지전략로드맵 2011에따르면, 육상용풍력발전시스템을위해민간주도 2013~2015년까지육상보급시범단지건설을, 해상용풍력발전시스템을위해정부주도 ( 에너지기획연구원 ) 로 2012~2013 년까지천해용해상풍력실증단지건설및이후해상시범및확산단지건설을목표로하고있다. 그림 풍력부문기술혁신시스템 제 4 장국내그린에너지기술사업화지원제도현황및문제점분석 141

177 표 국내풍력발전시스템기술개발현황 분류 육상풍력발전 해상풍력발전 풍력발전시스템용부품국산화개발 개발현황 급 풍력발전시스템개발완료 상용화 유니슨 효성 급육상용풍력발전시스템개발및실증완료 한진 급 풍력발전시스템개발완료 상용화 효성 현대중공업 중공업 급 풍력발전시스템개발완료 상용화 유니슨 급직접구동식풍력발전시스템개발중 현대로뎀 풍력발전시스템개발중 삼성중공업 해상풍력실증단지조성 에기연 해상용 급풍력발전기개발완료 두산중공업 해상용초대형 급풍력발전기개발중 효성 급 급발전기및증속기 효성 급기어드타입발전기용증소기 효성 급 형발전기 유니슨 급 발전기 효성 급 급블레이드개발및 급개발완료 급 급 용전력변환기개발 플라스포 급 급 용전력변환기 효성 급 전력변화기개발 엔진 자료 : 한국에너지기술평가원 (2011a) 142

178 표 풍력기술사업화지원제도및현황 구분특징관련주체 기술개발현황 기술개발 조선및중공업부문의기업들이자체개발또는국외기술의도입 국외기술의인수합병을통해시스템개발에참여하고있으며 일부기업은정부의지원으로개발을완료하였거나진행중임 타워 부품등중간제품은중소 중견기업이 시스템완제품은대기업이맡아상생 공존하는대표적인중소 대기업동반성장분야 핵심부품 블레이드 발전기 증속기 및시스템설계에관한기술이취약하여시스템제작시국외전문업체에전적으로의존하고있는상황 대기업은대규모설비투자및글로벌 를통한 규모및가격경쟁력을확보하려하고있으며 중소 중견기업은특화된분야의원천기술및부품 소재 장비기술개발에집중 년정부의지원실적은 억규모에달하며 시스템설계및개발 실증연구가주를이룸 설비대형화에따라설비용량별개발추진 급은 년국산화완료하였고 급은개발완료후실증중 급은개발중 정부는국내풍력터빈제조사들의수출경쟁력강화를위하여실증을통한성능시험 육 해상실증단지의확대 및국제인증의확보 국제공인인증시스템의조기구축 를통해개발품의실증및초기상용화실적확보를지원중 기업 터빈 두산중공업 현대로템 현대중공업 효성 삼성중공업 대우조선해양등 부품 동국 유니슨 현진소재 마이스코등 연구소 한국에너지기술평가원 기술개발및전문인력확보를위한정부의지원지경부 금융지원 중소기업정책자금융자 녹색기술 사업 기업인증을통한투자촉진 보증지원 중소기업청 지식경제부 범부처 법 제도지원 보급지원 정부보조사업 일반보급 지방보급 그린홈 만호보급 장기저리의융자지원등 과보급의무화 설치의무화등 사업을통한지원 기획재정부 에너지관리공단 인프라구축 정부의신재생에너지 구축 호남권 동남권 대표적인실증단지조성사업은서남해해상풍력발전단지 스마트그리드사업 제주도실증단지 풍력시스템성능평가기술기반구축사업 년 인증을위한성능평가와인증체계구축 풍력분야국제표준화체계구축사업 지경부 한국전력 기업 제 4 장국내그린에너지기술사업화지원제도현황및문제점분석 143

179 그림 풍력기술개발및사업화주체 그림 풍력부문기술사업화생태계 144

180 풍력생태계는대기업과중소기업이중간제품을생산하고, 대기업이시스템완제품을생산하는등대표적인중소 대기업이동반성장할수있는분야이다. 기술개발은주로대기업에서이루어지고있으며, 사업화는대기업과중소기업이주체가되고있다. 현재풍력생태계에서대기업은정부의지원없이도독자적으로기술개발이가능하지만, 수주와매출실적이부진한상황이다. 중소기업의경우, 독자적으로사업을추진하기에는시장상황이좋지않기때문에정부의지원이필요한상황이다. 외국의시스템업체에부품을납품하는경우, 풍력타워시장과주조및단조품시장은수출시장이호전되고있다. 2012년 8월현재, 몇몇풍력단지개발이지연되고있다. 산림청과문화재청에약 28개사업 (994MW) 이정부부처간협의로지연되고있다. 제주도는 6개사업 (146MW) 을개발하기위해서국방부의동의를기다리는중이다. 정부가추진하는 2.5GW 서남해상풍력사업은한전및발전회사가주축이되어서추진중이나특수목적법인의설립이늦어져사업이지연되고있다. 전라남도의 5GW 사업은추진이지연되어별도의추진팀을새로구성하여재정비하고있다. 32) 풍력의기술현황은대학과연구기관의원천기술개발확보가미흡하며, 핵심기초기술의기반이취약하다. 국내시스템설계및핵심부품의기술경쟁력은선진국보다열세이다. 생태계공급자측면에서국내시스템업체와부품업체간공급체인 (supply chain) 형성이원활히되지않고있으며, 신규부품개발업체도공급체인에참가하기어려운상황이다. 생태계환경적측면에서체계적인기술개발및보급지원정책수립이미진하며, 관련연구인력이부족하고설계평가, 인증, 에너지경제연구원주최 신재생에너지재도약을위한에경연 신재생유관기관간정책협의회 발표에서발췌정리하였다 제 4 장국내그린에너지기술사업화지원제도현황및문제점분석 145

181 시스템해석, 성능및평가에관한전문인력을확보하기어려운실정이다. 그리고인증, 성능시험평가, 설계평가, 시스템해석에관한인프라구축이취약하다. 해상풍력단지설계기술역시미흡하며, 국내개발제품 test-bed 단지도부족한상황이다. 전반적으로다른지원제도보다시장활성화정책이상대적으로잘갖춰져있으나, 인력수급문제가환경적측면에서가장큰장애요소로판단된다. 146

182 본장에서는그린에너지기술의수출을위한그린에너지기술의혁 신과사업화를활성화하는방안을기업생태계적관점에서찾아보고자 한다. 정책제언 기업생태계적관점은그린에너지기술의혁신과사업화를직접적으로활성화시키는방안보다는기존의기술혁신과사업화방안이더효과적으로작동할수있도록도와주는보완재역할을하는방안을제공할수있을것으로판단된다. 예를들어, 시카고와샌디에이고는기술혁신과기업성공을위한동일한자원조건을가지고있다. 즉두도시는제도, 정책, 사업구조, 유망한인력풀, 세계유수의대학등이뒷받침된다는점에서유사한면이있다. 샌디에이고는오늘날바이오약학을비롯하여소프트웨어, 에너지기술등기술혁신으로발전될수있는많은분야에서새로운기업들이생겨나고있다. UCSD(The University of California at San Diego) 에서는 2011년에 9 억 6천만달러의연구활동이일어났다. 33) 그러나시카고는샌디에이고에서일어나는기술기업들의창업이일어나지않고있다. 시카고대학 (University of Chicago) 와 Northwestern University는세계최고의 참조 제 5 장정책제언및전산실험 147

183 대학으로많은우수한인재들을배출하고있으며최고의과학이연구되고있다. 하지만이들대학의과학이혁신적이고상업적인제품으로전환되는예는드물다. 시카고대학은그들의과학발견이상업화될수있도록많은노력을하였다. 또한, 시카고는세계에서가장금융이발달한도시중의하나이지만, 이지역에서자금이신생기업으로투입이잘되지않고있다. 훌륭한인프라, 연구기관, 자본그리고열망을가진시카고는비슷한자원을가진샌디에이고에비해기술혁신적신생기업들의창업은매우낮다. 무엇이이두도시의차이를설명하는가? Victor W. Hwang과 Horowitt, G. 는 The Rainforest: The Secret to Building the Next Silicon Valley 에서신뢰를바탕으로성립된협력과경쟁의네트워크가그답이라고이야기한다. 즉, 분권화된결정구조에서자기스스로다른다양한구성원들과협력과경쟁을할수있도록하는기업생태계의활성화가두도시의차이를설명한다. 기업생태계적관점의정책방안은미시적이고직접적인기존의지원을할수있는자원과제도들이더효율적으로작동할수있도록윤활유또는보완재역할을할것으로기대된다. 가. 공급자측면 그린에너지기술이혁신되고사업화되기위해서는기술을개발하는단계에서부터수요자의니즈를반영할수있어야한다. 대학과연구기관을중심으로우수기술을 DB화시키고, 기술을개발한기업과연구기관들을기술평가기관과벤처자본등에연계시키며, 이들이기술사업화에관련한기술경영관리에대한전문적서비스를받을수있도록해야한다. 148

184 개방적혁신의추구개방형혁신은아이디어확보, 공동연구, 벤처투자등외부의기술과자원을전략적으로활용하는도입형 (inbound) 혁신과특허등의기술자산판매, 분사, 프로젝트공개등내부의기술과자원을다른기업들이이용하게하는판매형 (outbound) 혁신으로구분된다. 34) 개방형혁신은기업생태계에서강조하는협력, 네트워크, 개방성등의개념을중요시하며, 혁신을촉진시키기위한지식의유입과유출을이용하고, 혁신의외부효과를확대하기위해서시장을확장시키는것이다. 35) 비록개방형혁신이현재기술혁신패러다임변화의방향이지만, 중소기업과대기업간그리고산업간에는그성과가어느정도차이를보이고있다. 36) 그러므로개방형혁신을유도하기위해서는대기업과중소기업에다른접근방식을유도해야할것이다. 현재우리나라그린에너지의생태계를기준으로판단한다면중소기업은도입형 김진성외 은네트워크시뮬레이션을이용하여지식공개전략이시장에존재하는역선택의우려를해소하고기업이혁신네트워크의전략적요충위치를점할가능성이높아짐을보인다 에의하면 개방형혁신과폐쇄형혁신의가장큰차이는기업들이그들의아이디어를좋은아이디어와안좋은아이디어로구분하는방법에서비롯된다 폐쇄형그리고개방형혁신모두처음에는유망해보이지만좋지못한아이디어 즉긍정적실패 를줄이는데비슷한능력을보인다 하지만개방형혁신은처음에는유망하지않아보이지만미래에놀라운가치를가지는프로젝트 즉부정적실패 를구별하는능력이폐쇄형혁신보다뛰어나다 년제 회복잡계컨퍼런스 복잡계와집단지성 에서는개방형혁신의대기업과중소기업에서의성과차이에관한토론이있었다 중소기업에서개방형혁신이지금까지좋은성과를이루어왔다는사실에는많은참가자가동의하였지만 대기업에서의성과에대해서는일치된의견을보이지못하였다 대기업의경영구조 경영전략 사업모델 연구역량 연구체계등대기업내다양한요소들이다른기업과의협력에영향을준다 특히 대기업내경영전략등이경직적으로작동할때 대기업의다른기업과의공동연구등도입형개방혁신은기술혁신성과에부정적인영향을줄수있다고논의되었다 제 5 장정책제언및전산실험 149

185 개방혁신위주로접근해야하며, 그리고대기업과혁신적중소기업은기업문화에따라판매형과도입형개방혁신을혼합할수있도록해야할것으로판단된다. 37) 또한, 기술별로살펴보면, 그린에너지기술중에서원자력, 석탄가스화복합발전 (IGCC), 청정화력발전, 이산화탄소포집및저장기술 (Carbon Capture and Storage) 등은낮은노동이동성, 벤처자금의부족, 적은창업기업등의특징을갖는기술로서많은혁신이그기술을개발하는내부조직에서일어나고있다. 이러한기술을개발하는기업들이개방형혁신으로나아갈수있을지는많은논쟁이존재한다. 전세계적으로대규모발전소프로젝트시장이분업화되어가고과점화되어가는현실속에서도입형개방혁신이다른부문보다느리게일어날가능성은높다. 하지만대규모프로젝트는첨단기술과복합기술을필요로하며이를위해많은실험이일어나게된다. 이러한과정에서유휴기술이생길수있게되는데, 이러한유휴기술을판매하여기업의수익을올리고다른부문으로기술의파급효과를높일수있는기회를창조할수있을것으로판단된다. 38) 손종구외 에따르면 중소기업은혁신을수행하는데다양한강 약점을지니고있다고한다 유연한조직체계로최소의비용을들여혁신의가능성을검증할수있으며 활발한의견교류와같은구성원간상호작용을통하여혁신의성공가능성을높일수있고 분업화를통해다양한역할을할수있는등의장점을가지고있지만 자금의부족 전문인력수급의어려움 리스크를분산할수있는포트폴리오구성할수있는역량의부족 혁신보호미흡등이단점을가지고있다 중소기업은기업의규모면에서대기업보다내부의자원과역량만으로사업을영위하는데한계가있어공급사슬망에있는다양한기업과조직의자원을활용할수밖에없는특성이있다 중소기업이근원적으로안고있는장단점들이중소기업으로하여금혁신프로세스의전과정에서외부의네트워크와협업하도록촉진하는요인으로작용한다 는지난시기에 가개발한군용기술을이용하여인터넷 전자레인지등이만들어진것처럼대규모에너지기술에대한투자도 의선례를따를수있다고주장한다 더자세한내용은 참조 150

186 이전장에서살펴보았듯이태양광은대기업보다중소기업의비중이높은부문이다. 태양광부문에서우리나라는짧은역사에도불구하고많은성과를이루어내었다. 하지만시장이협소하고기술개발과사업화에서중소기업이차지하는비중이높으므로중소기업에중점을맞춘도입형혁신을유도할수있을것이다. 풍력과연료전지부문에서는대기업이기술개발과사업화에서차지하는부분이높으므로대기업에중점을맞춘판매형혁신을유도할수있을것이다. 2차전지부문에서는대기업과중소기업이기술개발과사업화에서비슷한비중을차지하고있으므로도입형과판매형개방형혁신을혼합해서사용할수있을것이다. 39) Cohen et. al.,(1990) 은기업이외부의새로운정보의가치를평가하고, 그것을자기것으로받아들이며, 새로운상품으로창출해내는능력은혁신과정에서중요하다고주장한다. 이러한기업의습득능력 (absorptive capacity) 은학습을용이하게하는사전적으로정보와관련된지식 (prior related knowledge) 의수준에의해결정될것이다. 높은수준의사전적정보를가지기위해서는, 각구성원들이다양한지식을보유하고있어야한다. 하지만중소기업의경우, 새로운정보를판단하고그것을사업화할수있는전문인력을갖추는경우가드물다. 중소기업은다양한외부정보를사전적으로종합평가할능력이부족하기때문에자체적으로기술원천을습득하기어렵고, 습득한기술을사업화하는능력도부족할수밖에없다. 손종구외 (2010) 는한국과학기술정보연구원이기술 DB를구축함으로써기술적우수성과사업성을판단할수있도록중소기업이검토할대상을집중시켜놓을 대기업과기술혁신적중소기업의개방형혁신은다음하위절플랫폼전략에서다루도록하겠다 제 5 장정책제언및전산실험 151

187 필요가있으며, 이 DB는중소기업에활용될가능성이높을것이라고주장한다. 그린에너지기술들에대해서도이러한 DB 구축이필요할것으로판단된다. 그린에너지기술의우수성과사업성을평가하기위해서는기술을평가할수있는기술인력과사업화를평가할수있는기술경영인력이자문및평가를할수있어야하며, 기술사업화평가사업등과연계할필요성이있다. 또한, 중소기업들이짧은기술변환주기의환경에서살아남기위해서는약 5년정도마다기술의변화에대비하여혁신이이루어지고사업화를다각화시킬수있도록지원을하여야한다. OCE(Open Innovation-Complex Adaptive System-Evolutionary Change) 모델에서는기업에서출발하는복잡계출현과진화로이어지는과정의출발점인기업차원의개방형혁신이국가혁신시스템 (National Innovation System) 의복잡적응계를거쳐서양의피드백루프 (positive feedback loop) 를통해지배적제품으로종속되는 (lock-in) 과정을거치게된다고한다. 40) 기업차원의개방형혁신이성공하기위해서는국가혁신시스템의역할도중요하게된다. 41) 동반성장 플랫폼전략기업생태계속에서의수많은구성원은상호의존적으로경쟁하며협동을통해서기업생태계와공동의운명을가진다. 공동의운명을유지시키고생태계의전반적인건강을개선시키기위해기업생태계에는핵심자 (keystones) 가존재한다. 핵심자는많은니치 (niches) 를창조하 박선영외 참조 국가혁신시스템에관해서는정책적제언의환경적측면에서다루도록하겠다 152

188 는기반을제공하고기업생태계속의구성원간의연결을규제하며, 생태계내의다양성과생산성을증가시키는역할을한다. 또한, 핵심자는생태계구성원들이믿고의지하면서경제적활동을영위할수있는안정적이고예상가능한플랫폼을제공한다. 이러한플랫폼의제거는전반적시스템의붕괴를이끌수도있다. 그러므로생태계의공진화 (coevolution) 를위해서는플랫폼이중요한역할을하게된다. 김창욱외 (2012b) 는플랫폼 (platform) 이란 가치복합체의구성요소들이함께공유하면서그것을매개로서로연결되어있는기반요소 (components) 로정의한다. 42) 김기창 (2009) 은플랫폼이란나홀로개발의상대적개념으로, 비즈니스의파트너들과인터페이스들의핵심자역할을통해가치를창출하고문제를해결하는매개체로정의한다. 최병삼외 (2011) 는플랫폼이란생태계내의여러참여자가공통된사양이나규칙에따라경제적가치를창출하는토대로정의한다. 기업생태계내경제적가치를공유 창출하고선순환시켜모든구성원의공진화와공생을위해서는플랫폼전략이필요하다. 중추기업이자신의핵심적자산을플랫폼으로하여가치복합체를창출하고, 이를 김창욱외 에의하면 가치복합체 란다양한제품 서비스 기술등이서로결합되고연결되어함께소비됨으로써가치를제공하는제품및서비스의집합을지칭한다 플랫폼이란각자생산하는가치를서로보완해줄수있도록연결해주는매개체이자공통의연결축을의미한다 예를들어 용애플리케이션은윈도스 플랫폼 를기반으로연결된상태로보완관계에있는 본체및주변기기와결합해가치를제공한다 퀄컴의 플랫폼 기술은부품 장비 단말기간에공통의연결축역할을하는데 이들이결합하여무선통신서비스라는통합된가치를제공하게된다 플랫폼에대한기존의정의에서는기업들이활용하는자산 으로보는관점과제품의공통적인요소 로보는관점이혼재하는데공유요소로보는관점이가치복합체를생산하는기업들의집단으로서의기업생태계개념에적합하게된다 플랫폼의관점에서기업생태계를다시정의하면 가치복합체를생산하기위해플랫폼을공유하면서공생 과공진화 관계를형성하고있는기업간의체계 라고정의할수있다 제 5 장정책제언및전산실험 153

189 매개로연결된보완기업들의상호작용을적절히관리하면서, 플랫폼을확장해가기위해전략적으로의사결정을하는것을플랫폼전략이라고한다. 즉이는플랫폼에대한전략이아니라플랫폼을둘러싼시스템에대한전략이다. 43) 김창욱외 (2012b) 는플랫폼관점에서중추기업의통제방식 ( 플랫폼의개방도 ) 과가치사슬상위치에따라기업생태계를 4가지로분류하였다. 44) 폐쇄형생태계는생태계참여자의플랫폼접근과사용이중추기업에의해통제받지만, 개방형생태계는참여자의플랫폼접근과사용이참여자의의지에달렸다. 비록모든생태계가유형별로정확하게분류되지는않지만, 플랫폼의상대적개방도와위치에따라이 4가지유형으로분류될수있을것이다. 태양광생태계는기술요소형생태계에가까운것으로판단된다. 태양광생태계의경우, 중추기업은태양전지를제조하는기업이될것이다. 인텔의 CPU가컴퓨터전체의기능을원활하게작동하게하고모든부품이서로조화롭게작동시키는안정된연결축의역할을하는것처럼, 태양전지도태양광생태계에서인텔의 CPU의역할을할수있다. 기술요소형생태계는개방형이면서중추기업의플랫폼이다운스트림에위치한다. 김창욱외 참조 폐쇄형은중추기업이참여자가플랫폼을사용하고플랫폼에접근하는것을통제하는것이고개방형은플랫폼의접근과사용이참여자에게있다 플랫폼의가치사슬의하류 에위치하면보완기업이최종재생산에참여하며 상류 에위치하면보완기업이중간재생산에참여한다 154

190 표 개별기업생태계의유형별분류 유형 개방참여형 통제방식 개방적 분류기준 가치사슬상위치 기술요소형개방적 부품조달형폐쇄적 채널통제형 폐쇄적 자료 : 김창욱외 (2012b) 에서발췌정리. 특징 중추기업이플랫폼을제공하고 플랫폼이개방되어보완기업이스스로자신의제품에통제권을가지고책임지는생태계 플랫폼은보완기업과최종소비자사이에거래가가능하도록기반을제공하는역할을수행 예 오픈시장 이베이 구글등 중추기업이플랫폼을제공하고부품기업과완제품생산기업이계약을통해자유롭게플랫폼을활용하여생산활동을전개하는생태계 플랫폼의가장전형적인형태는기술및표준 예 퀄컴 인텔등 중추기업이제공한플랫폼에맞게부품기업이부품을제작하고 중추기업이이를다시완제품으로조립하는구조의생태계 플랫폼의가장전형적인형태는설계및사양 예 포드 도요타 델등 참여기업이중추기업의통제하에플랫폼을위해서완제품을제작 공급하는생태계 플랫폼의가장전형적인형태는유통망 예 아마존 월마트등 기술요소형생태계의대표적플랫폼은기술및표준이다. 태양광생 태계에서태양전지기업들은변환효율이높은태양전지를제공하며, 제 5 장정책제언및전산실험 155

191 부품회사나모듈, 시스템기업들은태양전지기술을활용하여태양광패널을공급할수있다. 태양광생태계는핵심부품의표준화를통해서제품의성능을향상시키고생태계내기술적문제를해결하여새로운기업활동이일어나도록기능을수행해야한다. 이를위해기술표준화를개선하여효율성을제고시켜야한다. 예를들어, 컬컴은휴대폰제조사와부품회사에 CDMA라는플랫폼을제공하여 CDMA 방식의휴대전화기술을진보시켰으며휴대전화보급에중요한역할을수행하였다. 기술요소형생태계에서표준화가중요한플랫폼역할을할수있으므로, 태양광부문의표준화가이른시일안에정착되어야할것으로보인다. 태양광부문표준화는 2004년이후부터체제를갖추기시작하였으며, 2009년에너지관리공단신재생에너지센터가기술표준원으로부터태양열, 태양광부문에대한 표준개발협력기관 으로공식지정받아서국가표준개발및관리업무를수행중이다. 표준화가정착되기위해서는관련법 제도를개선하고, 국제상호인증제도를구축함으로써국제규격에부합할수있도록지속적으로제품의설계, 제조단계에서부터국제표준을적용하여야할것이다. 또한, 개발된신기술을국내및국제표준으로조기정착시켜기업생태계에서의활용을촉진시켜야한다. 45) 전력산업에서교류방식이직류방식보다늦게시장에나왔지만송 배전부문에서시장지배력을가지고있듯이, 기술요소형생태계에서가장시급한문제는기술혁신을통한생태계의참여자수를증가시키 부경진외 는신재생에너지분야에서전략적으로국제표준화를추진하여국내기술을국제표준에반영함으로써비용절감과효율적생산시스템을구축하고 관련산업을활성화할수있다고주장한다 156

192 는것이다. 하지만플랫폼의기술적차이가크지않을때에는, 적정인센티브제공을통해양질의참여자를확보하고네트워크효과를높여야한다. 46) 태양광생태계는기술혁신능력이뛰어난혁신기업이많이참여해야하므로장기적수익보장을통해혁신기업들이살아남을수있는인센티브를제공하여야한다. 풍력생태계는타워, 부품등중간제품은중소 중견기업이, 시스템완제품은대기업이맡아상생 공존하는대표적인중소 대기업동반성장분야이다. 이러한풍력생태계는부품기업은중추기업이제공한플랫폼에맞게부품을제작하기때문에플랫폼에자유롭게참여할수없으며, 중추기업은자사의플랫폼에맞는부품업체를선택하여전체기업생태계를통제형성하는부품조달형에가까울것이다. 부품조달형생태계에서의대표적플랫폼형태는설계및사양이다. 예를들어, 자동차산업의경우, 각자동차회사마다각차량에맞는설계도면과부품의스펙을생태계참여자들에게제공하고, 참여자들은중추기업이원하는부품을생산하게된다. 현재우리나라풍력생태계의가장큰문제점역시시스템설계기술이부족하다는것이다. 아울러시스템설계를평가하고인증하는시스템이부족하고, 시스템을해석하고성능을시험평가하는능력도아직발달되어있지않다. 즉, 부품조달형생태계의플랫폼이형성되어있지않다고평가될수있다. 그러므로무엇보다풍력생태계의플랫폼을빠른시간내에확보하는것이중요한과제로판단된다. 현재풍력생태계에서국내시스템업체와부품업체간가치사슬 네트워크효과란특정제품군의공급자수가늘어날수록그제품군이소비자에게갖는매력도가높아지거나반대로특정제품군의소비자수가늘어날수록그제품군이공급자에게갖는매력도가높아지는현상을말한다 김창욱외 참조 제 5 장정책제언및전산실험 157

193 (value chain) 형성이원활하게이루어지지않고있다. 또한, 신규부품개발업체도가치사슬에참여가어려운상황이다. 풍력생태계도태양광생태계와많은비슷한점을가지고있다. 플랫폼의핵심기능이품질및효율을위해서가치사슬상에서공급부품간연결이용이해야한다. 즉플랫폼표준을설정하고부품을연결함으로써효율성을높여야한다. 비슷한예는자동차산업에서찾을수있다. 중추기업은부품기업의제품에대한품질관리체계를수립하는것이중요하다. 부품조달형생태계는기업간의관계가장기적이고반복적일경우가많으므로, 중추기업은부품기업들이효율적으로협업을진행할수있도록효율적인플랫폼을제공하여야한다. 그리고생태계구성원들의생태계참여를지속하기위하여중추기업은수익성을보장할수있는구매전략또는장기적인센티브를참여기업들에제공하여야한다. 지식의선순환 퇴직인력활용 1990 년대 IT 기술의발달과더불어 1990 년일본의노나카이쿠지로 의 < 지식창조의경영 > 이라는책의출판으로부터 지식경영 이새롭게 조명받기시작하였다. 지식에는데이터 정보 지식 지혜의흐름, 즉 위계가존재한다. 47) 기업생태계에서지식의역할은중요한위치를차지하고있다. 기업 생태계는동태적변화를가정하기때문에, 그러한변화를일으키는원 인은반드시존재하게된다. 생태계내구성원의의식있는선택은개 김선빈외 에따르면 데이터는사실을정량적으로표시한것이고 정보는데이터를어떤기준에따라정리및기록한것을의미한다 지식이란데이터나정보와는달리경험과전달 추론등을통해축적된정보를의미있는내용으로구성한 최종적으로신뢰할만한그어떤것을의미한다고정의할수있다 지식경영을논할때에는 지혜 의단계까지는분석의대상으로삼지않는것이일반적이다 158

194 별적조직차원에서그조직이동태적변화를경험할수있도록유도한다. 이러한변화를일으키는원인, 즉의식있는선택은지식에기반을둔다. 그리고구성원의이러한전략적행동은생태계내상호작용인협동과경쟁을통해서창발적으로변하게된다. 즉, 지식에기반을둔전략적행동이협동과경쟁을통해서새로운혁신을유발할수있으며새로운사업의기회를창출하게된다. 이러한관점으로부터우리는기업생태계에서지식이생산과혁신에서중요한역할을하며, 지식의선순환이기업생태계의선순환성장을이끌수있는구성요소가될수있음을알수있다. 기업생태계내구성요소가다양할수록그생태계는더욱적극적으로활성화될수있다. 기업생태계에서어떤문제를해결할수있는완벽한지식은존재하지않으며, 이러한완벽하지못한지식은모든구성원에게부분적으로나누어져있다. 생태계내에서발생하는어떤문제를해결하기위해서는, 이러한부분적지식이통합, 확대, 창조되어야한다. 그리고다양한문제를해결하기위해서는부분적지식이전문적으로다양하게존재하여야한다. 즉, 현대의기업생태계는그속에서발생하는문제를해결하기위해복합적이고전문적인지식을요구하기때문에, 기업생태계의활성화를위해서는다양한부분지식이전문적으로분화되어야한다. 48) 기업생태계를변화시키고그속에서지식을창조하는주체는개인이다. 부분지식이전문적으로분화된다는의미는지식을창조하고기업생태계를변화시키는개인이지식을연마하고축적하여어떤분야의전문가가된다는것이다. 그러므로전문적부분지식을다양화하고 전문화된부분적지식 의개념은김선빈외 에서사용되었다 제 5 장정책제언및전산실험 159

195 활성화시키기위해서는많은구성원이각자의분야에서전문적지식을습득할수있는학습체계를마련하고전문가가될수있도록유인체계를조성하여야한다. 최고의전문가는타인으로부터권위를부여받게되며, 이러한권위는전문가가되고자하는유인체계로작용하게된다. 즉, 전문가에게권위를부여하는것은부분지식이활발하게전문화될수있도록할것이다. 분화된전문적지식은다른분화된전문적지식과상호작용을통해서생태계의기본적특징인창발적현상을일으킨다. 즉, 부분적지식이통합적지식으로발전할수있게된다. 49) 다양한부분적지식이다양한방법으로통합될수록지식은선순환하게된다. 그러므로지식의선순환은전문화된부분지식을갖춘구성원들의상호작용기회를확대함으로써다양하고새로운지식이생산, 형성, 유통, 확대재생산되도록하는것이다. 하지만통합된지식의근본이되는전문화된부분지식은한순간에이루어지는것은아니다. 부분지식이전문화되기위해서는오랜시간의수련이필요하다. 오랜시간의숙련된지식은다른지식과상호작용을통해더발전된부분지식으로개선되고축적되어새로운창발적현상을일으킬수있다. 신재생에너지분야의경우, 현재전문인력부족이신재생에너지발전에서가장큰장애이다. 우리나라의신재생에너지역사는다른선진 윤영수 채승병 에의하면 복잡계는우선수많은구성요소로이루어져있으며 이들구성요소는독립적으로존재하지않고다양한상호작용 을주고받는다 그결과구성요소를따로따로놓고봤을때의특성과는사뭇다른거시적인새로운현상과질서가나타난다 이새로운질서의출현을 창발 이라고하며 이때문에나타나는질서적인현상을 창발현상 이라고한다 160

196 국에비해길지못하기때문에전문인력은더욱더부족한상황이다. 이러한현실속에서, 앞으로신재생에너지분야에서퇴직인력이늘어날전망이다. 지식의선순환측면에서퇴직인력을활용하는것은전문인력양성못지않게중요한인력활용방안이될것으로판단된다. 퇴직인력은각구성원만의전문화된부분지식을가지고있을것이다. 퇴직인력이새로운사업과지식을창출하는구성원과같이일할수있다면새로운생성적관계가생성될수있을것이다. 실리콘밸리의투자자들은실리콘밸리의은퇴한엔지니어들의전문화된지식을살리고신생기업에은퇴한엔지니어들의경험이결합하여큰시너지효과를발휘할수있도록은퇴엔지니어에게신생기업의지분을제공해주었다. 즉은퇴한엔지니어에게책임과능동적으로행동할수있는인센티브를제공하여신생기업과생성적관계를맺게하였다. 50) 신재생에너지부문에서도이러한정책을쓸수있을것으로판단된다. 또한, 그린에너지기술사업화에서창업지원 육성프로그램 (incubator program) 이여러선진국에서시행되고있다. 창업지원 육성프로그램은기술이사업화되는초기단계에서부터창업지원 육성을위한자원과정보를제공하고있다. 하지만이프로그램을운영하기위해서는전문적인력이가장중요한요소이다. 신재생에너지분야퇴직인력의전문적지식을지원컨설팅에이용하는것은지식의선순환측면에서활용의좋은예가될수있을것이다. 김선빈외 참조 제 5 장정책제언및전산실험 161

197 나. 수요자측면 전통적수요자측면의정부정책은일정부분성공적인성과를이룬신재생에너지의보급확대정책이다. 생태계적관점에서전통적보급정책이더효과적으로작동하기위해서는소비자행동의변화가수반되어야한다. 소비자행동의변화 1970년대석유파동은자동차소비에영향을주었다. 석유파동이일어나기전에는낮은연비의대형자동차가유행하였다. 하지만석유파동이일어난후석유가격의상승은소비자들이연료효율이높은자동차를구매하도록이끌었다. 또한, 높은연비의성능을갖춘자동차를구매하고자하는패턴의변화는자동차회사들로하여금엔진의성능을개선하여높은연비를출력할수있는기술혁신을유도하였다. 일본의태양광부문의경우, SunShine 프로젝트와 Cool earth 프로그램등정부주도의지원과샤프, 산요등반도체기업의적극적인참여가태양광부문의발전을이룩하였다. 그러나이두가지요인이외에일본국민들이고비용을감수하고태양광발전시설을설치하는것을용인하였다는점역시주요한발전요인이된다. 비록 10만태양광주택프로젝트와보조금을통한지원정책이있었다하더라도, 일본국민이쉽게감당하기어려운전기가격상승이있었고아무런저항없이국민이수용하여비용을지급해주었기때문에태양광발전이초기산업화에성공할수있었다. 51) 일본국민의신재생에너지에대한 이용석 노도환 참조 162

198 인식이태양광부문의기술혁신과사업화의동력이되었다. 우리나라도신재생에너지산업이활성화되기위해서는전기요금의현실화가필요하다. 전기요금의현실화를위해서는전기요금의인상을용인할수있는소비자의인식변화가수반되어야한다. 만약전기요금의현실화가실현된다면소비자행동에변화가일어날것이다. 소비자들은좀더전기를효율적으로사용하는상품을구매할것이며, 전기효율성이높은상품에대한구매패턴의변화는전자제조업체들로하여금전기효율성이높은기술혁신을이끌어낼수있다. 또한, 일본예에서볼수있듯이전기요금의현실화는태양광발전이더욱더보급될수있는동력으로작용할것이다. 소비자행동의변화는정부의신재생에너지보급정책이원활하게작동될수있도록보완적역할을할수있을것이며, 새로운그린에너지기술사업화를유도할수있을것이다. 52) 다. 환경적측면 기술혁신효율화를위해에너지기술혁신의새로운패러다임이열리고있다. 에너지기술개발사업추진시개발주체간갈등발생가능성이있으므로, 개발된기술이원활하게사업화되기위해서추진주체간지속적이고실효성있는협력체계를유지할수있는시스템의확립이 소비자행동의변화를유도하는경제적접근은어떤상품에대한상대가격이변하게하는것이다 신재생에너지경우 상대가격의변화는전기요금의인상을의미할수있다 전기요금의인상은물가인상등거시지표의악화와소비자의저항을만들어낼수있다 그러므로전기요금현실화를이루기이전에환경과에너지에대한소비자인식의변화가선행되어야한다고생각된다 다음 전산실험 절에서 전기요금현실화에대한우호적여론을확산시키기위한전산실험을시행하였다 자세한사항은다음절을참조하기바란다 제 5 장정책제언및전산실험 163

199 필요하다. 한편, 기술금융인프라측면에서는정부주도의금융지원과 벤처자금이보완적성격을가질수있도록설계되어야한다. 에너지기술혁신네트워크구축앞에서언급하였듯이, 기업들의개방형혁신의성과가확산되기위해서는국가혁신시스템 (National Innovation System) 이구축되어있어야한다. 1987년 Freeman은새로운기술을개발하고개선하고확산시키는구성원들의상호작용이활발히일어나는네트워크개념을도입하였다. 1992년스페인경제학자 Lundvall은새롭고경제적으로유용한지식의생산, 사용, 확산을위한상호작용을강조하면서 국가생산시스템 과 국가혁신시스템 이라는개념을처음사용하였다. 국가혁신시스템이란기업, 대학, 연구소등혁신주체들의새로운지식창출, 확산 ( 학습 ), 활용을극대화하여국가경쟁력을높이는민간및공공조직과제도들의네트워크및총합을의미한다. 53) 최기련 (2009) 은국가에너지기본계획을고찰하여우리나라에너지기술혁신의체재, 내용, 그리고전략을평가하였다. 현재우리나라에너지기술혁신의방향은에너지기술기획시스템을고도화하고, 전략적인에너지기술개발프로그램을추진하며, 녹색성장을위한그린에너지산업육성전략을마련하고, 에너지기술개발사업활성화를위한인프라구축하는것이다. 최기련 (2009) 은우리나라에너지기술혁신의한계점으로예산배분의비효율성, 기술혁신주체들간이해관계의상충성, 인력양성의문제점등을언급하였으며, 에너지기술개발사업은 실패위험이높은기초, 원천기술의개발 이진행될수있도록효율 최기련 참조 164

200 적인관리및평가시스템이구축될필요성이커지며, 이에따라새로운기술혁신형성을위한패러다임변화가촉진되고있다고주장한다. 에너지기술혁신시스템 (Energy Technology Innovation System, ETIS) 은에너지혁신의시스템적관점이다. 시스템적관점에서혁신은많은참여자와지식의피드백 (feedback) 을포함하는집합적활동이라는점, 그리고혁신과정은제도적환경, 그에대응하는인센티브구조에의해영향을받는다는점을강조한다. 모든참가자와과정은불확실성아래에서움직인다. ETIS는상호의존적이며, 불확실성이지배하고, 복잡성을띠며, 관성을가지고있다. 54) 혁신에대한시스템적접근은정책에대한시스템적접근을요구한다. 한가지유념해야할점은단하나의기술묘책 (technology silver bullets) 은존재하지않는다는것이다. 기술혁신은복잡한체계에서부터생겨나기때문에, 새롭고개선된에너지기술을시도하려는전략은그기술을사용하는부문의구조에의지할것이다. 그러므로모든에너지기술들을위한단하나의정책은존재하지않을것이다. 전반적혁신시스템의기능이성공적일수있도록정책패키지가담당하는범위는넓어야하며, 전반적혁신시스템을위한지식과학습개발, 피드백과정을지지하여야한다. 혁신유형에따른대안적방안을찾는정책패키지는과거의정책경험, 과학과기술의전문지식, 그리고경제 경영의학문적기반에의해지지가되어야하며, 민간부문에서받아들일수있어야한다. 는 는세가지특징을가지고있다고논하였다 첫째 로운지식의창조는혁신의강력한동력이며 지식의이전 은혁신에서필수적요소이다 둘째 전통적전력산업과정유산업같은대규모에너지공급기술은규모의경제를통해서생산비용을줄여왔다 셋째 에서의활동주체들은 에강한영향력을미친다 새로운기술 제품을시장에도입하기위해서는기업가정신이필요하며 위험을감수하는기업가정신은불확실성을다루는데필수적요소이다 또한 혁신은항상불확실성에의해서특징지어진다 그리고 는 의활성화방안을심도있게논의하였다 제 5 장정책제언및전산실험 165

201 표 다양한기술군에대한정책패키지 기술군 예 인센티브 규제성법령및관련법령 에필요한정부정책패키지 장기연구를요하는실험적기술 수소연료전지핵융합 장기적지원및병저장또는 진연구소비를위한에너 지관련바이오시 스템을위한유전공학 기술적기술적준비완료단계에단계에근접하기전까지는시기상조 준비완료기술적근접하기단계에 전까지는시기상조기술군마다필요성이상이 준비완료근접하기전까지는시기상조기술군마다필요성이상이 틈새시장에진입한와해성기술 조명독립형 장 단기태양 풍력발전 정부차원의인센티브지원이기술 죽음의계곡 을넘도입을앞당길수기위한정부차원있으나 개별차원의 및 차시의혁신시스템이장 지우위를점해야함사례마다원이유용할수있에너지절약을위제정됨으나 개별차원의한인센티브 경쟁혁신시스템이우이전 위를점해야함제조에대한 지원도필요할수있음 다르게 즉각적시장경쟁에직면해있으나기술을도입할산업 이수용가능한이차기술 논쟁의여지가없는출시 플러그인하이브리드차량용향상된배터리선진지열발전 계통 태양 풍력발전 장 단기연계형 일단기술적타당성이구축되고나잘모니터링된엔면사용자를대상지니어링및경제필요치않을가능으로한인센티브적 가필요할성이높음나제조규모확대수있음는기술도입을앞당김 추가비용이내재돼있고정치적 바이오연료그리고 또는여 타의반대에직제 세대면한이차기술원자력시스템 논쟁의여지가남아있는출시 장 단기 환경 법 정책 사회과학에관한연구포함 기술 경제적타당성증명을위해서는잘모니터링된엔지니어링및경제적 가필요할수있음 비용증가를상쇄하기위한인센티브가필요할수있음 규제 배출세 또는구체적법령제정은기술이증명될때까지미룰수있으나 증명된이후로는필수적 에너지절약및향상된내연기관최종소비단계의 건설기술 에너지효율개배전망등기존장 단기선을위한점진기술에대한점진적혁신적개선 경쟁이전 단계및 죽음의계곡 단계의정부의지원기술 경제적타당성을보여주기위한 기술구현을위한저금리성 자금조달이러한인센티브는 번범주에속하는 기술도입후에도필요할수있음 기존기술도입및신기술개발을위해서는기기기준 건축법규 배출제한등이필요할수있음 제조공정에대한규모확대및전모든기술군반적 장 단기 기술의종류및규모확대를위한필요치않을가능 시장저금리성 성이높음경쟁에따라다름자금조달 자료 : Weiss. C. and Bonvillian. W. B.(2012) 166

202 ETIS의효율성을극대화하기위해서는인센티브구조를재정립하고지속적인정책을시행하여야한다. 인센티브정책은시연과테스트로부터개발된기술을지지하는명백한전략개발을포함해야하며, 이러한기술들이시장에도입되도록하는정책을추진할필요가있다. 기술의성장국면에서정부는혁신주체와사업주체간정보를모으고공유하는메커니즘을고안할필요가있다. 미래정책에대한불확실성은혁신에대한민간투자의위험도를높일수있다. 기술개발은그자체로위험성있는노력이기때문에, 기업들은신뢰성있고, 장기간지속되는정책에반응할것이다. 또한, 정책의변화가심하면지식의감가상각도높아진다. 55) 최근혁신정책은시계 (time horizon) 를포함하여정책의안정성 (stability) 을높이고있다. 석탄화력이나대형풍력또는풍력단지같은대규모프로젝트가성공하기이전에는역사적으로수많은소규모실험이이루어져왔다. 수많은소규모프로젝트는기술의확산과규모의경제달성에있어선구자가될수있다. 대규모프로젝트이전의소규모프로젝트에대한투자는혁신실패에따른비용을상당히줄일수있다. 비록소규모프로젝트들로구성된혁신포트폴리오가경제적실패를이끌수있다하더라도그것이몇건의성공을이끌수있다면, 에너지혁신포트폴리오는부정적으로간주해서는안된다. 실패는혁신적실험이갖는본질적특징이다. 혁신포트폴리오를설계하면서많은기초적기준들이존재하게된다. 첫째, 혁신포트폴리오는전체에너지시스템에걸쳐있는대안들을고려하고수많은기술과프로젝트에투자를넓혀야한다. 혁신포 참조 제 5 장정책제언및전산실험 167

203 트폴리오는기술개발사이클의주요한요소들과기술지식창조의다양한채널들을포함하여야한다. 둘째, 자원제약하에서, 최종소비 (end-use) 혁신과소규모공급기술과같이자본집약도가낮은기술들에집중할때혁신포트폴리오설계는더욱더실현가능해진다. 역으로생각해보면, 대규모, 자본집약적, 고위험혁신은국제적협력을통해서시행될때위험을줄일수있다. 셋째, 기술다양성을유지하려는목표와표준화, 규모의경제그리고기술을통해경제성장하려는목표간에본질적으로상충되는균형 (balance) 을맞출필요가있다. 자원제약은소수의전략적기술들에집중하도록요구할것이지만, 자본집약적프로젝트에대한집중은공공부문이혁신에따른위험을분산시키지못하게할수있다. 피드백과정 (feedback processes) 은성공적에너지혁신을위해필수적요소이다. 정부는이러한피드백을지지할수있지만, 지식과정보의흐름을방해할수도있다. 정부는새로운기술대안들이어디서평가받을수있는지에관한정보그리고그결과가개발업자와제조업자에게잘전달될수있는메커니즘을제공함으로써시연프로젝트와시장에서의제품화되는것간의정보교환이 R&D로돌아갈수있도록하는피드백과정을촉진할수있다. 56) 또한, 피드백과정은국제협력과경험의공유로확장될수있다. 효율적 ETIS 구축을위해서는, ETIS 내요소들, 정책, 제도, 혁신주체, 사업주체, 금융, 인센티브구조등이상호의존적으로작동하고있다는사실을인식하여야한다. 좋은예는덴마크에서시행하는테스트센터 의활용이다 참조 168

204 벤처자금과정부지원기술혁신과사업화에서자금공급은필수적요소이다. 하지만벤처자금이기술혁신에강력한영향을미칠수있다는논리는어느정도오해의소지가있다. 벤처자금이혁신성에미치는영향력은획일적인양상을보이질않는다. 역사적으로자금조달이최고조에달했던시기에는자금지원수준이바람직한수준을넘어지나친경우가많았다. 즉, 투자붐이일어나는시기에는자금운영이비효율적으로일어났다. 또한, 벤처자금이지나치게유사한분야의회사들로유입되는현상이나타났다. 이러한투자중복은투자를받는연구, 과학, 기술분야종사자들의이직을증가시키고, 지적재산권에대한고비용소송이증가하고, 기업간아이디어도용이빈번해지고, 자금지원의갑작스러운중단등을가져왔다. 57) 벤처자금이기업활동에영향을미치는단기유동성에영향을미칠수있지만, 벤처자금활동이급증한이후불황이나타나장기투자를악화시키는역사적사례가존재한다. 벤처산업은주기를매우타는산업이며, 이주기성은벤처자금이기술혁신에미치는효과에영향을줄것이다. 벤처자금투자가매우활발한시기에정부프로그램이집중되거나, 이미공격적인투자를받고있는분야에정부또한지원하는많은사례가존재하였다. 지원자금의 미국의경우 년사이자금지원은인터넷과통신 두영역에집중되었다 년총투자지출에서인터넷과통신이차지하는비중은각각 와 이었다 이시기에도매우유사한기술을가진기업들을지원하는데상당수의금액이투자되었다 벤처자금이더가시적이고인기있는투자분야에몰리면서신소재 에너지기술 마이크로가공 같이전도유망한분야들은자금부족을겪어야했다 이시기이루어진벤처투자가혁신성의원동력이되었다고는주장하기어렵다 은투자붐이일던시기에는벤처자금이혁신성에미치는영향이오히려적었다는사실을입증하였으며 오히려기술발전이벤처자금투자를촉진할가능성이높을수있다고주장한다 제 5 장정책제언및전산실험 169

205 혁신성을촉진하는데있어실제적인성공보다는겉으로보기에성공적으로보이는프로그램이중요하게평가받는경우가많다. 오늘날세계각국정부는기업활동및벤처투자활동을촉진하는방안을모색중이다. 하지만정책방안모색과정에서, 정부는벤처시장이진화하는방식을일일이지정해줄수는없으며, 정부가일방적으로시행하는하향식방식은실패할위험성이높다. 기업에대한이해부족에서비롯된부적절한자금지원설계는벤처자금의축소를이끌수있다. 정부는투자를촉진하는역할의필요성을이해하되, 그역할에한계가있음을인식하는것이중요하다. 미국의경우, 중앙정보국의 In-Q-Tel 펀드와중소기업연구프로그램 (Small Business Innovation Research) 은전통적벤처자금지원의허점을잘보완한것으로평가된다. 이프로그램에서는투자결정이중앙부처에서내려지는것이아니라매우상세한기술적부분을담당하는다양한기관들에의해내려진다. 그결과전통적벤처투자자들의관심을끌지못했던많은유망한기술들이이프로그램을통해서자금지원을받을수있었다. 벤처투자과정의공백을해결한다면더성공적인투자로이어질수있을것이다. 정부지원의정책방향은현재벤처투자가들사이에서인기가없는기술들에집중해야하고, 벤처자금유입이줄어드는시기가되면벤처자금지원을받았던기존회사들에대한후속지원을제공하는방식으로산업계의상황에맞춰대응해야할것이다. 즉, 자금지원보다는자금수요에대한상황을고려하는정부프로그램이벤처자금투자에가장큰도움을줄수있을것이다. 다양한정부프로그램들이에너지기술분야에서벤처투자를통한기업혁신을촉진하려고노력하고있지만, 극복할과제들이많이남아 170

206 있다. 가장효율적인프로그램및정책은민간투자를위한효율적인기틀을마련하는것이다. 벤처자금시장은상당한불완전성을가지고있으며, 이러한불완전성은지속적인기술혁신과사업화에부정적영향을미칠수있다. 그러므로한시적인기간에단기자금지원을제공하는것보다는장기적으로벤처시장의효율성을촉진하는것에초점을둔정책이필요할것이다. 전산실험 행위자기반모형 (Agent Based Model) 이란행위자수준에초점을맞추어복잡계를구현하는모델이며, 상호작용하는많은행위자로이루어진작은가상세계가곧행위자기반모형이다. 이가상세계는크게행위자, 행위자가활동하고상호작용하는시스템공간, 시스템에영향을끼치는외부환경등의세가지요소로구성되며, 이들요소를설계하여조립하는방식으로모형을만든다. 58) 2009년네이처 (Nature) 지에서는컴퓨터시뮬레이션에기반한연구를통해경제및사회전반의문제에해법을제시해야한다는사설을게재하였다. 59) 이와비슷한예로영국의이코노미스트지에서는 2010년 6월호에서행위자기반의모델화가경제학이직면한문제들을해결하는데에도움이될것이라는의견을내놓았다. 60) 이는최근사회과학의여러분야에서주목받고있는행위자기반모형화에관한관심을반영하는것이라할수있으며, 기술혁신및기술혁신에코시스템에대한연구가활발 윤병수 채승병 참조 제 5 장정책제언및전산실험 171

207 히진행되고있는경영학분야에서도행위자기반모형이활발히연구되고있다. ABM의연구절차는일반적으로다음과같은순서를따른다. i) 데이터의이해및분석 : 연구의대상이되는데이터를관찰하여데이터의정성적, 정량적특징을파악하는과정 ii) 개념모형 (conceptual model) 정립 : 파악한특징을바탕으로해당시스템의특성을개념화하여모델화하는작업 iii) 계산모형구현 : 개념모형을컴퓨터시뮬레이션이가능하도록계산모형화하는단계 iv) 시뮬레이션 : 컴퓨터시뮬레이션을통해모델의초기값을설정하고결론을도출하는과정 v) 결과분석및적합화 : 시뮬레이션에서얻어진결과를바탕으로모델의적합성을검증하는단계 vi) 정책평가 : 모델의결과를바탕으로정책의타당성을평가하는단계 ( 경제정책및기업의전략등이이에해당 ) 결과분석및적합화의과정이나정책평가의과정에서만족스럽지못한것으로판단되는경우 i), ii), iii) 의단계로돌아가새로이현상을이해하려고하거나, 모형을재설정할수있다. 가. 유전알고리즘 (Genetic algorithm) 61) 혁신생태계를모델함에있어서유전알고리즘을응용할수있다. 유 전알고리즘은진화의원리를이용하여문제해결을하는방법론중 하나이다. 유전알고리즘은 1960 년대에시작되었으며, 1975 년미시간 문병로 를기반으로내용을작성하였다 172

208 대학의심리학과, 컴퓨터공학과교수인 John Holland가쓴 Adaptation in Natural and Artificial Systems 에의해정립되었다. 유전알고리즘의기본용어는다음과같다. 유전알고리즘에서는해당문제의가능한해를염색체 (chromosome) 로표현한다. 유전알고리즘에서는유전자 (gene) 가최소단위이다. 즉, 풀려고하는문제의가능한해를유전자를기반으로표현한다. 유전알고리즘에서는제한된수의가능한해중에서가장좋은해를찾아가는데, 이다수의해를해집단 (population) 이라고한다. 그림 유전알고리즘에기반한기술혁신생태계모형 왼쪽의일반적유전알고리즘에서는부모해집단으로부터자식해가생성되고이자식해는부모해집단을대치한다. 그러나오른쪽에서보듯이기술혁신생태계에서는원천기술에서부터상품및실용화의단계로기술의변화가방향성을가지며대치의개념은존재하지않는다. 물론서로경쟁적인기술이존재하는것으로가정한다면 ( 예를들어, 비디오의표준기술에서 VHS와베타방식 ), 하나의기술이다른방식을대치한다고생각할수있으나, 원천기술로부터상품화로이루어지는일종의가치사슬단계에서아랫단의기술이윗단의기술을대체한 제 5 장정책제언및전산실험 173

209 다고보기어렵다. 따라서기술은상품화에가까운쪽으로이전되고, 이전된기술이해당단계의기술과결합 ( 유전알고리즘의용어로는 교차 ) 하여새로운다음단계의기술을생성해내는것으로본다. 표 유전알고리즘과기술혁신생태계모델특징 해 염색체 해집단 교차 변이 대치 유전알고리즘 일반적으로표현되는유전자의조합 주어진문제를해결하기위한해들의모음 부모해의교미에의해염색체간에일어나는구성요소의혼합 부모해에존해하지않는유전자의유입 해집단의일부혹은전부가새로운해들로바뀌는것 기술혁신생태계모델 주어진문제를해결하기위해기업이나연구소가가지고있는기술 주어진문제를가지고있는기업이나연구소의집단해집단은몇개의그룹으로나뉘며각그룹은기술발전단계의일정단계에속함 단계간일어나는기술요소의혼합 포함하지않음 포함하지않음 아래단계로의기술이전존재 기술의변이는본모델에서가정하지않는다. 자연생태계에서는변이가존재하나, 본모델은존재하지않는기술이만들어지는경우는없다고가정한다. 유전알고리즘의목적은주어진문제에대한최적의해를찾는것이므로문제공간 (problem space) 과보상함수 (payoff function) 의정확한형태에대해알수없다. 그러나기술혁신생태계에대한연구에서기술의적합도혹은유용성을나타내는보상함수와생태계구성의관계를이해하기위해각각성격이다른보상함수를통해다른종류의문 174

210 제공간에서실험해볼수있다. 일반적으로하나의끌개 (attractor) 가존재하는문제공간과여러개의끌개가존재하는문제공간으로구분할수있다. 여기서끌개란국소적최적해 (local optimum) 라고이해할수있다. 끌개중가장높은적합도를가진끌개가전체최적해 (global optimum) 가된다. 하나의끌개가존재하는문제공간에서는국소적최적해와전체최적해가일치한다. 본보고서에서는하나의끌개가존재하는문제공간을일단고려하도록한다. 기술혁신의가치사슬단계가존재하며, 위단계 (upstream) 의기술과아래단계 (downstream) 의기술이결합하여기술혁신의완성을이룬다. 따라서이미존재하는수평적결합을통한혁신은논외로한다. 62) 기술혁신의단계에서각단계의기술혁신주체들 ( 예를들어, 기업이나연구소 ) 은자연적, 혹은정부의간섭으로배제 (select out) 되기도한다. 배제되는개체들이개발한기술의내용은절대아래단계로이전되지않는다. 기술혁신에대한평가는최종단계의개체들이만들어낸기술혁신들에대해이루어지며, 이때최종단계개체들의기술혁신성과물에대해가장큰값으로평가하도록한다. 형태에따른기술혁신생태계는두종류로나뉠수있다. 피라미드형에서는기술의원천단계에소수의개체가, 실현단계에서는다수의개체가존재한다. 반면에역피라미드형에서는기술의원천단계에다수의개체가, 실현단계에서는소수의개체가존재한다. 참조 제 5 장정책제언및전산실험 175

211 그림 형태에따른기술혁신생태계종류 선택력 (Selection force) 이기술혁신생태계에영향을줄수있다. 강한선택력이존재하는경우매단계에서소수의개체만이살아남는다. 성과 ( 혹은건강 (fitness)) 를기준으로선택하는경우최적자만살아남게된다. 약한선택력이존재하는경우매단계에서여러개의개체가살아남는다. 각단계에서다음과같은정부개입의가능성을모형화할수있다. 선택이부분적으로일어날것인지, 아니면전체적으로일어날것인지에대해서정부는선택할수있다. 부분적으로일어난다면위단계에서일어날것인가, 아래단계에서일어날것인가? ( 피라미드형 vs. 역피라미드형 ) 선택의강도에따라서다음과같은정부개입의가능성을모형화할수있다. 각단계에서최적자만을살릴것인가, 아니면그렇지않은개체도살릴것인가? 선택의순서에따라서다음의정부개입가능성을모형화할수있다. 초기의기술수준을바탕으로개체를선정할것인지 ( 예 : 컨소시엄구성 ) 또는각기술실현단계의성과를바탕으로개체를선정할것인가? 기술의융합 (mating) 과관련하여다음의가능성을모형화할수있다. 시장의논리에맡기면각단계의우월 176

212 한개체간에, 열등한개체간에융합이일어날가능성이크다. 정부가개입하여우월한개체와열등한개체간의융합을가능하게할수있다 ( 열등한개체의기술은우월한개체의기술에예상치못한다양성을부여하여의외의높은성과를가능하게할가능성이존재한다 ). 그림 선택력에따른기술혁신생태계변화 정부의선택과정에서기술평가가필수적이다. 하지만이과정에서부정확성이개입될수있다. 정부의평가역량자체가부족할수도있으나, 정보의비대칭성에의해각개체가자신의기술의성과를부풀려발표할수있다. 내 외부적이유에의해기술평가의정확성이떨어질때어떠한생태계형태가적합할것인지를질문할수있다. 정부의개입정도에따라기술혁신생태계를구분할수있다. 정부의개입이적은경우자연생태계의모양에더가까울것이므로시장 (Wild) 모델이라칭하며, 정부의개입이큰경우동물원과같은제한적환경에서의생태계에가까우므로정부개입또는동물원 (Zoo) 모델이라칭한다. 제 5 장정책제언및전산실험 177

213 표 시장모델과정부개입모델 시장 모델 정부개입 모델 선택 어떤개체가선택될확률 해당개체의성과 해당단계의모든개체의성과의합 각단계에서 의개체를선택일정성과수준이상의개체들을선택피라미드 역피라미드형태로선택 융합 확률 단계에서살아남은개체들과 단계의개체간에확률적으로융합적자들간의융합 단계에서최적자부터 단계의최적자와융합 시장모델과는달리우월한개체와열등한개체간의융합이허용 전산모델을통해할수있는질문은다음과같다. i) 강한선택력 ( 각단계에서최적자만남기는경우 ) 과그렇지않은경우중어떤경우에기술혁신성과물이좋을것인가? ii) 피라미드형과역피라미드형중어느경우에기술혁신성과물이좋을것인가? 유전알고리즘에기반한기술혁신생태계모형은다음과같은흐름으로모형화될수있다. 기술은유전알고리즘의전통적방식이자, 경영학의학습및혁신모델에서사용하는방식을이용하였다. 63) 각개체의기술은 m차원의벡터로표현된다. 각차원은 0 혹은 1의값을가질수있다. 시작시점에서는 0과 1이무작위로생성된다. 참조 178

214 그림 기술혁신생태계모형의순서도 기술혁신의성과측정은 m 차원의 0과 1의벡터로이루어진현실 (reality) 이존재하며각개체의기술은현실과얼마나잘매칭 (match) 되는가의해성과가측정된다. 생태계의각단계에서성과측정이이루어지며이것은선택을위한자료로이용된다. 기술혁신의최종평가는마지막단계에존재하는개체들의성과중가장큰값으로판단한다. 기술혁신의성과측정에서부정확성이존재한다. 실제성과에에러를추가하고, 선택을위한성과평가에서에러가추가된성과자료를이용한다. 에러는정규분포를따르는것으로가정하고, 표준편차를통해에러의크기를조절할수있다. 마지막단계에서의성과는기술혁 제 5 장정책제언및전산실험 179

215 신결과의실질적이용에따르므로에러를포함하지않는다. 융합 (Mating) 은 n 단계에서살아남은개체들과 n+1 단계의개체간에일어난다. 융합규칙 (Mating rule) 은시장모형과동물원모형이서로다르다. 시장모형에서는일종의확률적융합 (random mating) 이일어나기때문에 2단계의개체들은 1단계의생존자들을확률적으로골라융합을한다. 따라서 1단계의생존자들은 2개이상의개체와융합할수있다. 성과측정시부정확성이없는경우, 전산실험의모수는다음과같다. 총단계의수 =10, 단계당개체수 =5, 기술에서의차원 (dimension)=10, 반복횟수 =5,000. 그림 성과측정부정확성이없을시기술혁신성과 각그래프는각단계에서살아남는개체의비율을나타낸다. 즉, 20% 의경우최적자하나의개체만을살리고, 100% 의경우모든개체 180

216 를살리게된다. 성과측정에서의부정확성이없을경우에는그림에서볼수있듯이최적자만을살리는경우기술혁신의성과가가장높음을알수있다. 기술평가에서부정확성이포함되는경우, 모수는다음과같다. 총단계의수 =11, 단계당개체의수 =10, 기술에서의차원 =10, 반복횟수 =5,000, 부정확성 ( 노이즈 )~N(0,3). 그림 성과측정부정확성이있을시기술혁신성과 기술평가에부정확성이포함되는경우그렇지않은경우와비교했을때다른결과가생산된다. 즉 60% 정도의 selection force가가장이상적으로보인다. 이러한결과는기술포트폴리오를추구하는것이사회적으로더좋은결과를얻을수있다는점을시사한다. 기술혁신시스템에서가장중요한특징은불확실성이존재한다는것이다. 이불확실성은사람이통제할수없는범위에서일어나는경우가많다. 불확실성이내재해있는기술혁신시스템에서선택과집중은우리가원 제 5 장정책제언및전산실험 181

217 치않을결과를도출할수있다. 따라서여러가지기술포트폴리오를형성하는것이기술혁신시스템의성과를높일수있을것으로평가된다. 기술혁신생태계형태에따른기술혁신성과전산실험에서모수는다음과같다. 총단계의수 =11, 단계당개체의수 =10, 기술에서의차원 =10, 반복횟수 =10,000. 그림 기술혁신생태계형태에따른기술혁신성과 피라미드형태는가치사슬의단계가낮을때에높은성과를보이고, 역피라미드형은가치사슬의단계가많을때기술혁신성과가높은것을볼수있다. 역피라미드형태의최고점 ( 단계 =11) 은피라미드형의최고점 ( 단계 =4) 보다높고, 그차이는 95% 수준에서통계적으로유의하다. 피라미드형과역피라미드형생태계는플랫폼이어느위치에존 182

218 재하느냐에따른생태계구분과유사하다. 피라미드형은플랫폼이상류 (upstream) 에있을경우의생태계와유사하다. 본보고서에서플랫폼으로나눈생태계유형중상류에플랫폼이존재하는생태계는기술요소형과부품조달형이있다. 피라미드형생태계에서는가치사슬의단계를되도록줄여야더큰성과를얻을수있는것으로나타난다. 이는생태계의결합도가높아야함을의미한다. 정부가주도하는기술혁신생태계는선택력과생태계의형태에따라혁신성과물의결과에차이가존재한다. 정부가각단계에서의기술성과를정확히파악할수있는경우강한선택력을적용하여최적자만을살리는것이기술혁신성과에도움이되지만, 기술평가에부정확성이존재하는경우약한선택력을적용하여많은개체를살리는것이기술혁신에도움이될수있다. 그러므로불확실성이내재해있는기술혁신시스템에서는기술포트폴리오를고려하는것이기술혁신성과에도움이될것으로보인다. 또한, 플랫폼의위치가생태계형태와기술혁신에영향을줄수있다. 플랫폼이상류에있는경우생태계를더욱긴밀하게결집하는것이기술혁신성과를높일수있을것으로평가된다. 나. 거친지형 (Rugged Landscape) 혁신생태계 64) 시스템을구성하는구성요소간에상호의존성이늘어날수록그시스템의 state와성과를연결하는환경 (landscape) 에는국소적피크 (local peak) 가많아진다. 즉, 기업을예로든다면, 부서간의상호의존성이늘어날수록부서간의선택과기업의성과를대응 (mapping) 하는 거친지형모형에대한더자세한설명은 참조 제 5 장정책제언및전산실험 183

219 환경 (landscape) 은더많은국소적피크를갖게된다 (more ruggedness). 65) 기술의영역에서이를잘표현한것이 Ethiraj and Levinthal의 2004년 Management Science 논문 "Modularity and Innovation on Complex Systems" 이다. 이논문들을응용하여현재표현하려고하는기술의환경은많은국소적피크를갖는종류라고가정할수있다. 본보고서에서는국소적피크를만들어내는도구인 NK 모형을설명한후, 기술혁신생태계의실험결과를제시하도록할것이다. 66) 기술의구성요소간상호작용을나타내기위한 NK모형은다음과같이만들수있다. N: 구성요소의수 K: 구성요소들간의상호의존성의정도 기술 : (a l, a 2,..., a N ) a i {0,1}: 각요소는기술의성과에각각공헌함. 이부분까지는기존혁신생태계모형과동일 기술요소 i의공헌정도 : c i (a i, a -i ): 해당기술요소 (a i) 의값에도영향을받지만 K개의연결된다른요소들 (a -i ) 의값에도영향을받음 c i (a i, a -i )~ U[0,1] 성과 (V) : 의 년 논문 에이것이잘나타나있다 모형은거친지형을갖는환경을묘사하는수학적모델이다 거친지형은환경 의전반적크기와언덕과계곡의수에의해설명될수있으며 이두가지는두개의모수 시스템안에서의요소들 의수 와 요소간상호작용의정도 에의해파악될수있다 184

220 그림 모형상호작용행렬 NK모형상호작용행렬을읽는방법은열에있는요소들이행에있는요소에영향을주는관계를나타낸다. 즉, 각요소이후에있는다섯개의요소들이영향을준다. a 1 이 c 6 다음에있는것으로가정하여원형형태를갖도록하였다. 이것이 NK 모델을원형이나, 필요에따라바꿀수도있다. 만약 K가낮다면, 즉구성요소간상호의존성이낮으면국소적피크는많이존재하지않는다. 그러나 K가높다면국소적피크는많이존재할수있다. 제 5 장정책제언및전산실험 185

221 그림 구성요소간상호의존성이낮은경우 그림 구성요소간상호의존성이높은경우 186