에너지자원활용 현황분석 보고서

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1 에너지자원활용 산업[시장] 분석

2 에너지자원활용 현황분석 보고서

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4 바이오매스 전략분야 현황분석

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6 전략분야 바이오매스 1. 개요 가. 정의 및 범위 - 정의 : 동, 식물 또는 파생 자원(농임산 부산물, 유기성 폐기물)으로부터 석탄, 석유 등의 화석 에너지의 대체에너지원 생산 기술을 바이오매스 에너지화 기술이라고 정의함. - 범위 : 바이오매스 에너지화 기술에는 고형 연료(우드 칩 또는 목질 펠릿), 바이오가스 (메탄, 수소) 또는 바이오 액상연료(바이오디젤, 바이오에탄올, 바이오오일 등) 생산 및 에너지로 활용하는 기술등이 포함됨 바이오매스는 나무처럼 가공하지 않은 형태로 태워도 열을 생산할 수 있지만, 이를 가 공하면 보다 사용이 편리한 에너지 형태로 전환(바이오매스 에너지화)하여 자동차 연료 나 전기를 생산하는 데에도 이용될 수 있기 때문에 미래 에너지로서 관심을 받고 있음. 바이오에너지화 기술에는 열분해가스화와 같이 연구개발단계에 있는 분야도 있으며, 바이오 디젤, 바이오 알콜 및 바이오가스와 같이 전 세계적으로 이미 상용화 단계에 접어든 분야도 있음. 그러나 기술 수준에 관계없이 바이오매스 에너지화에 대한 연구 개발은 앞으로도 전 세계적으로 지속될 것이며, 향후 5~10년을 기점으로 바이오에너지 산업은 급격히 성장할 것으로 전망되고 있음. [바이오매스 에너지화 기술의 분류] 온실가스 배출 증가율이 높기 때문에 교토의정서에 따라 2013년부터 CO2 발생량을 감 축해야 하는 국내 현실을 감안할 때, 화석 연료의 사용을 줄이고 새로운 에너지원을 - 3 -

7 에너지자원활용 - 바이오매스 활용하는 방안이 요구됨. 바이오매스를 부가가치가 높은 에너지 자원으로 활용할 수 있는 바이오매스 이용에 국가 차원의 관심과 육성이 절대적으로 필요함. 바이오매스 자원을 에너지로 전환 이용하는 방법은 신탄의 사용에서 보는 바와 같이 직접 연소시켜 열을 얻는 방법, 이를 열분해하거나 가스화하여 숯, 액화유 또는 가연성 가스 등을 얻는 열화학적 방법과 혐기성 발효를 하여 메탄가스를 얻거나 당화하여 에 탄올과 같은 고급 액체연료를 얻는 등과 같은 생물학적 방법으로 대별할 수 있음. 따라서 중소기업의 기술혁신을 통한 산업의 경쟁력 제고를 위해, 신세대 에너지 중에 서 바이오매스를 원천적인 소재로서 활용하려는 기술 개발과 refinery를 통한 새로운 상품으로 재탄생하는 기술개발 분야를 대상으로 분석을 수행하였음. [바이오매스 에너지화 기술적용예] 나. 주요 제품(또는 공정 서비스) - 바이오매스자원은 곡물, 감자류를 포함한 전분질계의 자원과 초본, 임목과 볏짚, 왕겨와 같은 농수산물을 포함하는 셀룰로오스계의 자원과 사탕수수, 사탕무와 같은 당질계의 자원은 물론 가축의 분뇨, 사체와 미 생물의 균체를 포함하는 단백질계의 자원 및 해양 바이오매스 자원 (식물성 플랭크톤(미세조류), 미역, 다 시마 등(해조류)) 포함하는 다양한 성상을 지님. - 설비투자가 집중되는 성격의 경우, 대기업의 시장 주도가 예상되지만, 다양한 제품의 바이오플라스틱을 제조하고 시스템화하기 위한 소재/재료, 모듈 및 주변장치 등은 중소기업 기술개발이 필요한 영역임 바이오매스 산업의 중심 제품은 바이오매스의 원료에 기인한 분류가 제품화에 적절함 바이오매스는 원료의 종류에 따라 옥수수, 감자류를 포함하는 전분질계 자원, 초본, 임 목과 볏짚, 왕겨와 같은 농부산물을 포함하는 목질계 자원, 그리고 사탕수수, 사탕무우 - 4 -

8 전략분야 와 같은 당질계 자원, 그리고 가축 분뇨, 사체와 미생물의 균체를 포함하는 동물 단백 질계 자원 및 해양 바이오매스 자원 (식물성 플랭크톤(미세조류), 우뭇가사리, 다시마 등(해조류)) 등으로 분류함 - 이러한 바이오매스 에너지를 구성하고 있는 세부 품목으로는 고형 바이오연료(우드 펠 렛, 반탄화 고형연료), 액상 바이오연료 (바이오오일 1), 바이오에탄올/부탄올, 바이오디 젤), 기체 바이오연료 (바이오가스, 바이오 합성 가스) 및 바이오에너지/연료 생산 플 랜트 등으로 구성됨 - 반탄화 고형연료는 목재를 산소 없이 200~300 의 조건에서 부분적으로 탄화 (Torrefaction)한 후 펠릿 형태로 성형한 것으로, 반응과정에서 물(H 2 O), 이산화탄소 (CO 2 ), 일산화탄소(CO), 아세트산(Acetic Acid), 메탄올(Methanol), 기타 유기물 등이 목재로 부터 빠져나옴. 저열량 성분과 수분이 빠져나온 탄화 형태의 목재는 일반 목재 펠릿에 비해 높은 에너지 밀도를 냄. 바이오디젤은 식물성 오일 또는 동물성 기름과 메탄올을 transesterification 반응시켜 얻을 수 있는 신재생 에너지임. 이러한 바이오디젤은 원유를 정제한 경유와 성질이 비 슷하여 경유에 혼합하여 사용됨. - 10여년 전부터 유럽을 중심으로 보급되던 바이오디젤은 최근 유럽, 미국, 브라질 등 전 세계적으로 보급이 확대되고 있음. - 특히 독일 및 미국의 10여개 주와 브라질에서는 바이오디젤의 사용을 의무화하고 있 고, 독일이외의 영국 등 유럽 여러 나라들에서도 바이오연료 사용을 의무화하였음 바이오매스 자원을 이용한 바이오 연료로서 바이오에탄올은 사탕수수나 곡물 등의 바 이오매스로부터 발효과정을 통해 얻어짐. 즉, 사탕수수로부터 추출한 사탕액(juice)은 효모에 의해 직접 에탄올로 전환됨. 이후 에탄올을 농축하여 연료용 알콜(함량: 99.27% 이상)로 만들어 가솔린과 혼합 또는 에탄올 자체만으로 휘발유 대체 연료로 사용함 초기 바이오폴리머는 주로 생분해성 고분자를 중심으로 의료용 고분자를 통칭하였으 나, 최근에는 바이오매스 유사 고분자를 바이오폴리머 혹은 바이오플라스틱이라고 함. 바이오플라스틱은 바이오매스로부터 제조되는 과정에서 잉여 이산화탄소를 발생하지 않는 소위 CO 2 Neutralization 개념 으로 지구온난화의 주범인 이산화탄소를 발생하 지 않는 물질로 인식됨. 1) 목질계 바이오매스를 산소가 없는 조건에서 400~600 의 조건하에 열분해에 의해 wtod성하는 오일을 말함. 바이오오일의 단위부피당 에너지밀도는 약 20GJ/m3 으로서 다른 목질계 바이 오연료인 목질칩(8GJ/m3)이나 볏짚(2GJ/m3), 목탄(9GJ/m3) 보다 상대적으로 높아 대체연료로서의 활용가치가 높을 것으로 예상 - 5 -

9 에너지자원활용 - 바이오매스 [주요제품 분류표] 대분야 바이오매스 원료 중분야 중간 제품 세부 제품 최종 제품 당질계 원료 포도당 차량 연료 (에탄올, 부탄올) 전분질계 원료 목질계 원료 포도당 젖산, 숙신산 등 포도당 고형 바이오연료 (펠릿, 반탄화 고형연료) 바이오오일/바이오 합성 가스 차량 연료 (에탄올, 부탄올) 음식료 화장품 용제, 폴리머 식품, 필름, 섬유, 용제, 유화제, 생분해성 플라스틱 차량 연료 (에탄올, 부탄올) 열, 전력 열, 전력, 차량 연료 유지계 식물 식물성 기름 바이오디젤 유기성 폐기물 바이오가스 전력, 차량연료(CNG/LNG) 해양 바이오매스 당 기름 바이오알콜 바이오디젤 2. 산업현황분석 - 국내의 바이오매스 산업이 안정적으로 성장하기 위해서는 원료 바이오매스의 수급 기반 구축이 중요하므 로 이에 대한 방안 마련이 필요함 - 바이오매스 시장은 현재를 기점으로 폭발적인 성장이 예상되는 만큼, 관련 중소기업들에 대한 정부의 시 의적절한 지원책은 향후 바이오매스 분야가 국가의 중추 산업으로 발전할 수 있는 초석이 될 수 있음. - 바이오매스 관련 산업은 국가간/기업간 경쟁이 매우 치열한 분야로 아직까지 정부 정책의 의존성이 높은 사업이며, 사업 형태는 B2B와 B2C 모두 존재하나 현재는 B2C 사업이 주류임. - 바이오연료 및 생화학제품을 중심으로 바이오매스 제품 제조에 필요한 원료 생산 및 수집, 연료 제조 장비 등과 관련된 후방위 산업과 바이오연료 및 생화학 제품이 생산/판매되는 전방위 산업 구조로 되어 있음. 가. 환경분석 (1) 정치(Political) 산업과학의 발달은 환경오염과 자원 고갈이라는 환경문제를 야기했으며, 지속 가능 분 야의 새로운 시장이 형성되고 있고, 특히 신재생 에너지는 지구환경에 미치는 파급효 과가 크기 때문에 지속 성장의 중요한 역할을 하고 있음. - 신재생 에너지에서 바이오매스가 중요한 축을 담당하고 있음 정부의 녹색성장 정책은 적극적/공격적 정책과 소극적/방어적 정책으로 구분할 수 있 는데, 적극적인 정책은 재생에너지 확대 및 에너지 효율과 관련한 에너지 산업이며, 소 극적인 정책은 환경 폐기물 저감을 비롯한 친환경적인 소재로 활용하는 산업임

10 전략분야 또한 바이오매스 원소재, 가공 및 처리 기술의 발전으로 수요자에 대한 욕구를 충족시 킬 수 있는 여건이 성숙되고 있으며, 수요자 욕구가 다양화 되고 고급화되는 추세에 대응하는 활동이 활발해지고 있음 촉진 요인 지구 환경오염을 차단하기 위해 산업 전반에 실시되고 있는 세계적인 규제 움직임은 더 이상 새로운 것이 아니며, 에너지 측면에서 그러한 움직임에 대응하는 바이오매스 의 에너지 활용에 대한 요구 사항이 증대되고 있음. 특히 효율적인 에너지 활용과 함께, 재생 가능한 바이오매스가 활용된다는 점은 에너 지 자원의 고갈에 대한 우려를 잠재울 수 있다는 점과 라이프사이클 관점에서 바이오 매스를 활용한 에너지를 사용했을 때 발생하는 이산화탄소는 원료 식물인 작물의 성장 과정에서 광합성에 의해 회수되므로 전체적인 이산화탄소 배출량이 적다는 장점을 가 지고 있음. 특히 수송 부문에서 CO 2 감축을 위해 수송용 바이오연료인 바이오에탄올, 바이오디젤, 바이오가스 등의 수요가 증가하고 있음. 정부에서는 국가 에너지 기본 계획 수립을 통해 바이오에너지 보급율을 2030년까지 2008년 대비 30배 증가한 1천만 toe/년으로 높일 예정임. 이와 같은 목표 달성을 위해 바이오 전력의 의무 사용을 규정한 RPS를 2012년부터 시행중이며 수송용 바이오연료 (바이오디젤, 에탄올)의 의무 혼합을 규정한 RFS를 2015년 하반기부터 시행할 예정임 저해 요인 대부분의 친환경 설계에 따른 소재 선택은 원가를 상승시키는 부정적인 기능을 반드시 포함하게 되며, 바이오디젤의 경우에는 기존 화석연료에 비하여 가격 경쟁력이 떨어지 고 있음. 따라서 바이오매스 사용이 친화경적이나 경제적인 측면에서의 부담은 상승하 게 됨 바이오매스를 원재료로 하는 경우 자원 부족이 발생할 수 있기 때문에, 곡물류의 가격 폭등 원인으로 작용할 수 있음. 이는 전통적인 에너지 사용의 경우보다 직접 비용이 증대되는 현상으로 이어짐 현재 바이오연료의 고비용 문제 및 자원 부족 등의 문제를 해결하고 급증하는 수송용 바이오연료의 수요에 대응하기 위해서는 현재 사용중인 곡물계 바이오매스인 당질계, 전분질계 및 유지계 원료를 비식용 바이오매스 원료인 목질계, 유기성 폐기물 및 해양 바이오매스로 대체하여야 함

11 에너지자원활용 - 바이오매스 (2) 경제(Economical) 교토의정서의 발효로 한국은 온실가스 의무감축국이 될 가능성이 커 이에 대한 대책 차원에서 바이오매스 산업에 대한 관심이 더욱 고조됨. 환경 친화를 유도하는 인증 및 제도적 여건이 조성되고 있으며, 범정부 차원의 친환경 산업에 대한 지원이 이루어지 고 있고, 전 세계적으로 친환경 산업분야의 서비스 및 관련 소재 산업의 시장이 확대 되고 있음. 촉진 요인 궁극적으로는 석유화학 및 석유정제 산업에서 담당하고 있는 에너지 및 소재 산업의 역할을 바이오매스의 에너지/화학연료 이용 산업으로 전환되어 이러한 탄소배출을 저 감하려는 노력이 더욱 활발해지고 있음 초기에는 바이오매스의 직접적인 활용으로 열에너지를 취하는 방식에 초점을 맞추었으 나, 타 재생에너지(태양열, 지열 등)의 보급이 늘어남에 따라 바이오에너지는 보다 부가 가치가 높은 전력 또는 수송용 연료로 보급 수요가 증가하고 있음. 저해 요인 시장의 조기 정착을 위한 인센티브제도가 미흡함. 특히 바이오디젤은 정부의 적극적인 지원이 결여될 경우 시장 경쟁력이 매우 낮은 상황이 한동안 유지될 것으로 예상됨 바이오매스 산업이 성장하면서 원료에 대한 가격 및 수급 불안정이 발생하고 있으며, 이는 바이오매스 에너지 시장의 수익률을 악화시켜 시장 확대를 저해하는 요인이 될 수 있음 따라서 정부의 적극적인 참여 유도 정책에 한계가 있어, 바이오매스 산업의 자체 경쟁 력 확보 시점이 늦추어지는 결과를 초래할 수밖에 없음 (3) 사회(Social) 기후변화 및 화석 자원 고갈 문제에 대한 능동적 대처를 통해 지속 성장 가능한 사회 를 실현하기 위해서는 바이오에너지의 보급 확대가 필요하며 이를 위해서는 사회적 공 감대 형성이 중요함 - 8 -

12 전략분야 촉진 요인 자원 순환형 사회형성에 대한 요구 증가 - 자원고갈, 화석연료 사용 증가로 인한 지구환경 위협이 새로운 사회 문제로 등장하면 서 물질순환의 바탕위에서 지속 가능한 자원 순환형 에너지 기반 사회 정착의 필요성 이 부각됨 - 자원 순환형 친환경 마을 조성 등 자원 순환형 사회를 선도하기 위한 정부의 법적, 경 제적 지원이 강화됨 바이오에너지 산업 육성을 통한 지역 균형 발전 가속화 - 바이오매스 생산에 직접 참여하는 저개발 농촌 지역의 소규모 농가에 실질적 혜택을 제공하는 방안임 - 유휴 농지를 활용한 지역경관 개선 및 자원순환형 농촌 형성을 통한 지역 역량 강화 가 기대됨 저해 요인 현재 바이오연료는 곡물로부터 만들어지고 있어 일반인들은 바이오연료 보급 확대가 곡물 가격 폭등을 가져올 것이라는 우려가 존재함 국내의 바이오매스 자원 수집 인프라 구축이 미흡하여 바이오에너지 보급 확대에 어려 움이 있음 (4) 기술 (Technology) 전분질계 에탄올, 바이오디젤 연료, 유기성 폐기물 메탄 발효, 목질 펠릿 등의 바이오 고형연료 생산 분야에서만 상업 적용이 가능한 기술을 확보하고 있으며, 목질계 에탄 올 및 화학원료, 바이오수소 생산, 해양 바이오연료 등에서도 기술개발 활동이 지속되 고 있음 다만, 연구개발 혹은 보급 촉진 활동부분에서 뒤지고 있는 바이오매스의 열화학적 이 용(연소, 열분해, 가스화)에 관한 기술개발 및 보급 촉진이 추진되어야 함 촉진 요인 바이오매스를 활용하는 액체 연료 사업은 공해저감 입증사업, 차량에 적용 시 바이오 디젤 성능연구, 차량의 내구력 및 안전성 연구, 바이오디젤의 품질기준 정립을 위한 검 - 9 -

13 에너지자원활용 - 바이오매스 증을 위한 연구를 국립환경연구원, 에너지기술연구원, 전북대학교, 한국석유품질관리원 등 국가기관, 국책연구원, 대학교가 주축이 되고 정유사, 자동차 제작사, 바이오디젤 공 급회사 등이 참여하는 형태로 진행하여 바이오디젤 수요 기반이 구축되었음 또한 바이오매스의 활용분야 중의 하나인 바이오디젤의 경우, 차세대 생산 공정이라 불리는 비균질 촉매를 이용한 바이오디젤 생산 공정이 세계에서 2번째로 국내기술이 개발되어 실증화 연구를 진행 중에 있음. 유기성 폐기물의 혐기소화에 의해 생산된 바이오가스(메탄)의 CNG/LNG 차량 연료로 사용에 대한 실증 연구사업이 진행 중임. 정부는 국내 바이오매스 자원의 안정적 수급 기반 구축을 위해 해양 바이오매스 양산 R&D를 적극 지원 중임. 저해 요인 독일, 미국, 중국, 일본 등 선진기업의 급속한 성장에 따라 국내기업들의 기술력 격차 가 점차 심화되고 있음. 바이오디젤 원료의 다변화에 따른 제품 품질 관리가 용이하지 않음. 특히, 바이오디젤 의 경우 품질특성 및 저온 유동성, 산화안정성에 대한 기술적인 문제가 여전히 존재함. [바이오매스의 PEST 분석] 구분 주요이슈 단기(3년이내) 중장기(4년이상) 비고 정치 (P) 촉진 국가 에너지 기본 계획 상 중 하 상 중 하 저해 바이오매스 원재료 자원 부족 상 중 하 상 중 하 바이오매스의 전력생산 및 수송용 에서의 의무 사용 시행 곡물계 바이오매스를 비식용 바이 오매스 원료로 전환노력 필요 경제 (E) 사회 (S) 촉진 고부가가치인석유화학원료 의 대체재 가능성 상 중 하 상 중 하 불순물 제거기술 필요 저해 정부인센티브 부족 상 중 하 상 중 하 정부의 적극적 정책유도 진행 예상 촉진 친환경에너지의 요구 상 중 하 상 중 하 저해 바이오매스 자원 인프라 부족 전세계적인 자원순환형 에너지요 구 증대 상 중 하 상 중 하 정부 촉진정책에 의해 개선 예상 기술 (T) 촉진 다양한 원료의 바이오매스 에너지 개발 상 중 하 상 중 하 저해 실용화 기술 개발 상 중 하 상 중 하 경제성을 중시한 목질계/해양계 원료 이용기술 개발 진행 실증화연구 및 인중관련 개발 진 행중

14 전략분야 나. 산업특징 및 구조 (1) 산업의 특성 바이오매스 에너지 산업은 시장의 생명주기 선상에서 초기단계이며, 다양한 분야로의 확대 연구개발이 주종을 이루고 있음. 또한 시장 니즈뿐만 아니라 정치, 사회 및 환경 요인에 의해 연구개발 및 상용화가 진행되는 산업 특성도 있음. 바이오매스 산업의 특성은 다음과 같음. - 우선 바이오매스가 에너지원으로 시장에서 인정을 받기 위해서 현재의 가격 경쟁력을 더욱 높이기 위한 노력이 지속적으로 이루어지고 있음. - 둘째, 이산화탄소 배출에 대한 세계적인 규제 상황에서 바이오매스가 전체 이산화탄소 의 발생을 억제하는 친환경적인 산업의 특성을 가지고 있음. - 셋째로, 바이오매스는 다양한 자원을 원료로 사용하기 때문에 산업 특성 또한 자원과 의 연관성을 가지게 되며, 각국 보유 자원에 따라 특화 경향을 보임. (2) 산업구조 바이오매스의 산업 연관도를 살펴보면, 후방산업은 바이오매스 원료 생산 및 수입하는 농업, 임업 및 수산업, 바이오매스를 연료로 가공 및 생산할 수 있는 공정 설비산업 그 리고 화학적 및 생물학적 처리를 수행하는 공정 기초산업이 위치하고 있고, 전방산업 은 수송용 바이오연료(바이오디젤)을 사용하는 정유업체, 재생에너지로서 활용하는 발 전 산업, 환경친화 정책에 대응하는 산업 등이 있음. 후방위 산업 바이오매스 전방위산업 - 농업 - 기계 가공 산업 - 기계 설비 산업 - 임업 - 수산업 - 오폐수 처리업 - 바이오디젤 - 바이오에탄올 - 바이오가스 - 정유 산업 - 재생 에너지 산업 - 친환경 산업 [바이오매스 중심의 연관 산업(전후방산업)구조] 바이오매스 자원 개발의 경우, 동부 한농, 바이오트론 등 바이오매스 종 개발 및 생 산 업체 등이 연구 개발 및 시장 진출을 위해 노력하고 있으며, 바이오연료 생산 공정 및 제품화의 경우 GS 바이오, SK 케미칼, 대우건설, 한솔이엠이 등 대기업과 엠에너지, 단석산업, 창해에탄올 등 소수의 중소기업이 시장에서 경쟁하고 있음

15 에너지자원활용 - 바이오매스 [바이오매스 분야의 공급망 분석 및 주요업체] 품목 고형 바이오연료 액체 바이오연료 가스 바이오연료 해양 바이오연료 설명 목질 펠릿 바이오디젤, 바이오에탄올, 바이오오일 메탄, 바이오합성가스 미세조류 바이오디젤, 해조류 바이오에탄올 주요업체 SK 임업, 건조 기술, KB E&I GS 바이오(주), SK 케미칼, 제이씨케미칼, 애경유화, 엠 에너지, 단석산업, 창해에탄올, 젠닥스, 대경에스코, 한송이엠이, (주)지앤지인텍, 삼양에코에너지(주), (주)대우건설, 포스코건설, 한라건설, 태영, 고등기술연구원 엘엔피, 바이올시스템즈 가격 경쟁력 확보 R&D 강화 3. 시장분석 - 바이오에너지의 세계시장은 2013년 1,126억달러 규모로 전망되며, 지속적인 성장으로 2017년 1,524억달러에 이를 것으로 예상됨 - 바이오에너지의 국내시장은 2007년 전체 시장규모는 3,600억원에 달하였음. 지속적으로 바이오매스 제품시장 이 확대되어 2013년 8,800억원에서 2017년 2.2조원으로 연평균 23%의 성장률을 보일 것으로 추정됨. 가. 시장현황 및 전망 바이오에너지의 세계 시장은 2013년 1,126억달러 규모로 전망되며, 지속적인 성장으로 2017년 1,524억달러에 이를 것으로 예상됨 - 바이오에너지의 열/발전 부문 시장 규모는 연 평균 13% 성장하여 2017년에는 약 270 억달러에 이를 것으로 예상됨. 2013년 수송용 바이오연료 시장은 980억달러로 열/발전 시장에 비해 4배가량 크지만 곡물 원료 수급의 한계로 시장 성장률은 연 평균 4.9%로 다소 낮아 2017년에는 시장 규모가 1,250억달러에 도달할 것으로 예상됨 바이오에너지의 국내시장은 2007년 전체 시장규모는 3,600억원에 달하였음. 지속적으로 바이오매스 제품 시장이 확대되어 2013년 8,400억원에서 2017년 1조 8천억원으로 연평 균 15%의 성장률을 보일 것으로 추정됨 - 국내 고형 바이오연료 시장은 2012년부터 RPS(발전 부문에서의 신재생에너지 의무사 용)가 시행됨에 따라 발전소 중심으로 목질 펠릿 수요가 가파르게 증가할 것으로 예상 됨. 산림청은 2020년 기준 고형 바이오연료(목질 펠릿) 500만톤 보급 목표를 제시한 바 있으며 이에 따른 시장 규모는 약 1조 2천억원에 달할 것임 2013년 6월 수송용 바이오연료(바이오디젤, 에탄올 등)의 의무 사용 법안(RFS)이 국회 본 회의를 통과하여 2015년 9월부터 RFS가 전면 시행 예정임. 동 법안에 의거 2020년

16 전략분야 까지 국내 수송 연료의 5%가 바이오연료로 대체 예정임 - 현재 6천억원(40만 kl)인 바이오디젤 시장은 RFS 시행에 따라 2017년에는 1.1조원 시 장으로 성장하고 바이오에탄올은 2014년부터 시범 보급을 거쳐 2017년부터 전국 보급 이 시작되면 2017년 기준 3천 5백억원 시장이 가능할 것으로 예상됨 - 신규 바이오연료 시장의 형성에 따른 2020년까지 바이오연료 생산 플랜트 설비 수요 도 약 6천억원에 달할 것으로 전망됨 (바이오디젤 플랜트: 250억원/5만 kl, 바이오에 탄올 플랜트: 1천억원/10만 kl 기준) 구분 세계시장 국내시장 년도 [바이오에너지 시장 현황 및 전망] 시장규모 (단위: 억원) 성장률(%) (2013~2017) 고형 바이오연료 32,400 38,800 46,500 51,000 59, 바이오에탄올 761, , , , , 바이오디젤 224, , , , , 바이오가스 109, , , , , 바이오소재 합계 1,126,900 8,440,300 1,306,100 1,393,600 1,524,000 고형 바이오연료 1,600 1,840 2,100 2,400 2, 바이오에탄올 , 바이오디젤 6,240 8,000 8,000 9,560 11, 바이오가스 바이오소재 합계 8,440 10,460 10,740 12,630 18,080 세계 바이오연료(바이오에탄올, 바이오디젤) 시장 규모 (출처: IEA-Renewable energy medium term market report, 2013) 국내 바이오에탄올, 바이오디젤 시장 규모는 입법 발효된 RFS 기준안에 의해 산출하였음. 바이오가스, 고형 바이오연료 시장: 바이오 폐기물 발전전략보고서 (2012) 나. 무역현황 바이오매스분야의 주요 수출입 품목은 비식용 동물성 유지 및 혼합물 등이 있으며, 대 체로 수입에 의존하고 있는 것으로 나타남. [바이오매스 전략분야 품목별 수출현황] (단위: 천달러) 품목 구분 비식용 동식물성유지 및 혼합물 수출현황 10,161 8,726 9,932 9,496 13,090 11,891 12,237 수입현황 9,808 17,935 35,257 35,799 51,907 54,212 66,376 무역특화지수 * 무역특화지수 = (상품의 총수출액 - 총수입액) / (총수출액 + 총수입액)

17 에너지자원활용 - 바이오매스 다. 글로벌 수출입 유망품목 2012년 글로벌 수출입 유망품목은 국내외 수출입 규모와 성장률, 관세율, 특허출원동향 을 바탕으로 품목 경쟁력, 품목 유망성, 시장성, 기술성, 중소기업 적합성 등을 분석하 여 도출됨. 바이오매스분야에서는 바이오에너지 및 제조장치가 수출 유망품목으로 도출됨. 라. 업체동향 (1) 해외 주요 업체 동향 현재 보급중인 바이오디젤과 에탄올 등이 곡물 원료 사용과 석유계 연료와의 낮은 호환성 으로 보급 확대에 어려움을 겪음에 따라 이러한 문제 해결을 위한 기술개발을 진행중임 - 미국과 EU의 주요 기업들은 비식용원료(목질계 및 해양 바이오매스)로부터 바이오연 료 생산 기술 개발 연구를 진행중임 세계적인 정유회사인 BP와 화학회사인 DuPont은 현재 이소부탄올 생산기술 개발을 완 료하고 Butamax라는 Joint Venture 회사를 설립하여 사업화를 추진하고 있음. 최근 EU로부터 바이오부탄올 생산을 승인 받았으며 영국에 바이오부탄올 실증을 위한 Demo 공정을 건설을 진행하고 있음. 미국 최대의 바이오에탄올 업체인 POET LLC는 농부산물(옥수수대)를 활용하여 바이 오에탄올 생산하는 상용화 데모 공정 건설 및 운전 중 핀란드 Neste Oil은 기존 바이오디젤에 비해 물성이 개선된 수소 첨가 바이오디젤 (Hydrotreating Biodiesel, HBD) 생산 기술을 상용화 하여 핀란드와 싱가포르 등에 상 용화 플랜트를 구축 운영중임 캐나다의 Dynamotiv는 목질계 바이오매스의 열분해에 의한 바이오오일 기술 개발 선 두 기업으로서 바이오오일 생산 데모 공정 운전 중 독일의 Schmack Biogas는 유기성 폐기물의 바이오가스 전환 기술 보유 업체로 독일, 일본 등에 약 60여 개소 바이오가스 플랜트 건설 실적이 있음 미국의 Flotech은 바이오가스 고순도 정제 기술 보유 업체이며 국내 서남 물 재생센터

18 전략분야 는 동 사의 바이오가스의 고순도 정제 시설을 도입하여 차량용 바이오가스 생산 시범 운영 중 미국의 Fulghum Fibrefuels는 캐나다에 연산 12만 톤 고형 바이오연료(목질 펠릿) 제 조 설비를 보유하고 있으며 제조 펠릿은 유럽으로 수출중 (2) 국내 주요 업체 동향 국내에서는 바이오디젤과 고형 바이오연료(목질 펠릿) 및 바이오가스 등이 실제 산업화 되어 보급중이며 일부 벤처 중소기업에서는 목질계로부터 차세대 에탄올 생산 기술 개 발을 위한 연구를 진행중임 바이오디젤의 경우 사업 초기에는 중소기업 중심으로 시장이 형성되었으나 점차 시장 이 커짐에 따라 대기업의 신규 진입으로 중소기업의 경쟁력이 크게 약화된 상태임 현재 국내 바이오디젤 시장은 SK 케미칼, GS 바이오, 애경유화 등의 대기업과 JC 케미 칼, 단석 산업, 엠에너지 등 6개 정도 기업만이 실제 정유사에 납품하고 있음 고형 바이오연료의 경우에도 최근 RPS가 시행됨에 따라 규제 대상 업체인 발전소 등 의 대형 수요업체에 의한 고형 바이오연료 신규 수요가 급증함에 따라 SK 임업, 건조 기술 등 기존 업체외 많은 중소기업들이 신규 사업 진출에 관심을 보이고 있음 바이오가스는 대우건설, 한솔이엠이 등의 대기업과 서희건설, 한라산업개발, 리클린, 엑 사이엔씨 등의 중소기업이 음심 쓰레기와 축산 분뇨 등의 유기성 폐기물을 처리하여 메탄을 생산하는 설비 공급 사업을 진행중임. 또한 한솔이엠이, 한라산업개발 등에서는 생산된 바이오가스를 차량용 연료로 사용하기 위한 바이오가스의 고순도 정제설비 개 발 사업도 추진중임 최근 비식용원료로부터 차량용 연료 생산이 중요해짐에 따라 창해엔지니어링, 젠닥스 등의 벤처 중소기업들에서는 목질계 에탄올 생산 기술 개발을 통한 차세대 에탄올 시 장 진출을 추진하고 있음 해양 바이오연료 분야도 엘엔피, 바이올시스템즈와 같은 벤처기업을 중심으로 해양 바 이오매스인 미세조류 또는 거대조류를 대량 배양 또는 양식하여 바이오디젤 또는 에탄 올을 생산 하는 기술을 산업화하는데 필요한 기술 개발 연구를 진행중임

19 에너지자원활용 - 바이오매스 [바이오에너지 주요 제품의 국내 업체 현황] 중분류 세부제품 대기업 중소기업 중소기업 주요 참여영역 중소기업 참여 정도 중소기업 점유율 액체 바이오연료 바이오디젤 SK 케미칼, GS 바이오, 애경유화 JC 케미칼, 단석산업, 엠에너지 바이오에탄올 - 창해에탄올, 젠닥스 바이오디젤 생산/판매 바이오에탄올 기술 개발 바이오오일 - 대경에스코, ENFC, 바이오오일 기술 개발 고체 바이오연료 목질 펠릿 SK 임업 건조기술 우드 펠렛 생산/판매 기체 바이오연료 바이오가스 생산 바이오가스 정제 대우건설, 한솔이엠이 한솔이엠이 서희건설, 한라산업개발, 리클린, 엑사이엔씨 한라산업개발 바이오가스 생산 설비 공급 바이오가스 정제 설비 공급 * 참여정도는 주요제품 시장에 참여하는 중소기업의 참여규모와 정도(업체수, 비율 등)를 고려하여 5단계로 구분 (낮은 단계:, 중간 단계(,, ) 높은 단계: ) 마. 기업개발니즈 바이오매스 분야 중소기업의 니즈분석을 통한 현황을 살펴보면, 다양한 중소기업들이 융합을 기반으로 하는 다양한 제품을 개발, 판매를 진행하고 있음. - 구체적으로 식물로 부터 얻어진 오일을 이용한 친환경 바인더 제품, 바이오디젤, 폐기 물 에너지화 설비, 대기방지설비, 폐자원 열병합발전설비, 슬러지 건조 및 열회수 설 비, VOC 및 악취 방지설비, 폐타이어를 이용한 열분해시설, 수소가스정제기, 유기 성 폐수의 고효율 메탄가스화 기술 바이오매스(조류, 폐음식물, 축분 외) 가스화 기술, 연료전지 연계 기술, 미세조류 대량배양 시스템, 바이오 고형연료제조 기술개발, 바 이오매스 열병합 발전기술 폐기물 고효율 건조기술, 바이오매스 연료, 바이오 에탄올, 바이오 플라스틱등 이 있음. 바이오매스 분야의 중소기업들은 기술을 기반으로 다양한 산업분야, 적용분야의 시장진 입을 위한 개발 계획을 가지고 있음. - 구체적으로 친환경 PU 바인더 시스템, 바이오디젤, 기체분리막을 이용한 매립가스 분 리/정제 기술, 하이드레이트를 이용한 유가금속 회수기술, 하이드레이트를 이용한 가 스 수송/저장 기술, 폐목재 에너지화 기술, 배가스를 이용한 슬러지 건조 기술, 수소 가스정제기, 연료전지 연계 기술 개발, 미세조류 배양관련 기반기술, 고형연료, 발전/ 환경플랜트설계, 바이오매스 대량 생산, 바이오 플라스틱 등의 제품을 미래에 생산할 계획을 가지고 있음

20 전략분야 바. R&D 현황분석 최근 2년간 중소기업들이 정부 R&D 자금지원을 받기 위해 신청한 과제 리스트를 분석 한 결과, 친환경생산분야에는 고형연료, 바이오매스가스, 바이오알코올, 바이오에탄올, 분 쇄장비에 대한 연구개발을 추진하고 있는 것으로 나타남. [바이오매스 분야의 최근 중소기업 연구개발 추진 현황] 4. 시사점 및 제언 자연 속에 풍부하게 존재하는 원료를 이용한 천연 신재생에너지원을 개발하는 기술 중 에 하나인 바이오매스 에너지는 세계적으로 에너지 수요가 증가하고 있는 반면 에너지 부족이 이어지고 있는 현실에서 친환경 에너지 생산기술은 꾸준히 기술개발이 이루어 질 것으로 예상되는 분야임 바이오매스는 기후변화 대응 및 자원 재생에 의한 지속 성장 측면에 있어 국가 경쟁력 및 신인도 제고에 중요한 산업일 뿐만 아니라 향후 전개될 거대 바이오매스 시장에서 의 우위를 점하기 위한 주요 성장 동력 산업이라 할 수 있음 정부의 바이오에너지 사용 의무화 정책(RPS, RFS 등)에 따라 바이오매스 관련 중소기 업의 내수 시장에 대한 판로는 당분간 유지될 것으로 보이나, 한정된 내수 시장으로 중소기업의 과당경쟁을 해소하기는 어려울 것으로 보이므로 경쟁력 있는 중소기업의 해외 시장을 위한 기술 개발 역량 강화를 지원할 필요가 있음

21 에너지자원활용 - 바이오매스 고형 바이오연료(펠렛) 분야는 현재 국내 시장 규모가 작아 대기업의 진출이 미미하지 만 향후 RPS 시행에 따른 목질 펠릿 수요 증가로 시장 수요처가 크게 늘 것으로 예상 됨. 이 경우 다양한 펠렛 설비 수요 대응을 위해서는 대기업과 중소기업의 역할 분담 이 필요한 분야임 대규모 투자가 많이 되는 바이오디젤의 경우 대기업의 바이오디젤 공정 설비 확대로 중소기업의 생산 활동이 위축되고 있지만 바이오디젤의 물성 향상에 필요한 첨가제의 경우 중소기업을 중심으로 제품화 기술이 개발될 경우 국내외 대기업은 주요 수요업체 가 될 수 있는 분야임. 바이오가스 분야는 대규모 사회 간접 시설 투자가 요구되므로 대기업이 주도해야 하지 만 사업의 원활한 수행을 위해서는 많은 중소기업이 하도급업체로 참여하는 컨소시움 의 구성이 필요한 특성을 가짐. 국내의 경우 향후 유기성 폐기물의 에너지화 사업이 가파르게 성장할 것으로 예상되므로 중소기업들의 역할이 확대 가능한 분야임. 현재 국내의 바이오에탄올 시장은 음료용으로만 형성되어 있으며 중소기업인 주정업체 가 시장을 장악하고 있음. 따라서 에탄올 연료 시장이 열린다면 기술력을 가진 중소기 업이 유리한 분야임. 해조류 바이오연료 분야는 시장 초기 단계의 벤처 영역으로 기술력을 갖춘 중소기업에 많은 기회가 있는 산업 분야임. 각 대표기술 후보군을 특허지수를 종합분석한 결과, 액체 정화 또는 분리 기술군이 기 술성장성과 및 기술수준분석 결과 높은 수준으로 나타나 해당분야의 시장형성 및 기술 개발이 활발한 것으로 판단되며, 액체 정화 또는 분리 기술을 포함하여 중소기업 적합 성이 높은 수준으로 평가된 에너지 원료의 소각 기술군은 상대적으로 국내 중소기업의 출원 활동이 활발한 것으로 평가되고, 기술 성장성과 기술수준이 높은 것으로 나타나 해당 분야에서 기술개발을 고려해 볼 수 있는 후보군으로 사료됨 기술성장성, 기술수준 모두 중간 이상의 평가된 바이오연료, 에너지 원료의 소각 기술 군도 중소기업에서 진출하기 용이한 대표기술 후보군으로 사료됨 바이오매스에너지 전략 분야에 대해 옥수수 및 옥수수 가공품, 사탕수수 당, 사탕무우 당, 화학적 순수 자당, 광천수, 대두유 추출시 얻는 오일 케이크와 유박 품목을 중심으 로 한미 FTA에 따른 영향을 분석한 결과 바이오매스에너지 분야와 한미 FTA 대상 13 대 주요 업종과의 전반적 관련성은 중간 수준으로 나타났으며, 이로 인해 한미 FTA에 대한 전반적 영향력도 중간 수준인 것으로 판단됨

22 전략분야 [바이오매스 분야 주요 제품] 분류 제품 설명 출처 산업기술분류코드 대분류 중분류 소분류 바이오알콜 바이오매스를 발효하여 만든 액상연료 (휘발유 대체용) 시장/특허/ 기업니즈 기초 화학 유기 화학 기초화학물질 반탄화고형 연료 바이오매스를 무산소조건에서 탄화하여 성형한 고형바이오연료 전문가 바이오매스 에너지 바이오디젤 바이오유래 유지의 에스테르화로 만든 액상연료 (경유대체용) 시장/특허/ 기업니즈 기초 화학 유기 화학 기초화학물질 바이오가스 유기물을 협기발효하여 만든 기상연료 (메탄이 주성분) 시장/특허/ 기업니즈 기초 화학 무기 화학 산업용 가스 바이오오일 목질 바이오매스의 열분해에 의해 만들어진 액화연료 시장/특허/ 기업니즈 기초 화학 유기 화학 기초화학물질

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24 바이오매스 전략제품 분석 - 바이오액상연료 - 바이오가스

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26 전략제품 바이오액상연료 1. 개요 - 정의 : 바이오액상연료는 바이오매스를 화학적 또는 생물학적으로 처리하여 제조하는 액상연료임. 현재 바이 오액상연료로는 바이오디젤과 바이오알코올이 있음. A. 바이오디젤은 동식물의 지방 또는 재생유지를 원료로 알콜 또는 수소와 반응시켜 만들어진 경유 대체 연료임. B. 바이오알코올은 사탕수수 등 당질계, 옥수수, 밀전분, 카사바 등 전분질계, 나무, 풀 등 목질계를 원료로 생물학적 발효방법으로 생산된 에탄올을 말하며 99.5%(v/v)이상으로 정제되어 가솔린에 첨 가하거나(85% 이하), 95%(v/v) 함수 바이오에탄올로 자동차용 연료로 쓰일 수 있는 제품임. - 범위 : A. 바이오디젤은 원료인 동/식물유 전처리, 바이오디젤 전환용 촉매 양산 및 바이오디젤 생산공정으 로 구성되며 바이오디젤 기술은 모든 생산공정 및 공급 망 단계에서 사용되는 각종 소재와 부품 을 포함함. B. 바이오알코올은 당질, 전분질, 셀룰로오스 유래 원료를 효소당화(또는 추출)하여 당( 糖 )을 제조하고 이를 발효시켜 제조하고 가솔린의 대체연료 또는 혼합연료로 사용되는 모든 제품(바이오에탄올, 바 이오부탄올, ETBE(Ethyl tertiary butyl ether) 등)을 포함. 가. 정의 및 필요성 A. 바이오디젤 바이오디젤은 동식물의 지방 또는 재생유지를 원료로 알콜 또는 수소와 반응시켜 만들 어진 경유 대체 연료임. 디젤유와 비교하였을 때 세탄가, 열량, 점도 및 상변화 특성 등 이 매우 유사하며 독특한 윤활성 때문에 기존 디젤유의 첨가제로도 그 응용이 가능함. [유지로부터 바이오디젤 생산 반응] 바이오디젤은 기본적으로 유황의 함량이 낮아 내연기관에서 연소될 경우 기존 디젤유 보다 황산화물이 적게 발생할 뿐만 아니라 분진, 미연 탄화수소 및 일산화탄소의 발생 이 기존 디젤유보다 훨씬 적다는 장점을 지니고 있음 현재 바이오디젤은 대부분 식물성 기름(유채유, 대두유 등)을 원료로 사용하며 총 생산 비중 원료비의 비중이 높을 뿐만 아니라 식물성 기름의 식품시장에서의 수요에 따라 원료 수급이 원활치 못한 문제점이 있음. 이러한 원료의 수급 불안정성과 고비용 문제

27 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오액상연료 를 해결하기 위해 식용으로 사용이 어려운 폐유지를 바이오디젤 생산 원료로 활용하려 는 공정개발이 활발히 진행됨. B. 바이오알코올 바이오에탄올은 사탕수수 등 당질계와 옥수수, 밀전분, 카사바 등 전분질계 및 나무, 풀 등 목질계를 원료로 생물학적 발효방법으로 생산된 에탄올을 말하며 99.5% (v/v)이 상으로 정제되어 가솔린에 첨가하거나(85% 이하), 95%(v/v) 함수 바이오에탄올로 자동 차용 연료로 쓰일 수 있는 제품 가솔린과 비교하였을 때 옥탄가, 함산소율 등은 높으며 열량, 공해물질 함유는 상대적 으로 낮으나 연소특성 등이 매우 유사하며 기존 가솔린의 대체연료로 혼합 및 직접 사 용이 가능함. 바이오에탄올은 기본적으로 원료가 바이오매스이므로 온실가스를 감축할 수 있으며, 함산소 연료로 미연 탄화수소 및 일산화탄소의 발생을 저감하나, 질소 산화물의 발생 은 더 많아질 수 있음. 현재 바이오에탄올은 전부 당질 및 전분질계 곡물 원료를 사용하므로 총 생산비중 원 료비의 비중이 높을 뿐만 아니라 식품과 경합하여 원료 수급 불안, 가격 상승 등의 문 제점이 있음. 이러한 원료의 수급 불안정성과 고비용 문제를 해결하기 위해 식용으로 사용이 불가한 목질계(셀룰로오스) 혹은 해조류 등을 바이오에탄올 생산원료로 활용하 려는 공정 기술개발이 활발히 진행되고 있음. 나. 범위 및 분류 A. 바이오디젤 현재 보급중인 대부분의 바이오디젤은 동/식물성유지(유채유, 대두유, 팜유, 폐유지 등)와 알콜을 반응물로 사용하는 알킬 에스테르화에 의해 제조하고 있으며, 알콜 대신 수소를 반응물로 사용하는 경우 수첨 바이오디젤(Hydrotreating biodiesel, HBD) 등 별 도의 명칭으로 칭하고 있음. 바이오디젤은 원료인 동/식물유 전처리, 바이오디젤 전환용 촉매 양산 및 바이오디젤 생산공정으로 구성되며 바이오디젤 기술은 모든 생산공정 및 공급 망 단계에서 사용되 는 각종 소재와 부품을 포함함

28 전략제품 [바이오디젤의 분류 관점의 범위] 대분야 중분야 세부 제품 바이오디젤 알킬에스터 수첨 바이오디젤 바이오디젤, 글리세린 HBD, 프로판, CO2, 메탄 등 [공급망 단계별 주요 제품 분류 표] 대분야 중분야 세부 제품 바이오디젤 원소재 촉매 바이오디젤 전환 공정 부산물 활용 유통 유채, 대두, 팜유, 폐식용유, 동물성 유지 등 NaOH, 황산, 고체 산/알카리 촉매 등 바이오디젤 플랜트 고순도 글리세린 바이오디젤 물성 개선 첨가제 따라서, 바이오디젤 기술의 범위는 - 동식물성 기름과 알콜을 반응하여 만들어지는 알킬에스터와 수소와 반응하여 생산하 는 수첨 바이오디젤을 포함하고, - 공급망 기준으로는 동/식물성 원료유 생산 및 바이오디젤 생산 및 연료 유통 단계에 사용되는 각종 소재와 부품을 포함하며, - 기술적으로는 원료 생산, 바이오디젤 전환, 유통 및 차량 적용 기술 등이 포함됨. B. 바이오알코올 바이오알코올은 당질, 전분질, 셀룰로오스 유래 원료를 효소당화(또는 추출)하여 당( 糖 ) 을 제조하고 이를 발효시켜 제조하고 가솔린의 대체연료 또는 혼합연료로 사용되는 모 든 제품(바이오에탄올, 바이오부탄올, ETBE 2) ) 등을 포함함. 바이오에탄올은 효모에 의해 생산되며 가솔린에 비해 부식성 및 친수성 등의 약점 때 문에 전 세계적으로 10% 이하 혼합하여 일반 차량 연료로 사용하며 고함량 혼합의 경 우 연료계통의 재료 개선, 에탄올 농도에 따른 자동 조절이 가능한 가변 연료 자동차 (FFV)의 연료로 적용이 가능하며 상용화되고 있음. 바이오부탄올은 박테리아에 의해 만들어지며 에탄올에 비해 부식성 및 친수성 등의 문 제가 없어 일반 차량 대해서도 고함량 혼합사용이 가능하지만 부탄올의 미생물에 대한 독성 문제 때문에 아직 상용화 되지 못하고 있음 2) Ethyl tertiary butyl ether

29 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오액상연료 바이오알코올은 원료인 당 생산, 바이오알코올(에탄올, 부탄올) 전환 공정 및 정제 공정 등으로 구성되며 바이오알코올 기술은 모든 생산 공정 및 공급 망 단계에서 사용되는 각종 소재와 부품을 포함함 [바이오알코올의 분류 관점의 범위] 대분야 중분야 세부 제품 바이오알코올 바이오에탄올 바이오부탄올 바이오에탄올, 흡착제, 첨가제 등 바이오부탄올, 분리막 등 [공급망 단계별 주요 제품 분류] 대분야 중분야 세부 제품 바이오알코올 원소재 생물 촉매 바이오알코올 생산공정 정제 부산물 활용 사탕수수, 카사바, 옥수수, 쌀 등 곡물류, 폐목재, 볏집, 옥수수대 등 목질계, 우뭇가사리, 다시마 등 해조류 고활성 효모, 박테리아 발효기 증류, 흡착 공정, 분리 막 등 DDGS (사료 첨가제) 따라서, 바이오알코올 기술의 범위는 - 제품으로는 바이오에탄올과 바이오부탄올을 포함하고, - 공급망 기준으로는 당 생산 및 생물촉매 개량, 알코올 생산공정, 알코올 분리 정제 시 스템 및 부산물 활용 등에 사용되는 각종 소재와 부품을 포함하며, - 기술적으로는 원료 생산, 바이오알코올 전환, 유통 및 차량 적용 기술 등이 포함됨. [바이오알코올 생산 원료별 공정도]

30 전략제품 2. 산업 및 시장 분석 A. 바이오디젤 - 정부는 국내 수송 부문에서의 CO2 감축 수단으로서 바이오디젤의 유효성이 인정됨에 따라 보급을 지속적으 로 확대하기 위한 정책 시행 (2013년 2% 2020년 5%) - 바이오디젤 시장은 현재를 기점으로 지속적인 성장이 예상되는 만큼, 관련 중소기업들에 대한 정부의 시의 적절한 지원책은 향후 바이오디젤 분야가 국가의 중추 산업으로 발전할 수 있는 초석이 될 수 있음. - 바이오디젤 관련 산업은 국가간/기업간 경쟁이 매우 치열한 분야로 아직까지 정부 정책의 의존성이 높은 사 업이며, 사업 형태는 B2B와 B2C 모두 존재하나 현재는 B2B 사업이 주류임. - 바이오디젤은 바이오디젤 생산 설비 구축에 필요한 소재, 부품, 장비 등과 관련된 후방위 산업과 바이오디젤 활용과 관련한 정유, 유화산업 등의 전방위 산업 구조로 되어 있음. B. 바이오알코올 -CO 2 감축과 화석연료(가솔린)의 대체품으로서 바이오알코올이 관심을 받고 있으며, 비식용 원료 활용 기술과 고효율 플랜트의 개발이 필요함. - 바이오알코올이 기후 변화 해결을 통한 지속 성장의 실현 핵심 수단으로서 인식됨에 따라 2005년 이후 시장 가파르게 성장하고 있으나, 비식용원료인 목질계 원료로부터 알코올을 생산하기 위한 기술 개발이 진행되고 있으며 일부 상용화를 전제로 한 실증 공정 운전 연구가 진행중임 - 세계 바이오 에탄올 시장은 2010년 500억달러의 규모에서 2016년 751억달러로 성장 할 것으로 예상됨. 국내 에서도 RFS의 입법화로 2017년 3천억원, 2020년 5천억원의 에탄올 시장이 형성될 것으로 예상됨 - 바이오알코올관련 업체들은 고효율 알코올 발효 공정 시스템, 저에너지 소비형 알코올 분리/정제 공정, 발효 부산물의 고부가 제품화 공정 등을 개발하고 있음. 가. 니즈 분석 A. 바이오디젤 온실가스 규제 시장 니즈 1 : 재생연료 의무 사용 정책 (RFS) 정부는 온실가스 감축 목표(2020년 배출 전망치의 30%감축) 달성을 위해, 수송 부문에 서 온실가스 저감 효과가 큰 바이오디젤 비중을 적극적으로 확대할 계획임 년까지 바이오디젤 보급 목표를 5%로 높이는 재생연료 의무사용제(Renewable Fuel Standards)를 시행 예정임. 한국형 수송용 신재생에너지의 필요성이 증대하면서 수송용 대체 연료로 재생이 가능하고 기존의 화석연료시스템에 변화를 초래하지 않는 바이오디젤이 주목받고 있음. 낮은 가격 경쟁력 시장 니즈 2 : 저가격화(Cost down) 바이오디젤의 가격은 화석연료가격에 비해 가격 경쟁력에서 낮은 상태임. 이러한 고비 용 바이오디젤 생산 가격 문제를 해결하기 위해 보다 값 싼 원료의 활용이 필요하며 현재 폐식용유 및 산업 폐유지를 원료로 활용하는 기술 개발이 진행되어 왔으며 현재

31 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오액상연료 폐식용유 원료 비중이 약 30%로 높아졌음. 향후 보다 저렴한 원료의 발굴을 통해 바이 오디젤의 저가격화는 지속적으로 이루어질 것임 곡물의 에너지 사용에 대한 도덕성 논란 시장 니즈 2 : 비식용 원료 활용 현재 바이오디젤은 거의 유채, 대두 및 팜유 등의 식물유로부터 생산됨. 폐식용유 및 동물성 유지 등 폐유지도 일부 사용되고 있지만 가용 자원양이 제한되어 향후 급증할 는 바이오디젤의 수요 대응 수단으로서 미흡함. 원료 수급 안정성 해결을 위해 목질계 및 해양 바이오매스(미세조류)를 활용하려는 기술개발이 진행 중임. 동 기술이 상용화 되면 바이오디젤 원료 수급 안정성 제고와 곡물 원료 사용에 따른 논란의 해소가 가능 할 것임 해외 바이오디젤 수요 급증 시장 니즈 4 : 고효율 바이오디젤 플랜트 수요 증가 미국 및 동남아에서는 산업 폐유지(팜유 부산물, 동물성 유지 등)로부터 바이오디젤을 안정 생산할 수 있는 고효율 바이오디젤 플랜트 수요가 존재하지만 현재 적용 공정은 다량의 폐기물 발생 등의 문제로 보급이 저조함 고체 촉매를 적용한 바이오디젤 플랜트 기술은 이러한 폐기물 발생이 획기적으로 저감 가능한 우수 기술임 [바이오디젤 분야의 PEST 분석] 구분 주요이슈 단기(3년이내) 중장기(4년이상) 비고 정치 (P) 경제 (E) 촉진 RFS 정책 상 중 하 상 중 하 저해 상 중 하 상 중 하 촉진 폐유지 활용 상 중 하 상 중 하 저해 낮은 경제성 상 중 하 상 중 하 2013년 현재 2%인 바이오디젤의 보급률을 2020년까지 5%로 높일 계획임 정부의 지원정책으로 발생가능한 저해요인 해소 가능 폐유지 활용으로 원가 30% 이상 절감 대체원료기술개발과 정책적 지원 예상 사회 (S) 기술 (T) 촉진 온난화 상 중 하 상 중 하 지속적인 이슈화로 재생에너지 수요 증대 예상 저해 곡물 원료 사용 상 중 하 상 중 하 폐기물이용 생산의 증가 촉진 고효율 바이오디젤 생산 공정 개발 상 중 하 상 중 하 기술개발의 가속화 예상 저해

32 전략제품 B. 바이오알코올 지구 온난화 시장 니즈 1 : 이산화탄소 저감 필요 석유 고갈의 위기에 대한 대처 방안으로서의 관심과 병행하여 이산화탄소 배출량 감축 의 수단으로 가솔린 대체연료인 바이오알코올이 관심을 받고 있음 지구 대기 중의 이산화탄소 농도는 최근 50년간 100ppm 가까이 급격하게 상승하여 2050년까지 대기 중으로 배출되는 이산화탄소의 양이나 온실가스의 양도 꾸준히 증가 할 것으로 예상되고 있음. 원료 다변화 시장 니즈 2 : 비 식량자원 원료 개발 현재 상용화된 주요 바이오알코올의 원료는 목질계를 제외하고 식량 자원과 직결되는 당질계 또는 전분질계를 사용하므로 식량을 에너지로 사용한다는데 따른 도덕적 문제 뿐만 아니라, 원료 수급 문제가 발생될 수 있음. 또한 옥수수 재배는 상당량의 농약과 질소 비료를 사용함으로써 토양을 심하게 부식시키는 환경적인 단점도 존재함 우리나라와 같이 육상작물 재배 면적과 바이오매스 자원이 부족한 나라로서는 바이오 알코올 원료의 다변화가 절실함. 알코올 플랜트 수출 산업화 시장 니즈 3 : 바이오알코올 플랜트 공정 개발 동남아 주요 국가들에서는 자국 농산물(카사바 등)을 원료로 에탄올을 생산하여 연료로 활용하는 정책을 적극 추진 중임. 이에 따라 에탄올 플랜트 수요가 점차 증가하고 있음 국내 주정 업체들은 카사바 활용 에탄올 생산공정에 대한 충분한 경험을 갖고 있으므 로 비교적 단기간 내에 동남아에서 필요로 하는 고에탄올 수율 플랜트 설계 기술을 개 발할 수 있음 최근 국내 기업들은 정부 지원을 받아 비식용원료(목질계 및 해조류 등)로부터 바이오 에탄올 생산 파일롯 실증연구를 진행중이며 이들은 차세대 바이오알코올 플랜트 수출 에 산업화 가능할 것으로 예상됨

33 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오액상연료 물성 개선 바이오알콜 연료 개발 시장 니즈 4 : 고함량 혼합 바이오알코올 연료 수요 증가 바이오연료 보급 확대를 위해 고함량 혼합 가능한 바이오알코올 기술 개발 필요성이 제기됨에 따라 미국의 Butamax는 바이오부탄올 생산 파일롯 공정 개발 및 상용화 실 증 연구 진행 중임. 국내의 정유사들도 바이오부탄올 생산 기술 개발을 진행 중이며 소규모 파일롯 실증연 구를 완료하여 부탄올 공정개발에 대한 경험을 갖고 있으므로 비교적 단기간 내에 시 장에서 필요로 하는 고효율 부탄올 생산 플랜트 설계 기술을 개발할 수 있음 [바이오알코올 분야의 PEST 분석] 구분 주요이슈 단기(3년이내) 중장기(4년이상) 비고 정치 (P) 촉진 RFS 정책 상 중 하 상 중 하 저해 지원정책의 지체 상 중 하 상 중 하 2013년 현재 보급되지 않는 바이오알코올의 보급률을 2020년까지 5%로 높일 계획임 정부의 지원정책으로 발생가능한 저해요인 해소 가능 경제 (E) 사회 (S) 기술 (T) 촉진 목질계 활용 상 중 하 상 중 하 국내 기술개발의 진전 예상 저해 낮은 경제성 상 중 하 상 중 하 촉진 온난화 이슈 상 중 하 상 중 하 저해 곡물 원료에 대한 거부감 대체원료기술개발과 정책적 지원 예상 지속적인 이슈화로 재생에너지 수요 증대 예상 상 중 하 상 중 하 대체원료기술개발 촉진 생명공학 기술 발전 상 중 하 상 중 하 바이오부탄올 기술 개발 저해 나. 산업 특징 및 구조 A. 바이오디젤 전 세계적으로 바이오디젤이 기후 변화 해결을 통한 지속 성장의 실현 핵심 수단으로 서 인식됨에 따라 2005년 이후 시장 가파르게 성장하고 있음. 현재 바이오디젤 생산 원료의 95% 이상은 식물성 기름이며 이러한 곡물유의 사용은 향후 급증하는 바이오디젤 수요 충족에 부족할 뿐만 아니라 고비용 3) 의 주원인임. 3) 원료비가 바이오디젤 총 생산비의 80%임

34 전략제품 단기 대책으로 미활용되고 있는 폐유지(폐식용유, 산업 유지부산물 및 동물성 유지 등) 를 원료로 바이오디젤을 생산하는 플랜트가 검토되고 있음. 폐유지로부터 바이오디젤을 고수율 생산하는 공정은 전 세계적으로 3 4개사만이 실증 수준의 기술을 보유하고 있으며 최근 1 2개업체가 상용화 설비 건설 중임. 바이오디젤은 경유에 비해 연료 물성이 좋지 않아 유통 과정에서 변성 문제가 발생할 수 있으므로 물성 개량 첨가제의 투여가 필요함. 전방 산업은 바이오디젤을 사용하는 정유업체, 후방산업으로는 유지 식물 경작 농업과 기름을 대량 생산하는 식물성 기름 정제업체 등이 있음 [바이오디젤 중심의 연관 산업 구조] 후방산업 바이오디젤산업 전방산업 농업, 기계설비업, 식용유 가공업 폐유지 가공업, 바이오디젤, 촉매, 플랜트 엔지니어링, 첨가제, 분석 장비 정유산업, 재생에너지산업, 유화산업 등 [바이오디젤 중심의 SWOT 분석] 강점(Strength) - 부산물 글리세린 활용 가능 (기술 개발 필요) - 경유에 비해 높은 세탄가와 우수한 윤활성 - 바이오디젤의 높은 생분해성 - 바이오디젤 연료 품질 확립 기회 요인(Opportuinity) - 바이오디젤에 대한 수요 증가 - 바이오디젤 보급 활성화를 위한 정부 지원 강화 - 폐유지 활용 가능 약점(Weakness) - 낮은 경제성 - 바이오디젤의 용매 효과 - 낮은 저장 안정성 - 원료에 따른 바이오디젤 물성 차이 위험 요인(Threat) - 선진국 산업체들과의 시장 선점 경쟁 심화 - 해외 원료에 대한 높은 의존성 - 글리세린의 시장 포화로 인한 가격 하락 B. 바이오알코올 전 세계적으로 바이오에탄올이 기후 변화 해결을 통한 지속 성장의 실현 핵심 수단으 로서 인식됨에 따라 2005년 이후 시장 가파르게 성장하고 있음. 현재 바이오에탄올은 전량 식용 가능한 당질계 또는 전분질계 원료로부터 생산되고 있으며 이러한 원료의 사용은 향후 급증하는 바이오에탄올 수요 충족에 부족할 뿐만 아니라 고비용 4) 의 주원인임. 현재 비식용 원료인 목질계 원료로부터 알코올을 생산하 기 위한 기술 개발이 진행되고 있으며 미국에서는 상용화를 전제로 한 실증 공정 운전 연구가 진행 중임. 4) 원료비는 바이오에탄올 생산비의 60%수준임

35 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오액상연료 미생물에 의해 만들어지는 바이오알코올은 농도가 매우 낮아 에너지 효율이 높은 정 제 공정의 적용이 필요하지만 이러한 정제 기술은 전 세계적으로 3 4개사가 시장을 지배하고 있음 바이오에탄올은 가솔린에 비해 연료 물성(부식성 및 물 친화성)이 좋지 않아 일반 차 량에서는 10% 이하 범위에서 혼합사용하고 있으며 부탄올의 경우 이러한 문제가 없어 고함량 혼합이 가능하지만 에탄올에 비해 발효/정제 공정이 까다로워 양산 공정이 개 발되지 못하였음 전방산업은 바이오알코올을 사용하는 정유업체와 주정업체, 후방 산업으로는 농업과 바이오알코올 생산 설비 관련 업체 등이 있음 [바이오알코올 중심의 연관 산업 구조] 후방산업 바이오알코올산업 전방산업 농업, 기계 설비업, 미생물 육종업 바이오에탄올/부탄올, 발효 시스템 설비업, 에탄올 플랜트 엔지니어링, 분리 정제, 분석 장비 정유산업, 재생에너지산업, 주정 업체 등 [바이오알코올 중심의 SWOT 분석] 강점(Strength) - 높은 옥탄가로 연소 특성 향상 - 공해 물질 배출 저감 효과 (PM 및 NOx 등) - 낮은 CO 배출 - 가솔린과 혼합 사용 가능 기회 요인(Opportuinity) - 전 세계 바이오에탄올 플랜트 수요 증가 - 바이오연료 보급에 대한 정부 지원 정책 - 바이오에탄올 연료 품질 기준 마련 예정 약점(Weakness) - 낮은 경제성 - 에탄올의 좋지 않은 연료 물성 - 바이오부탄올 상용 공정 기술 미확보 위험 요인(Threat) - 선진국 산업체들과의 시장 선점 경쟁 심화 - 해외 원료에 대한 높은 의존성 다. 시장현황/전망분석 A. 바이오디젤 원료수집 및 제조 2012년 발행된 Global Biodiesel Market 시장 보고서에 따르면, 바이오디젤 전체 시장 은 2011년 200억달러 규모의 시장을 형성하고 있는 것으로 나타났으며, 연평균 7.0%성 장하여 2016년에는 264억달러로 2011년 대비 64%성장할 것으로 예상됨

36 전략제품 대체 연료로 재생이 가능하고 기존의 화석연료시스템에 변화를 초래하지 않아서 친환 경 에너지 분야에서 최근 주목받는 시장임. 정부의 온실가스 감축 목표 달성을 위해 수송 부문에서 온실가스 절감 효과가 큰 바이 오디젤 비중을 적극적으로 향상시킬 필요가 있으며, 재생연료 의무사용제(Renewable Fuel Standards) 등의 정책 시행으로 관련 분야의 고성장이 기대 됨. [바이오디젤 시장 현황 및 전망] (단위: 억원/억달러) 구분 년도 시장 규모 성장률 CAGR(%) 바이오디젤 6,000 6,000 [7,500] [9,000] [10,500] 10.0 국내 시장 바이오디젤 플랜트 (고체) 촉매 [180] [180] [225] [270] [315] 10.0 첨가제 [60] [60] [75] [90] [105] 10.0 바이오디젤 합계 6,240 6,240 8,000 9,560 11,120 바이오디젤 세계 시장 바이오디젤 플랜트 (고체) 촉매 첨가제 [0.2] [0.22] [0.23] [0.25] [0.26] 7.0 바이오디젤 합계 출처: 제3차 신재생에너지 보급 기본계획 (지식경제부, 2008). [ ]는 추정치, 환율 1,000원 Global Biodiesel Market 시장 보고서 한국은 아시아에서 가장 먼저 바이오디젤 양산을 시작하였으며 고체 촉매 적용 바이오 디젤 플랜트 기술은 세계 최고 수준에 도달한 만큼 향후 말레이시아, 인도네시아 등 동남아 국가 바이오디젤 플랜트 시장에 우선적으로 진출 가능할 것으로 판단됨. B. 바이오알코올 2010년 발행된 World Ethanol Markets: The Outlook to 2020 보고서에 따르면 액체 바이오연료 시장은 1세대 액체 바이오연료 시장과 그 외 바이오 액체연료 시장으로 구 분됨. - 액체 바이오알코올 연료 시장은 사용된 제품에 따라 에탄올과 부탄올로 구분됨. 또한 사용 원료에 따라 곡물을 이용하는 1세대 바이오연료 기술, 비식용 바이오매스(목질계 또는 해조류 등)를 원료를 하는 2세대 바이오연료 기술, 새로운 수송 인프라의 도입이 필요한 수소 등을 생산하는 3세대 바이오연료기술로 구분됨

37 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오액상연료 - 현재 1세대 바이오연료인 에탄올과 바이오디젤만이 실제 사용되고 있으나 2050년까지 2세대 바이오연료가 수송 연료 소비량의 27%를 대체 할 것으로 예측 됨. 1세대 액체 바이오 연료 시장은 2010년 500억달러의 규모에서 2016년 751억달러로 성 장 할 것으로 예상 되며 연평균 성장률은 5%로 나타남. 기타 액체 바이오 연료 시장은 시장 규모는 아직 작지만 연평균 51.8% 고성장할 것으로 예상됨. 전 세계 에탄올 시장은 미국과 브라질이 절대 점유율을 차지하고 있으며 중국, EU 등 이 그 뒤를 따르고 있음. (단위: 106L) 자료: F.O. Lichts, World Ethanol Markets: The Outlook to 2020 [바이오에탄올 시장 전망] 자료: ISO, World Fuel Ethanol Outlook to 2020, 2012 [주요 국가별 바이오에탄올 생산 현황(2011)]

38 전략제품 구분 국내 시장 세계 시장 년도 [바이오알코올 시장 현황 및 전망] 시장 규모 바이오알코올 바이오알코올 플랜트 - - [1,000] [1,000] 분리/정제 시스템 - - [72] [200] 부산물 바이오알코올 합계 ,468 1,632 (단위: 억원/억달러) CAGR(%) 바이오알코올 바이오알코올 플랜트 [48] [48] [48] [48] [48] - 분리정제 시스템 [10] [10] [10] [10] [10] 부산물 [60] [64] [68] [72] [75] 7.0 바이오알코올 합계 자료: RFS (산업부, 2013, 6). [ ]는 추정치, 환율 1,000원 World Ethanol Markets: The outlook to 2020 정부는 에탄올 차량연료로 사용에 대한 실증 연구를 완료하였으며 이를 기반으로 에탄 올 차량연료 사용에 대한 지원 방안을 검토중임. 2013년 입법화된 RFS(안)에 따르면 2020년까지 5% 에탄올 혼합을 시행할 예정이며 2017년 3% 에탄올 보급을 예정하고 있 음. 이 경우 에탄올 자체 시장은 3,600억원, 에탄올 생산 플랜트 구축에 따른 시장은 에탄올 10만 kl 플랜트 건설비가 약 7백억원인 점을 고려하면 2017년에 에탄올 플랜트 시장 규모는 2천억원으로 산출됨. 세계 에탄올 플랜트 및 부산물 시장은 시장 보고서 (World Ethanol Markets: The outlook to 2020)에서 예측한 에탄올 생산량 증가에 비례하므로 이러한 관계를 이용하 여 산출하였음. 라. 공급망(분류)에 따른 분석 A. 바이오디젤 바이오디젤 분야는 원료 생산, 바이오디젤 전환 플랜트, 촉매 및 바이오디젤 물성 개량 첨 가제 등으로 공급망이 구성되며 운전 수명이 긴 고체촉매 개발, 고효율 바이오디젤 전환 공정, 공정의 모듈화 플랜트 및 바이오디젤 물성 개량 첨가제 등이 중요 기술로 도출됨. 세계 업체 및 제품 현황 - 고체촉매를 적용하여 바이오디젤을 생산하는 공정은 프랑스 Axen Inc.에 의해 개발된 바 있으나 동 공정에서는 저급 폐유지가 아닌 순수한 식물성 기름만을 원료로 사용가 능하다는 제한점이 있으며 폐유지를 원료로 바이오디젤 전환 공정은 오스트리아 BDI 에서 상용 실증 공정 운전 연구 단계임

39 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오액상연료 - 미국의 Rohm & Haas Inc는 이온수지 기반의 바이오디젤 생산용 고체 촉매를 개발하 여 상용 제품으로 판매중임. - 미국의 Lubrizol 등에서는 바이오디젤 물성 개량 첨가제를 판매하고 있음. - 수소 첨가에 의해 물성 개량 바이오디젤인 HBD를 생산하는 공정은 핀란드 Neste Oil 이 세계에서 유일하게 상용화 기술을 보유하고 있으며, 일본 NOC(Nippon Oil Company), 국내 SK 이노베이션 등에서 HBD 공정 파일롯 실증 연구를 완료함. 국내 업체 및 제품 현황 - 바이오디젤 업체 중 부품소재 업체는 20여개로서 비중은 약 80%이며, 바이오디젤물성 개량 첨가제의 경우 수입에 의존적이며, 기술의 종속성이 너무 크고 로얄티 부담 가중 되는 상황임. 바이오디젤 플랜트 핵심 소재 및 응용관련 업체는 대부분 소규모 업체들 로서 경쟁력이 해외 선진기업들에 비해 낙후되어 있음. [공급망 분석 종합] 공급망 단계 원료유 바이오디젤 플랜트 촉매 바이오디젤 첨가제 주요내용 폐유지 바이오디젤 전환 고체 촉매 바이오디젤 물성 개선 주요 제품/기술 폐식용유 분리기 바이오디젤 플랜트 첨가제 해외 기업 국내 기업 Cargil CJ, 폐식용유 수거업체 등 Lurgi Bio BDI Axens Rohm& Haas Lubrizol SM-POT 한텍엔지니어링, 서울기계 SM-POT, 해피 세라믹 - SK Innovation SK Innovation - 중소기업 참여정도 중소기업 시장점유정도 참여정도는 주요제품 시장에 참여하는 중소기업의 참여규모와 정도(업체수, 비율 등)를 고려하여 5단계로 구분 (낮은 단계:, 중간 단계(,, ) 높은 단계: ) - 최근 국내 바이오디젤 시장은 대기업들이 시장 진입하면서 경쟁력이 상대적으로 취약 한 중소기업들이 고전하고 있는 상황임. - 중소기업의 역할이 중요한 바이오디젤 부품 산업의 육성이 필요함. B. 바이오알코올 바이오알코올 분야는 원료 생산, 바이오알코올 발효 설비, 분리/정제 및 플랜트 설계와 부산물 활용 등으로 공급 망이 구성되며 고효율 알코올 발효 공정 시스템, 저에너지 소 비형 알코올 분리/정제 공정, 발효 부산물의 고부가 제품화 등이 중요 기술로 도출됨. 세계 업체 및 제품 현황 - 미국은 옥수수를 원료로 활용하여 약 10여개의 주요 업체가 전분질계 에탄올을 생산 하며 브라질은 사탕수수로부터 직접 발효하여 에탄올을 생산하고 있음

40 전략제품 - 전 세계 에탄올 생산 플랜트 시장의 50% 이상을 오스트리아 Vogelbusch GmbH에서 점유하고 있음 - 발효 에탄올을 연료용 무수 에탄올로 고도 정제하는 설비 시장은 시장의 주공급설비 인 증류 공정 외에 잔여 시장을 미국의 UOP (흡탈착 공정)와 독일의 GFT(분리막 공 정)이 양분하고 있음. - 에탄올보다 연료 물성이 우수하여 차세대 연료로 주목받고 있는 부탄올은 미국의 Dupont와 영국의 BP의 합작회사인 Butamax 및 Gevo 등에서 상용화 공정 개발 중임. 국내 업체 및 제품 현황 - 국내 에탄올 생산업체로는 10여개의 주정업체가 있으며 이들은 국내 잉여 농산물(현 미) 및 수입 타피오카 등을 주원료로 활용하여 음료용 에탄올을 생산하고 있음. 최근 한 국내 중소기업은 우뭇가사리 등 해조류로부터 바이오에탄올을 생산하는 상용화 기 술을 개발한 바 있음. - 바이오알코올 업체 중 부품소재 업체는 20여개로서 비중은 약 80%이며, 국내 시장이 음료용 에탄올 생산에 집중되어 연료용 에탄올 및 부탄올에 대한 기술 개발은 미미한 실정임. 특히 에탄올 탈수 공정의 경우 차세대 기술인 막 이용 탈수 공정은 국내 기술 기반이 매우 취약하여 국내 연료용 알코올의 보급이 시작되면 대부분 탈수 공정 기술 은 해외에 의존하게 될 것으로 예상되며 이에 따른 로열티 부담이 커질 것으로 판단됨. - 바이오부탄올의 경우 SK Innovation, GS-Caltex 등 대기업이 공정 개발에 착수하였으므 로 동 기술의 산업화에 필요한 부품 소재 기술 개발을 담당할 중소기업 역할이 요구됨. - 최근 국내 알코올 시장은 음료용 위주로 형성되어 있지만 최근 정부에서 바이오에탄 올의 연료 보급 방안을 추진하면서 주정업체 및 정유사 등이 이에 대한 대응을 위해 기술개발을 진행 중임. - 알코올 플랜트 설비 구축에 필요한 많은 설비 부품의 공급 기반 구축을 위해서는 관 련 중소기업의 육성이 필요함. [공급망 분석 종합] 공급망 단계 원료 생물 촉매 발효 설비 바이오알코올 플랜트 분리/정제 설비 주요 내용 우수 미생물 개발 주요 제품/기술 해외 기업 국내 기업 당 Cargil CJ, 대상, 진로발효, 창해 에탄올, 무학 주정 바이올 시스템즈 에탄올/부탄올 발효 미생물 Gevo, Amyris, LS9 CJ, 대상, 진로발효, 창해에탄올, 마크로젠, GS-Caltex, SK Innovation 알코올 전환 설비 플랜트 설계 무수 알코올 제조 발효기 바이오에탄올 플랜트 막분리 시스템 - Vogelbusch 창해에너지어링, 바이오트론, 코바이오텍, 코오롱 건설 Ajinomoto Dupont 창해에너지어링 (에탄올), 코오롱 엔지니어링 (에탄올), 창해에너지어링, GS-Caltex, SK Innovation (부탄올) 바이올시스템즈(해조류 에탄올) - 중소기업 참여정도 중소기업 시장점유정도 참여정도는 주요제품 시장에 참여하는 중소기업의 참여규모와 정도(업체수, 비율 등)를 고려하여 5단계로 구분 (낮은 단계:, 중간 단계(,, ) 높은 단계: )

41 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오액상연료 3. 기업니즈조사 바이오액상연료에 종사하는 중소기업의 제품개발 현황을 조사한 결과, 구체적으로 다 음과 같은 다양한 제품을 개발, 판매하고 있음. - 미세조류 대량배양 시스템, 바이오에탄올, 바이오디젤, 바이오매스 연료. 또한 바이오액상연료와 관련하여 아래와 같은 기술 개발을 추진하고 있음. - 다품종 저급 유지 및 특수유지를 이용한 바이오디젤 생산, 산업폐기물(목질계, 주정박 등)으로부터 바이오에탄올 전환기술개발. 바이오액상연료의 중소기업들은 향후 다음과 같은 제품 개발 계획을 가지고 있음. - 미세조류 배양관련 기반기술, 바이오디젤, 바이오에탄올. 또한 바이오액상연료와 관련하여 아래와 같은 기술 개발을 추진할 계획임. - 미세조류의 대량생산기술, 오일팜에서 효과적인 Product 및 sub-product의 추출 및 바 이오디젤 생산, 바이오디젤 생산 관련 인프라 구성 및 효율성 증대 기술 개발. 4. 요소기술 후보군 [요소기술 후보군] 구성요소 요소기술 출처 원소재 촉매 (Alc)섬유질계 원료의 전처리 기술 (Alc)해조류의 전처리/당화 기술 (Diesel)바이오디젤 분리 정제 기술 (Diesel)미세조류로부터 지질 추출 기술 (Diesel)바이오디젤 원료 전처리 기술 개발 (Alc)효소(셀룰라제, 자일라나제 등)의 양산 공정 기술 (Alc)미생물의 효소 생산성 향상 기술 (Alc)오탄당, 육탄당 동시 발효 균주 개량 기술 (Alc)알코올 발효 균주의 생산성 개선 기술 (Alc)부탄올 균주 개량 기술 (Diesel)고체 촉매 개발/저가화 기술 (Diesel)생물 촉매 양산 기술 (Diesel)효소 고정화 기술 (Diesel)수첨 바이오디젤용 촉매 기술 논문, 니즈 특허, 논문, 니즈 논문, 특허 특허 니즈 논문 논문, 특허 논문, 특허 특허 특허 특허 논문, 특허 논문, 특허 논문, 특허

42 전략제품 구성요소 요소기술 출처 생산공정 정제 기타 (Alc)당질계 원료(사탕수수, 사탕 무, molasses 등)의 에탄올 전환 공정 기술 (Alc)전분질계 원료(옥수수, 카사바 및 고구마, 감자 등)의 에탄올 전환 공정 기술 (Alc)목질계 원료(나무, 볏짚, 억새 등)의 에탄올 전환 공정 기술 (Alc)동시 당화 발효 공정 기술 (Alc)해조류 당의 알코올 전환 공정 기술 (Alc)화학촉매에 의한 부탄올 전환 기술 (Diesel)유지/폐유지의 바이오디젤 전환 공정 기술 (Diesel)유리지방산의 에스테르화 기술 (Diesel)바이오디젤 연속 생산공정기술 (Diesel)초임계 바이오디젤 공정 기술 (Diesel)수소 첨가(수첨) 바이오디젤 생산공정 기술 (Diesel)Microwave 바이오디젤 공정 기술 (Diesel)바이오디젤 플랜트 모듈화 기술 (Alc)합성 가스의 에탄올 발효 기술 (Alc)발효 저해물질 정량화 및 제거 기술 (Alc)저농도 알코올의 분리/정제기술 (Alc)고농도 알코올의 탈수 기술 (Diesel)글리세롤 정제기술 (Alc)발효 부산물의 활용 기술 (Diesel)부산물(글리세롤) 전환/활용 기술 (Diesel)바이오디젤 물성개선(첨가제/블렌딩, 산화 안정성) 기술 (Diesel)저온 유동성 개선 첨가제 기술 (Diesel)바이오디젤 활용 엔진 시스템 관련 기술 논문, 특허 논문, 특허 특허, 논문, 니즈 특허 특허, 니즈 논문, 특허 논문, 특허 논문, 특허 논문, 특허, 니즈 논문 논문, 특허 논문 논문, 특허 특허 논문 논문, 특허 논문 특허 특허 논문, 특허 논문 특허 5. 핵심기술 선정 전략제품 관련한 특허기술의 클러스터링을 통해 도출된 요소기술을 시장동향, 기술동 향을 고려하여, 전문가의 합의로 요소기술을 조정함

43 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오액상연료 [요소기술 조정 결과] 구성요소 요소기술 출처 원소재 생물 촉매 바이오알코올 생산공정 정제 목질계 원료의 연속 전처리 장비 개발 해조류의 전처리/당화 기술 고활성 효소(셀룰라제, 자일라나제 등)의 양산 공정 기술 미생물의 효소 생산성 향상 기술 고활성 오탄당, 육탄당 동시 발효 균주 개발 알코올 발효 균주의 생산성 개선 기술 부탄올 균주 개량 기술 당질계 원료(사탕수수, 사탕 무, molasses 등)의 에탄올 전환 공정 기술 전분질계 원료(옥수수, 카사바 및 고구마, 감자 등)의 에탄올 전환 공정 기술 섬유질계 원료(나무, 볏짚, 억새 등)의 에탄올 전환 공정 기술 동시 당화 발효 공정 기술 해조류 당의 알코올 전환 공정 기술 화학촉매에 의한 부탄올 전환 기술 발효 저해물질 정량화 및 제거 기술 저농도 알코올의 분리막 장치 개발 무수 알콜 제조용 분리막 소재 특허, 기업니즈, 전문가 특허, 기업니즈 특허, 전문가 특허 특허, 전문가 특허 특허 특허 특허 특허,기 업니즈 특허 특허, 전문가 특허 특허 특허 특허, 전문가 부산물 활용 발효 부산물로부터 유용물질 추출 및 활용 기술 특허, 전문가 도출된 요소기술의 범위와 수준, 중소기업 적합성과 시급성 등을 고려하여 요소기술을 보완함. - 선정위원회를 통해 필요에 따라 요소 기술 명칭을 일부 수정하였고, 중복된 요소 기술 은 통합하고 반드시 필요한 기술을 추가함. - 부산물의 활용의 경우 정제도 포함되어야 하므로 발효 부산물로부터 유용물질 추출 및 활용 기술 로 재명명함. 핵심기술 선정 - 조정된 요소기술과 기술 시장 동향분석 및 기업니즈조사 결과를 기반으로 핵심기술 선정위원회를 통하여 중소기업에 적합한 핵심기술 선정 - 핵심기술 선정은 기술성(10), 시장성(10), 중소기업성(10), 정책적 부합성(5)을 고려하여 평가됨. 기술성은 기술성장성(5), 기술수준(5)으로, 시장성은 시장규모(5), 시장 성장성 (5)으로, 중소기업성은 중소기업 참여정도(5) 및 중소기업 진입장벽(5) 정도를 고려하여 평가

44 전략제품 [핵심기술 선정결과] 공급망 또는 중분류 핵심기술 목질계 원료의 연속 전처리 장비 기술 바이오알콜 전분질계 원료의 연속 에탄올 전환공정 기술 고농도 알코올 탈수 설비 기술 바이오디젤 생산용 고체 촉매 양산 설비 기술 바이오디젤 바이오디젤 플랜트 모듈화 기술 부산물(글리세롤) 전환/활용 기술 바이오디젤 물성 개선 첨가제 기술 6. 로드맵 기획 가. 연구개발 목표 설정 [선정된 핵심기술에 대한 연구 목표] 공급망 또는 중분류 핵심기술 기술요구사항 개발 목표 1차년도 2차년도 3차년도 최종 목표 목질계 원료의 연속 전처 리 장비 기술 당 수율 80% 85% 90% 이상 90% 이상 바이오알콜 전분질계 원료의 연속 에 탄올 전환공정 기술 에탄올 수율, 생산성(g/l-h) 80%, 1.5 < 85%, 2.0 < 88%, 2.5 < 88%, 2.5 이상 고농도 알코올 탈수 설비 기술 탈수 비용 (원/L 에탄올) < 17 < 15 < 이하 바이오디젤 생산용 고체 촉매 양산 설비 기술 촉매 생산 용량 (kg/일) < 10 이상 바이오디젤 플랜트 모듈 화 기술 모듈화 플랜트 설계 자료 (톤/년) 단위 공정 설계 모듈화 기술 개발 상용 공정 설계 기술 (50,000 톤/년) 상용 공정 설계 기술 (50,000 톤/년) 바이오디젤 부산물(글리세롤) 활용 기술 전환/ 고부가제품화 정제 기술 개발 제품화 기술 개발 실증 및 시제품 생산 (1,000원/kg 이상) 실증 및 시제품 생산 (1,000원/kg 이상) 바이오디젤 물성 개선 첨 가제 기술 시제품 생산 요소 기술 확보 제품화 기술 개발 시제품 생산 (30,000원/kg 이하) 시제품 생산 (30,000원/kg 이하)

45 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오액상연료 나. 로드맵 작성

46 전략제품 바이오가스 1. 개요 - 정의 : 바이오가스는 생물학적 방법으로 유기성폐기물을 혐기성 미생물로 소화하여 제조하는 메탄을 주성분 으로 하는 가스이며, 바이오매스 합성가스는 열화학적 방법으로 가스화하여 수소 및 일산화탄소를 주 성분으로 하는 가스 제품임. - 범위 : 바이오가스 및 바이오매스 합성가스 제조기술에는 유기성폐기물 전처리 설비, 혐기성 소화조(생물학적 방법), 가스화기(열화학적방법), 정제설비, 에너지화(연료, 전기 등)설비를 포함함 가. 정의 및 필요성 바이오가스는 생물학적 방법으로 유기성폐기물을 혐기성 미생물로 소화하여 제조하는 메탄을 주성분으로 하는 가스이며, 바이오매스 합성가스는 열화학적 방법으로 가스화 하여 수소 및 일산화탄소를 주성분으로 하는 가스 제품임. [바이오매스의 생물학적 열화학적 가스화] 생물학적 바이오가스 제조기술은 유기성 폐기물(음식쓰레기, 축분 등) 또는 매립지에서 의 유기물이 젖은 상태에서 혐기성 미생물로 소화되면 가수분해, 유기산 생성, 환원단 계를 거치면 바이오가스가 생성되고, 이를 발전, 연소 열공급, 정제하여 도시가스, 자동 차용 연료 등으로 사용할 수 있음. 생물학적 바이오가스 제조기술은 산소가 없는 상태에서 혐기성소화에 분해 가능한 유 기물을 메탄으로 전환한다는 의미에서 메탄발효라고도 함

47 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오가스 [가스화 반응 원리(생물학적)] 열화학적 바이오매스 합성가스 제조기술은 사용하는 원료 및 최종적으로 얻고자 하는 물질 종류에 따라서 다양한 기술이 사용되고 있음. 대체로 바이오매스 종류에 관계없 이 모든 탄화수소 물질로부터 합성가스(CO, H2)를 생성할 수 있고, 이를 원하는 형태 의 제품으로 전환하여 사용할 수 있음. 가스화 원료가 되는 바이오매스로는 섬유소식물체(목질계, 볏짚 등)와 메탄가스를 생성 하는 유기성폐기물(음식쓰레기, 축분 등)이 있음. 열화학적 전환기술은 인류가 오랜 기간 동안 이용해온 에너지 이용 방식으로 연소, 열 분해, 가스화, 액화 등이 포함되며 열, 전기, 가스, 메탄올, 디젤 등의 다양한 제품들을 얻음. [바이오매스의 열화학적 전환기술]

48 전략제품 가장 널리 이용되는 연소법은 주로 열을 생산하는 목적으로 이용되며, 전기생산 효율 을 향상시키거나 화학물질 및 다양한 제품생산을 염두에 두는 경우에는 일산화탄소와 수소를 생산하는 가스화 기술이 각광을 받고 있음. [가스화 반응 원리(열화학적)] 가스화 공정은 건조, 탈휘발, 연소, 가스화 등이 순차적 또는 동시에 일어나는 복합 반 응 공정으로 고체 탄화수소 물질들을 가스상 물질들로 전환시킴. 다양한 바이오매스 자원들로부터 친환경적 방법으로 합성가스를 생산하고 수소부터 합 성 디젤까지 다양한 에너지 자원을 생산할 수 있는 복합 공정 기술로서 자국 내에서 원료를 얻을 수 있어 에너지 자립과 에너지 안보를 향상시키는 핵심 기술임. 나. 범위 및 분류 (바이오가스 관점) 바이오가스 기술의 범위는 혐기소화 공정기술 (전처리, 소화조, 가 스포집), 바이오가스 정제기술, 가스자원화 기술(연료, 전력, 열)을 포함. 바이오가스 설 비산업의 가치공급 사슬은 다음과 같음. [바이오가스 설비산업의 가치공급 사슬과 업체] 기 술 항 목 공정(시공) 공정업체수 기자재/설비 업체수 설계 총괄 설계 설계자 3 수집운반 수집, 운반, 공급 지자체 용기, 운반구 - 전처리 파쇄, 이송, 선별 업체 20 분쇄, 선별기 업체 1 혐기성소화 교반, 가열, 입출 업체 20 소화조 용기 업체 4 가스포집, 정제 제습, 탈황, 저장 업체 20 가스홀더, 정제 업체 1 가스자원화 연료, 전력, 열 업체 20 가스엔진 등 업체 5 후처리 퇴비화, 정화처리 업체 20 고액분리기 등 업체 15 운영 공정운전, 관리 지자체 18 자료: 환경산업기술원(KEITI), 환경산업 주요업종 현황분석 및 발전 방안 (전문가 회의자료)

49 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오가스 (합성가스화기 관점) 공정은 가스화기의 운전형태에 따라서 고정층(Fixed bed), 이동층 (Moving bed), 유동층(Fluidized bed), 분류층(Entrained bed) 등을 포함. [바이오매스 합성가스화 반응기의 종류] (공급망 관점) 바이오가스화는 생물학적 분해 가능한 유기성폐기물, 전처리 설비, 혐기 성 소화조, 가스내 오염물질을 재거하는 정제설비, 에너지화(연료, 전기 등)설비으로 구 성됨. - 바이오 합성가스화는 가스화 반응에 참여하는 바이오매스, 산소, 증기 등을 주입하는 전처리 설비, 가스화 반응이 일어나는 가스화기, 합성가스 내의 오염물질들을 제거하 는 정제 설비, 합성가스로부터 전력, 수소, 메탄올, 액체 연료 등을 생산하는 전환 설 비 등으로 구성됨. [바이오가스화 공정 예]

50 전략제품 [바이오합성가스화 공정 예] [바이오가스/합성가스 분류 관점의 범위] 대분야 중분야 세부 제품 바이오매스가스화 바이오가스 바이오매스 합성가스 전처리 설비, 혐기성 소화조, 정제설비, 에너지화설비 전처리 설비, 가스화기, 정제 설비, 전환 설비 [공급망 단계별 주요 제품 분류] 대분야 중분야 세부 제품 바이오가스/ 바이오매스합성가스 전처리 설비 가스제조 설비 가스정제 설비 에너지화 설비 분쇄기, 선별기, 건조기 정량공급장치, 혐기성 소화조, 가스화기 집진, 촉매분해, 흡착공정, 분리 막, 증류 등 가스엔진, 발전기, 열교환기 따라서, 바이오매스 가스화의 범위는 - 바이오가스의 생산과 사용에 필요한 공정 기술과 함께 - 바이오합성가스화를 위한 고정층, 유동층, 분류층 등을 모두 포함하는 반응 기술 영역 이며, - 공급망 기준으로 바이오매스 전처리, 가스화기, 정제설비, 에너지화 설비 등의 전영역, - 기술적으로는 바이오매스의 건조 및 고온 공기를 주입하는 전처리 기술, 고정층, 유동 층, 순환유동층 등의 가스화기, 혼합 연료 이용을 위한 복합 가스화기, 고순도 정제 설 비 등의 가스화 반응을 위한 단위 공정뿐만 아니라, 가스 엔진, 수성가스 전환 반응, FT 전환 공정이 포함된 전환 공정 및 바이오정제 기술까지 포함

51 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오가스 2. 산업 및 시장 분석 - 신재생에너지의 확대 적용에 따른 고효율 가연성 폐기물의 에너지화 기술의 요구 증대됨에 따라, 바이오매스 가스를 이용한 발전 및 수송용 분야로 응용범위가 확대되고 있음. - 가연성 폐기물 뿐만 아니라 바이오매스까지의 복합폐기물을 대상으로 한 가스화 기술과 함께 생산가스로부 터 고부가가치의 연료를 회수 활용하고자 하는 기술이 활발히 개발되고 있음 - 국내의 경우 2020년까지 현재 가용량이 모두 관련 시설로 처리 된다고 보면 년 평균 약 4,400억원의 잠재시 장이 형성되리라 예측되고 있음. - 일본, 캐나다 및 EU에서는 폐기물 및 바이오매스를 활용하여 합성가스 생산 및 합성가스의 고부가가치 연료 인 고순도 수소, 일산화탄소를 생산하여 다양한 석유화학계 연료를 대체하는 상용플랜트를 보급하고 있음. 가. 니즈 분석 (1) 바이오가스 부문 가격경쟁력 요구 시장 니즈 1 : 유기성 폐기물의 수집, 처리 체계 기술 축산분뇨는 저비용 설비와 운영 용이성, 소화액 농지살포 및 유기농 연계가 필요하며 소규모 저비용 설비의 개발적용이 필요함. 음식물쓰레기, 폐수의 분리수거, 하수슬러지와의 병합소화 및 소화액의 하수 혹은 폐수 처리장 연계가 필요하며 대규모 고성능 설비의 개발 적용이 필요함. 가격경쟁력 요구 시장 니즈 2 : 혐기소화 공정 기술력 향상 원료 수급개선 (병합소화, 탄소원 추가), 전처리(파쇄 및 선별) 공정개선을 통한 바이오 가스 수율 향상 농지살포, 하수처리장 연계, 정화처리 기술개선을 통한 소화액 후처리 저비용화 바이오가스 활용기술 (열병합 발전, 가스정제 이용) 최적화를 통한 바이오가스 생산공 정의 경제성 향상 원료 특성별 공정기술의 특화 즉 축산분뇨 처리를 위한 소규모 저비용 설비, 그 외 생 활 폐기물을 처리 대상으로 한 대규모 고성능 통합설비 기술의 정착

52 전략제품 (2) 바이오매스 가스화 부문 가격경쟁력 요구 시장 니즈 1 : 중소형 바이오매스 가스화 국내의 바이오매스 자원량과 건축 폐목재, 생활 폐목재, 산업가공 폐목재 등도 지속적 으로 증가하므로, 친환경적으로 처리할 수 있는 기술 개발이 필요함 국내의 바이오매스 가스화 기술개발은 수집비용이 대폭 증가하지 않는 규모로 개발이 진행되어야 하며 국내 바이오매스 자원의 특성을 고려한 전처리 공정, 가스화기 설계 등이 필요함. 타르 발생량의 저감 및 대처 요구 시장 니즈 2 : 저타르 발생 가스화기 및 저비용 타르 개질기 정부의 녹색성장 정책에 따라 바이오매스 가스화기에 대한 수요가 증가하고 있으나 높 은 타르 발생량은 가스화기의 효율을 낮추고 안정적인 조업을 가로막는 장벽임. 타르 발생량을 저감시킬 수 있는 가스화기의 설계 및 제작을 통해 가스화기에 대한 신뢰 도 및 효율 향상과 가스 엔진, FT 공정 등과 같은 합성가스 응용공정의 이용을 위해 타르 를 개질함으로써 합성가스의 양을 증가시키고 공정의 효율을 증가시키는 기술이 필요함. 안정적인 국산 공정의 부재 시장 니즈 3 : 바이오매스 가스화 공정의 국산화 및 핵심 기술 확보 유럽은 바이오매스 연소에서 확대되어 바이오매스 가스화 공정기술을 확보하고 있으 며, 펠렛 연료 생산, 건조, 합성가스 정제 등의 핵심 요소기술들도 확보하고 있으나 높 은 비용으로 인해 중소형 가스화기 개발에 적용하기 어려움. 바이오매스 가스화기의 설계 및 제작, 타르 제거기술, 중소형 바이오매스 가스화 공정 연계 등의 핵심 공정기술들의 국산화를 통해 단가절감 뿐만 아니라, 소싱 기업 다변화 를 통해 수급 불안정성 해소 필요. [산업시장 수요 분석 및 시장니즈] 요인 - 가격 경쟁력 요구 - 타르 발생량 저감 및 대처 요구 - 안정적인 국산 공정의 부재 Needs - 중소형 규모의 바이오매스 가스화 공정 - 저타르 발생 가스화기 및 타르 개질 기술 - 바이오매스 가스화 공정의 국산화 및 핵심 기술 확보

53 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오가스 [바이오 가스/합성가스 분야의 PEST 분석] 구분 주요이슈 단기(3년이내) 중장기(4년이상) 비고 정치 (P) 경제 (E) 사회 (S) 기술 (T) 촉진 국가에너지기본계획 및 온실가스 감축의무 정책 상 중 하 상 중 하 탄소중립 연료이용기술 저해 정부 인센티브 부족 상 중 하 상 중 하 촉진 저해 탄소세 및 신재생에너지 의무부담 부여 낮은 전기등 에너지 비용단가 제도 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 정부의 적극적 유도정책 진행예상 발전사 의무사항, 열 판매도 RPS에 포함 예정 전력요금 현실화 정책 기대 촉진 에너지자원화 인식 증대 상 중 하 상 중 하 지자체등의 관심 증가 저해 촉진 슬러지등 바이오자원화 시설 설치 기피의식 원천적인 국산화 기술개발 필요 상 중 하 상 중 하 바이오가스 생산플랜트 설치문제 상 중 하 상 중 하 플랜트 산업화/수출 저해 상용화 제품기술개발 상 중 하 상 중 하 국내 개발기술의 최적화 및 운영기술 확보 필요 나. 산업특징 및 구조 국내뿐만 아니라 해외 가스화 시장이 급성장하고 있으며, 바이오매스 가스의 고부가가 치 연료 생산기술이 개발되어 상용화 되고 있음. 폐기물 에너지화 기술별 신재생에너지 보급 기여도 전망으로부터 2020년 238,632 TOE/년의 신재생에너지 보급 기여도를 달성하기 위해서는 국내 고유 모델의 바이오매 스 가스화 합성가스 연료회수 전체 시스템 기술 개발이 시급히 진행되어야 함 바이오가스화 기술은 가연성폐기물 뿐만 아니라 바이오매스 및 저급연료를 모두 활용 할 수 있으므로 다양한 폐기물을 복합적으로 이용하는 복합폐기물을 대상으로 한 가스 화 기술과 함께 합성가스로부터 고부가가치의 연료를 회수 활용하고자 하는 기술이 활 발히 개발되고 있음 일본, 캐나다 및 EU에서는 폐기물 및 바이오매스를 활용하여 합성가스 생산 및 합성가 스의 고부가가치 연료인 고순도 수소, 일산화탄소를 생산하여 다양한 석유화학계 연료 를 대체하는 상용플랜트를 보급하고 있음 [바이오가스/합성가스 중심의 연관 산업 구조] 후방산업 바이오매스 가스 산업 전방산업 폐기물 전처리 엔지니어링, 기계, 자동화 설비, 안전 분석장비, 소화조, 가스엔진, 보일러, 화학공정 화학공정, 발전 시스템, 수송연료

54 전략제품 [바이오가스/합성가스 중심의 SWOT 분석] 강점(Strength) - 화석에너지 대체에 따른 온실가스 저감효과 - 가스화 기초연구 다수 수렴 - 바이오매스 가스화는 2차오염을 획기적으로 줄이면서 합성가스 를 다양한 형태의 고부가가치 연료로 사용할 수 있는 방법임 기회요인(Opportunity) - 바이오매스에 대한 친환경적인 에너지화 방법의 필용성 대두 - 정부의 적극적인 신재생에너지 보급 및 확대정책 - 국제 유가 상승에 의한 폐기물 에너지화에 대한 필요성 인식 - 중국, 동남아, 중동 등의 새로운 환경시장 형성 약점(Weakness) - 핵심적인 원천 기술 및 축적된 노하우의 부족 - 바이오매스 가스의 경우 기존 가스연료에 비해 경제성이 취 약함(천연가스의 경우 셰일가스의 출현으로 가격이 안정됨) - 합성가스 터빈이나 엔진사용경험 부족 위협요인(Threat) - 국제 환경시장의 경쟁 심화 - 선진국의 기술 우위 선점과 지속적인 기술개발 - 가스화 기술의 상용화에 장기간 소요 - 상용화단계까지의 개발 비용 조달 - 바이오매스 에너지의 가치인정 감소 사회적 분위기(풍력, 태양전지 등으로의 연구비 편중) 다. 시장현황/전망분석 (가) 바이오가스 부문 유기성 폐기물을 활용한 바이오가스 생산(매립지가스(LFG) 포함)은 최근 유기성 폐기 물의 매립 및 해양 배출 규제, 기후변화 협약, 에너지 위기 문제와 맞물려 관심이 급등 유기성 폐기물을 소화하여 바이오가스를 생산하는 공정은 악취문제의 효율적 대처, 메 탄(CH 4, CO 2 의 21배에 해당하는 온실가스)의 대기방출 억제에 따른 기후변화 협약 대 응, 재생가능 에너지 생산, 소화 잔재물의 자원 활용 등의 장점을 가지고 있음. 그럼에도 불구하고 국내에서는 다음의 이유로 유기성 폐기물 이용 바이오가스 생산이 용이 활성화 되지 않고 있음. - 유기성 폐기물 수집처리 체계미흡 음식쓰레기 퇴비화(93%), 음폐수 퇴비화(60%), 해양투기(40%) 일반화 축산분뇨 퇴비화 (83.3%) 일반화 하수슬러지 해양배출(71%) 일반화 - 혐기소화 공정 기술력 부족 높은 설치 및 운영비용과 운영관리 미숙 소화액 및 잔재물(소화퇴비)의 부적절한 처리 혹은 정화 비용 부담 바이오가스의 비효율적 이용 (발전 및 도시가스화 체계 미흡) - 바이오가스 생산 이용의 정책 지원 체계 미흡 환경편익(수질 해양오염, 온실가스 저감, 청정에너지 공급)을 고려한 공세적 정 책의 미흡 정부 관리부처의 분산 바이오가스 시장창출 및 산업육성 정책 미성숙

55 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오가스 우리나라 유기성 폐기물의 바이오가스화 산업 시장은 우리나라 유기성 폐기물 가용량 을 처리하기 위한 시설사업, 운영관리 사업 및 바이오가스 판매사업 시장을 포괄한 것 으로 보기도 함. 2010년에서 2020년에 이르는 10여년간 현재의 가용량이 모두 관련 시설로 처리 된다고 보면 년평균 약 4,400억원의 시장이 형성되리라 예측됨. 자료: 신재생에너지 RD&D 2030, 전문가 설문조사 (2008) [바이오가스 산업 시장 전망(LFG, 하수처리장 바이오가스 포함)] 바이오가스 산업 시장은 설비 시공 건설 사업 시장, 운영관리 사업 시장(반입비 불포 함), 바이오가스 등 생산물 판매 시장으로 형성될 것으로 예측 2010년 상기 3개 시장 합계는 3,500억원 정도로 추정되었고 2020년에는 약 7,000억원/ 년의 시장이 형성될 것으로 추정되었음. 동기간 년평균 시장합계는 4,400억원/년임 (나) 바이오매스 가스화 부문 상위 시장인 폐기물 에너지화 시장 보고서를 바탕으로 바이오매스 가스화 전체 시장을 추정 하고자 함. Global Waste to Energy Technologies Market 보고서에 따르면 폐기 물 에너지화 시장은 물리적 기술시장, 열을 이용한 기술시장, 생물학적 기술 시장으로 구분 됨. 열을 이용한 폐기물 에너지화 시장은 2011년 161억 2400만달러 규모로 전체 폐기물 에 너지화 시장의 약 70%를 차지하는 것으로 나타났고, 연평균 성장률이 4.3%인 것으로 파악 됨

56 전략제품 물리적 기술과 생물학적 기술을 이용한 폐기물 에너지화 시장은 2014년 약 50억달러 시장 규모로 예상되며 열을 이용한 폐기물 시장과 비교해 두 시장 모두 1/5 시장규모 로 파악 되나 연평균 성장률은 열을 이용한 폐기물 에너지 시장 보다 약 2배 정도 높 은 것으로 판단됨. (단위: 백만달러) 자료: Markets and Markets , Global Waste to Energy Technologies Market [폐기물 에너지화 시장 전망] 바이오매스의 가스화 및 후처리 공정에서는 바이오매스 특유의 응축성 유기물(타르)의 제거와 이의 개질을 통한 가스화 수율 향상이 기술 개발의 초점이 되면서 이를 위한 촉매연구가 매우 활발함. - 중국, 스웨덴, 이탈리아 등에서 바이오가스화에 의한 열병합 발전이 시도되고 있음 국내의 바이오매스 자원량은 지속적으로 증가하고 있으며 바이오매스 자원의 특성을 고려한 전처리 공정, 가스화기 설계 기술 개발을 통한 시장진입과 성장 원동력을 확보 할 필요가 있음. 세계 폐자원 바이오매스 에너지 시장은 폐기물 발생량 중 에너지화 가능량을 증가시 키는 것이 핵심이며 이는 석유수입대체효과로 경제성을 평가 할 수 있음. 고함수율 유 기성 폐기물은 석유수입대체효과가 연간 2550만배럴, 목질계 자원은 1,368만배럴에 달 하는 것으로 파악됨

57 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오가스 자료 : 신재생에너지 기술전략지도, 2009 [바이오매스 에너지 자원량] 국내 고형 바이오연료 시장은 2012년부터 RPS(발전 부문에서의 신재생에너지 의무 사용)가 시행됨에 따라 발전소 중심으로 목질 펠릿 및 우드칩 수요가 혼소용으로 가파 르게 증가하고 있음. 산림청은 2020년 기준 고형 바이오연료(목질 펠릿) 500만톤 보급 목표를 제시한 바 있으며 이에 따른 시장 규모는 약 1조 2천억원에 달할 것임. 바이오 매스를 이용한 가스화는 열병합발전 방식으로 발전용량기준 500kWe~1MWe 규모에서 개발되고 있으며, RHO 시행에 따라 증가할 것으로 보임. 구분 [바이오가스/ 바이오매스합성가스 시장 현황 및 전망] 년도 시장규모 (단위: 억원) 성장률(%) (2013~2017) 바이오매스 고형연료 32,400 38,800 46,500 51,000 59, 세계시장 바이오가스 109, , , , , 합계 141, , , , ,000 바이오매스 고형연료 1,600 1,840 2,100 2,400 2, 국내시장 바이오가스 합계 2,200 2,460 2,740 3,070 3,400 자료: 바이오가스, 고형 바이오연료 시장: 바이오 폐기물 발전전략보고서 (2012)

58 전략제품 공급망 단계 [공급망 분석 종합] 바이오가스/바이오매스 합성가스 주요내용 바이오가스 바이오매스 합성가스 주요 제품/기술 해외 기업 연료전처리, 메탄화 반응기, 가스정제장치, 탈수장치, 협기 페수처리장치, 가스엔진, 연료전지등 바이오가스 에너지화 장치, 다양한 연료를 이용하는 바이오가스 제조장치등 Dranco, Wabio, Varlorga, Jysk biogas, Paques, BTA, Kompogas, Kruger A/S 바이오매스 수거, 파쇄, 건조등 전처리 장치, 가스화기, 분진 및 타르제거장치, 회재 회수장치, 가스엔진 및 연료전지등 에너지 발생장치, 배기가스 처리장치등 Repotec, AHT, Ankur, GIEC, NOVO, Nexterra 등 한솔이엠이, (주)대우건설, 한라건설, 포스코건설, 국내 기업 태영 포스코건설, 효성, 환경관리공단 (주)지앤지인텍, (주)유니슨, (주)DHM, 이지바이오 삼양에코너지(주), 대원GSI, (주)신텍 등 중소기업 참여정도 중소기업 시장점유정도 참여정도는 주요제품 시장에 참여하는 중소기업의 참여규모와 정도(업체수, 비율 등)를 고려하여 5단계로 구분 (낮은 단계:, 중간 단계(,, ) 높은 단계: ) 바이오가스의 경우 대기업, 중소기업이 연구 개발 및 시장 진출을 위해 오랫동안 노력 해 오고 있으며, 바이오매스 합성가스의 경우에는 최근 가스화를 통한 가스엔진 발전 에 대한 기술완성도가 향상되는 단계에 있음. 바이오가스의 경우에는 연료의 다양화, 공정의 장기적인 신뢰성 확보가 관건이며, 바이오매스 합성가스의 경우에는 바이오매 스 수요 급증에 따라, 연료확보 전략이 국가 및 기업차원에서 마련되어야 할 시점임. 3. 기업니즈조사 바이오가스/ 바이오매스 합성가스에 종사하는 중소기업의 제품개발 현황을 조사한 결 과, 구체적으로 다음과 같은 다양한 제품을 개발, 판매하고 있음. - 바이오가스 제조장치, 바이오가스 불순물제거 및 정제장치, 바이오가스 저장장치 및 보관 용기, 연료전지 연계 기술, 유기성 폐수의 고효율 메탄가스화 기술, 바이오매스(조류, 폐음 식물, 축분 외) 가스화 기술, 가스엔진, 가스발전기, 소형무소음발전기, 수소가스정제기. 또한 바이오가스/바이오매스 합성가스와 관련하여 아래와 같은 기술 개발을 추진하고 있음. - 바이오가스 대량 제조능력(100~500 cm3/hr), 바이오가스 불순물제거 및 정제(가스 순 도 : 99% 이상), 바이오가스 저장능력(300,000~1,000,000 cm3/hr), 연료전지 연계용 합 성가스 제조 장치 개발, 저온활성화 재생가능한 메탄개질기 개발. 바이오가스/바이오매스 합성가스 분야의 중소기업들은 향후 다음과 같은 제품 개발 계 획을 가지고 있음. - 바이오가스 압축기, 수소가스정제기, 기체분리막을 이용한 매립가스 분리/정제 기술

59 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오가스 또한 바이오가스/바이오매스 합성가스와과 관련하여 아래와 같은 기술 개발을 추진할 계획임. - 합성가스 조성 조절용 반응기 개발, 기체분리막을 이용한 매립가스 분리/정제 기술, 저온활성화 재생가능한 메탄개질기 개발. 4. 요소기술 후보군 [요소기술 후보군] 구성요소 요소기술 출처 전처리설비 가스화설비 정제설비 기타 해조류(모자반 등) 활용 기술 전문가 바이오 연료의 전처리 기술 특허 유기성 폐수의 메탄가스화 기술 특허, 니즈 혐기성 소화 습식공정 특허, 니즈 혐기성 소화 건식공정 특허, 니즈 매립지 가스의 에너지화 기술 (CNG, LNG, 도시가스화) 니즈, 전문가 바이오매스 가스화 기술 (조류, 폐음식물, 축분 제외) 특허, 니즈 가스화기 설계 및 운전 기술 특허 촉매 가스화 기술 특허 가스정제 및 탈황 기술 특허, 니즈, 전문가 바이오 수소 생산 기술 특허 합성가스 중 타르제거 기술 니즈 바이오가스 수율향상기술 전문가 바이오매스 가스 열병합 발전 기술(가스엔진) 특허, 전문가 연료전지연계기술 특허, 전문가 5. 핵심요소기술 선정 전략제품 관련한 특허기술의 클러스터링을 통해 도출된 요소기술을 시장, 무역현황, 기 술동향을 고려하여, 전문가의 합의로 요소기술을 조정함. 도출된 요소기술의 범위와 수준, 중소기업 적합성과 시급성 등을 고려하여 요소기술명 을 보완함. 핵심기술 선정 - 조정된 요소기술과 기술 시장 무역 동향분석 및 기업니즈조사 결과를 기반으로 핵 심요소기술 선정위원회를 통하여 중소기업에 적합한 핵심기술 선정 - 핵심기술 선정은 기술성(10), 시장성(15), 중소기업성(10), 정책적 부합성(5)을 고려하여 평가됨. 기술성은 기술경쟁력(5), 기술수준(5)으로, 시장성은 시장규모(5), 무역현황(5),

60 전략제품 시장 성장성(5)으로, 중소기업성은 공급망분석(5) 및 관련 기업의 현황이나, 니즈(5)를 고려하여 평가 - 매립지 가스에너지화, 혐기소화공정, 바이오매스 가스화 분야는 폐기물 배출 규제정책 및 에너지화 관점에서 볼 때, 시장성이 확대될 것으로 예상되며 현재까지 기술개발이 부분적으로 이루어진 분야임. 에너지화를 위해서는 생산된 가스의 정제기술과 에너지 를 생산하는 열병합발전 기술 등이 병행하는 기술개발이 필요함. - 해조류 활용기술, 촉매가스화기술 등 많은 개발기간이 필요한 생산 기술이나, 바이오수 소, 화학물질전환, 연료전지연계기술등과 같은 고부가화 기술은 투자비 규모면에서 중소 기업이 수행하기 위한 기술로는 우선순위 측면에서 다소 시간이 필요할 것으로 사료됨. [핵심요소기술 선정결과] 구성요소 요소기술 출처 전처리설비 바이오연료의 전처리기술 특허 매립지 가스의 에너지화 기술(CNG, LNG,도시가스화) 니즈, 전문가 가스화설비 유기성 폐수의 메탄가스화 기술 특허, 니즈 바이오매스 가스화 기술(조류, 폐음식물, 축분 제외) 특허, 니즈 정제설비 바이오 가스정제 및 탈황 기술 특허, 니즈, 전문가 에너지화설비 바이오매스 가스 열병합 발전 기술 특허, 전문가 6. 로드맵 작성 가. 연구개발 목표 설정 [선정된 핵심요소기술에 대한 연구 목표] 구성 요소 전처리 설비 가스화 설비 정제 설비 에너지화 설비 핵심요소기술 바이오연료의 전처리기술 매립지 가스의 에너지화 기술 (CNG, LNG, 도시가스화) 유기성 폐수의 고효율 메탄가스화 기술 바이오매스 가스화 기술 (조류,폐음식물,축분 제외) 가스정제 및 탈황기술 바이오매스 가스 열병합 발전 기술 기술요구사항 파쇄,건조,선 별, 반탄화 포집,정제,공 급기술 가스화 효율 개발 목표 1차년도 2차년도 3차년도 최종 목표 설계 제작 실증 함수율 17%이하 설계 제작 실증 50% 60% 70% 냉가스 효율 60% 63% 65% 메탄가스 농도 열/전기회수 효율 CH4 50% 이상 CH4 80% 이상 CH4 98% 이상 65% 70% 75% CO2+O2+N2, 3.5%이하 가스화 효율 70% 이상 냉가스 효율 65% 이상 탈황, 메탄가스농도 98% 이상 (도시가스급) 가스엔진, ORC등을 이용한 복합에너지 회수 효율 75% 이상 * ORC : Organic Rankine Cycle

61 에너지자원활용 - 바이오매스 - 바이오가스 나. 로드맵 기획

62 폐기물에너지 전략분야 현황분석

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

65 에너지자원활용 - 폐기물에너지 폐기물 에너지는 신에너지 및 재생에너지 개발 이용 보급 촉진법 (2013년 3월 23일 시행 : 법률 11690호) 의 제2조에 명시된 11 개의 신 재생에너지 분야에 포함됨. 산업기술 분류로 (에너지 자원/신재생에너지/폐기물)에 해당되는 폐기물 에너지는 가 연성 폐기물의 청정 처리 및 자원 재활용 효과가 우수한 기술로서 단기간 내에 상용화 가 가능한 유망한 신 재생에너지 분야로 평가되고 있음. 폐기물 에너지 분야의 대표적인 기술은 크게 고형연료, 열분해 유화, 가스화(열분해, 혐 기성 소화), 소각열 회수 이용의 4가지로 구분할 수 있음. 폐기물 고형연료는 가연성 고체폐기물로부터 수분과 불연성 성분들을 제거하고 분쇄, 분리, 선별, 공급, 건조, 성형 등의 가공 공정을 통하여 고체연료로 전환시켜서 산업용/ 발전용 연료로 활용하는 것으로서 1 폐기물 분쇄/공급 기술, 2 폐기물 탈수 건조 기 술, 3 폐기물 성형 기술, 4 고형연료 연소 기술, 5 고형연료 혼소 기술 등의 세부기 술로 분류됨. 열분해 유화는 무산소 조건하에서 외부에서 열을 가하여 고분자를 구성하는 탄소 사슬 을 끊어서 저분자로 만드는 열분해 과정을 통하여 액체연료로 변환시켜서 주로 산업용 석유 대체연료로 활용하는 것으로서 1 PVC 처리 기술, 2 열분해 유화 반응기 기술, 3 코킹 방지 기술, 4 열분해 촉매 기술, 5 연료유 제품 정제 기술 등으로 분류됨. 열분해 가스화는 탄화수소로 구성된 폐기물을 부분산화 및 수증기 반응에 의해 CO, H 2 및 CH 4 등으로 구성되는 혼합가스 형태로 전환하여 화학원료 합성, 전력 및 증기 생산 등에 활용하는 것으로서 1 폐기물 가스화 기술, 2 합성가스 정제 기술, 3 가스 화 복합발전 기술, 4 합성가스 이용 기술, 5 잔류물 용융 기술 등으로 분류됨. 혐기성 가스화는 유기성 폐기물을 대상으로 산소 부재 상태에서 미생물을 이용하여 가수분해 산 생성 메탄 생성의 단계를 거쳐서 주로 메탄과 이산화탄소의 혼합 형태인 기체를 생산하고 이를 기체연료로 사용하는 기술임. 소각열 회수 이용은 가연성 폐기물을 소각로에서 소각처분할 때 발생하는 연소열을 이 용하여 증기 또는 냉 온수, 전기와 같이 이용 가능한 에너지로 회수하여 활용하는 것 으로서 1 폐기물 연소 기술, 2 폐기물 혼소 기술, 3 열병합 발전 기술, 4 소각폐열 발전 기술, 5 소각폐열 회수 기술 등의 세부기술로 분류됨

66 전략분야 폐기물 에너지 기술 원리 분야별 핵심 세부기술 폐기물 고형연료 열분해 유화 가스화 소각열 회수 이용 [폐기물 에너지 분야의 기술 분류 및 세부기술] 가연성 고체폐기물로부터 수분과 불연성 성분들을 제거하고 분쇄, 분리, 선별, 건조, 성형 등의 가공 공정을 통하여 고체연료로 전환시켜서 산업용 또 는 발전용 연료로 활용하는 기술 무산소 조건하에서 외부에서 열을 가하여 고분자 를 구성하는 탄소 사슬을 끊어서 저분자로 만드는 열분해 과정을 통하여 액체연료로 변환시켜서 주 로 산업용 석유 대체연료로 활용하는 기술 탄화수소로 구성된 폐기물을 부분산화 및 수증기 반응에 의해 CO, H 2 및 CH 4 등으로 구성되는 혼 합가스 형태로 전환하여 화학원료 합성, 전력 및 증기 생산 등에 활용하는 기술 가연성 폐기물을 소각로에서 소각처분할 때 발생 하는 연소열을 이용하여 증기 또는 냉 온수, 전 기와 같이 이용 가능한 에너지로 회수하여 활용하 는 기술 1 폐기물 선별 기술 2 폐기물 탈수 건조 기술 3 폐기물 성형 기술 4 고형연료 연소 기술 5 고형연료 혼소 기술 1 PVC 처리 기술 2 열분해 유화 반응기 기술 3 코킹 방지 기술 4 열분해 촉매 기술 5 연료유 제품 정제 기술 1 폐기물 가스화 기술 2 합성가스 정제 기술 3 가스화 복합발전 기술 4 합성가스 이용 기술 5 잔류물 용융 기술 1 폐기물 연소 기술 2 폐기물 혼소 기술 3 열병합 발전 기술 4 소각폐열 발전 기술 5 소각폐열 회수 기술 [폐기물 에너지의 미래] 출처 : 업무보고 자료 한국에너지기술연구원 (2009)

67 에너지자원활용 - 폐기물에너지 나. 주요 제품(또는 공정 서비스) 폐기물 에너지화 분야에서는 지정폐기물을 제외한 생활폐기물, 사업장배출시설계폐기 물, 건설폐기물 중에서 가연성 폐기물을 대상으로 하여 고형연료화, 열분해 유화, 열분 해 가스화, 소각 등의 여러 가지 전환기술을 적용하여 다양한 종류를 가진 고체 액체 기체 형태의 연료 제품을 생산할 수 있음. 폐기물 에너지화 분야의 제품은 세부 장치 또는 단위 공정들로 구성된 시스템 설비를 통하여 생산되고, 소형부터 대형까지 다양한 규모의 설비가 필요하기 때문에 중소기업 의 사업 참여와 기술 개발이 필요한 분야임. 폐기물 에너지 분야의 중심 제품은 아래의 고체 형태의 폐기물 고형연료, 액체 형태의 열분해 연료유, 기체 형태의 합성가스 등이며, 연료의 고급화 추세에 따라 점차 고체 연료에서 생산 비용이 상대적으로 높은 기체 연료로 주요 제품이 이동하는 추세임. (SRF / Bio-SRF) [폐기물 에너지의 Supply Chain] 출처 : 폐기물에너지 기술개발 전략로드맵, 한국에너지기술평가원 (2012)

68 전략분야 대분류 적용 기술 고형연료 기술 (고체 연료) 중분류 [주요제품 분류표] 대상 폐기물 가연성 고형 폐기물 (생활폐기물, 폐합성수지류, 폐합섬유류, 폐고무류, 폐타이어 등) 가연성 고형 폐기물 (폐지류, 농업폐기물, 폐목재류, 식물성잔재물, 초본류폐기물 등) 세부 제품 (또는 생성물) 일반 고형연료 제품 (SRF : Soild Refuse Fuel) 바이오 고형연료 제품 (Bio-SRF : Biomass-Soild Refuse Fuel) 폐기물 에너지 열분해 유화 기술 (액체 연료) 고분자 폐기물 (폐플라스틱, 폐합성섬유, 폐타이어, 폐비닐, 폐고무, SRF 등) 열분해 연료유(주성분 : 경유, 등유, 휘발유 등) 비응축성 가스(주성분 : C4- 탄화수소) 가스화 기술 (기체 연료) 소각열 회수 이용 기술 (소각열) 가연성 폐기물 (고분자 폐기물, 폐목재류, 폐종이류, 음식 채소류, SRF, Bio-SRF 등) 가연성 폐기물 합성가스(주성분 : CO, H 2, CH 4) 액상 연료(DME, 메탄올, 합성경유 등) 액상 원료(납사, 왁스, 암모니아, 요소 등) 소각열 (증기, 온수, 냉수, 온풍, 전기 등으로 전환) 2. 산업현황 분석 - 산업통상부 및 환경부에서는 신재생에너지 기본 계획 과 폐자원 및 바이오매스 에너지 대책 실행계획 을 통하여 폐기물 에너지화 사업과 기술개발/보급을 적극적으로 추진중임 년을 기준으로 약 1,000만 TOE/년의 에너지 잠재량을 보유하고 있는 국내의 가연성 폐기물은 화석에너 지 대체 효과에 의해서 TC/톤 정도의 온실가스 저감효과 발생함. - 폐기물 에너지는 청정 처리 및 자원 재활용 효과가 우수한 에너지원으로서 단기간 내에 상용화 및 대량 보 급이 가능하고, 저렴한 비용으로 신재생에너지 공급의 조기 성과창출이 가능함. - 국내에서 폐기물 소각 및 이용 기술, SRF 제조 기술 등은 상용화에 도달했으나 열분해 유화 및 가스화는 선 진국에 비하여 기술력이 다소 부족한 것으로 평가되고 있음. 가. 환경분석 (1) 정치 (Political) 2008년 세계적인 원유가격 폭등과 에너지원 확보를 위해 녹색성장의 기치아래 국내는 물론이고, 미국, 일본, 유럽연합 등에서 가연성 폐기물의 친환경적인 처리와 에너지 회 수를 위해 범정부적으로 노력을 기울이고 있음. 촉진 요인 경제협력개발기구(OECD) 산하 국제에너지국(International Energy Agency)의 Energy

69 에너지자원활용 - 폐기물에너지 Technology Perspectives 2008년 자료에서 온실가스 저감을 위한 유기성 폐기물의 에너 지화에 대한 방향과 향후 에너지 시장에서 차지하는 중요성을 강조하고 있음. 선진국의 폐기물 관리 정책은 1 폐기물 사전예방, 2 폐기물 회수(재사용, 리사이클링, 물질 회수 및 에너지 회수), 3 폐기물 처분(에너지 회수가 없는 소각, 매립)의 순으로 우선 순위를 지향하고 있음. 선진국은 1과 2가 불가능한 최소의 폐기물만을 최종 처 분하는 것으로 정책을 추진하고 있음. 독일은 폐기물 에너지화 사업 분야에 대한 기술우위 계속 선점 및 고용창출과 수출 등 성장동력으로 1990년대부터 지원을 확대하고 있으며, 2020년까지 신재생에너지 사용률 50 %를 목표로 하고 있음. 일본은 순환형 사회형성 추진 기본계획(2000), 바이오매스 일본 종합계획(2002), 바이오 매스 에너지도입가속화전략(2007) 등을 마련하여 수행중이며, SRF 제조 및 전용발전 운 영 확대 및 바이오매스 에너지타운을 구축중임. EU에서는 생분해성 폐기물(BMW : Biodegradable Municipal Waste)의 1995년 발생량 대비하여 2010년까지 75 %로, 2013년까지 50 %로, 그리고 2020년까지 35 %로 줄이는 것으로 하여 폐기물 에너지화 기술을 유도하고 있음. 또한 새로운 폐기물 소각법에서는 처리되지 않은 생활폐기물(Untreated Municipal Waste)의 소각은 허용하지 않으며, 반드시 전처리 과정을 거치도록 하고 있는 등 기존 의 소각관련법보다 강화된 규정을 제시하여 SRF를 보다 적극적으로 활용할 것을 권고 하고 있는 실정임. 일본의 경우는 폐기물 고형연료가 단순히 연료의 개념으로 재생에너지의 개념은 미비 하고, 실제적으로 중소형 소각로를 대체하는 폐기물 광역처리의 개념이 강하며, 폐기물 이용 발전효율의 향상을 위하여 순환형 사회추진 교부금 을 지정하고 있음. 환경부에서는 생활폐기물의 단순 소각, 매립에서 탈피하여 처리방식을 다변화하고 폐 기물의 최종 처분량을 최소화하며 가연성 폐기물의 고형연료화를 통한 자원 회수를 높 이기 위한 방안의 하나로 폐기물 전처리 시설(MBT : (Mechanical Biological Treatment)을 보급할 계획을 2007년부터 본격적으로 추진 중에 있음

70 전략분야 [폐자원 및 바이오매스 에너지 대책 실행 계획] 출처 : 폐자원 및 바이오매스 에너지대책 실행계획, 환경부 외 (2009) 또한 정부에서는 2008년 12월 수립한 제3차 신 재생에너지기본계획"에서 폐기물 에 너지를 통한 신 재생에너지 보급량을 2015년에 6,316천 TOE, 2020년에 7,764천 TOE, 2030년에 11,021천 TOE로 확대하여 2030년까지 폐기물 에너지 보급량의 연평균 증가 율을 4.0 %로 증가시키는 목표를 제시하였음. [연도별 신 재생에너지 수요전망 - 목표안] (단위: 천TOE, %) 구분 연평균 증가율 태양열 33 (0.5) 40 (0.5) 63 (0.5) 342 (2.0) 1,882 (5.7) 20.2 태양광 59 (0.9) 138 (1.8) 313 (2.7) 552 (3.2) 1,364 (4.1) 15.3 풍 력 106 (1.7) 220 (2.9) 1,084 (9.2) 2,035 (11.6) 4,155 (12.6) 18.1 바이오 518 (8.1) 987 (13.0) 2,210 (18.8) 4,211 (24.0) 10,357 (31.4) 14.6 수 력 946 (14.9) 972 (12.8) 1,071 (9.1) 1,165 (6.6) 1,447 (4.4) 1.9 지 열 9 (0.1) 43 (0.6) 280 (2.4) 544 (3.1) 1,261 (3.8) 25.5 해 양 0 (0.0) 70 (0.9) 393 (3.3) 907 (5.2) 1,540 (4.7) 49.6 폐기물 4,688 (73.7) 5,097 (67.4) 6,316 (53.8) 7,764 (44.3) 11,021 (33.4) 4.0 합 계 6,360 7,566 11,731 17,520 33, 차에너지(백만TOE) 비 중 2.58 % 2.98 % 4.33 % 6.08 % 11.0 % 출처 : 제3차 신 재생에너지 기술개발 및 이용 보급 기본계획(2009~2030년), 지식경제부 (2008) 국내에서는 폐기물 에너지화를 위한 제도가 폐기물관리법, 자원의 절약과 재활용 촉 진에 관한 법률 등의 개별법에 각각 규정되어 있기 때문에 법률의 일원화를 위하여 2011년 9월에 폐자원 에너지화 촉진을 위한 법률 제정을 추진하였음

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

72 전략분야 환경부는 2009년 7월에 교육과학기술부, 행정안전부, 농림수산식품부, 지식경제부, 국토 해양부 등과 공동으로 저탄소에너지 생산 보급을 위한 폐자원 및 바이오매스 에너지 대책 실행계획 을 수립하였음. 이를 통하여 2020년까지 국내의 가용 폐자원 전량(1,169만 톤/년)을 에너지화하여 총 5 조3천억원의 폐기물 처리비 절감과 8조 4천억원의 원유대체 효과를 창출할 수 있는 사 업별 시행계획을 수립하여 현재 추진 중에 있음. 2020년까지 국가 온실가스 배출량을 2005년 대비 4% 감축하는 목표를 달성하기 위해 서는 폐기물 분야(3,000 4,000만 톤-CO2/년)에서도 이에 대비한 새로운 기술 개발이 시급히 필요함. 가연성 폐기물을 에너지화할 경우에는 기존의 화석에너지 대체 효과에 의해서 TC/톤 정도의 온실가스 저감효과 발생하는 것으로 추정되고 있음. 구분 전환수율 1) (%) [폐기물 에너지화 방식별 온실가스 저감 효과] 전환후 발열량 (TOE/톤) 에너지 대체에 의한 효과 에너지 이용효율 (%) 에너지 대체효과 2) (TOE/톤) 배출계수3) (TC/TOE) 온실가스 저감량 (TC/톤) 기타 저감효과 (TC/톤) 합 계 (TC/톤) 단순 소각 고형연료 열분해 유화 열분해 가스화 ) 0.47 소각열 회수 이용 ) 생활폐기물 1톤 처리 기준(열분해 유화는 폐플라스틱 1톤 처리 기준) 2) 에너지 대체효과 = 전환수율 x 전환후 발열량 x 에너지 이용효율 3) 배출계수는 유연탄 기준 (열분해 유화는 경유 기준) 4) 폐기물 가스화는 처리공정 특성상 CO2가 90 % 이상 농축됨. 출처 : 신 재생에너지 RD&D 전략 2030, 에너지관리공단 (2007). 저해 요인 폐기물 에너지 분야는 국내 시장만을 고려하면 규모가 다른 산업 분야에 비하여 상대 적으로 협소하고, 관련업체 간의 경쟁이 심하므로 이러한 한계를 극복하기 위한 수출 산업화 전략이 필요함. 국내에서 폐기물 에너지화는 일부 대기업이 참여중인 SRF 제조설비, 대형 소각설비(대 형 용융 가스화 설비 포함)를 제외한 많은 분야에 영세 규모의 중소기업들이 다수 참 여하고 있기 때문에 체계적인 관리와 대규모 설비 가동을 통한 경제성 확보에 장애 요 인이 되고 있음

73 에너지자원활용 - 폐기물에너지 (3) 사회 (Social) 산업 파급효과와 미래시장 잠재력은 크지만 단기간에 생산량 증대에 한계가 있는 신재 생에너지인 태양광, 풍력, 지열 등과 달리 폐기물 에너지는 청정 처리 및 자원 재활용 효과가 우수한 에너지원으로서 단기간 내에 상용화 및 대량 보급이 가능한 분야로 인 식되고 있음. 또한 폐기물 에너지는 상대적으로 저렴한 비용으로 신재생에너지 공급의 조기 성과창 출이 가능하고, 화석연료 대체 효과가 크고, 온실가스 감축의무 이행의 유력한 수단으 로 평가받고 있음. 촉진 요인 환경부 통계를 기준으로 지정폐기물을 제외한 국내의 폐기물 발생량은 2011년도를 기 준으로 373,312 톤/일이며, 이 중에서 음식물, 종이류, 나무류, 합성수지류, 오니류, 동 물성 잔재물, 기타 등으로 구분되는 가연성 폐기물의 발생량은 약 72,592 톤/일으로서 전체 폐기물 발생량의 약 19 %를 차지함. [폐기물 발생량 변화 추이] 출처 : 2011 전국 폐기물 발생 및 처리현황, 환경부 (2012) 폐기물 에너지화의 보급을 적극적으로 추진하면 온실가스 저감 효과 이외에 환경오염 물질의 배출저감 효과와 더불어 기피시설 인식으로 발생하는 NIMBY 현상의 완화도 상당히 기대할 수 있음

74 전략분야 그리고 최근에 개발된 새로운 폐기물 에너지화 기술들을 이용하면 기존의 매립 소각 등의 폐기물 처리비용과 비슷한 수준에서 보다 환경친화적인 에너지의 생산이 가능하 고 매립 폐기물의 감량으로 매립장을 반영구적으로 사용할 수 있는 장점이 있음. 폐기물 고형연료는 그동안 RDF, RPF, TDF, WCF의 4 종류로 구분하여 품질 기준을 관리하던 방식에서 생산자 중심에서 사용자 중심으로 관리기준이 변화하는 추세를 반 영하여 SRF와 Bio-SRF의 2 종류로 단순화하여 2013년부터 시행중임. 또한 환경부에서는 폐기물 처리시설의 가동률 저하, 소규모 설치로 인한 비효율 발생, 부적정 설치 운영에 의한 재원 낭비 등을 해결하기 위하여 국가 페기물 처리시설 최 적화 전략 을 2011년에 수립하여 추진중에 있음. 저해 요인 폐기물 에너지 분야는 과거에 비하여 상당히 희석되었다고는 하지만 아직도 NIMBY 현상으로 설명되는 대표적인 기피 분야로서 국내에서 사업화를 촉진하고 대량 보급을 추진하는데 상당한 어려움이 존재함. 고형연료화, 열분해 유화, 가스화, 소각 등의 과정을 거쳐서 가연성 폐기물로부터 연료 를 생산하는 과정에서 발생하는 배가스, 잔류물, 악취, 회재, 슬래그 등의 2차 환경오염 물질의 처리가 필요함. (4) 기술 (Technological) 일본, EU, 미국 등의 주요 선진국은 1970년대 초부터 폐기물의 에너지 자원화를 위하 여 폐기물 고형연료, 열분해, 소각열 이용 기술 등을 개발하여 보급을 활발히 추진하고 있음. 국내에서 폐기물 에너지화 분야의 핵심적인 요소기술들은 상당 수준에 도달하여 폐기 물 소각 및 이용 기술, SRF 제조 기술 등은 상용화에 도달했으나 열분해 유화 및 가스 화는 선진국에 비하여 기술력이 다소 부족한 것으로 평가되고 있음. 국내에서는 2006년부터 상용 규모(50톤-RDF/일 이상)의 SRF 생산설비가 가동되기 시 작하였으며, SRF 연소용 보일러 설비 및 SRF 전용/혼용 발전시스템에 대한 실증 수준 의 기술개발이 진행되고 있음. 열분해 유화 분야는 1990년대 후반부터 국내 중소업체에서 실증 규모설비의 보급을 시

75 에너지자원활용 - 폐기물에너지 도한 바 있고, 로타리 킬른, 관형 반응기, CSTR, 유동층 반응기 등을 적용한 열분해 유 화 기술에 대한 상용 규모(2,000 톤-폐기물/일 이상)의 연구사업이 수행되고 있음. 가스화 분야에서는 가스화 반응기, 용융로, 합성가스 정제 및 이용 기술, 복합발전 기 술 등에 대한 Pilot 규모의 기술개발이 주로 진행되고 있으며, 상용 플랜트의 설계 자 립을 위한 기술개발사업을 추진 중임. 소각열 회수 이용 부분에서는 1980년대 후반부터 스토카, 유동층, 로타리 킬른 방식 등 과 같은 다양한 형태의 소각설비와 폐열 회수 이용 기술이 개발되어 보급되었음. 폐기물 에너지화 분야의 4개 세부기술에 대한 설계 및 제작/생산에 대한 국산화율은 소각열 회수 이용 분야가 90 % 정도로 가장 높고, 가스화 분야가 70 % 정도로 가장 낮았으며, 전체적으로는 선진국 대비 80 % 정도의 기술수준인 것으로 조사된 바 있음. 촉진 요인 현재 정부에서는 EPR제도(Extended Producer Responsibility, 포괄적 생산자 책임제도), 폐기물의 매립 억제 정책, 슬러지의 해양투기 금지 등의 정책 변화와 지속적인 유가 상승 추세에 따라 폐기물 에너지화 기술의 보급 확대를 적극적으로 지원할 계획을 추 진하고 있음. 가연성 폐기물의 처리는 매립 및 재활용 방식의 한계 때문에 궁극적으로는 에너지화하 여 연료로 재활용해야 하므로 경제성 측면과 더불어 환경적 문제 해결의 차원에서 폐 기물 에너지화에 대한 정부 차원의 기술개발과 정책적 지원이 지속될 것으로 전망됨. 환경부에서는 폐기물 에너지화 분야의 국내 기술 수준이 선진국 대비 약 60 %로 기초 기술 및 상용화 기술이 미흡하다고 평가하여 2030년까지 세계시장을 주도할 수 있는 최첨단 글로벌 기술력 확보 및 핵심 전문인력의 양성을 위한 정책을 2009년부터 추진 중임. 고분자폐기물 석유대체 연료 생산, 가연성 및 유기성 폐기물으로부터의 합성가스와 수 소를 생산하는 기술 등과 같이 5년 이내에 선진대열에 합류할 수 있는 폐기물 에너지 화 기술 분야는 신성장동력과제로 추진하여 단기간에 국가경쟁력을 확보하는 전략을 추진함. 그리고 중장기적으로는 2030년까지 초고효율 SRF 발전시스템, 미분탄/SRF 혼소보일러, 석유 대체용의 복합 가스화, 하이브리드 소각 폐열 발전 시스템, 유기성폐기물의 고효

76 전략분야 율 통합처리 등과 같은 최첨단 글로벌 기술력을 확보하여 세계시장을 주도하는 계획을 수립할 필요가 있음. 저해 요인 중소기업에서 개발한 폐기물 에너지 분야의 새로운 기술이나 최종 제품을 상품화하여 보급하거나 공공기관에 납품하기 위한 제도적/경제적 지원책이 미비하여 이에 대한 보 완이 필요함. 현재 폐기물 에너지화 분야에 대하여 기술개발 실적이 상대적으로 미비한 대기업이 적 극 참여할 수 있는 정부 차원의 기술개발 자금 및 인센티브 부여가 필요함. 폐기물 에너지화와 관련된 기술개발, 보급지원, 정책 업무 등이 지식경제부, 환경부, 농 림해양수산부, 교육과학기술부 등으로 분산되어 있어서 이를 일원화하는 것을 적극적 으로 검토할 필요가 있음. 태양광, 풍력, 소수력, 바이오매스, 조력 등에 비하여 상대적으로 미미한 폐기물 에너지 화 분야의 발전 차액에 대한 상향 조정이 필요함. [폐기물 에너지 분야의 PEST 분석] 구분 주요이슈 단기(3년이내) 중장기(4년이상) 비고 정치 (P) 촉진 저해 신재생에너지 보급 확대 및 폐기물 에너지화 정책 추진 지자체별 투자 중복성 및 비효율성 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 산업통상부, 환경부 등에서 관련 정책 및 보급사업 추진 처리시설의 광역화, 대형화, 집적화, 연계 처리에 걸림돌로 작용 경제 (E) 촉진 저해 개도국가가의 폐기물 에너지 시장 확대 협소한 국내 시장 및 업체간 과다 경쟁 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 동남아시아, 아프리카, BRICs의 시장 확대 5조원/년 정도의 국내 폐기물 시장 규모 사회 (S) 촉진 저해 자원 순환형 사회로의 진입 필요성 대두 MIMBY 현상 및 2차 오염물질의 처리 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 EPR제도, 매립 억제, 태양투기 금지 등 폐기물 에너지 설비의 최적화/대형화 필요 기술 (T) 촉진 저해 정부의 중장기 기술개발사업 확대 추세 개발도상국과의 기술 격차 축소 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 대기업의 중대형 개발 및 보급 사업 참여 중소기업의 핵심기술 개발 역량 부족

77 에너지자원활용 - 폐기물에너지 나. 산업특징 및 구조 (1) 산업의 특성 국제에너지기구(IEA)의 정의에 의하면 폐기물 에너지는 고체바이오매스, 바이오가스, 액체바이오연료, 지열, 태양열, 수력, 태양광, 해수력(조력, 파력), 풍력 등과 함께 생활 폐기물 및 산업폐기물로 구분되어 재생에너지 산업의 범주에 포함됨. 폐기물 자원에너지화 산업은 다양한 폐기물의 종류 및 성상, 복잡한 폐기물의 발생 및 처리 경로, 폐기물에 대한 제반 규제 및 기준 등으로 인하여 여러 가지 특성을 가진 에너지화 이용 공정과 관련설비들이 개발되어 산업화된 구조를 가지고 있음. 폐기물 자원에너지화 산업은 가정 및 사업장에서 발생하는 폐기물을 취급하는 생활 밀 접형의 산업이고, 폐기물의 저공해 처리와 동시에 이산화탄소 배출 감축에 기여할 수 있는 친환경적인 산업특성을 가지고 있음. (2) 산업구조 폐기물 에너지화 산업의 연관산업 구조를 살펴보면 우선 후방산업은 생활폐기물과 사 업장배출시설계폐기물을 발생시키는 석유화학산업, 기계 가공/설비 산업, 소재산업, 전 기 전자 산업, 바이오산업, 건설폐기물을 발생시키는 건설산업, 지정폐기물을 발생시 키는 폐기물 처리산업, 의료산업, 축산분뇨폐기물, 농림수산폐기물 등을 발생시키는 농 업, 임업, 수산업, 축산업 등과 같이 산업 분야의 거의 모든 부분을 포함하고 있음. 전방산업은 폐기물 에너지화로 생산된 고체 액체 기체 연료를 산업용 연료, 발전용 연료, 냉 난방용 연료, 보조연료, 소성용 연료 등의 다양한 용도로 활용하는 폐기물 처 리산업, 발전산업, 농업/축산업, 시멘트산업, 목재/제지산업, 재생에너지산업 등이 있음. 후방위 산업 폐기물 에너지화 전방위 산업 - 석유화학산업 - 기계 가공/설비 산업 - 엔지니어링 산업 - 소재 산업 - 건설산업 - 바이오산업 - 폐기물 처리산업 - 의료산업 - 농업/임업/수산업/축산업 - 고형연료 - 열분해 연료유 - 폐기물 합성가스 - 회수 소각열 - 폐기물 처리산업 - (열병합)발전산업 - 재생 에너지 산업 - 집단에너지 공급 산업 - 시멘트 산업 - 목재/제지 산업 - 농업/축산업 [폐기물 에너지화 분야의 연관 산업(전후방산업) 구조]

78 전략분야 폐기물 고형연료화 분야에서 생활폐기물을 원료로 하여 제조되는 RDF(SRF)의 경우는 한화건설(주), (주)태영건설 등의 대기업에서 생산설비 제작에 참여하고 있으며, 폐플라 스틱, 폐타이어, 폐목재 등으로 제조되는 RPF, TDF, WCF는 100여개의 중소기업에서 다양한 규모로 생산되고 있음. 열분해 유화의 경우는 현재 국내 대기업의 참여는 전무하고, (주)에코페트로시스템, 동 명알피에프(주), (주)성진유화, 21세기리싸이클링(주) 등과 같은 20여개의 소규모 기업체 가 기술개발과 실용화 보급을 주도하고 있음. 가스화 분야에서는 포스코건설(주), GS건설(주), 동부건설(주), 효성에바라환경(주) 등의 대기업들이 2000년대 중반부터 가스화/용융 설비 시장에 본격적으로 진출하였으며, 몇 몇 중소기업들이 중소 규모의 가스화 설비를 보급중임. 소각열 회수 이용 부분에서 100 톤/일 규모 이상의 생활폐기물 소각시설은 대부분 국 내의 대형 건설회사, 중공업 업체, 엔지니어링 업체에서 설비를 제작하고 운영하고 있 는 실정임. [폐기물 에너지화 분야의 공급망 분석 및 주요업체] 고형연료화 (고체 연료) 열분해 유화 (액체 연료) 열분해/혐기성 소화 가스화 (기체 연료) 소각열 회수 이용 (소각열) 주요내용(설명) 폐기물 고형연료 생산 업체 및 생산설비 제작업체 열분해 유화 설비 제작업체 및 설비 운영 업체 가스화 설비 제작업체 및 운영 업체 소각설비 제작업체 및 운영 업체 대기 업 한화건설(주), (주)태영건설, 대우건설(주), 한라산업(주) 등 - 포스코건설(주), 대우건설 (주), 코오롱건설(주), 삼 성물산(주), GS건설(주), 동부건설(주), 한라산업개 발(주), 효성에바라환경 (주), 두산중공업(주), 삼 성비피화학(주), 서희건설 (주), 한솔EME(주) 등 GS건설(주), 한라산업개 발(주), 동부건설(주), 현 대중공업(주), 한라산업개 발(주), SK건설(주), 코오 롱건설(주), 삼성물산(주), 한라중공업(주), 대우건설 (주), 현대건설(주), 포스 코건설(주) 등 주요 업체 중소 기업 (주)코리아리사이클시스 템, (주)한국환경자원, 효 성자원(주), (주)알이엠, 삼호환경기술(주), (주)지 환테크, (주)포스벨, (주) 미송환경산업, 내광산업 (주), 자연산업(주), 대웅 자원(주), (주)우드사이로, (주)태화우드, 계룡우드 (주), 선창산업(주), 지안 우드(주) 등 주)에스에스유화, (주)에 코크리에이션, 에코페트 로시스템, 동명알피에프 (주), (주)세기에너지, (주) 삼신기계, 21세기리싸이 클링(주), 한양플랜트, 서 흥인테크,진보산업, 대영 산업, 우양이엠에스 등 (주)에드플라텍, 에틴시스 템(주), (주)하나티이씨, 글로텍엔지니어링, (주)청 우이앤씨, 한려에너지개 발, 정림산업, 에코데이, 에코솔루션, 리텍솔루션, 유니슨하이테크, 부광플 랜트, 이엔텍, 이지바이 오시스템, 울트라텍, KNEP, CES 등 원이엔택(주), (주)대경에 스코, 금강프랜트(주), (주)세신환경산업, (주)긴 세이코리아, 드림기업 (주), 하나로이앤지(주), 장우기계, 대보마그네틱 (주), 앤바이오컨스(주), (주)가이아, (주)대포스벨, 지환테크, 건민테크 (주) 등

79 에너지자원활용 - 폐기물에너지 3. 시장분석 - 현재 전세계적으로 약 60억 톤/년 이상이 발생되는 폐기물 중에서 약 2억 톤/년이 에너지로 회수되고 있 으며, 폐기물 관련시장의 규모는 2010년 기준으로 2,700억달러/년으로 추산됨. -50억달러/년의 폐기물 시장 규모를 보유한 한국은 생산자 책임제도 및 매립 억제 정책, 유기성 폐기물의 해양투기 금지, CO 2 규제 현실화 등으로 2030년까지 지속적인 성장이 전망됨. - 미국, 일본, EU 등의 선진국은 신재생에너지 확대 전략에 따라 MBT, 열분해 유화, 폐기물 가스화, 소각 등을 통하여 가연성 폐기물로부터 에너지를 회수하는 시장이 활성화되어 있음. - 국내에서는 소각열 회수 이외에 1990년대 후반기부터 SRF를 비롯하여 열분해 유화, 가스화 등을 통한 폐 기물 에너지 사업이 중소기업을 중심으로 진행되어 지속적으로 성장중임. 가. 시장현황 및 전망 현재 전세계적으로 연간 약 60억 톤 이상이 발생되는 폐기물 중에서 폐기물 에너지 회 수(WTE : Waste-To-Energy) 방법에 의하여 처리되는 가연성 폐기물의 양은 연간 약 2 억 톤이고, 4억 톤/년의 폐기물이 재생 또는 퇴비화되고 있는 것으로 보고됨. 또한 폐기물 관리, 설비 및 자원/에너지화 등과 관련된 폐기물 산업의 세계시장 규모 는 2010년 기준으로 2,700억달러/년으로 추산됨. 한국은 2005년부터 2010년까지 세계 연평균 증가율의 2배인 6 %의 성장률을 나타내어 2010년 기준으로 전세계 시장의 1.9 %에 해당하는 50억달러/년의 시장 규모를 보유하 고 있는 것으로 보고됨. 폐기물 에너지화 분야에 대한 글로벌 시장 현황을 살펴보면 10 %의 소각발전 효율을 20 % 수준으로 높이는 기술 개발, 기존의 단순소각이 MBT, SRF로 대체, 열분해 방법 을 통한 폐기물의 고급 연료화 추세, 개도국에 대한 열분해 유화/가스화 설비의 수출 경쟁 본격화 등을 열거할 수 있음. 현재 전세계적으로 50여기의 폐기물 가스화 플랜트가 건설 운전중이며, 지속적으로 건 설진행 및 계획 중이고, 2030년에는 약 41조 원의 시장이 형성될 것으로 예상됨. 미국과 캐나다의 SRF, 열분해 유화 폐기물 가스화 시장은 현재 본격적인 시장이 형성 되지 않았거나 정체 상태이지만 장기적으로는 주로 발전용으로 폐기물 에너지 시장이 활성화될 것으로 전망됨. 일본의 SRF 생산량은 15,000 20,000 톤/일이며, 광역형 폐기물 에너지화 처리 체계의 구축을 목표로 하여 5개의 대용량 SRF 전용발전소(3,000 20,000 kw)를 2000년대 초반 부터 건설하여 운전중임. 또한 일본은 3,000 6,000 톤/년 규모의 열분해 유화 플랜트,

80 전략분야 1,400개의 폐기물 소각로(19만4천 톤/일), 약 70 기의 가스화 용융로가 가동중임. 유럽은 MBT설비에서 생산된 SRF는 2005년도에 약 1,300만 톤(540만 TOE)이며, 150만 톤의 국가간 거래(독일, 프랑스, 스웨덴 등)가 있었음. 독일은 10여개의 열분해 유화설 비를 보급한 바 있으며, 스웨덴, 독일, 핀란드 등에서 가스화 설비에 대한 시장이 성장 하기 시작함. 독일은 10여개의 열분해 유화설비를 보급한 바 있으며, 스웨덴, 독일, 핀란드 등에서 가스화 설비에 대한 시장이 성장하기 시작함. 미국은 전세계에서 폐기물 에너지 생산량이 가장 많은 국가로 2005년 기준으로 약 61 억 GJ를 생산하여 전세계 생산량의 약 23 %를 차지하고 있을 정도로 소각폐열을 이용 한 대규모 발전사업이 일찍이 도입되어 활성화되었음. 국내에서는 2003년의 포괄적 생산자 책임제도(EPR) 시행, 2013년의 유기성 폐기물의 해양투기 금지, 매립 억제 정책 등으로 폐기물 에너지화 시장의 지속적인 성장이 기대 되고 있음. [폐기물 에너지화 분야의 시장 현황 및 전망] (단위 : 억원) 구분 년도 시장 규모 (매출액) 성장률(%) (2012~2017) 고형연료화(고체연료) 26,700 29,700 33,000 36,600 39,900 43, 열분해 유화(액체연료) 5,500 5,890 6,300 6,740 7,120 7, 세계시장 가스화 열분해 가스화 115, , , , , , (기체연료) 혐기성 소화 125, , , , , , 소각열 회수 이용(소각열) 156, , , , , , 고형연료화 (고체연료) SRF 1,050 1,200 1,410 1,560 1,740 1, Bio- SRF 국내시장 열분해 유화(액체연료) 가스화 열분해 가스화 2,300 2,500 2,720 2,960 3,170 3, (기체연료) 혐기성 소화 2,500 2,730 2,980 3,250 3,540 3, 소각열 회수 이용(소각열) 3,900 4,110 4,320 4,550 4,740 4, 출처 : 신 재생에너지 RD&D 전략 2030(폐기물 분야), 에너지관리공단 (2007). 신 재생에너지 RD&D 전략 2030(바이오 분야), 에너지관리공단 (2007). (국내시장 - 규모 : 연간 매출액 기준, 성장률 : 년의 평균증가율 적용, 세계시장 - 규모 : 국내시장의 배 적용, 성장률 : 국내시장의 배 적용) (고형연료화 분야는 국내의 고형연료제품 유통 단가 (10 20만 원/톤) 및 제조설비의 국내시장 규모를 감안하여 산정 (국내 시장에서 RDF 및 RPF는 SRF로 WCF는 Bio-SRF로 각각 변경되었고, Bio-SRF의 시장 규모는 2011년도의 공급량을 근거로 하여 SRF 66 % (40 x 100/( ))로 추산하고 성장률은 15 %로 가정)

81 에너지자원활용 - 폐기물에너지 [고형연료 제품 제조 현황] 출처 : 고형연료제품 인증제도 및 품질 사후 관리 현황, 한국환경공단 (2012) 나. 무역현황 폐기물에너지분야의 주요 수출입 품목은 원료인 폐기물 등이 있으며, 수입에 크게 의존 하고 있는 것으로 나타남. [폐기물에너지 전략분야 품목별 수출현황] (단위: 천달러) 품목 구분 수출현황 583 3,305 7,332 6,048 1,940 1,943 1,818 폐기물 수입현황 9,808 17,935 35,257 35,799 51,907 54,212 66,376 무역특화지수 * 무역특화지수 = (상품의 총수출액 - 총수입액) / (총수출액 + 총수입액) 다. 글로벌 수출입 유망품목 2012년 글로벌 수출입 유망품목은 국내외 수출입 규모와 성장률, 관세율, 특허출원동향 을 바탕으로 품목 경쟁력, 품목 유망성, 시장성, 기술성, 중소기업 적합성 등을 분석하 여 도출됨. 폐기물에너지분야에서는 수출입 유망품목이 도출되지 않음

82 전략분야 라. 업체 동향 (1) 해외 주요 업체 동향 폐기물 고형연료의 경우 폐기물 에너지 생산량이 가장 많은 국가인 미국에서는 1970년 대 초부터 폐자원 에너지화 정책을 추진했으며, SRF 시설은 최대 2,000 톤/일 규모, 열 분해 유화에서는 상용 규모(7,000 톤/년)의 공정이 개발되었음. 유럽연합은 1999년에 제정된 매립 지침(The Directive on the Landfill of Waste, 99/31/EC))을 통하여 에너지화 가능한 폐기물의 직매립을 금지한 이후에 유기성폐기물 의 처리 공정과 SRF 제조 공정이 결합된 MBT 설비(Trienekens Group, Biode- gma, Ecodeco, New Earth, RosRoca, Rumen 등)를 2008년 기준으로 200 기 이상 설치하여 가동 중이며, EU 국가 간의 거래도 활발히 진행되고 있음. Fluff SRF의 연소용 보일러는 Metzo, ANE, VTT 등 여러 회사가 오랜 역사를 가지고 있으며, 현재에도 효율 향상을 위한 연구를 계속하고 있으며, 순환유동층 연소로 형태 가 많음. 일본은 광역형 폐기물 에너지화 처리체계 구축을 목표로 정책이 추진되고 있으며, 현 재 5개의 대용량 SRF 전용 발전소를 가와사끼중공업, 히다찌조선, JFE엔지니어링 등에 서 건설하여 운전 중이고, 6,000~12,000 톤/년 규모의 열분해 유화 플랜트와 약 70 기 의 열분해 가스화 용융로를 가동중임. 열분해 유화 분야의 경우는 이 분야의 선두 주자인 일본에서는 (주)도시바, (주)구보다 등을 중심으로 1995년경부터 약 20여기 이상의 상용 플랜트들이 건설되었고, 사업 추 진은 중견기업과 지자체가 컨소시움을 구성하여 추진하였으며, 기업체가 운전을 하고 발생되는 에너지는 지자체 기관 등에 공급하고 있음. 상용 규모의 열분해 유화 플랜트 기술을 보유한 독일의 경우는 1994년에 생산물 재활 용 및 폐기물 관리법 등을 제정하고, DSD(Dual Systems Deutschland)를 설립하여 BASF, Technip Otto Noel 등의 기업체를 중심으로 폐플라스틱의 재활용에 노력하고 있음. 열분해 가스화의 경우는 유럽에서 네덜란드, 독일, 이태리, 영국, 스웨덴, 핀란드 등에 서 폐목재, SRF, MSW, 슬러지 등을 원료로 하는 가스화 설비가 1990년대 하반기부터 본격적으로 도입되어 가동되고 있음

83 에너지자원활용 - 폐기물에너지 유럽의 체코, 유고슬라비아, 포르투갈, 스페인 등에서는 폐기물을 원료로 하는 가스화 플랜트가 가동중이거나 건설을 계획중에 있음. 일본의 JFE은 1997년도 TS 기술과 제휴하여 전 세계 10여 곳에 폐기물가스화 설비를 건설, 가동 중에 있으며, EBARA와 UEDE는 200 톤/일급의 폐기물 가스화 시스템과 합성가스를 이용한 연료회수 플랜트가 상업운전중임. 미국은 폐기물로부터 발생한 합성가스를 자원화 사례가 국내와 마찬가지로 부족한 실 정이며, 합성가스를 혼합된 상태에서 연료화 함. 벨트란, PRME 등 가스화 시설 보급업 체에서 폐기물을 이용한 합성가스 생산을 통해 가스엔진 발전 및 스팀발전을 터키, 이 태리 등에 보급하여 상업운전중임. 중국은 고형폐기물에 의한 환경오염방지법 이 제정된 이후에 단순 수집, 감량화, 자원 화, 무해화를 포함한 폐기물 정책이 수립되어 연간 500만 톤 이상의 도시 생활폐기물 처리시설 건설이 추진중임. (2) 국내 주요 업체 동향 국내의 동향을 살펴보면 폐기물 고형연료의 경우는 한화건설(주)에서 국내 최초로 원주 시에 80톤-폐기물/일 규모의 생활폐기물 SRF 제조플랜트를 2006년에 건설하였고, (주) 알이엠과 (주)고려자동화는 건물 냉난방용의 스팀을 생산하는 SRF 전용 보일러 시스템 을 개발하여 국내 보급을 추진중임. 또한 한국중부발전(주)은 한국에너지기술연구원, 한국기계연구원과 공동으로 10 MWe 규모의 SRF 전용 열병합 발전설비를 개발하는 실증연구사업을 2007년부터 2012년까지 수행중임. 고분자 폐기물의 열분해 유화 분야에서는 동명RPF(주)가 1 2 톤/일 규모의 킬른식 유 화설비 2기를 정상가동중이며, (주)코리아알앤디는 한국에너지기술연구원과 공동으로 3,000톤/일 규모의 실증설비 개발을 완료하고 보급사업 진출을 준비중임. 대우건설은 1997년에 폐기물 가스화 기술 도입하여 국산화 설계기술을 확보한 바 있으 며, GS플라텍은 플라즈마 가스화 기술의 국산화 개발을 진행중임. 삼성비피화학과 삼 성물산은 폐기물 가스화를 통하여 기존 화석연료를 대체하는 고품질 합성가스 제조 기 술 개발의 추진을 검토하고 있음

84 전략분야 삼성물산, 글로텍엔지니어링, 이파워기술단, 벨트란코리아, 삼성비피화학, 효성에바라엔 지니어링, 코오롱건설, GS플라텍, 현대엔지니어링, 현대건설, 포스코플랜텍, 포스코ICT, KIT, 포스코건설, 대원GSI 등에서는 폐기물 가스화 플랜트의 상용화 개발을 추진중에 있음. 에틴시스템(주)은 5 톤/일급 폐기물 가스화 용융시스템을 개발을 바탕으로 한 24 톤/ 일급 의료폐기물 가스화 합성가스 생산 시스템을 개발하였음. (주)대우건설, (주)하나티 이씨는 고등기술연구원과 공동으로 5 톤/일급 폐기물 가스화 용융시스템 및 가스엔진 발전시스템을 40 kw급을 개발하였으며, (주)하나티이씨에서는 이후 자체개발로서 500 kw급 가스엔진 개발을 완료하였음. LFG 이용 시설의 건설업체로는 에코에너지, 서희건설, 상원EnC, 대구에너지환경, 청우 이앤씨, 미래에너지개발, 한려에너지개발 등이 있으며, 한솔EME 세진ENC, 거신기술, 우리시스템, 에코솔류션 리텍솔류션 등에서는 LFG 포집, LFG 발전, LFG 측정과 관련 된 사업을 진행중임. 유기성 폐기물의 바이오가스화 설비 사업과 관련된 업체로는 서희건설, 태영건설, 한라 산업개발, 대우건설, 코오롱건설, 쌍용건설, 효성에바라, 효성건설, 동문IRS, 미렌, 전테 크, 울트라텍, 지엘이엔지, 유니슨하이테크, 삼올, 디에치엠, 에코데이 등이 있음. 또한 삼성테크윈, 엔진텍, 이룸지엔지, 대원GSI, 하나이티씨 등은 바이오 가스 발전기와 관련된 사업을 진행중이며, 비엔이테크는 바이오 가스의 탈황 기술을 개발중임. 태영공업(주)에서 1990부터 밸트프레셔 방식의 고성능 슬러지 탈수 설비를 개발하여 국 내는 물론 동남아 지역에 수출하고 있으며, 2001년부터 삼성중공업(주)에서 탄천하수처 리장, LG건설(주)이 중량하수처리장에 건조장치를 설치하여 운전하고 있음. 한국하이테크(주)에서는 유기성 슬러지 탄화기술과 전처리 장치를 개발하여 실증 연구 와 상용화를 진행하고 있음. 또한 포스벨(주), 대보마그네틱(주)을 비롯한 중소 규모의 환경 플랜트 업체에서는 다양한 방식의 폐기물 전처리 시스템을 구축하여 현장 적용을 위한 연구를 수행중임

85 에너지자원활용 - 폐기물에너지 [폐기물 에너지화 분야 주요 제품의 국내 업체 현황] 세부전략 분야 주요 제품 대기업 중소기업 중소기업 주요 참여영역 중소기업 참여 정도 중소기업 점유율 폐기물 고형연료 일반 고형연료 제품 (SRF) 바이오 고형연료 제품 (Bio-SRF) 한화건설(주), (주)태영건설, 대우건설(주), 한라산업(주) 등 - (주)코리아리사이클시스 템, (주)한국환경자원, 효 성자원(주), (주)알이엠, 일반 고형연료(SRF) 제 스타이환경ENG, NTM 조 설비 생산 및 운영 Korea, 다산기술(주), 삼 일반 고형연료 연소용 호환경기술(주), (주)지환 보일러/건조기 제작 테크, (주)포스벨, 가이아 외 50여개 업체 (주)미송환경산업, 내광 산업(주), 자연산업(주), 바이오 고형연료 대웅자원(주), (주)우드사 (Bio-SRF) 제조 설비 생 이로, (주)태화우드, 계룡 산 및 운영 우드(주), 선창산업(주), 바이오 고형연료 연소용 지안우드(주), (주)우림, 보일러/건조기 제작 화신산업(주), (주)전주에 너지 등 열분해 유화 폐기물 열분해 연료유 - (주)에스에스유화, (주)에 코크리에이션, 에코페트 로시스템, 동명알피에프 고분자 폐기물의 열분해 (주), (주)세기에너지, (주) 유화 설비 제작 및 운영, 삼신기계, 21세기리싸이 폐플라스틱의 전처리 장 클링(주), 한양플랜트, 서 치 제작 흥인테크,진보산업, 대영 산업, 우양이엠에스 등 가스화 폐기물 합성가스/ 바이오가스 (주)에드플라텍, 에틴시 포스코건설(주), 대우건 스템(주), (주)하나티이씨, 설(주), 코오롱건설(주), 글로텍엔지니어링, (주) 삼성물산(주), GS건설 청우이앤씨, 한려에너지 (주), 동부건설(주), 한라 개발, 정림산업, 에코데 산업개발(주), 효성에바 이, 에코솔루션, 리텍솔 라환경(주), 두산중공업 루션, 유니슨하이테크, (주), 삼성비피화학(주), 부광플랜트, 이엔텍, 이 서희건설(주), 한솔EME 지바이오시스템, 울트라 (주) 등 텍, KNEP, CES 등 가스화 공정 시스템 설 계, 열분해 가스화 설비 제작, 합성가스 이용 장 치의 제작 소각열 회수 이용 소각열 회수 이용 설비 동원이엔택(주), (주)대경 GS건설(주), 한라산업개 에스코, 금강프랜트(주), 발(주), 동부건설(주), 현 (주)세신환경산업, (주)긴 대중공업(주), 한라산업 세이코리아, 드림기업 개발(주), SK건설(주), 삼 (주), 하나로이앤지(주), 성물산(주), 한라중공업 장우기계, 대보마그네틱 (주), 대우건설(주), 현대 (주), 앤바이오컨스(주), 건설(주), 코오롱건설(주), (주)가이아, (주)대포스벨, 포스코건설(주) 등 (주)지환테크, 건민테크 (주) 등 중소 규모의 폐기물 소 각로 제작, 공해방지 설비 제작, 열회수 및 열이용 설비 제작 * 참여정도는 주요제품 시장에 참여하는 중소기업의 참여규모와 정도(업체수, 비율 등)를 고려하여 5단계로 구분 (낮은 단계:, 중간 단계(,, ) 높은 단계: )

86 전략분야 마. 기업개발니즈 폐기물에너지 분야 중소기업의 니즈분석을 통한 현황을 살펴보면, 다양한 중소기업들이 융합을 기반으로 하는 다양한 제품을 개발, 판매를 진행하고 있음. - 구체적으로 폐기물 연료화 시설 및 장치, 폐기물 소각후 폐열회수 스팀 제조장치, MW plasma torch, 돈분소각보일러, 폐열을 이용한 발전장치, 폐열, 폐압 회수 터보발 전기, 열교환기 및 압력 탱크, 열유체기기, 대기오염 방지기술, 폐자원 열병합발전기 술, 슬러지 건조 및 열회수 기술, VOC 및 악취 방지설비 기술, 폐타이어를 이용한 열분해 기술, 하이브리드 폐열회수 환기유닛 및 그 시스템 등이 있음. 폐기물에너지분야의 중소기업들은 기술을 기반으로 다양한 산업분야, 적용분야의 시장 진입을 위한 개발 계획을 가지고 있음. - 구체적으로 폐기물 선별 장치 및 성형장치, MW plasma torch, 음식물쓰레기 소각보 일러, 고형연료, SRF소각기술, 폐기물 고형연료의 탄화 및 활용 기술, 고효율 열교환기 용 전열관, 재생에너지 사용 열전발전시스템 등의 제품을 미래에 생산할 계획을 가지 고 있음. 바. R&D 현황분석 최근 2년간 중소기업들이 정부 R&D 자금지원을 받기 위해 신청한 과제 리스트를 분석 한 결과, 폐기물에너지분야에는 소각열 회수 이용 설비, 폐기물 고형연료(장비)에 대한 연 구개발을 추진하고 있는 것으로 나타남. [폐기물에너지 분야의 최근 중소기업 연구개발 추진 현황]

87 에너지자원활용 - 폐기물에너지 4. 시사점 및 제언 각 대표기술 후보군을 특허지수를 종합분석한 결과, 시장성장성과 기술수준정도를 고 려해 볼 때, 폐 가스 분리/흡착/흡수 처리 기술군은 국내 중소기업이 해당 분야에서 기술개발을 고려해 볼 수 있는 기술군으로 사료되며, 수소연료화 제조/장치 기술군은 기술장벽도가 다소 높게 형성되어 있어 기술개발시 중소기업이 접근하기는 어려운 대 표기술 후보군으로 판단됨. 작년과 비교했을 때, 수소연료화 제조/장치 기술은 기술장 벽이 상대적으로 상승한 분야인 것으로 나타났으며, 앞으로도 꾸준한 성장을 보일 것 으로 판단되며, 따라서 관련 분야의 원천기술을 확보한다면 기술 시장을 주도할 수 있 는 분야일 것으로 판단됨 탄소질 연료화 처리/제조 기술군은 기술성이 평균이하로 나타났으나, 기술성장성이 높 게 나타나 중소기업에서 진출하기 용이한 대표기술 후보군으로 사료됨 각 나라별로 친환경에너지 및 지속가능한 성장을 강조하면서 신재생에너지 기술개발이 활발히 진행되고 있으며, 청정 처리 및 자원 재활용 효과가 우수한 폐기물에너지 기술 분야는 상대적으로 저렴한 비용과 농축산물 폐기물, 산업 폐기물 등 원료의 확보가 용 이한 기술군으로 중소기업에서 충분히 원천기술을 확보할 수 있는 기술 분야인 것으로 판단됨. 또한 저렴한 처리비용으로 화석연료 대체 및 온실가스감축 효과가 높아, 본 폐 기물에너지 기술개발은 꾸준히 증가할 것으로 판단됨 미국, 러시아, 캐나다, 중국 등과 같이 국토 면적이 넓은 국가는 폐기물 정책이 기본적 으로 매립에 중심을 두고 있는 경우가 많으며, 반면에 유럽이나 일본과 같이 국토가 좁기 때문에 매립지의 확보가 어려운 국가는 폐기물의 감량화 처리 정책을 시행하여왔 고 그에 따라 소각, SRF, 유화, 가스화 등의 폐기물 에너지화 기술이 많이 발달되었음. 특히 최근에 국제기후변화협약의 시행으로 많은 선진국이 폐기물 에너지 회수에 많은 노력을 하고 있음. 2030년에 폐기물 에너지화 분야에서 1,100만 TOE/년의 신재생에너지 보급 목표를 달 성하기 위해서는 보급 잠재량과 파급 효과가 큰 분야를 중심으로 대량 보급 체계 구축 을 위한 기반기술이 필요함. 에너지환경 지표(폐기물 처리량, 화석연료 대체량, CO2 저감량), 산업화 지표(제품 생 산량, 시장 점유율, 플랜트 보급량, 플랜트 수출액), 기술적 지표(설비 용량, 제품 수율 및 품질) 등을 고려하여 세부 기술개발사업별로 연구 목표 및 범위 등을 설정하는 접 근방식이 필요함

88 전략분야 또한 EPR 제도, 폐기물 매립 억제 정책, 해양투기 금지, 전기사업자의 RPS 적용, 폐기 물 고형연료 생산량 및 폐플라스틱 발생량 증가, 고효율 폐기물 혼소용 보일러의 보급 증가, 폐기물 분야의 CO2 저감기술 개발 필요성 등과 같은 국내외 환경과 정부 정책 을 기술개발 전략과 방향에 반영해야 함. 폐기물 분야의 핵심 요소기술들은 상당 수준에 도달하여 폐기물 소각 및 이용 기술, SRF 제조 기술 등은 상용화에 도달했으나 열분해 유화 및 가스화는 선진국에 비하여 기술력이 상대적으로 부족하므로 상용 규모 열분해 유화 플랜트의 설계 기술 확보 및 보급, 열분해 가스화 기술의 국산화를 위한 실증 연구사업 추진이 필요함. 관련기술을 보유한 중견 중소기업의 주관 하에 산 학 연 공동으로 국내 대량 보급 및 해외 기술 수출이 가능한 신뢰성이 높은 표준화/규격화된 실용화 핵심기술을 개발하고 실시기업을 통하여 상용화 보급을 유도하는 체계로 기술개발을 추진함. 협소한 국내 폐기물에너지 시장의 한계를 극복하기 위하여 중소기업뿐만 아니라 국내 대기업이 공동으로 기술개발 사업에 참여하여 핵심 설계기술의 국산화와 개도국과 선 진국 시장을 동시에 진출하기 위한 수출 산업화 전략의 수립이 요구되고 있음. 단기적으로 2010년대 중반까지 실용화 보급을 위한 기반 기술 및 실증 기술을 개발하 고, 2020 년까지 상용 규모의 고형연료 제조/이용 설비, 열분해 유화 설비, 가스화 설 비, 고효율/저공해 소각 설비 등을 보급하는 방향으로 추진되는 기술 개발이 필요하다 고 판단됨. 폐기물 고형연료(SRF)는 기후변화협약 대응을 위한 신재생에너지원으로서 가장 많은 부분을 담당해야하는 폐기물연료이며, 향후에 저공해 SRF를 생산할 수 있는 탄화기술, SRF 전용 발전소, 미분탄 발전소에서 SRF 혼소 등의 기술 개발과 보급이 필요함. 또한 폐기물 고형연료는 그동안 RDF, RPF, TDF, WCF의 4 종류로 구분하여 품질 기 준을 관리하던 방식에서 생산자 중심에서 사용자 중심으로 관리기준이 변화하는 추세 를 반영하여 SRF와 Bio-SRF의 2 종류로 단순화하여 2013년부터 시행중임. 고분자 폐기물의 열분해 유화 및 가스화 기술 전반에 대한 표준화/규격화 방안이 필요 하고, 폐기물의 경우 종류와 물성이 매우 다양하므로 물성 변화에 따라 모든 인자들이 설계 자료와 운전 조건에 반영되어야 함. 열분해 유화 및 가스화 공정에서 생산되는 제품을 정제하여 품질을 고급화하고 상품화 할 수 있는 기술개발이 필요하고, 이러한 제품을 재활용품으로 안정하여 유통시킬 수 있는 제도적 뒷받침이 시급함

89 에너지자원활용 - 폐기물에너지 각 대표기술 후보군을 특허지수를 종합분석한 결과, 시장성장성과 기술수준정도를 고 려해 볼 때, 수소연료화 제조/장치 기술군은 국내 중소기업이 해당 분야에서 기술개발 을 고려해 볼 수 있는 기술군으로 사료되며, 연료전지 발전/저장/반응물제조 장치는 기술장벽도가 다소 높게 형성되어 있어 기술개발시 중소기업이 접근하기는 어려운 대 표기술 후보군으로 판단됨 탄소질 연료화 처리/제조 장치, 폐가스 분리/흡착/흡수 처리장치 기술군은 기술성이 평균이하로 나타났으나, 기술성장성이 높게 나타났으며 기술장벽수준은 중간정도로 평 가되어 중소기업에서 진출하기 용이한 대표기술 후보군으로 사료됨 신재생에너지 기술개발이 대두되고 있는 시점에서, 청정 처리 및 자원 재활용 효과가 우수한 폐기물에너지 기술 분야는 상대적으로 저렴한 처리 비용으로 화석연료 대체 및 온실가스 감축 효과가 높아 본 폐기물에너지 기술개발은 꾸준히 증가할 것으로 판단됨. [폐기물 에너지 분야의 주요 제품] 분류 제품 설명 출처 산업기술분류코드 대분류 중분류 소분류 폐기물 고형연료 가연성 고형 폐기물을 사용하여 고형연료제품의 품질ㆍ등급 기준에 적합하게 제조한 고형연료 시장/특허/ 기업니즈 에너지 자원 신재생 에너지 폐기물 폐기물 열분해 연료유 고분자 폐기물을 무산소 조건에서 oc의 온도에서 열분해하여 생산되는 액체연료 시장/특허 에너지 자원 신재생 에너지 폐기물 폐기물 에너지 분야 폐기물 합성가스 가연성 폐기물의 부분산화/수증기 반응으로 생성되는 CO 2, H 2 및 CH 4 등으로 구성되는 혼합가스 시장/특허/ 기업니즈 에너지 자원 신재생 에너지 폐기물 소각열 회수 이용 설비 가연성 폐기물을 소각하여 증기 또는 냉 온수, 전기, 열풍 등의 에너지로 이용하는 설비 시장/특허/ 기업니즈 에너지 자원 신재생 에너지 폐기물 폐기물 탈수 건조설 비 가연성폐기물에 함유되어 있는 수분 제거를 위해 사용되는 기계적, 열적 탈수 건조 설비 전문가 에너지 자원 신재생 에너지 폐기물

90 폐기물에너지 전략제품 분석 - 폐기물 고형연료 - 폐기물 탈수 건조설비 - 소각열 회수 이용 설비

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92 전략제품 폐기물 고형연료 1. 개요 - 정의 : 폐기물 고형연료(RDF : Refuse-Derived Fuel) 또는 고형연료 제품 (SRF : Solid Refuse Fuel)은 가연성 고형폐기물을 원료로 하여 수분과 불연성 성분들을 제거하고 분쇄한 후에 선별 및 건조과 정을 거쳐서 비성형 또는 성형한 상태로 생산되는 고체연료임. - 범위 : 폐기물 고형연료 분야는 크게 고형연료 제조 부분과 이용 부분으로 분류되며, 제조 부분의 대표적 인 기술로는 1파쇄/선별 기술, 2건조 기술, 3성형 기술 등이 있으며, 이용 부분에서는 1전용 연소 기술, 2혼용 연소 기술, 3발전 이용 기술, 4에너지 회수 기술 등이 포함됨. 가. 정의 및 필요성 폐기물 고형연료(RDF : Refuse-Derived Fuel) 또는 고형연료 제품 (SRF : Solid Refuse Fuel)은 생활폐기물, 폐합성수지류, 폐합성섬유류, 폐고무류, 폐타이어, 폐지류, 농업폐 기물, 폐목재류, 식물성 잔재물, 초본류 폐기물 등의 가연성 고형폐기물을 원료로 하여 수분과 불연성 성분들을 제거하고 분쇄한 후에 선별 및 건조과정을 거쳐서 비성형 형 태 또는 Pellet, Cube, Briquette 등의 형태로 압축 성형하여 생산되는 고체연료임. [폐기물 고형연료의 개념]

93 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물 고형연료 국내에서는 2003년에 폐플라스틱 고형연료 (RPF : Refuse Plastic Fuel) 형태로 처음 도 입되었으며, 2006년에 원주시에 건설된 80 톤/일 처리 규모의 생활폐기물 고형연료 생 산시설을 시작으로 하여 다양한 형태의 고형연료 제품의 생산 및 이용 시설이 국내에 보급중임. 폐기물 고형연료는 산업용 보일러, 화력 발전, 시멘트 소성, 지역 냉난방, 슬러지 연소 등의 산업용 연료나 건물 냉난방 및 급탕, 농 축산 시설의 난방 등의 생활용 연료와 같 이 다양한 분야에 활용이 가능함. 또한 폐기물 고형연료는 일반적인 소각방법에 비하여 수송성, 저장성, 연소안정성이 우 수하여 소각시설의 열 이용에 따르는 많은 문제점을 해소할 수 있고, 많은 초기 투자 비를 필요로 하는 폐기물의 액체/기체연료화 기술에 비하여 상대적으로 경제성이 월등 히 높은 장점을 가지고 있음. 따라서 현재 75 % 수준인 폐기물 에너지 분야의 국내 신재생에너지 보급량 기여도를 향후 2030년까지 약 50 % 이상으로 계속 유지하기 위해서는 폐기물 에너지 분야에서 가장 경제성이 우수하고 기술 완성도가 높은 폐기물 고형연료의 보급 확대를 위한 핵 심기술 개발이 지속적으로 추진될 필요가 있음. 나. 범위 및 분류 (기술 분류 관점) 폐기물 고형연료 분야는 크게 고형연료 제조 부분과 이용 부분으로 분류되며, 제조 부분의 대표적인 기술로는 1파쇄/선별 기술, 2건조 기술, 3성형 기 술 등이 있으며, 이용 부분에서는 1전용 연소 기술, 2혼용 연소 기술, 3발전 이용 기술, 4에너지 회수 기술 등이 포함됨. (제품 분류 관점) 폐기물 고형연료 제품은 우선 생산되는 제품의 형태에 따라 성형 (Pellet or Densified) 형태 제품과 Fluff 형태 제품(또는 비성형 제품)으로 크게 구분할 수 있음. - 또한 자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률 시행규칙 ( ) 을 참고하면 폐기 물 고형연료 제조용 원료의 종류에 따라 일반 고형연료 제품(SRF : Solid Refuse Fuel) 과 바이오 고형연료 제품(BIO-SRF : Biomass-Solid Refuse Fuel)의 2 종류로 분류됨. - 그리고 폐기물 고형연료를 이용하는 관점에서 이용 제품을 분류하면 1전용 연소 시 설, 2혼용 연소 시설, 3기타 이용 시설 등으로 구분이 가능함. (공급망 관점) 폐기물 고형연료는 기본적으로 가연성 고체 폐기물로부터 생산되며, 일 반 고형연료 제품(SRF)은 생활폐기물(가정생활 폐기물+사업장 생활계 폐기물), 폐합성

94 전략제품 수지류, 폐합성섬유류, 폐고무류, 폐타이어 등을 원료로 하며, 바이오 고형연료 제품 (BIO-SRF)은 주로 폐지류, 폐지류 농업폐기물, 폐목재류, 식물성 잔재물, 초본류 폐기물 등의 바이오매스 폐기물을 원료로 하여 생산됨. [폐기물 고형연료의 분류 관점의 범위] 대분야 중분야 세부 제품 연료 생산 성형 고형연료 제품 비성형 고형연료 제품 일반 고형연료 제품 (SRF : Solid Refuse Fuel) 바이오 고형연료 제품 (BIO-SRF : Biomass-Solid Refuse Fuel) 일반 고형연료 제품 (SRF : Solid Refuse Fuel) 바이오 고형연료 제품 (BIO-SRF : Biomass-Solid Refuse Fuel) 폐기물 고형연료 폐기물 고형연료의 전용 연소 시설 스토커 연소설비, 유동층 연소설비, 로타리 킬른 연소설비 등 연료 이용 폐기물 고형연료의 혼용 연소 시설 폐기물 고형연료의 기타 이용 시설 미분탄 연소설비, 유기성 폐기물(슬러지, 음식물, 축산분뇨 등) 소각 설비, 시멘트 소성설비 등 탄화 이용설비. 열분해 이용설비, 가스화 이용설비 등 [공급망 단계별 주요제품 분류표] 대분야 중분야 세부 제품 폐기물 고형연료 일반 고형연료 제품 (성형/비성형) 바이오 고형연료 제품 (성형/비성형) 생활 생활폐기물 (폐가구류 등 대형 가연성 고형폐기물을 포함하며, 음식물류 폐기물은 제외) 폐합성수지류 (자동차 파쇄잔재물(ASR)은 제외) 폐합성섬유류 폐고무류 (합성고무류 포함) 폐타이어 에너지 사용이 가능하다고 환경부장관이 인정하여 고시하는 가연성 고형폐기물 폐지류 농업 폐기물 (왕겨, 쌀겨, 옥수수대 등의 농작물 부산물) 폐목재류 (원목으로 된 폐가구류 및 제재부산물을 포함하며, 철도용으로 사용된 침목과 전신주로 사용된 것은 제외) 식물성 잔재물 (땅콩껍질, 호두껍질, 팜껍질, 코코넛껍질, 귤껍질 등을 말하며, 음식물류 폐기물은 제외) 초본류 폐기물 에너지로 사용이 가능하다고 환경부장관이 인정하여 고시하는 바이오매스 폐기물 따라서, 폐기물 고형연료의 범위는 - 성형 폐기물 고형연료 제품, 비성형 폐기물 고형연료 제품, 전용 연소 시설. 혼용 연소 시설, 기타 이용 시설 등을 포함하고, - 공급망 기준으로 일반 고형연료제품 및 바이오 고형연료제품의 제조 원료가 되는 가 연성 고체 폐기물(생활폐기물, 폐합성수지류, 폐합성섬유류, 폐고무류, 폐타이어, 폐지 류, 농업폐기물, 폐목재류, 식물성 잔재물, 초본류 폐기물)을 포함하며, - 기술적으로는 1 파쇄/선별 기술, 2 건조 기술, 3 성형 기술 등의 제조 기술과 1 전용 연소 기술, 2 혼용 연소 기술, 3 발전 이용 기술, 4 에너지 회수 기술 등의 이 용 기술이 포함됨

95 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물 고형연료 2. 산업 및 시장 분석 - 페기물 고형연료는 폐기물 에너지화 분야 중에서 완성도와 경제성이 가장 높은 기술로서 다양한 활용 분 야를 가지고 있으며, 지속적인 화석연료의 도입 비용 증가 때문에 대체연료로서의 가치가 증가중임. - 환경부와 산업통상부에서 적극적으로 추진중인 중장기 신재생에너지 보급 계획, 가연성 폐기물 에너지화 사업, RPS 제도 도입 등으로 폐기물 고형연료의 기술 개발과 수요 확대가 예상됨. - 최근 중국과 중동지역에서 폐기물 고형연료 기술에 관한 관심이 증가하고 있으며 폐기물 고형연료의 전 용 발전기술은 동남아 지역으로의 분산형 발전소 건설과 연관한 수출로서 유망한 시장임. - 세계 및 국내 모두 폐기물 고형연료 시장의 확대에 따라 폐기물 고형연료의 수요가 지속적으로 확대될 전망으로 폐기물 고형연료에 대한 세계시장의 연평균 성장률은 10.2 % 정도로 예측됨. - 폐기물 고형연료의 품질 향상, 대규모의 환경친화적인 이용 기술 개발, 고부가 이용 기술 도출 등을 통하 여 폐기물 고형연료의 국내 보급을 확대하고, 수출 산업화하는 전략이 필요함. 가. 니즈 분석 제3차 신 재생에너지 기술개발 및 이용 보급 기본계획 (2009~2030) 시장 니즈 1 : 2030년까지 1,100만 TOE/년의 폐기물 에너지 공급 국내에서 발생되는 가연성 폐기물(생활폐기물, 사업장배출시설계폐기물, 건설페기물)의 에너지 잠재량은 지정폐기물을 제외하면 2011년을 기준으로 약 8,700천 TOE/년으로 추정됨. 2010년 기준으로 486만 TOE/년인 폐기물 에너지의 신재생에너지 비중(73.7%)을 2030 년까지 1,100만 TOE/년 수준까지 끌어올리기 위해서는 폐기물 에너지 분야 중에서 경 제성이 가장 높은 폐기물 고형연료의 제조 및 이용 설비에 대한 기술 개발과 대량 보 급이 필요함. 가연성 폐기물의 에너지화 정책 추진 시장 니즈 2 : 2020년까지 국내 가연성 폐기물을 전량 에너지화 2007년 기준으로 2% 미만인 가연성 폐기물의 에너지화 이용율을 2020년까지 100% 수 준으로 증가시키는 환경부 정책 목표를 달성하기 위하여 MBT 시설로 대표되는 폐기물 고형연료 제조설비를 권역별로 건설하여 운영하는 방안이 2009년부터 본격적으로 추진 중임. 환경부에서 적극적으로 추진중인 가연성폐기물 에너지화 사업의 핵심 방안 중의 하나 인 고형연료 제품의 이용 확대를 위하여 2013년부터 새로운 고형연료 품질 시스템을 도입하여 고형연료 제품으로 이용 가능한 폐기물을 확대하고, 생산자 중심에서 사용자 중심으로 고형연료 제품의 관리기중을 변화시켰음

96 전략제품 따라서 신뢰성이 높은 대용량의 폐기물 고형연료 제조/이용 설비가 보급되어야 하며, 이를 위해서는 제조/이용 설비를 구성하는 단위 공정별로 표준화/규격화된 세부 장치 들이 개발되어야 함. 지속적인 회석연료 가격 상승에 따른 산업체의 연료비용 증가 시장 니즈 3 : 저비용의 폐기물 에너지에 대한 활용 필요성 대두 석유, 석탄, 가스 등의 화석연료 가격이 2000년대 후반부터 지속적으로 상승함에 따라 산업체에서 연료비용을 절감할 수 있는 대안으로 열량 대비 공급 가격이 훨씬 저렴한 폐기물 고형연료가 크게 주목받기 시작함. - 기존에 폐기물 고형연료의 원료로 사용하는 종이류, 목재류, 폐합성수지류 이외에도 수분 함량이 매우 높은 음식물/채소류, 하수슬러지, 축산 분뇨 등을 원료로 이용하는 폐기물 고형연료의 생산 기술이 개발되고 있음. 독일의 경우와 같이 대규모의 미분탄 발전소에서 폐기물 고형연료를 미세하게 분쇄하 여 최대 10wt.% 비율까지 석탄과 혼소하여 발전용 연료로 활용하는 혼소 기술의 개발 도 필요함. 환경오염 문제의 대두 및 무공해 청정연료의 도입 추세 시장 니즈 4 : 고품질의 폐기물 고형연료에 대한 시장의 요구 증대 폐기물 고형연료를 화석연료 대체연로로 사용함에 따라 화석연료 소비 감소 및 온실 가스 저감 효과가 기대됨. (전기 생산 기준으로 고형연료 1 톤당 864 kg CO 2 감소 효 과 발생, 201년 기준으로 연간 417천 CO 2 톤 예상) 폐기물 고형연료의 생산 및 이용에 가장 큰 장애 요소가 되는 염소 성분의 함량(1 2 wt.%)이나 불연물 함량을 획기적으로 줄일 수 있는 새로운 기술의 개발이 필요함. 폐기물 고형연료의 연소 시에 발생하는 환경오염 물질의 배출을 감소키기 위하여 폐기 물 고형연료를 열분해 유화 또는 열분해 가스화의 원료로 사용하거나 탄화 기술을 적 용하여 폐기물 고형연료를 원료로 사용하는 방안이 적극적으로 검토되고 있음

97 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물 고형연료 [폐기물 고형연료 분야의 PEST 분석] 구분 주요이슈 단기(3년이내) 중장기(4년이상) 비고 정치 (P) 촉진 저해 정부의 적극적인 고형 연료 보급 확대 정책 지자체별 고형연료 시설의 중복성 및 비효율성 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 새로운 고형연료 품질 기준 및 관리 시스템 구축 (환경부) 고형연료 시설의 광역화, 대형화, 집적화에 걸림돌로 작용 경제 (E) 촉진 저해 유가 상승에 따른 폐기물 고형연료의 이용 증가 협소한 국내 시장 및 고형연료 제조업체의 난립 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 다양한 방식의 대규모고형연료 이용 방안이 검토중 고형연료 제품 생산업체의 대형화 및 허가제 도입 검토 사회 (S) 촉진 저해 폐기물 고형연료 생산/이용 설비의 대형화 추세 대기오염물질 발생 및 2차 오염물질의 처리 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 EPR제도, RPS 제도, 매립 억제, 태양투기 금지 등의 영향 고형연료 설비의 성능개선 및 최적화/대형화 필요 기술 (T) 촉진 저해 정부의 중장기 기술개발사업 확대 추세 대기업의 기술개발 부족 및 핵심기술 미비 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 지자체/대기업의 중대형 기술 개발 및 보급 사업 참여 중소기업의 핵심기술 개발 확보에 필요한 자금/인력 지원 나. 산업특징 및 구조 폐기물 고형연료 분야는 환경부에서 폐기물 에너지화 정책을 추진하고 있어 향후 사업 전망이 매우 좋은 편이나 국내 외 기술 경쟁이 치열해지는 추세임. 최근에는 중국과 중동지역에서 폐기물 고형연료 기술에 관한 관심이 증가하고 있으며 폐기물 고형연료의 전용 발전기술은 동남아 지역으로의 분산형 발전소 건설과 연관한 수출로서 유망한 시장으로 판단됨. 고형연료 분야 시장 전망 보고서에 따르면, 2012년 국내 보급은 연간 811,423 TOE으로 예상되며, 2030년은 약 4배 성장한 1,151,831TOE/년으로 전망됨. 폐기물 고형연료는 정부의 신재생에너지 확대 정책과 폐기물 에너지화 정책 추진에 따 라서 니즈가 증대할 것으로 예상됨. 에너지관리 공단에 의하면 우리나라의 대체에너지 비율은 현재 2.5%이며 그 중에서 74.9%를 폐기물 에너지를 공급하고 있고 2030년 목표치는 11 %로 설정되어 있음. 이와 관련한 폐기물 고형연료 시장의 파쇄/선별기, 건조기, 성형기, 연소로, 열교환기 등은 기후변화협약 준수 및 화석연료 가격 상승 등의 배경으로 고성장이 기대되는 시 장으로 평가됨

98 전략제품 [폐기물 고형연료 중심의 연관 산업 구조] 후방산업 폐기물 고형연료 전방산업 석유화학산업, 기계 가공/설비 산업, 소재 산업, 건설산업, 바이오산업, 폐기물 처리산업, 의료산업, 농업/임업, 수산업/축산업 분쇄/파쇄 설비, 선별 설비, 성형/압축 설비, 저장 설비, 이송 설비, 연소 설비, 보일러 설비, 건조 설비, 배가스 처리 설비 폐기물 처리산업, 발전산업, 지역 냉난방사업, 재생 에너지 산업, 시멘트 산업, 목재/제지 산업, 농업/축산업 [폐기물 고형연료 SWOT 분석] 강점(Strength) - 상대적으로 우수한 생활폐기물의 분리추거 체계 확립 - 폐기물 에너지화 기술 분야 중에서 완성도와 경제성이 가장 높은 기술 - 폐기물 에너지화 기술 분야 중에서 완성도와 경제성이 가장 높은 기술 - 발전, 냉 난방, 건조, 소각, 열분해, 가스화, 온수/스팀 공급 등의 다양한 응용 범위 - 정부에서 추진중인 신재생에너지 장기 보급 계획을 충족시킬 수 있는 가장 유력한 방안 기회요인(Opportunity) - 지속적인 화석연료 도입 비용 증가에 의한 대체연료로서의 폐기물 고형연료의 가치 증가 -RPS 제도 도입에 의한 대형 발전설비에서의 폐기물 고형연 료 수요 확대 - 환경부 및 지식경제부를 중심으로 하는 정부의 적극적인 보 급 확대 정책 추진 - 개도국의 폐기물 에너지화 설비 수요 증가 - 폐기물 고형연료 이용 분야의 다변화 약점(Weakness) - 폐기물 특성에 의한 불균일한 규격 및 품질 - 폐기물 고형연료에 대한 대규모의 환경친화적인 이용 기술 의 부족 - 폐기물 고형연료의 이용 과정에서 발생되는 2차 환경오염 물질의 처리 문제 - 다른 산업 분야에 비하여 상대적으로 협소한 국내 시장과 관련업체 간의 과도한 경쟁 - 연소/혼소 이외의 고부가 가치 이용 분야에 대한 수요의 부족 위협요인(Threat) - 가스 중심의 고급 연료 선호 경향 증가 - 열분해유화, 열분해 가스화 등의 고급 폐기물 에너지 이용 기술과의 경쟁 - 한정된 국내 가연성 폐기물 발생량에 따른 보급 및 기술 개발 한계성 - 상대적으로 미비한 대기업의 기술개발 노력과 중소기업의 핵심기술 개발 역량 부족 다. 시장현황/전망분석 세계 및 국내 모두 폐기물 고형연료 시장의 확대에 따라 폐기물 고형연료의 수요가 지 속적으로 확대될 전망임 ~2015년 기간의 폐기물 고형연료에 대한 세계시장의 연평균 성장률은 10.2% 정도 로 예측됨 ~2016년 기간의 국내시장의 연평균 성장률은 셍활폐기물 고형연료 13.2%, 폐플라 스틱 고형연료 13.8%, 폐타이어 고형연료 10%, 폐목재 고형연료 20%로서 전체적으로 13.4%의 성장이 예측되며, 폐기물 고형연료의 세계시장 점유율은 2010년 2%에서 2016 년에는 3% 정도로 확대될 것으로 전망됨 한국은 생활 폐기물의 분리수거 체계가 구축되어 있고, 환경부와 지식경제부를 중심으 로 한 정부의 지속적인 폐기물 에너지화 정책 추진으로 폐기물 고형연료의 제조 및 이 용 기술의 보급 기반이 확보되어 있음. 또한 지속적인 화석연료의 도입 비용 증가, RPS 제도 도입, 해양투기 및 매립 금지 정 책, 온실가스 배출 규제 등으로 2006년에 처음으로 국내에 도입된 폐기물 고형연료 시 장은 계속 가파른 증가세를 보일 것으로 전망됨

99 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물 고형연료 구분 국내 시장 세계시장 [폐기물 고형연료 시장 현황 및 전망] 년도 시장 규모 (단위: 억원/억달러) CAGR (%) 생활폐기물 고형연료 폐플라스틱 고형연료 ,100 1,200 1, 폐타이어 고형연료 폐목재 고형연료 전용/혼용 연소 및 기타 이용 시설 2,000 2,200 2,420 2,660 2, 합계 3,300 3,695 4,181 4,637 5, 생활폐기물 고형연료 폐플라스틱 고형연료 폐타이어 고형연료 폐목재 고형연료 전용/혼용 연소 및 기타 이용 시설 합계 자료 : 신 재생에너지 RD&D 전략 2030(폐기물 분야), 에너지관리공단 (2007년) 고형연료의 원료기준 및 운전지침 마련 연구, 환경부 (2011년) (국내시장 규모 : 연간 매출액 기준, 성장률 : 년의 평균증가율 적용, 세계시장 규모 : 국내시장의 20 50배 적용, 성장률 : 국내시장의 배 적용) 라. 공급망(분류)에 따른 분석 현행의 법률(자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률)에 따르면 국내의 폐기물 고형연료 분야는 기본적으로 생활폐기물, 폐합성수지류, 폐합성섬유류, 폐고무류, 폐타이어 등의 가연성 고체 폐기물로부터 생산되는 일반 고형연료제품(SRF)와 폐지류, 농업폐기물, 폐 목재류, 식물성 잔재물, 초본류 등의 가연성 고체 폐기물로부터 생산되는 바이오 고형 연료제품(BIO-SRF)로 공급망이 이루어짐. 세계업체 및 제품 현황. - 일본에서는 약 60개의 폐기물 고형연료 제조설비에서 1일 20,000톤 이상의 제품이 생 산되어, 발전, 지역 냉 난방, 온수/스팀 공급 등의 다양한 분야에 활용되고 있음. - 유럽은 RDF 제조설비인 MBT(Mechanical Biological Treatment) 설비에서 생산된 RDF 가 연간 2,000만톤 이상이며, 300만톤/년 정도의 국가 간 거래(독일, 프랑스, 스웨덴 등)가 있는 것으로 보고됨. 국내업체 및 제품 현황 년 말을 기준으로 국내에는 약 101개 업체가 폐기물 고형연료 인증업체로 등록되 어 있으며, 전체 인증 업체의 2/3에 해당하는 67개 업체가 RPF 생산업체이며, 29개 업체는 WCF 생산업체로 등록되어 있음. - RDF를 제외한 폐기물 고형연료 인증업체는 대부분이 중소기업이고, 생산설비 용량은 ,000톤/년으로 편차가 심하고, 발열량 기준으로는 1등급, 염소 함량 기준으로는 2 3 등급의 제품을 주로 생산하고 있음

100 전략제품 - 특히 2010년도 이후부터는 국내에서 폐기물 고형연료에 대한 수요가 급격히 증가하기 시작하여 RPF와 WCF를 중심으로 폐기물 고형연료 제조설비의 신규 건설이나 증설이 매우 활발하게 진행되고 있음. 자료 : 고형연료제품 인증업체 현황, 한국환경공단 (2010년) [국내의 폐기물 고형연료 관련 분야별 업체 분포] [공급망 분석 종합] 공급망 단계 생활폐기물 고형연료 폐플라스틱 고형연료 폐타이어 고형연료 폐목재 고형연료 주요내용 가연성 고체 폐기물 (생활폐기물) 가연성 고체 폐기물 (사업장 및 건설 폐기물) 폐타이어 (사업장 및 건설 폐기물) 폐목재 (사업장 및 건설 폐기물) 주요 제품/기술 일반 고형연료제품 (SRF) 일반 고형연료제품 (SRF) 일반 고형연료제품 (SRF) 바이오 고형연료제품 (BIO-SRF) 해외 기업 가와사끼 중공업(주), 히타티조선(주), 스미토모 금속(주), Horstmann, GRL Herhof, Rumen 국내 기업 한화건설(주), 태영건설(주), 대우건설(주), 포스코건설(주), 한솔 이엠이(주) (주)알이엠, 고려자동화(주), (주)포스벨 - - 삼호환경(주), 고려이엔알(주), 코리아리사이클시스템선경에코 텍, 가이아, 한성리싸이클, 현대자원, 남도청정산업 강림이엔알 자연산업, 대웅자원, 경북산업, 계룡우드, 자원산업, 미송환경산업, 우드사이로, 중원산업 중소기업 참여정도 중소기업 시장점유정도 참여정도는 주요제품 시장에 참여하는 중소기업의 참여규모와 정도(업체수, 비율 등)를 고려하여 5단계로 구분 (낮은 단계:, 중간 단계(,, ) 높은 단계: )

101 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물 고형연료 3. 기업니즈조사 폐기물 고형연료 분야에 종사하는 중소기업의 제품개발 현황을 조사한 결과, 구체적으 로 다음과 같은 다양한 제품을 개발, 판매하고 있음. - 폐기물 연료화 시설 및 장치, 바이오 고형연료제조 기술개발 또한 폐기물 고형연료와 관련하여 아래와 같은 기술 개발을 추진하고 있음. - 폐기물 처리 관련기술, 유기성폐기물처리장치, 폐기물을 활용한 보조연료, 고형연료 폐기물 고형연료 분야의 중소기업들은 향후 다음과 같은 제품 개발 계획을 가지고 있음. - 폐기물 선별 장치 및 성형장치, 폐기물의 일반 연료화 또한 폐기물 고형연료와 관련하여 아래와 같은 기술 개발을 추진할 계획임. - 고화공정중 악취가 없는 친환경 고화재 제조 기술, 폐기물 고형연료의 탄화 및 활용 기술, 폐기물 중 불연물 및 유기성 폐기물 분리 장치 개발 4. 요소기술 후보군 구성요소 요소기술 출처 고형연료 전처리기술 (파쇄/선별/ 건조) 성형기 연소기술 기타 폐기물 불연성물질 처리 폐기물 중금속 처리 슬러지로부터 연료 생산 기술 RDF 생산 원료 및 고체 폐기물의 분리 기술 분쇄/파쇄 기술 생활폐기물 고형연료(RDF) 생산 기술 폐타이어 고형연료(TDF) 생산 기술 폐플라스틱 고형연료(RPF) 생산 기술 폐기물 고형연료의 성형 기술 RDF 생산용 몰딩 기술 건조 하수 슬러지의 열분해 기술 폐기물 고형연료 전용발전 기술 폐기물 고형연료 혼소발전 기술 RDF/RPF 혼소 기술 폐기물 고형연료 연소로 기술 폐기물 고형연료의 공급 기술 [요소기술 후보군] 건조 하수 슬러지의 열분해 기술 가연성 폐기물의 회수 기술 폐기물 고형연료 탄화 기술 슬러지, 쓰레기 및 음식물쓰레기의 리싸이클링 기술 전문가 전문가 특허 특허 특허 전문가 전문가 전문가 전문가 특허 특허 특허 특허 특허 특허 특허 특허 특허 전문가 특허

102 전략제품 5. 핵심요소기술 선정 전략제품 관련한 특허기술의 클러스터링을 통해 도출된 요소기술을 시장동향, 기술동 향을 고려하여, 전문가의 합의로 요소기술을 조정함. [요소기술 조정 결과] 구성요소 요소기술 출처 고형연료 전처리기술(파쇄/선별/건조) 성형기 연소기술 기타 불연성 물질의 고효율 선별 및 분리 기술 고형연료 제품의 저장 기술 가연성 고체 폐기물의 압축/성형 기술 바이오 고형연료 제품(BIO-SRF)의 생산 기술 비성형(Fluff) 고형연료 제품의 생산 기술 고형연료 제품의 전용 발전 기술 고형연료 제품 연소열의 건조 이용 기술 고형연료 제품의 물성 분석 기술 고형연료 제품의 탄화 및 활용 기술 고형연료 제품 연소배가스 처리 기술 전문가, 특허 전문가 전문가, 특허 전문가 전문가 특허 전문가 특허 특허 특허 도출된 요소기술의 범위와 수준, 중소기업 적합성과 시급성 등을 고려하여 요소기술명 을 보완함. - 선정위원회를 통해 필요에 따라 요소 기술 명칭을 일부 수정하였고, 중복된 요소 기술 은 통합하고 반드시 필요한 기술을 추가함. - 폐기물 고형연료를 생산하기 위한 전처리 단계로 불연성 물질, 중금속, 기타 물질(회 분, 염소, 황분) 등을 사전에 선별하여 처리하는 기술을 불연성 물질의 고효율 선별 및 분리 기술 로 통합하여 재명명함. - 고형연료 제품은 2013년 1월 31일자로 개정된 "자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법 률 시행규칙"에 의하여 일반 고형연료 제품[SRF(Solid Refuse Fuel)]과 바이오 고형연 료 제품[BIO-SRF(Biomass-Solid Refuse Fuel)]으로 크게 구분되었으며, 이에 따라 고형 연료 제품의 원료 대상 범위가 기존보다 크게 확대되었음. - 또한 모든 고형연료 제품은 성형 또는 비성형으로 제조가 가능하도록 품질 및 등급 기준을 정하였기 때문에 국내에서는 앞으로 고형연료 제품의 시장 규모가 크게 증가 하고 보급 대상 범위도 상당히 확대될 것으로 전망됨. - 특히 바이오 고형연료 제품은 농업폐기물(왕겨, 쌀겨, 옥수수대 등), 식물성잔재물(땅콩 껍질, 호두껍질, 팜껍질, 코코넛껍질, 귤껍질 등), 초본류 폐기물 등이 제조 원료로 포

103 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물 고형연료 함되었기 때문에 기존 방식과는 차별화된 제조 기술이 개발되어야 할 것으로 판단되 어 BIO-SRF의 생산기술을 요소기술로 선정하였음. - 또한 폐기물 고형연료의 생산기술 분야는 향후에 활용 범위가 대폭 확대될 것으로 예 상되는 Fluff 형태의 폐기물 고형연료를 생산하는 기술에 촛점을 맞추었음. - 폐기물 고형연료의 연소/혼소 기술은 대규모의 스팀/온수 발생용 연소설비가 이미 개 발되어 가동중이므로 폐기물 고형연료의 연소열풍을 건조 분야에 이용하는 것을 요소 기술로 선정하였음. - 폐기물 고형연료의 탄화기술은 탄화물을 이용하는 분야를 추가하여 고형연료의 제품 의 탄화 및 활용 기술 로 명칭을 수정하였음. 핵심기술 선정 - 조정된 요소기술과 기술 시장 동향분석 및 기업니즈조사 결과를 기반으로 핵심요소 기술 선정위원회를 통하여 중소기업에 적합한 핵심기술 선정 - 핵심기술 선정은 기술성(10), 시장성(10), 중소기업성(10), 정책적 부합성(5)을 고려하여 평가됨. 기술성은 기술성장성(5), 기술수준(5)으로, 시장성은 시장규모(5), 시장 성장성(5) 으로, 중소기업성은 중소기업 참여정도(5) 및 중소기업 진입장벽 정도를 고려하여 평가 [핵심요소기술 선정 결과] 공급망 또는 중분류 전처리 설비(파쇄/선별/건조) 핵심 요소기술 불연성 물질의 고효율 선별 및 분리 기술 바이오 고형연료 제품(BIO-SRF)의 생산 기술 생산 설비 비성형(Fluff) 고형연료 제품의 생산 기술 열분해 유화용 고형연료 제품 생산 기술 연소/이용 설비 기타 설비 바이오 고형연료 제품(BIO-SRF)의 연소 기술 고형연료 제품의 소용량 혼소 이용 기술 고형연료 제품의 탄화 및 활용 기술

104 전략제품 6. 로드맵 작성 가. 연구개발 목표 설정 [선정된 핵심요소기술에 대한 연구 목표] 공급망 또는 중분류 핵심요소기술 기술요구사항 개발 목표 1차년도 2차년도 3차년도 최종 목표 전처리 설비 불연성 물질 의 고효율 선별 및 분리 기술 기존 선별 방법 대비 20 % 이상의 비용 절감 및 효율 증대 불연성 물질의 선 별 핵심기술 개발 불연성 물질의 선 별장치 제작 및 성 능 평가 400kg/hr 이상의 고효율 불연성 물 질 선별장치 개발 바이오 고형연료 제품(BIO- SRF) 의 생산 기술 바이오 고형연료 제 품의 생산 원료 조건 및 품질 기준 만족 바이오 고형연료 제품의 핵심 생산 기술 개발 실증 규모의 성형/비 성형 바이오 고형연 료 제품 생산 장치 제작 및 성능실험 성능/효율 개선 및 상용 장치의 설계/ 생산 기술 개발 500kg/hr 이상의 바 이오 고형연료 제 품 생산장치 개발 생산 설비 비성형(Fluff) 고 형연료 제품의 생산 기술 200kg-원료/hr 이상 의 Fluff 형태 폐기 물 고형연료 생산 Fluff 형태 폐기물 고형연료 의 핵심 생산 기술 개발 실증 규모의 Fluff 형태 폐기물 고형 연료 생산 장치 제 작 및 성능실험 성능/효율 개선 및 상용 장치의 설계/ 생산 기술 개발 Fluff 형태 폐기물 고형연료 의 실증 규모 생산 장치 개 발 열분해 유화용 고형연료 제품 생산 기술 200kg-원료/hr 이상 의 성형 폐합성수지 고형연료 생산 (염소 함량 : 1 % 미만) 성형 형태의 폐합 성수지 고형연료 의 핵심 생산 기술 개발 실증 규모의 성형 폐합성수지 고형 연료 생산 장치 제 작 및 성능실험 성형 폐합성수지 고형연료의 열분해 유화 공정 적용 및 품질 평가 폐합성수지류를 원 료로 하는 성형 폐 기물 고형연료의 실증 규모 생산 장 치 개발 연소/이 용 설비 바이오 고형연료 제품(BIO- SRF) 의 연소 기술 고형연료 제품의 소용량 혼소 이용 기술 200kg-원료/hr 이상 의 바이오 고형연료 제품의 연소 성형 고형연료 제품 의 소용량 (200kg/hr 이하)혼소 이용 기술 (혼소율 : 30 % 이하) 바이오 고형연료 제품의 핵심 연소 기술 및 연소 조건 개발 소용량의 성형 고 형연료 제품 혼소 이용 기술 개발 바이오 고형연료 제품의 연소 및 배 가스 처리 장치 제 작 및 성능 평가 성형 고형연료 제 품의 혼소장치 제 작 및 성능 평가 실험 성능/효율 개선 및 상용 규모 장치의 설계/생산 기술 개 발 성능/효율 개선 및 대량 보급 장치의 설계/생산 기술 개 발 바이오 고형연료 제품의 실증 규모 연소 장치 개발 성형 고형연료 제 품의 소용량 혼소 이용 장치 개발 기타 설비 고형연료 제품의 탄화 및 활용 기술 100kg-원료/hr 이상 의 연속식 탄화 장치 폐기물 고형연료의 탄화 및 활용 핵심 기술 개발 Pilot 규모의 탄화 장치 개발 및 성능 실험 성능 개선 및 실증 장치의 설계 기술 개발(연료/소재로의 활용 기술 개발) Pilot 규모의 탄화 장치 및 연료/소재 로의 활용기술 개 발

105 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물 고형연료 나. 로드맵 작성

106 전략제품 폐기물 탈수 건조설비 1. 개요 - 정의 : 수분 함유량이 높은 폐기물로부터 고형연료를 생산하기 위한 전처리기술로 발열량을 높이고 성형 성을 향상시켜 장기간 부패하지 않고 저장이 가능하도록 폐기물에 함유된 수분을 제거하는 기술 을 말함. - 범위 : 고함수 폐기물의 주입설비, 탈수 및 건조폐기물의 배출설비, 탈취기술, 건조 폐기물의 수분 재흡수 방지 및 안정화설비와 건조와 탈수의 복합처리설비까지 포함함. 가. 정의 및 필요성 수분 함유량이 높은 폐기물로부터 고형연료를 생산하기 위한 전처리기술로 발열량을 높이고 성형성을 향상시켜 장기간 부패하지 않고 저장이 가능하도록 폐기물에 함유된 수분을 제거하는 기술을 말함. 2010년 국내 유기성 및 무기성 슬러지 전체 발생량은 아래에 제시한 바와 같이 11백만 톤을 상회하고 있으며, 유기성 하 폐수슬러지 발생량은 5백만톤, 무기성 하 폐수슬러 지 발생량은 3백만톤 정도임. 이러한 유기성 하 폐수슬러지 중에서 약 40%, 무기성 하 폐수슬러지 중에서 약 7.3%정도를 해양 배출하고 있는 실정임. 발생량 및 처리현황 (톤/년) 폐수처리 슬러지 [2010년도 유기성, 무기성슬러지 발생량 및 처리방법] 유기성 슬러지 공정 슬러지 정수처리 슬러지 2010년 유기성 무기성 슬러지 하수처리 슬러지 폐수처리 슬러지 무기성 슬러지 공정 슬러지 정수처리 슬러지 하수처리 슬러지 발생량 (톤/년) 2,839, , ,904 2,751,370 2,642,016 1,836, , ,392 처 리 방 법 매립 163,046 59, , , ,591 49,421 94,864 소각 702,808 23, ,782 12,191 16, ,506 재활용 1,129, , , ,518 1,842,338 1,660, ,660 22,995 해역 배출 844,318 47,998 2,154 1,387, ,512 14, ,028 자료출처 : 전국 폐기물 발생 및 처리현황, 환경부, 2011 그러나 이러한 다량으로 배출되는 하 폐수슬러지의 경우 런던협약에 의하여 해양배출 이 금지되고 있으며 따라서 폐기물의 적정처리와 함께 에너지로의 활용을 위한 기술개 발이 절실히 필요한 상황임

107 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물 탈수 건조설비 하 폐수슬러지의 해양투기가 불가능할 경우 재활용을 제외한 나머지 하수슬러지는 소 각처리가 주 처리기술로 대두될 수 있으나, 하수슬러지의 경우 처리장에서 발생하는 슬러지의 함수율이 70 90% 정도이므로 소각처리하기 위해서는 이를 탈수, 건조 공정 을 거쳐 최종 함수율을 낮추어야 하며, 특히 현행 기술로는 이를 달성하기 위하여 다 량의 에너지가 필요한 실정임. 또한 기존의 슬러지 건조기술에서 슬러지 가열시 나타나는 슬러지의 고응집 특성에 의 한 뭉침현상은 대부분 비표면적의 감소와 표면탄화 등 건조의 심각한 장애요인으로 대 부분 발생하고 있으며, 특히 직접가열방식의 경우에는 비산회재의 문제와 악취 문제 등과 같은 문제점도 나타나고 있음. 따라서 수분 함유량이 높은 폐기물의 에너지원으로의 활용을 위하여 함수율 10% 이하 로 건조하면서 연료 소모율을 최소화 할 수 있음과 동시에 운전의 장애요인을 극복할 수 있는 슬러지의 탈수 건조기술이 절대적으로 요구되고 있는 실정임. 하수슬러지의 자원화를 위한 대표적인 건조공정의 사례는 다음과 같음. [슬러지 자원화시설 공정 흐름도]

108 전략제품 나. 범위 및 분류 (기술 분류 관점) 고함수율 폐기물의 탈수 건조 분야의 대표적인 기술은 크게 1고함수 폐기물의 탈수 및 건조기 주입기술, 2고효율 폐기물의 탈수기술, 3고효율 폐기물 건 조기술, 4탈수 및 건조 폐기물의 배출기술 등으로 분류할 수 있음. (제품 분류 관점) 폐기물의 탈수 및 건조기술을 통하여 생산되는 제품은 1에너지원으 로의 활용을 위한 고형연료, 2물질로의 재활용을 위한 토양개량제 및 흡착제 등과 같 이 분류할 수 있음. (공급망 관점) 탈수 및 건조기술을 적용하여 생산되는 제품은 생산된 제품의 활용처는 매우 제한적이며 따라서 최종 제품의 공급망 보다는 폐기물의 성상을 죄우하는 폐기물 의 발생처에 따라 분류하는 것이 효율적이며 따라서 고함수율의 폐기물의 건조, 탈수 설비는 1하수슬러지, 2폐수슬러지, 3도시고형폐기물, 4음식물 등과 같은 유기성폐 기물, 5폐바이오매스를 처리하는 설비로 분류할 수 있음. [폐기물 탈수 건조설비의 분류] 대분야 중분야 세부 제품 폐기물 탈수 건조 설비 핵심설비 탈수설비 건조설비 탈수 건조 복합설비 고함수 폐기물의 주입설비, 탈수 및 건조폐기물의 배출설비, 탈취기술, 건조 폐기물의 수분 재흡 수 방지 및 안정화설비 등 폐기물의 기계적 탈수설비, 폐기물의 전기화학적 탈수설비, 탈수보조재 설비 등 폐기물의 열적 건조설비, 폐기물의 생건조설비, 폐기물의 마이크로웨이브건조설비, 고점성 슬러 지의 응결방지설비, 건조과정의 화재 방지설비, 건조열원의 회수 이용 설비 등 탈수 및 건조 연계설비, 저에너지 고효율 탈수 및 건조 일체형 설비 등 따라서, 폐기물 탈수 건조설비의 범위는 - 고함수 폐기물의 주입설비, 탈수 및 건조폐기물의 배출설비, 탈취기술, 건조 폐기물의 수분 재흡수 방지 및 안정화설비이 모두 포함됨. - 공급망 기준으로는 하수슬러지, 폐수슬러지, 도시고형폐기물, 음식물 등과 같은 유기성 폐기물, 폐바이오매스 처리설비를 포함함. - 설비적으로는 고함수 폐기물의 탈수 및 건조기 주입설비, 고효율 폐기물의 탈수설비, 고효율 폐기물 건조설비, 탈수 및 건조 폐기물의 배출설비 등이 포함됨

109 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물 탈수 건조설비 2. 산업 및 시장 분석 - 국내외적으로 고함수 유기성 폐기물의 친환경 처리 및 에너지화에 대한 시장의 요구 증대하고 있음. - 고함수 폐기물의 경우 에너지화 시스템인 고형연료화, 가스화, 열분해화, 소각 등에 곧바로 투입하기에는 많은 문제점을 지니고 있음. 따라서 국내에서 발생되는 고함수 폐기물의 경우 탈수 및 건조와 같은 전처 리 설비 필요함. - 하수슬러지를 활용하여 생산된 연료는 발전소 및 시멘트회사에 대부분 이용되고 있으며 RPS 제도시행 등 에 따라 이용량도 점차 증가되고 있는 추세로 조사되고 있으나, 아직까지 슬러지의 건조연료에 관한 인식 부족 및 관련기준, 규제가 미흡하여 발전소 및 시멘트회사 외는 수요처 확보에 어려움이 있음. - 국내 900여개의 중소기업간 과당 경쟁과 국내 보급 한계(세계시장의 약 2%이내)에 대한 돌파구로써 해외 시장 진출이 필요하며, 해외 시장 진출을 위해서는 현지 시장 요구에 대응하기 위한 기술 가격 브랜 드 마케팅 경쟁력 강화가 필요함. 가. 니즈 분석 환경 친화적 폐기물 처리 및 연료화 추세 시장 니즈 1 : 고함수 유기성 폐기물의 친환경 처리 및 에너지화에 대한 시장의 요 구 증대 각종 폐기물의 자원화 또는 에너지화는 인류가 피할 수 없는 과제이며, 이 과정에서 각종 공해물질 및 잔존폐기물 발생 제로화 또한 최소화 설비는 인류가 추구에야 할 과 제임. 세계적으로 유기성 슬러지류의 친환경 처리는 매립시 막대한 온실가스인 메탄의 배출 로 인하여 중요한 관심 사항임. 독일, 영국, 프랑스 등 유럽 국가는 오래 전부터 런던럽약에 의하여 유기성 슬러지의 해양배출을 금지하고 생활폐기물 또는 산업폐기물과 혼합 연소하는 방법을 이용하고 있으나 고함수 폐기물인 경우 처리 비용이 매우 고가임(국내의 4~5배 정도). 최근 유럽, 일본 등에서도 친환경적, 에너지 경제성을 고려한 설비개발과 실용화를 위 한 요소설비와 다양한 장치 개발에 박차를 가하고 있어 동남아시아, 중국 등에 진출을 위한 노력을 경주하고 있음 유럽 각국을 중심으로 유기성 슬러지를 건조하여 석탄, 생활폐기물 등과 혼소하여 전 기, 스팀, 온수를 생산하기 위한 소형 증기 터빈 설비, 수증기 압축설비를 활발히 개발 하고 있음

110 전략제품 이에 따라 고함수 유기성슬러지와 같은 폐기물을 친환경적인 처리와 동시에 에너지화 를 구현하기 위하여 고함수 폐기물에 대한 탈수 및 건조설비의 적용이 활발히 진행되 고 있음. 폐기물 탈수 및 건조설비의 본격적인 국내 보급 경향 시장 니즈 2 : 폐기물의 탈수 및 건조설비의 국산화 및 해외 수출 기반 확충 국내에서도 매년 유기성 슬러지류 발생이 증가함에 따라 발생 억제와 처리설비 다양화 를 추구하고 있으나 처리비용을 해양배출에 기준을 하고 있는바 어려움이 많으며 정부 의 강력한 해양배출 금지 정책을 시행할 경우 어려움이 클 것으로 예상함. 수도권매립지에서 상용규모의 건조 설비가 이미 가동 중에 있으며(엔바이오컨스: 슬러 지 건조 후 발전연료 활용), 또한 국내 27개 지자체에서 국내외 설비를 적용한 상용규 모의 하수슬러지 건조 공법이 설치 중에 있음. 산업체 발생 폐수슬러지의 경우 또한 현재 폐기물관리법에 의하여 연료로서 사용이 불 가능하나 일부 폐수슬러지에 대하여 에너지원으로의 활용가치가 있는 경우, 하수슬러지 와 같이 건조후의 연료로 사용가능하도록 해달라는 산업계의 요구가 증가하고 있음. 함수율이 40~50%이상인 고함수 폐기물의 경우 에너지화 시스템인 고형연료화, 가스화, 열분해화, 소각 등에 곧바로 투입하기에는 많은 문제점을 지니고 있음. 따라서 국내에 서 발생되는 고함수 폐기물의 경우 탈수 및 건조와 같은 전처리 설비 필요하며, 이와 관련된 국내 시장규모는 4 조원에 달할것으로 예상됨. 현재 국내 폐기물 건조설비의 국외설계가 약 33%, 국외제작이 37%로서 해외 의존도가 비교적 높으며, 고급설비의 경우 해외 의존도가 더욱 높음. 또한 국내 건조기 전문업체 가 빈약하여 설계 및 제작설비가 미흡하고 건조기 성능이 낮으며, 전반적으로 에너지 이용효율이 선진국에 비해 10~20% 낮은 실정임. 폐기물 탈수 및 건조설비의 활용 방안 확대 경향 시장 니즈 3 : 폐기물의 에너지화의 확대를 위한 고함수 유기성폐기물 활용설비의 세계적 보급증가 국외의 가연성폐기물 고형연료 관련 설비 수준은 이미 20~30여년 전부터 연구개발이 진행되어, 고형연료 제조설비와 연소설비가 완성되어 많은 상용화 플랜트가 가동되어 전력, 스팀 등의 유틸리티 생산에 활용하고 있음

111 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물 탈수 건조설비 미국은 주로 고형연료를 발전소 석탄 혼소를 이용한 발전에 이용을 하고 있으며, 혼소 에 적당한 함수율을 맞추기 위한 건조 설비가 많이 개발되어 운전되고 있고, 유럽은 MBT를 이용하여 생활폐기물을 전처리하고 각 유기성폐기물의 특성에 맞게 처리하는 것을 기본으로 하여 생분해가 되는 유기성폐기물은 혐기소화를 통해서 바이오가스를 회수하고 생물학적 분해가 되지 않는 폐기물을 이용하여 고형연료를 생산하는 형태임 하수슬러지의 경우에는 화력발전소에서 보조연료로 사용하고 있음. 일본은 가연성폐기물은 RDF 생산을 통해서 전용보일러를 이용하여 스팀 또는 전기를 생산하고 하수슬러지의 경우 석탄혼소를 위한 건조 또는 탄화 설비를 많이 이용하고 있음. 따라서 이와 같이 유기성 슬러지와 같은 고함수 폐기물의 에너지화를 위한 탈수 및 건 조설비의 개발과 보급은 전 세계적으로 계속 증가할 것으로 예상됨. [폐기물 슬러지 탈수 건조분야의 PEST 분석] 구분 주요이슈 단기(3년이내) 중장기(4년이상) 비고 정치 (P) 경제 (E) 사회 (S) 기술 (T) 촉진 폐자원 에너지화 정책 상 중 하 상 중 하 저해 정부 지원정책 지속 여부 상 중 하 상 중 하 촉진 신재생에너지 수요증가 상 중 하 상 중 하 저해 중소 전문기업 신뢰성 미흡 상 중 하 상 중 하 촉진 저탄소, 친환경기술 선호 자원순환형 기술 선호 상 중 하 상 중 하 저해 관련산업에대한 부정적 인식 상 중 하 상 중 하 정부의 등 관련정책 및 보급사업추진 정부정책 지속 및 시설의 광역화 및 대형화 필요 고함수 폐기물의 에너지 전환니즈 증가 요소기술별 중소 전문기업 육성 및 신뢰성 확보 필요 폐자원의 에너지 회수로 대중 인식 확산 설비 대형화 및 최적화로 부정적 인식 불식 필요 촉진 국내기술의 해외의존도 높음 상 중 하 상 중 하 기술자립화 의지높음. 저해 고함수폐기물의 열변환기술 효율성 니즈 상 중 하 상 중 하 요소기술 및 핵심부품개발에 정부 지원정책 지속 필요 나. 산업특징 및 구조 폐기물 및 바이오매스의 에너지 대책을 통한 하수슬러지 등 유기성 폐기물의 고형 연료 화를 통하여 런던협약 에 의한 슬러지의 해양배출 규제에 대응하고자 하는 움직임이 나 타나고 있으며, 현재 기존 고형연료와는 달리 발전연료 및 시멘트킬른 보조연료로 사용 가능한 건조슬러지의 품질기준을 제정하여 별도로 연료화가 가능하도록 하고 있음

112 전략제품 [국내 하수슬러지 건조물의 연료화 정책 및 품질기준] 현재 하수슬러지를 활용하여 생산된 연료는 발전소 및 시멘트회사에 대부분 이용되고 있으며 RPS 제도시행 등에 따라 이용량도 점차 증가되고 있는 추세로 조사되고 있으 나, 아직까지 슬러지의 건조연료에 관한 인식부족 및 관련기준, 규제가 미흡하여 발전 소 및 시멘트회사 외는 수요처 확보에 어려움이 있는 현실임. 또한 대부분의 유기성 폐기물의 탈수 및 건조를 통한 연료화 설비는 중소기업 주도로 진행되고 있으며, 이에 따라 국내의 상용화 설비 수준이 낮고 설비적 신뢰성이나 안정 성에 대한 미흡한 분야가 많아 지속적인 설비개발이 필요한 것으로 사료됨. 국내 하수슬러지 건조물의 연료로의 공급에 대한 시장조건은 다음과 같음. [화력발전소 등 연료로 공급하는 경우의 가격조건] 저위발열량(kcal/kg) 구입가격(원/톤) 비 고 4,000 이상 40,000 3,700이상~4,000미만 35,000 3,400이상~3,700미만 30,000 3,100이상~3,400미만 25,000 2,900이상~3,100미만 20,000 2,700이상~2,900미만 15, 슬러지 건조(탄화)과정에서 인위적으로 에너지를 회수 사용함으로써 저위발열량이 2,500kcal/kg 미만이 된 경우에는 구입가격을 0원(도착도 무 상)으로 할 수 있음 2. 저위발열량 2,500kcal/kg 미만은 발전소별 설비 특성을 감안하여 사용여부 협의 결정함 2,000이상~2,700미만 10,000 * 가격기준 : 수요처 도착(하차도) 기준 가격임 * 부산물의 공급기준은 폐기물관리법을 기준으로 함 출처 : 환경부, 하수슬러지처리시설 설치 운영 지침,

113 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물 탈수 건조설비 [시멘트 생산시설 등 원료로 공급하는 경우의 가격조건] 저위발열량(kcal/kg) 구입가격(원/톤) 비 고 4,000 이상 40,000 3,700이상~4,000미만 35,000 3,400이상~3,700미만 30,000 3,000이상~3,400미만 25,000 건조(탄화) 부산물의 함수율은 이송 및 공급설비의 작동이 원활하도록 할 것 3,000미만 20,000 * 가격기준 : 수요처 도착(하차도) 기준 가격임 부산물 공급기준은 시멘트 제조시설과 지자체와의 협약기준으로 함 출처 : 환경부, 하수슬러지처리시설 설치 운영 지침, 2011 [폐기물 탈수 건조설비의 연관 산업 구조] 후방산업 폐기물 탈수 건조설비 전방산업 폐기물처리산업, 폐기물 고형연료화 산업 폐기물 투입 및 배출 등 전처리설비, 탈수 보조개 설비, 폐기물 탈수설비, 폐기물 건조설비, 탈수 및 건조 연계설비 열병합발전산업, 시멘트산업, [폐기물 탈수 건조설비의 SWOT분석] 강점(Strength) - 폐기물에 대한 친환경적인 에너지화 방법의 필요성 대두 런던협약에 의한 유기성 폐기물의 해양투기 금지에 대한 대처방안 확보 - 폐기물 설비개발 경쟁력 및 국내 보유 응용 설비를 기반 으로 신설비 개발 및 해외의 새로운 시장 진출 - 화석에너지 대체에 따른 온실가스 저감 효과 기회요인(Opportunity) - 정부의 적극적인 신재생에너지 보급 및 확대 정책 유기성 폐기물의 해양배출 금지에 따른 대선책의 필요성 대부 - 국제 유가 상승에 의한 폐기물 에너지화에 대한 필요성 인식 - 유기성폐기물의 지속적인 증가 추세에 의한 에너지 잠재 량 확보 - 중국, 동남아, 중동 등의 새로운 환경 시장 형성 약점(Weakness) - 핵심적인 원천 설비 및 축적된 노하우의 부족 - 관련 폐기물산업의 영세성 - 정부의 신재생에너지 보급 확대 정책 활용을 위한 관련 산업 의 핵심 설비 인력 부족 - 대용량 상업화 플랜트 개발의 부재 - 새로운 시장 진출을 위한 종합적인 관리체제 취약 위협요인(Threat) - 폐기물 에너지화 과정에서 발생할 수 있는 2차 공해 문제 - 폐기물 재활용 확대를 위한 정부정책에 의하여 에너지 잠재 량 감소 - 국제 환경 시장의 경쟁 심화 - 선진국의 설비 우위 선점과 지속적인 설비 개발 다. 시장현황/전망분석 탈수 및 건조 설비는 선진국이 20년 정도 빨리 연구가 시작되어 원천설비를 보유하고 있으며, 현재 산업현장에서 많이 사용되고 있는 탈수기는 벨트프레스(Belt press), 원심 탈수기(Decanter), 스크류프레스(Screw press) 및 필터프레스(Filter press)가 사용되고 있음. 그러나 범용 상용화 탈수기 설비는 현재 국산화가 상당부분 이루어져 있음

114 전략제품 국내의 시장이 우리나라의 정책에 영향을 받듯이 세계의 시장은 국제협약 및 규제에 영향을 받을 수밖에 없음. 즉, 하수슬러지와 같은 유기성 폐기물의 처리에 결정적인 영 향을 미치고 있는 것이 런던협약이므로 전 세계가 비슷하게 대응할 것으로 예상됨. 건조설비는 산업 전분야에서 거의 필수적으로 사용되는 공통 설비지만 열효율이 낮은 에너지 다소비형 설비로 국내 R&D투자는 선진국에 비해 크게 미흡한 실정임. 건조설비는 건조 원리에 따라서 열전도 건조(박막건조, 진공건조, 드럼건조), 복사건조 (고주파, 마이크로파, 적외선), 대류건조(하이브리드 건조기, 배기가스 순환건조기, 유동 층건조기, 분무 건조기, 충돌제트기류 건조기)로 나뉘고, 건조기 형식에 따라서 유동층 건조기, 드럼건조기, 씬필름건조기, 디스크건조기, 패들건조기로 나뉨. 이러한 틀에서 열원과 열전달 효율 증가를 목적으로 한 연구가 지속적으로 진행되고 있으며, 최근에 는 두 가지 이상의 건조 설비를 조합하여 효율을 극대화 하는 설비인 하이브리드 건조 기와 배기가스나 폐열 등을 순환시켜 효율을 향상 시키는 배기가스 순환 건조기 관련 연구가 많이 진행되고 있음. 폐기물의 에너지화를 위한 공통핵심설비에서 가장 중요한 설비는 건조설비로서, 크게 충돌제트기류 이용 설비와 열풍-마이크로파 복합설비를 들 수 있으며, 미국, 영국, 캐나 다, 독일, 스웨덴 등의 선진국을 중심으로 충돌제트기류를 이용한 통기 건조기가 개발 되어 실용화 보급 중에 있음. 선진국에서는 1980년대부터 충돌제트기류를 이용한 건조 설비가 활발하게 연구되었으며, 쉬트형, 판형 및 직물 건조분야 등에서 대부분 상용화 되었음. 열풍-마이크로파 복합설비를 이용한 건조설비는 식품 가열용 마이크로파 오븐을 위하 여 최초로 개발된 마이크로파 가열기를 하수슬러지 등과 같은 유기성 슬러지에 응용한 설비로 선진국을 중심으로 활발히 추진되었으며 특히, 미국의 IMS L.L.C., Cober Electronics, Kemp Development Co., 독일의 AMT Ltd., Gisip Se, Co., GEA Powder Technology GmbH 및 일본의 Komats Bara IronWorks Ltd. 등에서 열풍/마이크로파 건조기가 상용화되었음. 2008년 2012년의 전체 슬러지 발생량에 있어서 처리가 가능한 하 폐수슬러지의 건조 처리 시장전망은 다음과 같음. 또한 열풍(기류식) 건조기는 가열공기와 피 건조물이 접 촉하여 수분을 증발시키는 대류건조 방식으로 전도전열이나 복사전열을 이용하는 건조 기에 비해 그 사용범위가 상당히 넓음. 이러한 열풍건조기(직접건조방식)는 국내에 설 치되어 있는 건조기의 약 90%를 차지하고 있으며, 따라서 직접건조방식을 이용한 슬러 지 건조 시장의 현황도 함께 나타내었음

115 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물 탈수 건조설비 [하 폐수 슬러지 건조설비 시장 현황 및 전망] 구분 2008년 2009년 2010년 2011년 2012년 슬러지 처리량(톤) 3,471,584 3,844,354 4,259,599 4,721,707 5,235,711 슬러지 처리비용(원/톤) 50,394 55,806 61,834 68,542 76,003 슬러지 처리시장규모(백만원) 174, , , , ,933 슬러지 건조처리시장(백만원) 87, , , , ,966 직접건조방식 슬러지 건조기 시장(백만원) 78,727 96, , , ,069 자료출처 : 에너지설비 성과 확산사업, 한국에너지설비연구원 또한 슬러지 탈수 및 건조설비의 전망과 밀접한 관계가 될 수 있는 에너지화 가능성에 있어서 2010년 기준의 국내 유기성 폐기물 중 고함수 하 폐수슬러지의 에너지 잠재량 은 다음과 같이 발생량 기준으로 30만TOE를 상회하는 것으로 나타나 있음. 폐기물 종류 [2010년도 국내 유기성 하 폐수슬러지의 에너지 잠재량] 평균발열량 (kcal/kg) 발생량 (천톤/년) 처리량(천톤/년) 재활용 매립 소각 해양 투기 에너지 잠재량(TOE/년) 발생량 기준 하수슬러지 3,500 2, , ,077 폐수슬러지 3,000 2,839 1, ,297 공정슬러지 2, ,709 정수슬러지 1, ,118 자료출처 : 2011 전국 폐기물 발생 및 처리현황, 2010 하수도통계, 환경부 2010) TOE 산출근거: 1 TOE = 107 kcal, 슬러지 함수율 80%, 건조슬러지 수율 80% 라. 공급망(분류)에 따른 분석 국내현황 년부터 수도권매립지관리공사, 부산광역시 등의 하수슬러지 건조 후 연료화 사업 에 앤바이오컨스(주)가 개발한 전단의 회전판에 의한 슬러지 분산과 로타리킬른을 이 용한 건조장치를 건설하였음. - 민간기업에서는 태영공업(주)에서 1990부터 밸트프레셔 방식의 고성능 슬러지 탈수 설 비를 개발하여 국내는 물론 동남아 지역에 수출하고 있으며 대기업에서는 2001년부터 삼성중공업(주)에서 탄천하수처리장, LG건설(주)이 중량하수처리장에 건조장치를 설치 하여 운전하고 있음 - 한국하이테크(주)에서는 유기성 슬러지 탄화설비와 전처리 장치를 개발하여 실증 연구 와 상용화를 진행하고 있으며, 포스벨(주), 대보마그네틱(주)을 비롯한 일부 환경 플랜 트 업체에서는 폐기물 전처리 시스템을 구축하여 현장 적용을 위한 연구를 수행 중임

116 전략제품 - 포스코건설은 폐열회수 건조장치 및 2중 회전익 혼합기를 이용한 에너지 절약형 하 수슬러지 연료화 설비를 개발하여 환경부 신설비검증을 받았으며, 현대건설(주)에서는 나선 튜브형 간접 탄화로(밀폐형 스크류 타입)를 개발하여 25톤/일 규모의 설비를 경 기도 여주에 설치, 운전하고 있음. - 또한 일부 대형 건설사에서는 독일, 일본 등의 외국 슬러지 건조설비를 도입하여 국내 의 대형 하수처리장에 적용하기 위한 노력도 하고 있음. 이에 따라 해외현황 - 미국에서는 Texaco Inc., Enviro-tech Corp., UOP INC., Enviro-Gro Technologies사 등 에서 기계적 탈수, 화학적 탈수 건조, 소각, 비료 등 다양한 설비를 적용하고 있음. - 오스트리아의 앤드리지사의 설비는 건조한 슬러지를 pellet형태로 제조하여 생슬러지 를 표면에 일정한 두께로 코팅하여 함수율을 40% 이하로 낮추어 슬러지 건조에서 취 약점인 'glue zone'을 줄이는 방법과 고온의 열풍을 이용하여 건조하는 설비를 개발하 였음. - 독일의 EnBW KraftwerkeAG(전력회사)의 하일브론(Heilbronn)발전소에서는 하수 슬러 지의 혼소를 위하여 기계적으로 탈수한 슬러지(함수율 약 70%)의 혼소를 주정부로부 터 허가받은 바 있음. - 일본의 유기성 슬러지 처리 설비는 Ebara Corp.를 비롯하여 Hitachi Kiden Kogyo Ltd., Kurita Water Ind. Ltd., Kubota Ltd.에서 다양한 설비를 보유하고 있으며 일본 내에도 대부분 탈수, 건조 및 소각방식을 이용하여 슬러지를 처리하고 있음. - 일본에서 고함수 폐기물 건조 연료화에 앞장서고 있는 기업으로는 히다쯔조선(Hitachi Zosen)이 대표적이며, 이미 2000년대 초반에 슬러지의 고형 연료화에 대한 실증을 마 치고 현재 상용화 단계에 있음. [폐기물 탈수 건조설비 공급망 분석] 공급망 단계 주요 제품/설비 해외 기업 국내 기업 중소기업 참여정도 중소기업 시장점유정도 폐기물 탈수 건조설비 폐기물 주입 및 배출설비, 폐기물 탈수설비, 폐기물 건조설비, 탈취설비 Texaco Inc., Enviro-tech Corp., UOP INC., Enviro-Gro Technologies사, 앤드리지사, Ebara Corp., Hitachi Kiden Kogyo Ltd., Kurita Water Ind. Ltd., Kubota Ltd., 히다쯔조선 앤바이오컨스(주), 태영공업(주), 한국하이테크(주), 포스벨(주), 대보마그네틱(주), 삼성중공업(주), 포스코건설, 현대건설(주), 신한엔지니어링(주) 참여정도는 주요제품 시장에 참여하는 중소기업의 참여규모와 정도(업체수, 비율 등)를 고려하여 5단계로 구분 (낮은 단계:, 중간 단계(,, ) 높은 단계: )

117 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물 탈수 건조설비 3. 기업니즈조사 폐기물 탈수 건조설비 분야에 종사하는 중소기업의 제품개발 현황을 조사한 결과, 구체 적으로 다음과 같은 다양한 제품을 개발, 판매하고 있음. - 계분건조기, 슬러지 처리장치, 유기성슬러지 폐기물 고효율 건조기술, 슬러지 건조설비 또한 폐기물 탈수 건조설비와 관련하여 아래와 같은 기술 개발을 추진하고 있음. - 계분수거 및 건조시스템, 슬러지처리 기술, 유기성슬러지 폐기물 고효율 건조기술, 유 기성폐기물처리장치 폐기물 탈수 건조설비 분야의 중소기업들은 향후 다음과 같은 제품 개발 계획을 가지 고 있음. - 슬러지 건조장치, 배가스를 이용한 슬러지 건조 기술. 또한 폐기물 탈수 건조설비와 관련하여 아래와 같은 기술 개발을 추진할 계획임. - 고효율 유기성 슬러지 건조장치개발 4. 요소기술 후보군 [요소기술 후보군] 구성요소 요소기술 출처 건조기술 탈수기술 도시고형폐기물의 유기성성분 안정화를 위한 건조기술 유기성 폐기물의 건조 처리기술 도시고형폐기물의 생건조(Bio-drying) 기술 유기성 슬러지의 마이크로 웨이브를 이용한 건조기술 음식물 폐기물의 건조 및 탈취기술 폐수슬러지의 탈수처리 기술 바이오매스 연료 생산을 위한 고함수 유기성 폐기물의 탈수기술 폐기물 고형연료 생산을 위한 슬러지 탈수기술 슬러지의 탈수보조재 및 탈수기술 슬러지의 탈수 및 건조 연계기술 슬러지의 전기침투탈수기술 바이오매스 연료 생산을 위한 폐바이오매스의 건조기술 특허, 전문가 특허, 전문가,니즈 특허, 전문가 특허, 전문가 특허, 전문가 특허, 전문가 특허, 전문가 특허, 전문가 특허, 전문가 특허, 전문가 특허, 전문가 특허, 전문가

118 전략제품 5. 핵심요소기술 선정 전략제품 관련한 특허기술의 클러스터링을 통해 도출된 요소기술을 시장, 무역현황, 기 술동향을 고려하여, 전문가의 합의로 요소기술을 조정함. [요소기술 조정 결과] 구성요소 요소기술 추천여부 1) 유기성 폐기물의 건조 유기성 폐기물의 탈수 건조 및 탈수 핵심 기반기술 유기성 슬러지의 마이크로파를 이용한 건조기술 화력발전소 보조연료용 유기성 슬러지의 건조기술 유기성 폐기물의 고효율 열적 건조기술 바이오매스 연료생산을 위한 폐바이오매스 건조기술 하폐수 슬러지의 탈수기술 슬러지의 전기침투 탈수기술 바이오매스 연료생산을 위한 고함수 유기성폐기물의 탈수기술 슬러지의 탈수 보조재 개발기술 유기성폐기물 건조공정의 탈취기술 슬러지의 탈수 및 건조 연계기술 특/전 전 특/전 전 특/니 전 특/전 전 전 전 * 추천여부1) : 특: 특허 클러스터링, 전: 전문가 협의, 기: 기업니즈조사 선정된 요소기술이 특허명 중심으로 설정되어 있어 선정위원회를 통하여 기술명을 변 경하여 요소기술로 선정함. - 요소기술의 공통적인 개발내용에 따라 건조/탈수 및 기반기술로 구성요소를 구분하여 각 구성요소별 요소기술을 선정하였음. - 특허분석을 통하여 선정된 각 요소기술을 전문가 회의를 통한 현장적용 가능성을 고 려하여 요소기술 명을 조정하였음. 핵심기술 선정 - 조정된 요소기술과 기술 시장 무역 동향분석 및 기업니즈조사 결과를 기반으로 핵 심요소기술 선정위원회를 통하여 중소기업에 적합한 핵심기술 선정 - 핵심기술 선정은 기술성(10), 시장성(15), 중소기업성(10), 정책적 부합성(5)을 고려하여 평가됨. 기술성은 기술경쟁력(5), 기술수준(5)으로, 시장성은 시장규모(5), 무역현황(5), 시장 성장성(5)으로, 중소기업성은 공급망분석(5) 및 관련 기업의 현황이나, 니즈(5)를 고려하여 평가

119 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 폐기물 탈수 건조설비 [핵심요소기술 선정결과] 구성요소 핵심요소기술 유기성 슬러지의 마이크로파를 이용한 건조 기술 화력발전소 보조연료용 유기성 슬러지의 건조 기술 유기성 폐기물의 건조 유기성 폐기물의 고효율 열적 건조 기술 회수잠열을 열원으로 이용하는 건조 기술 바이오매스 연료생산을 위한 폐바이오매스 건조 기술 유기성 폐기물의 탈수 하폐수 슬러지의 탈수 기술 건조 및 탈수 기반기술 슬러지의 탈수 보조재 개발 기술 6. 로드맵 작성 가. 연구개발 목표 설정 구성요소 핵심 요소기술 기술요구사항 유기성 폐기물의 건조 유기성 슬러지의 마이크로파를 이용한 건조 기술 화력발전소 보조연료용 유기성 슬러지의 건조 기술 유기성 폐기물의 고효율 열적 건조 기술 회수잠열을 열원으로 이용하는 건조 기술 바이오매스 연료생산을 위한 폐바이오매스 건조 기술 - 해양투기가 금지되는 하 수슬러지의 감량화 및 연료화 - 기존 건조기 대비 고 효율 에너지 저감 기 술의 필요 - 하수슬러지의 에너지 자원화를 위한 화력발 전소 혼소용(최대 5%) 건조슬러지 연료화 - 해양투기가 금지되는 하 수슬러지의 감량화 및 연료화 - 내구성이 우수한 고효 율 열적 건조기술의 필요 - 건조기술의 에너지효 율 향상을 위한 폐열 의 활용기술 필요 - 기존 건조기술 대비 20%이상의 비용절감 - 바이오매스의 에너지원 활용요구 증가에 따른 바이오매스 전용 고효 율 건조기술의 필요 [선정된 핵심요소기술에 대한 연구 목표] 개발 목표 1차년도 2차년도 3차년도 - 하수슬러지의 마이 크로파를 이용한 건 조특성 기초 분석 - Pilot플랜트공정설계 - 건조특성에 따른 하 수슬러지 저위발열량 및 연료특성 실험 - Pilot플랜트공정설계 및 제작 - 하슬러지의 열적 건 조 특성 조사 분석 - Pilot플랜트공정설계 - 회수잠열의 열원활 용 기초기술 개발 - 실험실규모의 회수 잠열 활용장치 제작 - 바이오매스의 건조특 성 기초 실험 - 건조에 따른 발열량 변화실험 - Pilot플랜트공정설계 및 제작 - Pilot 플랜트 상 세설계, 설치 및 시운전 - 마이크로파 발생 장치의 평가 내구성 - Pilot 플랜트 상 세설계, 설치 및 시운전 - 장기간 운전을 위한 건조공정의 성능평가 - Pilot 플랜트 상 세설계, 설치 및 시운전 - 장기 운전성 평가 - Pilot 플랜트 상 세설계, 설치 및 시운전 - 건조기술의 운전 성 및 내구성 평 가 - Pilot 플랜트 상 세설계, 설치 및 시운전 - 장기간 운전을 위한 건조공정의 성능평가 - 마이크로파 건조시 스템성능평가운전 - 상용규모 건조공정 설계 패키지작성 - 건조시스템성능평 가운전 - 상용규모 건조공정 설계 패키지작성 - 건조기술의 시스템 성능평가운전 - 상용규모 건조공정 설계 패키지작성 최종 목표 - 처리 용량: 5톤/ 일 이상 - 수분함량 5%이하 - 건조슬러지 발열량: 2,500kcal /kg - 에너지 효율저감 : 30%이상 - 건조슬러지 발열량: 2,500kcal /kg - 연간운전시간 : 3,600시간 - 처리 용량: 5톤/ 일 이상 - 수분함량 10%이하 - 건조슬러지 발열량: 2,000kcal /kg - 처리용량: 300kg /hr 이상 - 잠열활용율: 50% 이상 - 처리 용량: 5톤/ 일 이상 - 수분함량 10%이하 - 연간운전시간 : 1,600시간

120 전략제품 구성요소 핵심 요소기술 기술요구사항 유기성 폐기물의 탈수 건조 및 탈수 기반기술 하폐수 슬러지의 탈수기술 슬러지의탈수 보조재 개발기술 - 해양투기가 금지되는 - 슬러지 탈수 신기술 하폐수슬러지의 감량화 기초실험 및 타당성 - 건조공정의 효율향상 검토 을 위한 고함수율 슬 - Pilot플랜트공정설계 러지의 수분제거 - 슬러지의 탈수효율을 향상시키기 위한 탈수 보조재의 개발 개발 목표 1차년도 2차년도 3차년도 - 탈수보조재 개발 및 탈수성 기초실험 - 개발된 탈수보조재 의 효율평가 - Pilot 플랜트 상 세설계, 설치 및 시운전 - 신기술 탈수공정 의 시스템성능평 가 및운전 - 탈수보조재의 사 용 최적조건 확립 - 탈수보조재의 상 용화 운전(기존 탈수공정에 적용) -Pilot 플랜트의 최 적운전조건 도출 - 상용규모 탈수공정 설계 패키지작성 최종 목표 - 슬러지함수율 : 70%이하 - 처리용량: 1톤/일 - 탈수케익 수분함 수율: 65%이하 나. 로드맵 기획

121 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 소각열 회수 이용 설비 소각열 회수 이용 설비 1. 개요 - 정의 : 소각열 회수 이용 설비는 가연성 폐기물을 소각로에서 소각처분할 때 발생하는 연소열을 이용하여 증기 또는 냉 온수, 전기와 같이 이용 가능한 에너지로 회수 및 전환하여 활용하는 데 필요한 설 비와 구성 장치 및 이들이 결합된 시스템을 의미함. - 범위 : 소각열 회수 및 이용분야는 폐기물 연료의 수집 및 전처리, 소각로 설계 및 운전제어, 소각로 배가 스 정제, 열에너지 회수 및 전력생산등 사용처의 특성에 적합하게 에너지를 전환하는 기술등으로 구성되며 이들이 결합된 시스템까지 포함함 가. 정의 및 필요성 소각열 회수 이용 설비는 가연성 폐기물을 소각로에서 소각처분할 때 발생하는 연소열 또는 내연기관 등에서 발생하는 기타 폐열을 이용하여 증기 또는 냉 온수, 전기와 같 이 유용한 에너지로 회수 및 전환하는 데 필요한 설비와 구성 장치를 의미라며 이들이 결합된 시스템 및 제어관리기술까지 포함함. [폐기물 소각열 회수 이용 설비의 대표적인 구성]

122 전략제품 폐기물 처리의 가장 효과적인 방법의 하나인 폐기물의 연소 또는 소각처리는 폐기물의 부피를 1/10 정도로 줄일 수 있으며, 소각과정 또는 소각 전후의 처리과정에서 중금속 과 기타 유해물질을 사전 제거할 수 있는 장점이 있음. 특히 다이옥신을 비롯한 대기환경오염물질을 거의 완벽하게 제거함으로서 폐기물을 안 전하게 처리할 수 있는 일반적이고 보편적인 기술로 평가되며, 소각로의 연소열 에너 지를 회수하여 이용함으로써 에너지자원 절약 및 온실가스 배출량 감축으로 기후변화 문제에 적극 대처하는 기술임 소각열을 유용한 에너지로 회수하기 위해서는 고온고압의 스팀제조를 위한 폐열 보일 러기술, 고효율 열교환기 기술, 선박 등 내연기관 및 소결로 등의 폐열 회수, 폐수 등 중저온 폐열의 적극적 활용을 위해 경제성 있는 폐열회수 시스템 개발이 필요함 폐기물 소각로 및 연소시스템에서 소각열 회수 이용 시스템의 대량 보급에 장애가 되 고 있는 요소기술을 개발하고 고효율의 폐열 회수 및 폐열 발전등 신발전시스템에 대 한 원천기술을 확보하여 사업화 경쟁력을 높여서 국내 보급 확대, 중국, 동남아 및 남 미 등으로 수출 산업화가 가능한 기술임. 나. 범위 및 분류 (기술 분류 관점) 소각열 회수 이용 분야의 주요 관련기술로는 1폐기물 연소기술(스토 커식 소각설비, 유동상식 소각설비, 로타리 킬른식 소각설비, 열분해 소각설비, 열분해 용융 소각설비, 열분해 가스화 용융 소각설비 등) 2폐기물 혼소기술(석탄 혼소설비, 바 이오매스 혼소설비, 슬러지 혼소설비, RDF/RPF/TDF/WCF 혼소설비 등), 2열병합 발 전기술(히트 펌프, 가스터빈, 냉난방 설비 등), 4소각폐열 발전기술(증기 터빈, 발전기, 열전발전 설비 등), 5소각폐열 회수기술(증기 보일러, 온수 보일러, 공기 예열기 등) 등이 있음. (제품 분류 관점) 폐기물 소각시설의 폐열을 회수하여 증기, 온수, 가열 공기형태의 열 에너지로 이용하거나 또는 발전시스템등 전환설비를 사용하여 전기 등의 에너지를 생 산하여 이용함. 플랜트를 구성하는 핵심 요소기술별로 소형에서 대형까지 다양한 장치 와 설비 제품이 필요하기 때문에 중소기업의 사업 참여기회가 많고 핵심제품의 기술 개발이 필요한 분야임 (공급망 관점) 폐기물 소각열 회수 이용 설비는 기본적으로 폐플라스틱, 폐비닐, 폐섬 유, 폐고무, 폐목재, 폐종이, 음식물/채소류 등의 가연성 고체 폐기물을 원료로 사용함. 이들은 주로 생활폐기물(가정생활 폐기물 및 사업장 생활계 폐기물), 사업장 배출시설

123 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 소각열 회수 이용 설비 계 폐기물 및 건설폐기물로부터 공급되며, 함수율이 높은 하수슬러지 등 유기성 폐기 물이나 화석연료를 혼소용으로 사용하는 추세가 증가하고 있음. [소각열 회수 이용 분류 관점의 범위] 대분야 중분야 세부 제품 소각열 회수 이용 원료 소각열 전기 폐플라스틱, 폐비닐, 폐섬유, 폐고무, 폐목재, 폐종이, 음식물 및 채소류 등 가연성 고체 폐 기물, 임산폐기물등 바이오매스, 건설폐기물, 하수슬러지 냉난방, 온수, 냉수, 증기, 온풍 전력 [공급망 단계별 주요제품 분류표] 대분야 중분야 세부 제품 소각열 회수 이용 원료 연소 및 혼소 소각열 전력 폐기물 분리, 파쇄기, 크레인, 폐기물 이송설비 스토커식 소각설비, 유동상식 소각설비, 로타리 킬른식 소각설비, 열분해 소각설비, 열분 해 용융 소각설비, 열분해 가스화 용융 소각설비, 석탄 혼소설비, 바이오매스 혼소설비, 슬러지 혼소설비, RDF/RPF/TDF/WCF 혼소설비, 대기방지설비, 소각재 처리 설비 등 온수보일러, 증기보일러, 열교환기, 공기예열기, 히트파이프, 히트펌프 증기 터빈, 가스 터빈, 열병합발전, 열전발전 [소각열 회수 이용 방안]

124 전략제품 자료: 폐자원 및 바이오매스 에너지 대책, 2009 [폐기물 에너지자원화 및 소각열 이용 개념] 따라서, 소각열 회수 이용장비의 범위는 - 가연성 폐기물을 소각로에서 소각 처분하기 위한 폐기물 전처리, 폐기물 소각로 및 혼 소로, 소각로 또는 내연기관 등에서 발생하는 연소열의 회수 및 유용한 에너지로 전환 하는 설비와 장치, 이들이 결합된 시스템 및 제어설비등이 모두 포함됨. - 기술적으로는 폐기물의 전처리, 폐기물 소각로 및 오염물질 제거 설비를 포함한 시스 템의 최적 설계 및 운전기술, 고효율의 폐열 회수 및 이용기술 등 플랜트 엔지니어링 기술이 중요하게 포함됨 - 공급망 기준으로는 폐기물의 파쇄 및 이송설비, 소각로 및 대기방지설비, 열교환기 및 발전기등 핵심장치와 이들 부품이 유기적으로 결합된 소각 플랜트, 폐열 회수 및 전 환, 이용시스템을 포함함. 2. 산업 및 시장 분석 - 에너지 가격 상승에 따른 소각열의 고효율 회수, 발전 및 다양한 에너지 회수에 대한 정책적 수요가 증대 하고 있음. - 폐기물 처리의 가장 안정적인 방법으로 소각 및 소각열 회수기술에 대한 신뢰도 및 안정성이 높으며, 중 국, 동남아, 아프리카, 중동 등에서는 도심 인구 증가로 인하여 폐기물 처리문제 및 전력 등 에너지 부족 문제를 해결할 수 있는 기술로 폐기물 에너지화 수요 증가 - 국내 관련시장의 연간 매출액은 2012년 3,904억원에서 2030년 8,242억원으로 약 2배 성장 할 것으로 예상 되며 세계 시장은 2022년 292억달러 이상으로 전망됨. - 유럽의 Babcock & Wilcox, Volund, Martin 등이 원천기술을 보유하고 있으며 일본은 유럽 원천기술을 이용 자체 기술을 확보하여 산업을 확대 발전시킴

125 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 소각열 회수 이용 설비 가. 니즈 분석 소각시설 여열 회수 지원사업의 추진 시장 니즈 1 : 소각여열 회수 설비에 대한 신규 수요 증대 정부는 제3차 신 재생에너지 기술개발 및 이용 보급 기본계획 에 의해 폐기물에너지 보급량은 2010년 5,097천TOE에서 2020년 7,764천TOE, 2030년 11,021천TOE로 2배 이상 높일 계획임. 환경부는 2009년 관련부처와 저탄소에너지 생산 보급을 위한 폐자원 및 바이오매스 에너지 대책 실행계획 을 수립하여 지자체 생활폐기물 소각시설과 민간 소각시설의 소각 여열을 회수하는 사업을 지원함. 따라서 소각여열을 회수하고 있는 기존 설비는 여열 회수율을 높이고 내구성 높은 설 비의 신증설 수요, 에너지 비용 저감을 위하여 소각 여열 미회수 시설에 대한 신규 여열회수 설비의 수요가 증가함. 소각시설의 배출허용 기준 강화 및 발전 효율 증대 요구 시장 니즈 2 : 고효율 소각 및 열회수 설비의 수요 확대 소형 소각시설에 대한 배출허용기준 강화로 소형 폐기물 소각시설 시장은 축소되고, 열과 전기의 공급 및 냉난방이 동시에 가능한 중대형 분산형 열병합발전 시스템의 보 급이 확대되고 있음. 폐기물 소각열을 이용하여 30% 이상의 고효율 발전을 달성하기 위해서 내부식성이 높 은 소각로 구조 및 내부식성 재질의 제품 기술, 저온 증기의 2차 가열에 의한 고온증 기 발생 기술, 증기터빈과 가스터빈을 연계한 발전기술 등이 개발되어 보급이 확산될 전망임. 폐기물 재활용율 증가 및 해양투기 금지 정책의 시행 시장 니즈 3 : 다양한 폐기물의 전용 소각 및 혼소 설비 보급 소각 대상 폐기물의 다양화 추세로 가연성 고체 폐기물 이외에 SRF, RDF, RPF, TDF, WCF 등과 같은 폐기물 고형연료를 사용하는 전용 또는 혼용 소각설비의 개발 및 보 급이 활발히 진행되고 있음. 하수슬러지, 바이오매스, 음식물/채소류 등과 같이 함수율이 높아 처리가 어려웠던 폐 기물뿐만 아니라 석탄, 코크스, 잔사유 등과 같은 화석연료를 가연성 고체 폐기물과 함 께 혼소하는 소각설비의 수요가 확대되고 있음. 특히 2012년부터 하수슬러지의 해양

126 전략제품 투기 금지 정책의 시행으로 하수슬러지 건조 및 소각설비의 수요가 증대할 것으로 전 망됨. 국제 에너지자원 가격 상승 및 폐기물에너지 자원화 수요 증가 시장 니즈 4 : 대규모 폐기물에너지 자원화 종합플랜트 수출 산업화 원유등 에너지 자원의 가격 상승에 따른 에너지 비용의 증가 및 화석연료 사용에 의한 온실가스 배출에 대해 국제적인 규제 정책이 심화됨에 따라 유기성 폐기물 에너지 자 원화에 대한 수요 증가 중국 등 신흥 개발국에서 도심 지역의 인구 증가에 따른 폐기물 발생량은 크게 증가하 고 에너지 공급량은 부족한 현상이 발생함. 또한 환경 의식이 높아져 페기물의 안정 적인 처리가 요구되고 있어 신뢰성이 높은 소각기술 및 소각 여열을 활용한 에너지 생 산 설비의 수요가 크게 증가하고 있음 국내 플랜트 및 설비 제작업계는 중동 및 동남아 등에서 다양한 플랜트의 설계 및 제 작, 시공 경험을 통하여 우수한 기술력을 보유하고 있음. 폐기물 소각로 및 에너지생 산설비를 연계한 소각발전플랜트는 전략적인 수출 사업 아이템으로 육성이 가능함. 또한 폐기물 수집 및 관리, 소각발전 플랜트 운영관리, 냉난방 및 전력 에너지 공급등 종합적인 운영관리 시스템을 결합한 O&M 사업 또는 세계적인 선진사에서 주도하고 있는 폐기물 및 에너지 매니지먼트 사업 개발도 가능함. [소각열 회수 이용설비 분야의 PEST 분석] 구분 주요이슈 단기(3년이내) 중장기(4년이상) 비고 정치 (P) 촉진 저해 폐자원 에너지화 정책 신 재생에너지 이용 보급 정책 지자체 중복 투자 비효율성 정부 지원정책 지속 여부 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 산업통상자원부, 환경부등 관련정책 및 보급사업추진 정부정책 지속 및 시설의 광역화 및 대형화 필요 경제 (E) 촉진 저해 개도국 폐기물 발생량 증가 에너지 비용저감 수요증가 국내 시장 규모 협소 중소 전문기업 신뢰성 미흡 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 중국, 동남아, 아프리카, 남미 등 신규수요 증가 요소기술별 중소 전문기업 육성 및 신뢰성 확보 필요 사회 (S) 촉진 저해 저탄소, 친환경기술 선호 자원순환형 기술 선호 관련산업에대한 부정적 인식 2차 환경오염 우려 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 폐에너지 회수로 자원순환, 온실가스배출저감 공감 설비 대형화 및 최적화로 부정적 인식 불식 필요 기술 (T) 촉진 저해 국내 플랜트 기술 우수 정부 수출지원 정책 확대 고효율, 내식성 기술 미흡 중국등 신흥 기술국 출현 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 플랜트기술로 패키지화 및 개도국 수출산업화 확대 요소기술 및 핵심부품개발에 정부 지원정책 지속 필요

127 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 소각열 회수 이용 설비 나. 산업특징 및 구조 폐기물의 단순 소각 처리 및 일반적인 폐열 회수기술은 보편화되어 국내 중대형 규모 의 소각로 사업이 활발하며 소각로 및 플랜트 전문업체가 시장을 주도하고 있음 소각로 특성상 다양한 폐기물의 성상변화 및 부식성에 대처하여 열회수 효율을 높이고 회수된 열을 이용한 전력 생산 및 냉난방시스템에 활용, 중소형 시스템에서도 경제성 을 실현 시킬 수 있는 선진기술의 개발 및 적용이 필요함 해양환경보전 및 수산물 안전을 위해 하수슬러지 및 가축분뇨등의 해양배출이 금지됨 에 따라 소각등 육상처리 전환대책이 필요하며, RPS 제도 시행에 따라 바이오매스로부 터 폐기물에너지 생산에 의한 신재생에너지 의무공급비율 충족을 위한 신규 수요가 발 생함 또한 동남아, 중남미 및 아프리카 지역에 위치한 국가들의 경우 도심으로 인구 유입에 의한 도심지역의 폐기물 처리문제 및 전력 부족문제를 해결할 수 있는 기술로 폐기물 열병합발전의 수요가 증가하고 있음 [소각열 회수 이용 설비 중심의 연관 산업 구조] 후방산업 소각열 회수 이용 설비 산업 전방산업 폐기물 수집 및 이송, 폐기물 전처리 엔지니어링, 기계, 자동화설비, 모니터링 및 분석장비, 소각로, 보일러, 발전설비, 대기방지설비 전력 및 열공급산업, 지역냉난방, 플랜트 운영관리 [소각열 회수 이용 설비 중심의 SWOT분석] 강점(Strength) - 폐기물 처리의 가장 일반적인 방법으로 기술에 대한 신뢰도 및 안정성이 높음 - 화석에너지 대체에 의한 에너지자원 절약 및 온실가스 저감 효과가 큰 기술임 - 플랜트를 구성하는 장치 및 설비기술에 대해 국내 기업의 다 양한 경험 확보로 기술수준 높음 기회요인(Opportunity) - 환경문제 인식제고로 폐기물의 안전 처리 및 유가 상승에 의 한 폐기물 에너지화 수요 증대 - 정부의 적극적인 신재생에너지 보급 및 확대, 자원순환정책 에 가장 적합한 에너지 기술 - 중국, 동남아, 아프리카, 중동 등 도심 인구 증가로 새로운 폐기물에너지 환경시장 형성 약점(Weakness) - 다수 중소기업 참여하고 있으나 기술의 신뢰성, 핵심공정 원천기술 및 노하우 부족 - 다양한 폐기물 특성 및 수급에 대처 가능한 경제적이고 효 율적인 회수 이용기술 미흡 - 열전발전, 고효율 전환등 첨단 유망기술에 대한 투자 및 기술개발 미흡 위협요인(Threat) - 폐기물의 재활용 비중 증가에 의한 폐기물 공급량 및 에너 지 잠재량 감소 - 선진국 기술 우위 선점, 중국등 신흥 기술국가 출현으로 국제 환경시장 경쟁 심화 - 폐기물 관련 산업은 3D산업으로 인식되어 사회적인 관심 및 기술개발 참여 감소

128 전략제품 다. 시장현황/전망분석 국내 소각열 회수 이용 분야 시장의 연간 매출액은 2012년 3,904억원에서 2030년 8,242 억원으로 약 2배 성장 할 것으로 예상되며, 연간 수출액은 2012년 279억원에서 2030년 926억원 규모가 될 것으로 전망됨. 출처: 신 재생에너지 RD&D 전략 2030 폐기물 분야, 2007, 산업자원부, 에너지관리공단 [국내 소각열 회수 이용 분야 시장 전망] 제 2차 국가 폐기물관리 종합계획 수정계획에 따르면, 생활폐기물 재활용률은 당초 53%에서 60%로 상향 조정하고 소각률은 30%에서 20%로 하향 조정하는 것으로 되어 있음. 그러나 소각량 자체는 하루 7,753 톤에서 10,484 톤으로 2005년 대비 약 35% 이 상 증가 할 것으로 예상됨. 신설되는 소각 여열 이용설비는 스팀공급, 온수공급, 열병합발전 및 냉난방에너지 공급 등으로 이용되고, 기존의 소각시설보다 고효율 발전기술이 적용되어 가스엔진발전, 연 료전지발전기술등을 활용한 시설로 발전될 전망임. 폐기물자원 소각열 회수 이용장비 관련 유럽의 주요 국가 소각에너지 이용 현황을 보 면 연간 6.3%의 성장률을 보이고 있으며, 소각에너지 이용량 및 전력생산량 규모가 큰 국가는 프랑스와 독일인 것으로 나타남

129 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 소각열 회수 이용 설비 국가 년간소각에너지이용량 (KTOE) [2007년도 유럽 주요국가의 소각에너지 이용현황] 소각에너지이용 전력생산량(GWH) 소각에너지이용 열생산량(KTOE) 인구 천명 당 소각 에너지이용량(TOE) 덴마크 740 1, 네덜란드 650 1, 프랑스 1,142 1, 독일 1,069 4, 출처: 폐기물 에너지 이용시설 현황조사 및 고효율 에너지 활용방안 연구, , 환경부 중국의 2011년 도시 생활폐기물 처리량은 1억 6,395만톤으로 약 16%인 2,599만톤이 소 각 처리됨. 2012년 생활폐기물 처리시장 총 투자액 426억 위안중 85%인 360억 위안이 소각발전 프로젝트로 지난 5년간 총누적 투자액은 1,470억 위안임. 2015년 도심지역 폐기물 발생량 2억 6천만톤의 20%, 2020년 발생량 3억 2천만톤의 25%를 소각처리하여 폐기물에너지 생산량을 높일 계획임. 이에 따른 소각발전 에너지시장은 매년 중국 전 체 폐기물처리 시장의 약 25%인 61억 위안 및 100억 위안 이상에 이를 것으로 전망됨 [중국 소각발전 프로젝트 투자 분포도, ] [중국 도시와 현의 폐기물 처리 시장 전망] 구 분 2015년 2020년 도시와 현 폐기물 발생량 (억톤) 처리량 비율 (%) 소각 비율 (%) 폐기물 처리 시장 (억 위안) 소각 발전량 (kw/t) 소각발전 시장 (억 위안) 총 시장 규모 (억 위안) * 출처 : 뉴포천, 2011 세계 소각로 시장은 2007년부터 2011년까지 매년 12% 증가하였으며 2016년까지는 설 비 용량이 21% 정도 증가, 신규 250여기의 플랜트가 설치되어 년간 운전규모는 약 3억 톤에 도달할 것으로 전망됨. 주요 시장은 동유럽, 남미, 일본, 중국 및 한국등임

130 전략제품 전세계 소각열 생산량은 2022년까지는 2010년의 221TWh보다 약 30% 증가한 283TWh 에 도달하며 시장규모는 2022년 292억달러에 도달할 것으로 전망됨. 낙관적 전망으로 는 2022년 소각열 생산량이 429TWh, 시장규모는 806억달러임 소각열 시장 현황 및 전망의 분석에 있어서 각 세부제품 산업별로 분석을 하는 것은 폐 기물 처리및 에너지전환기술이 결합된 플랜트 산업의 특성을 고려할 경우 실질적으로 불 가능하며 따라서 주요 핵심공정인 폐기물 소각로 시장으로 통합하여 전망분석을 수행함. 구분 년도 [폐기물 소각열이용/회수 장비시장 현황 및 전망] 시장규모 (단위: 억원/억달러) 성장률(%) 국내시장 3,700 3,900 4,110 4,320 4, % 세계시장 % * 폐기물 에너지 산업로드맵. 중소기업청, 2012 * Global Waste to Energy Market, Pike Research, March 2012 * Waste to Energy : The World market for waste incineration plants 2012/2013, ecoprog, July 2012 라. 공급망(분류)에 따른 분석 소각열 회수 및 이용분야는 크게 원료의 수집 및 전처리, 소각로 핵심부품의 설계 및 제작, 소각로 배가스의 정제, 열에너지 회수 및 사용처의 특성에 적합하게 에너지를 전환하는 공정등의 기술적 공급망으로 구성되어 있으며 각 공급망별로 별도의 산업이 존재할 수 있으며 또는 하나의 종합플랜트로 연계될 수 있음 세계업체 및 제품 현황 - 유럽은 폐기물 소각분야의 선진국가로 Babcock & Wilcox, Volund, Martin 등 원천기 술을 보유하고 있는 회사가 다수 있음. 덴마크는 이미 100년 전부터 폐기물 소각에서 에너지를 회수하는 정책을 추진하였으며 소각 가능한 물질은 매립을 금지하고 폐기물 에너지자원화 설비는 비영리 원칙에 입각하여 운영. 스웨덴, 노르웨이 및 덴마크등의 북유럽 국가들은 열병합발전으로 지역난방에 열과 전력을 공급, 남부 유럽 국가들은 주로 소각열을 이용한 발전에 주력하고 있음 - 일본은 유럽의 소각로 원천기술을 도입하여 대규모로 상용화하였으며 Mitsubishi, Hitachi, Kawasaki 중공업등 대형설비 제작사가 사업을 주도하고 있음. 국가 정책상 폐기물 소각로 를 하수처리장 인접에 설치하고 소각시설에서 생산하는 열에너지 및 전력을 하수처리장, 주변 주민 급탕 및 복지시설의 난방에 이용 또는 지역난방 플랜트에 공급하는등 소각 여 열을 적극적으로 활용함. 최근에는 소각설비의 개량, 기술 신뢰성의 향상, 폐기물 발열량 의 증대에 따라 복수식 터빈을 이용한 전력 생산 및 열이용 효율을 증대시키고 있음 - 미국은 Foster Wheeler등 대규모 에너지회사가 폐기물에너지 자원화사업에 참여하여 사업을 발전시킴. 국가 전체적으로 87개의 대규모 폐기물소각 및 에너지회수설비가 가

131 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 소각열 회수 이용 설비 동되고 있으며 2,700MW의 발전 능력 보유로 전체 폐기물 발생량의 12%인 2,900만톤 이 에너지회수를 동반하는 소각시설에서 처리되고 있음. 매립처분을 위한 토지비용이 저렴하기 때문에 폐기물 소각사업의 경쟁력이 낮아 소각 여열 회수 이용시 정책자금 및 온실가스 저감 크레딧등 정책적인 인센티브 부여 - 중국은 이미 운전 또는 건설 중인 대형 소각로가 170개 이상이고 향후 건설예정인 대규모 소각발전설비가 400개 이상인 대규모 시장임. 미국 Waste Management Inc., 프랑스 Veolia, 싱가포르 C&G 등 다국적 기업들이 지사 또는 자본참여를 통해 진출해 있으며, 주 요 기술인 화격자 및 유동층 소각로에 대해서는 중국내 국산화도 상당히 진전이 되어 있음 국내업체 및 제품 현황 - 폐기물 수집 및 수송, 중간처리 등은 대부분 영세한 중소기업이 지역적인 연고를 기반 으로 사업을 영위하고 있음 - 사업장용 중소규모의 소각로는 중소기업이 주로 참여하고 있으며, 대형 소각로 및 에 너지자원화 사업은 종합플랜트산업의 특성상 대형 건설사 또는 중공업, 엔지니어링사 에서 각 요소기술과 설비를 조합하여 플랜트 엔지니어링 사업으로 수행되고 있음. 세 부적으로 핵심기술인 소각로 본체, 에너지회수 및 전력생산설비는 대기업이 주도하고 있으며 대기방지설비 등의 특화된 분야는 중소기업이 참여하고 있음. - 최근에는 국내 RPS 제도의 운영 및 온실가스ㆍ에너지 목표관리제 시행으로 전력회사 및 지역냉난방을 담당하는 전력 및 에너지회사등이 폐기물에너지 자원화 사업에 적극 적으로 참여하고 있음 [공급망 분석 종합] 공급망 단계 원료 소각로 열회수 및 에너지 전환 에너지 판매 주요내용 주요 제품/기술 폐기물 수집 및 분리, 파쇄, 운송 파쇄기, 선별기, 압축기 등 폐기물 소각 열교환기 및 발전기 소각열, 증기, 전력 판매 원료투입기, 소각로, 대기방지설비, 소각재 배출시설, 모니터링 및 분석장비 열교환기, 용수처리, 보일러, 증기발전기, 히트펌프, 열전발전 열, 증기, 전력, 지역냉난방 해외 기업 Venti Oelde, Kawasaki, Salmatek, Hasse, Bobcock & Wilcok, Volund, Stainmuller. Seghers, Alstorm, Ebara, Mitsubishi, Takuma, Kawaski Heavy, Hitachi Zosen, JFE Engineerinjg, 원조우 웨이밍, 항조우신세계에너지 GE, Simens, Mitsubishi, Hitachi, Kawaski Heavy, 베이찡 GEE Foster Wheeler, Babcock & Wilcox Power Generation, Wheelabrator, Covanta Energy, AmeyCespa 국내 기업 한양플랜트, 서흥인테크, 슈레텍, 정일기계, 다산기술, 고려자동화, (주)포스웰, 건민산업(주), 비노텍, 유성, 부경산업, 금강개발,우주환경 삼성물산, 대우건설, 한라산업개발, SK건설, 동부건설, 포스코건설, 현대건설, 효성에바라, 대경에스코, 세신환경, 지이큐솔루션, 지앤텍 두산중공업, 현대중공업, 신텍, 동화엔텍, 대경기계, 한국보일러, 로열보일러, 발전회사, 지역난방공사, 안산도시개발, SK E&S, 성림유화, 인선이엔티 중소기업 참여정도 중소기업 시장점유정도 참여정도는 주요제품 시장에 참여하는 중소기업의 참여규모와 정도(업체수, 비율 등)를 고려하여 5단계로 구분 (낮은 단계:, 중간 단계(,, ) 높은 단계: )

132 전략제품 3. 기업니즈조사 소각열 회수 이용 설비 분야에 종사하는 중소기업의 제품개발 현황을 조사한 결과, 구 체적으로 다음과 같은 다양한 제품을 개발, 판매하고 있음. - 폐기물 소각후 폐열회수 스팀 판매, MW plasma torch, 돈분소각보일러, 폐열을 이용한 발전장치, 폐기물 에너지화 설비,폐열회수 환기장치, 열교환기 및 압력 탱크, 열유체기기 또한 소각열 회수 이용 설비와 관련하여 아래와 같은 기술 개발을 추진하고 있음. - 폐열, 폐압 회수 터보발전기, 폐증기를 활용한 발전기술개발, 고속연소에 의한 돈분소 각, 폐자원 열병합발전기술, 하이브리드 폐열회수 환기유닛 소각열 회수 이용 설비 분야의 중소기업들은 향후 다음과 같은 제품 개발 계획을 가지 고 있음. - 축류식증기터빈발전기, MW plasma torch, 폐열 발전장치, 고온열분해 자숙기, 열교환 기 및 압력 탱크, 열유체기기 또한 소각열 회수 이용 설비와 관련하여 아래와 같은 기술 개발을 추진할 계획임. - 고속연소에 의한 음식물쓰레기소각, 폐기물 고형연료의 탄화 및 활용 기술, 고효율 열 교환기용 신규 전열관 4. 요소기술 후보군 [요소기술 후보군] 구성요소 요소기술 출처 연소 및 혼소 소각열 회수 생활폐기물 소각열 회수 폐타이어 소각열 회수 가연성 폐기물의 소각열 회수기술 바이오 고형연료의 연소 및 혼소 기술개발 폐기물의 산소부하연소기술 가연성 폐기물의 소각열 회수기술 소각열 스팀생산기술 소각열 냉난방기술 소각열 발전기술 시멘트킬른 열원 활용 기술 철광석소성로 열원 활용 기술 열분해 기술 특허, 니즈 특허 특허, 니즈, 전문가 전문가 전문가 전문가 특허, 니즈 특허 특허 특허 특허 특허

133 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 소각열 회수 이용 설비 구성요소 요소기술 출처 전력 오염물질 처리 고효율 열교환기 기술 히트파이프 열교환기술 내부식성 열회수 수관코일 기술 엔진 폐열 회수기술 소각열 이용 슬러지 건조기술 연료전지 폐열회수기술 내연기관 폐열회수기술 소각로 폐열회수기술 폐열회수용 랜킨시스템기술 폐수 폐열회수기술 열저장매체기술 소각열 이용 고온고압 증기 생산기술 열전발전기술 특허 특허 특허 특허 특허 전문가 특허 특허 특허 특허 특허 특허 전문가, 니즈 특허 5. 핵심요소기술 선정 전략제품 관련한 특허기술의 클러스터링을 통해 도출된 요소기술을 시장, 무역현황, 기 술동향을 고려하여, 전문가의 합의로 요소기술을 조정함. [요소기술 조정 결과] 구성요소 요소기술 추천여부 1) 연소 및 혼소 폐열 회수 전력 생활폐기물 소각열 회수 가연성 폐기물의 소각열 회수기술 바이오 고형연료의 연소 및 혼소 기술개발 폐기물의 산소부하연소기술 소각열 냉난방기술 시멘트킬른 열원 활용 기술 철광석소성로 열원 활용 기술 오염물질 처리 고효율 열교환기 기술 내연기관 폐열 회수 기술 폐수 폐열 회수 기술 소각열 이용 고온고압 증기 생산기술 열전발전기술 * 추천여부1) : 특: 특허 클러스터링, 전: 전문가 협의, 기: 기업니즈조사 특, 니 전 전 전 특 특 특 특 특 특 전 전, 니 특

134 전략제품 도출된 요소기술의 범위와 수준, 중소기업의 적합성과 시급성을 고려하여 요소기술명 을 보완하였음. 선정위원회를 통하여 필요한 경우 요소기술명을 일부 수정하였으며 중 복 또는 유사한 요소기술명은 통합하고 반드시 필요한 요소기술은 추가하였음. - 개정된 자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률 에 바이오 고형연료제품(Bio-SRF: Biomass-Solid Refuse Fuel)의 품질기준이 신설됨에 따라 폐목재 (바이오매스) 소각열 회수기술은 바이오 고형연료제품의 연소 및 혼소기술로 변경함 - 폐타이어, 폐플라스틱 소각열 회수기술은 다양한 폐기물 또는 일반 고형연료제품(SRF: Solid refuse Fuel)을 포함하는 가연성 폐기물의 소각열 회수기술로 변경하여 수정함 - 폐기물의 산소부하 연소기술은 소각로 연소 효율을 높이고 배기가스 발생량을 저감시 켜 오염물질 처리 설비의 규모를 콤팩트화 할 수 있으며, 중소기업 영역에서 개발하여 다양한 폐기물의 연소 및 혼소분야에 활용 및 사업화 가능하므로 요소기술로 추가함 - 소각로 배가스의 폐열을 회수하여 냉난방등에 활용 또는 열 및 전기로 전환하기 위해 서는 소각로 배가스에 포함된 부식성 가스에 견딜 수 있는 고효율 열교환기 기술이 중요함. 히트파이프 열교환 및 내부식성 열회수 수관 코일 기술등을 포함하여 고효율 열교환기 기술에 통합함 - 엔진 폐열 회수, 내연기관 폐열회수 등은 기술 특성이 유사하여 내연기관 폐열 회수 기술로 통합함 - 소각 일체형 보일로기술, 소각열 스팀생산기술, 열병합 발전기술등은 핵심 요소기술의 중복 또는 개발의 범위가 넓어 중소기업에 적합하고 정량 목표설정이 용이한 소각열 이용 고온고압 증기생산기술로 조정하여 통합함 핵심기술 선정 - 조정된 요소기술과 기술 시장 무역 동향분석 및 기업니즈조사 결과를 기반으로 핵 심요소기술 선정위원회를 통하여 중소기업에 적합한 핵심기술 선정 - 핵심기술 선정은 기술성(10), 시장성(15), 중소기업성(10), 정책적 부합성(5)을 고려하여 평가됨. 기술성은 기술경쟁력(5), 기술수준(5)으로, 시장성은 시장규모(5), 무역현황(5), 시장 성장성(5)으로, 중소기업성은 공급망분석(5) 및 관련 기업의 현황이나, 니즈(5)를 고려하여 평가 [핵심요소기술 선정결과] 구성요소 핵심요소기술 바이오 고형연료의 연소 및 혼소기술 연소 및 혼소 하수슬러지와 가연성 폐기물의 혼소 기술 폐기물의 산소부하 연소기술 고효율 열교환기 기술 폐열 회수 소각로 배가스의 유동층 열교환기 폐열회수 기술 폐수의 폐열 회수 기술 폐열 이용 소각열 이용 고온고압 증기생산 기술

135 에너지자원활용 - 폐기물에너지 - 소각열 회수 이용 설비 6. 로드맵 작성 가. 연구개발 목표 설정 [선정된 핵심요소기술에 대한 연구 목표] 구성 요소 핵심 요소기술 기술요구사항 개발 목표 1차년도 2차년도 3차년도 최종 목표 바이오 고형 연료의 연소 및 혼소기술 -바이오 SRF 연료의 -바이오 SRF 조성 안정적 연소기술개발 및 연소특성분석 -연소 및 혼소로 시스템 -연소 및 혼소로 최적화 설계기술 개발 최적화 설계 -Pilot 설비 시스템 설계, 제작및설치 (200kg/시간 이상) -Pilot 설비운전평가, 최적 운전조건도출 -상용규모 기본설계 및경제성 분석 --상용규모 설비: 바이오 SRF: 1톤/hr -열회수율: 85% 이상 연소 및 혼소 하수슬러지와 가연성폐기물의 혼소기술 -최적 혼소 시스템 및 핵심기술 개발 -폐기물혼소율: 30%이상 -혼소연료 안정적 연소기술개발 -Pilot시스템설계 -Pilot 설비 제작 및설치, 시운전 (200kg/hr 이상) -최적혼소조건 및 시스템성능평가운전 -상용규모 설계 패키지 작성 -상용규모 패키지: 하수슬러지 1톤/hr -혼소율: 30%이상 폐기물의 산 소부하 연소 기술 -산소공급시스템 기술 개발 (막분리, PSA) -최적 산소부하 및 연소 조건 도출 -저비용 산소 공급기술개발 -산소부하 최적 연소조건 도출 -산소부하 연소시스템 -상용규모 설계 Integration 설치 패키지 작성 -산소부하 연소 -산소부하 경제성 성능평가 분석 -상용패키지: 소각로 30톤/일 -산소부하농도: 25% 이상 고효율 열교 환기 기술 -소각로 배가스용 고효율 열교환기 개발 -부식성 가스에 적합한 내부식성 재질 개발 -고효율 열전달면 확보 기술개발 -고온 내부식성 재질 개발 -시작품 설치 및 성능평가 -내부식성 재질 내구성 평가 -상용 규모별 열교환기 모듈화 (모듈 : 5종 이상) -전열 효율: 90% 이상 폐열 회수 소각로배가스 의유동층열교 환기폐열회수 기술 -200C 이하 배가스 폐열회수기술개발 -유동층시스템 설계 및 운전기술 개발 -유동층 분산판 설계기술개발 -고효율 열전달 기술 개발 -Pilot 설비 설계 -최적 운전, 대형화 및 설치 설계인자도출 -유동층 열교환기 -상용규모 설계 설계프로그램 개발 패키지작성 -상용설계 패키지: 소각로 30톤/일 -폐열 회수율: 60% 이상 폐수의 폐열 회수 기술 -중저온 폐수의 폐열 회수 핵심기술 개발 -오염도 높은 폐수의 전처리 기술개발 -폐수 폐열 회수 핵심기술 개발 -폐수 전처리 기술개발 -Pilot 설치 및 운전 성능평가 -폐열 회수율: 80% 이상 -상용규모 설계 및 시스템 자동제어 기술 개발 -상용규모: 폐수 800톤/일 -폐열 회수율 80% 소각폐 열이용 기술 소각열 이용 고온고압 증 기생산 기술 -발전용 고온고압 증기 생산용 보일러기술개발 -실증설비운전 및 열병합 발전용 상용 규모 패키지 작성 -과열증기 보일러 설계기술 확보 -실증설비 시스템 및 기본설계 -실증장치 제작, 설치 및 시운전 -과열증기: 30bar, 300 o C -실증장치 장시간 운전 성능평가 -상용규모 열병합 발전패키지 작성 -상용규모 열병합발전 설계 패키지 작성 -발전효율: 20% 이상

136 전략제품 나. 로드맵 작성

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138 화석연료 전략분야 현황분석

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140 전략분야 화석연료 1. 개요 가. 정의 및 범위 - 정의 : 인류의 생활과 경제 활동을 영위하기 위해 필요한 에너지 자원을 개발하는 넓은 범위의 기술로서 석유, 가스 등의 화석연료자원의 조사, 탐사, 개발, 생산 분야를 포괄적으로 포함함. - 범위 : 석유, 가스로 대표되는 에너지 자원에 대한 중 소 규모의 조사, 탐사, 개발, 생산 기술로 기존의 전 통적인 탄화수소 뿐만이 아니라 셰일가스(shale gas), 셰일 오일(shale oil), 석탄층 메탄(CBM), 치 밀 가스(Tight gas) 등 비전통 에너지 자원에 대한 탐사, 개발, 생산 산업을 포함함. 또한 유전개발 사업의 성공을 위해서 수행하는 탐사, 개발, 생산, 시추 기술 산업과 유전개발 투자자 혹은 사업자 에게 기술 분석, 매장량 및 사업성 평가, 시추, 운영 등을 대행하는 평가 산업을 포함함. 석유, 가스는 산업 및 가정용 에너지원으로 석유화학공업의 기초 원료로서 현대 사회 에 있어 가장 중요한 에너지 자원임 세계에너지기구(IEA)는 2008년~2015년까지 배럴당 평균 유가가 100달러, 2015년~2030 년까지 120달러에 달할 것으로 전망했으며, 중장기적으로는 세계 석유 수급의 구조적 불균형으로 고가격 유지를 전망함 세계에너지기구(IEA)는 2035년 석유, 가스자원의 에너지 수요는 각각 27.4%, 23.3%로 현재의 에너지 수요보다 석유는 줄고 가스가 소폭 상승하는 변화는 있지만 인류는 탄 화수소 에너지에 의존하는 비중은 여전히 매우 높을 것으로 예측하고 있음 화석연료 산업은 유망광구의 발굴, 유망광구에 대한 지질조사 및 탐사, 탐사 자료의 처 리 및 해석, 시추위치 선정 및 시추, 개발 및 생산, 사업운영 등 다양한 분야의 기술이 집약되어 수행되는 복합형 기술이 요구되는 산업임 석유 가스의 조사, 탐사 분야의 경우 석유를 배태하고 있는 분지를 평가하는 퇴적분지 해석 기술, 석유를 생성한 근원암 평가하는 지질/지화학 분석 기술, 석유를 포함하고 있는 저류층의 저류층 평가 기술, 트랩 및 덮개암 평가 기술, 석유 씨스템 분석 기술 등의 석유 지질 탐사 기술과 물리 검층 기술, 탄성파 탐사 취득 기술, 탄성파 탐사 처 리 기술 및 탄성파 탐사 해석 기술 등의 지구물리 탐사 기술을 포함함 석유 가스의 개발, 생산의 경우 석유 저류층 물성 파악 기술, 저류층 생산 특성 파악 기 술, 시추 및 갱정완결 기술, 석유 회수 증진 기술, 실시간 시추 검층 기술 등을 포함함

141 에너지자원활용 - 화석연료 최근 석유개발 사업은 개발이 용이한 석유자원의 고갈에 따라 극지, 심해, 비전통석유 (unconventional oil) 개발이 확산되며 기술의 중요성이 제고되고 있음 셰일 오일/가스는 셰일층에서 생성된 오일/가스가 치밀한 셰일층에 갇혀 이동하지 못 하고 근원암층에 머물러 있는 에너지 자원으로 2000년대 이후 미국을 중심으로 에너지 혁명을 불러일으킨 제2의 석유임. - 셰일 가스의 세계 가채 매장량은 187조 m3로 전통 가스와 비슷한 양이고 셰일 오일 의 추정 매장량은 1조86억 배럴임 석탄층 메탄가스는 석탄의 미세 공극 표면에 흡착되어 있는 메탄가스를 의미하며 세계 매장량은 약 9,051 TcF에 달함 치밀 가스는 투과율이 0.1 md 미만인 저류층에 가스가 배태되어 있는 것으로 셰일 가 스전과 유사하나 셰일가스는 저류층이 근원암인 셰일인데 비해 치밀가스층은 근원암과 저류층이 다르다는 점이 다름. - 세계의 매장량은 1,200 TcF 에 달함 오일 샌드는 미고화 상태의 사암이나 고화된 셰일 및 석회암등이 혼합된 퇴적암에 점 도가 높은 고유황 탄화수소인 역청(bitumen)이 함유되어 있는 것으로 경제성이 낮아 개발이 지연되다가 최근에 기술 혁신으로 채산성이 확보된 비전통 에너지로 전세계 매 장량이 2.5조 배럴에 달함 우리나라의 경우 대부분의 자원개발 기술 서비스를 해외에 의존하고 있어 자원개발에 투자한 금액의 상당 부분이 국외로 유출 - 광구 매입 매각시 사업평가, 중개에 따른 수수료는 총 매입 매각 비용의 약 3 5%, 투자 후 운영 단계에서는 매출의 약 30%가 소요 * 해외자원개발 투자액(억달러) : ( 07) 29 ( 08) 58 ( 09) 62 ( 10) 91 화석연료 산업은 자본을 갖춰야 수행이 가능한 탐사 개발(Exploration & Production) 사업과 탐사 개발을 추진하는 데에서 발생하는 기술 수요를 주요 업무로 하는 기술 산 업으로 구분할 수 있으며, 자본력이 다소 약하더라도 핵심 기술을 보유한 강소기업이 성장 가능한 분야임 국내의 경우 20여개 중소 자원개발 기술 기업(해외자원개발협회 신고업체 기준)이 활동 중이며 이 중 10개 업체가 석유가스전 개발 기술 관련 중소기업임 국내의 중소 자원개발 기술 기업은 대부분 설립 후 5년 미만 기업으로 소규모이지만

142 전략분야 일부 기업의 경우 민간 유전개발투자에 상당한 역할을 수행중이며, 향후 지속적 지원 과 성장 전략을 통해 이들 기업을 육성하면 국내 석유가스전 개발 산업 활성화, 투자 기관 등 민간 부문의 유전개발 투자 확대, 자원개발 기술 분야 자립화 및 수입대체효 과 등 파급 효과가 클 것으로 예상됨 [화석연료 개발 과정] 투자 단계 개발/운영단계 [화석연료 산업에서 기술 제공 기업의 단계적 공급 체인] 나. 주요 제품 (공정, 서비스) 화석연료 산업 분야는 의료 사업이나 회계 자문과 같이 가치결합모델(Value Shop Model) 산업 분야로서 기존에 개발된 각 요소 기술의 창조적 결합과 응용이 주요 핵 심 경쟁력으로서 각 분야별로 아래 도표와 같은 기술과 제품으로 이루어짐

143 에너지자원활용 - 화석연료 화석연료 산업 분야는 성격에 따라 기술 제공, 사업평가 그리고 현장운영으로 크게 구 분됨 기술제공은 광구 선정, 지질, 지화학 조사 및 탐사, 시추, 생산 개발 등 각 단계에서 기 술을 제공하고 문제의 진단 및 해결을 위하여 각종 기술 자료의 취득, 처리, 해석 등을 제공하는 분야임 사업평가 분야는 유망 유가스전의 발굴, 투자 및 매각 의사 결정을 위한 각종 가치 평 가, 원활한 거래(transaction)를 위한 기술 전략 및 협상 등을 포함하는 기술 분야임 현장운영 분야는 유가스전의 운영과 관련하여 현장 관리, 각종 외주업체 선정 및 관리, 비용/회계, 생산 및 매출 관련 업무, 시추 인허가 등 현장 운영권자로서의 업무를 제공 하는 기술임 위의 화석연료 산업 분야는 모두 지질/지화학, 지구물리, 시추 지질/시추공학, 석유 씨 스템, 저류층 모델링, 석유 공학, 경영, 회계, 자원 개발 법률 등 각종 융합 기술이 복 합적으로 적용되는 분야임. [주요제품 분류표] 대분류 중분류 세부제품 또는 기술 전통 석유 가스 탄성파 탐사, 전기/전자 탐사, 자력 탐사, 탐사자료 전산처리 및 자료 해석, 시추공 설치/개보수/폐공, 시추선 운영, 수압파쇄 기술, 시추공 내 물리검 층 수행 및 지층의 물리적 특성 도출, 초기 부존량 파악을 위한 생산성 시 험, 미래 생산추세 예측을 위하여 유정의 물리적 특성 해석, 시추 코어 및 암편 채취 후 지질, 지화학, 물성 분석, 육 해상 광구개발 설계, 장비 선정, 구매 조달, 광구개발 일정관리, 유전 환경 평가, 수처리, 모니터링, 분석 장비, 시추기, 탐사/시추선 등 셰일 가스/ 셰일오일 지질/ 지화학 탐사, 물리 탐사 자료 처리 및 해석, 저류층 평가, 시추공 설 치, 수압파쇄 기술, 시추공 내 물리검층 수행 및 물리적 특성 도출, 시추코 어 및 암편 채취 후 지질, 지화학, 물성분석, 유전 환경 평가, 수처리, 모니 터링, 수평 시추 장비 제조, 수압 파쇄 장비 제조 등 에너지자원 화석연료 석탄층 가스 지질/ 지화학 탐사, 물리 탐사 자료 처리 및 해석, 시추공 설치/개보수, 시 추선 운영, 수압파쇄 기술, 시추공 내 물리검층 수행 및 물리적 특성 도출, 시추코어 및 암편 채취 후 지질, 지화학, 물성분석, 유전 환경 평가, 수처리, 모니터링 등 치밀가스 지질/ 지화학 탐사, 물리 탐사 자료 처리 및 해석, 시추공 설치/개보수, 시 추선 운영, 수압파쇄 기술, 시추공 내 물리검층 수행 및 물리적 특성 도출, 시추코어 및 암편 채취 후 지질, 지화학, 물성분석, 유전 환경 평가, 수처리, 모니터링 등 오일 세일/ 오일샌드 지질/ 지화학 탐사, 물리 탐사 자료 처리 및 해석, 시추공 설치/개보수, 시 추선 운영, 수압파쇄 기술, 시추공 내 물리검층 수행 및 물리적 특성 도출, 시추코어 및 암편 채취 후 지질, 지화학, 물성분석, 유전 환경 평가, 수처리, 모니터링 등

144 전략분야 해외 분류 사례 화석연료 산업의 주요 시장은 해외 유전개발 사업 현장으로서 주요 기술은 위에서 기 술한 것과 크게 다르지 않음 세계적인 에너지 자원개발 기술 및 정보 관련 회사인 리그존(Rogzone.com)에 의한 기술 분류는 다음과 같음 중분류 컨설팅 드릴링 및 시추 기술 공학 기술 환경 및 안전 조사 및 검사 개인 및 인력 수송 기타 제공 기술 세분류(관련 제품 또는 서비스) 드릴링 (Drilling) 프로젝트 관리 (Project Management) 환경 안전 관리 (Environment & Safety) 코일 튜빙 시추 (Coil Tubing), 방향성 시추/수평시추 (Directional Drilling), 부지 시추 (Land Drilling) 해양 시추 (Offshore Drilling), 유정 서비스 (Well Service), 폐정 (Workover) 토목공학 (Civil eng) 부식 (Corrosion eng) 비용 평가 (Cost Estimating eng) 드릴링 (Drilling eng) 전자 공학 (Electrical eng) 탐사 공학 (Exploration eng) 현장 개발 (Field Development eng) 해양 공학 (Marine eng) 재료 공학 (Mechanical eng) 석유 공학 (Petroleum eng) 석유 물리 공학 (Petrophysical eng) 파이프 공학 (Pipeline eng) 생산 공학 (Production eng) 소프트웨어 공학(Software eng), 건축 공 학 (Structural eng) 해저 공학 (Subsea eng) 환경 실사(Environmental Due Diligence), 수처리(Water Treatment) 환경 모니터링(Monitoring) 예인선 (Anchor Handling Tugs), 바지선 (Barges), 대차 (Charter), 배달 (Delivery), 화물 운송 (Freight Forwarders), 중장비 운송 (Heavy Transport Vessels), 헬리콥터 (Helicopter), 포장 (Packers), 굴착기 운 반 예인선 (Rig Moving Tugs), 공급 및 선원선 (Supply & Crew Boat), 트럭 운송 (Trucking) 컨설턴트 (Consultants), 계약 (Contract), 알선 (Placement), 회계 (Accounting), 보험 (Insurance), 네트워 크 (Internet), 법률 자문 (Legal), 프로그래밍 (Programming) 배 (Boats), 헬리곱터 (Helicopter), 트럭 (Trucking) 폐정 (Abandonment) 편의 (Accomodations) 경매 (Auction) 발파 및 도색 (Blasting & Painting) 브로커 (Brokers) 음식 조달 (Catering) 시멘트화 (Cementing) 건축 (Construction) 다이빙 (Diving) 장비 관리 (Equipment Maintenance) 선박 제공 (Galley Supplies) 벌목 (Logging) 대여 (Rental) 탄성파 (Seismic) 조사원 (Surveyor) 기상 (Weather) 용접 (Welding) 2. 산업현황분석 - 화석연료 에너지자원 개발 산업은 세계적으로 수 백조원 규모로 형성되어 있는 거대 시장임 - 한국의 경우 국가 에너지자원 확보와 자주 개발율 제고를 위하여 공기업 주도로 유가스전 개발 사업 진 출이 적극적으로 추진되고 있으며, 최근 들어 금융 기관 등 재무투자자들도 유가스전 투자에 대한 관심이 급증하고 있음 - 에너지자원 개발 산업 분야는 각종 기술 자료 취득 및 해석, 지질/지화학 조사 및 탐사, 저류층 평가 및 개발, 생산, 시추 및 시추정 완결, 유 가스전 현장 운영 및 장비 개발에 이르는 다양한 전문 기술 분야로 이뤄져 있으며 국내 석유 개발 산업의 해외 투자 규모가 성장할수록 단계별로 지질 조사 및 탐사에서 현 장 운영에 이르기까지 그 수요가 급등할 것으로 판단됨 - 특히 현재 막대하게 유출되는 해외 유관 기술 활용 비용 절감과 국내 토종 유가스전 관련 기술 확보, 고 용 창출에 큰 역할을 감당할 것으로 사료됨. - 최근의 셰일가스 혁명은 유전개발 분야 뿐 아니라 부품 소재, 환경, 석유화학에 이르는 기존 강점 산업 분야의 신규 성장 동력 창출에 기여할 것으로 판단됨

145 에너지자원활용 - 화석연료 가. 환경분석 (1) 정치(Political) 국가 간 글로벌 자원확보 경쟁이 치열해지고 자원보유국의 자원민족주의가 재부각되면 서 자원전쟁이 본격화되고, 중국, 일본의 경우 막대한 해외투자를 통해 공격적으로 자 원을 확보하고 있어 글로벌 자원확보 경쟁은 날로 심화되고 있음 글로벌 경기침체로 축소경향을 보였던 자원 민족주의가 최근 부각되고 자원개발의 진 입장벽이 가중될 전망을 보이고 있으며, 베네수엘라, 에콰도르, 볼리비아 등이 자원산 업을 국유화하고 러시아, 알제리 등도 자원개발권의 국영기업 권리를 강화함으로써 자 원의 무기화 경향이 나타나고 있음 최근의 셰일 가스 혁명은 셰일 가스의 부존 특성 상 개발 관련 핵심 기술이 사업의 성 패를 좌우하고, 미국, 중국, 러시아 등 기존 산유국 간에 새로운 경쟁 심화를 가져오고 있으며 나아가 석유화학, LNG 산업 분야 등에도 큰 영향을 주기 시작하여 각 국이 관 련 에너지 자원 개발 관련 기술 개발에 전념을 하고 있으며 앞으로도 더욱 경쟁이 심 화될 것으로 예상됨 촉진 요인 글로벌 에너지 자원 확보는 세계의 새로운 개념의 전쟁이 되고 있어 자원은 무기화 하 는 경향이 있음. 또한 최근 셰일 가스 확보를 위한 국가간 관련 기술 확보 경쟁으로 인하여 에너지 자원 개발 기술 상업을 더욱 촉진시킬 것으로 전망함 친환경 정책 및 탄소배출권 등 천연가스 수요 급증에 따라 각국의 천연가스 발전, 천 연가스 자동차 등 수요가 증가하고 따라서 자원의 성공적 개발을 위한 각종 서비스 기 술 진작책이 꾸준히 나올 예정 저해 요인 석유가스 가격의 폭락 등 세계적인 경기 급락이 발생하지 않는 한 동 분야의 정치적 저해 요인은 없을 것으로 전망 (2) 경제(Economical) 많은 석유가스전 개발 기술들이 외국기업에 거의 전적으로 의존하여 국내 에너지 자원

146 전략분야 기술 시장의 발전을 저해하고 있는 실정으로 국내 에너지 자원 기술 제공 기업이 일부 수요를 감당할 경우 외화절감 및 기술적 파급효과 및 고용 창출 효과는 매우 클 것으 로 판단됨 촉진 요인 정부의 융자 관련하여 국내 에너지 자원 기술 회사 이용시 최대 10% 가점 부여 혜택 을 줌으로서 일부 자원 개발 기업에서 국내 기술 회사를 이용할 가능성이 증가하고 있음 외국기업에 비해 저렴한 기술 제공 비용은 경쟁력 제고에 도움이 됨 부동산 침체 등 국내 유망 투자처 상실에 따른 해외 대체 투자처 물색 수요가 급증하 여 금융 기관, 연기금 등 재무투자자의 생산 유가스전 투자가 증가할 것으로 예상되어 특히 사업평가 기술 수요는 갈수록 증가할 것으로 예상됨 저해 요인 아직 에너지 자원 개발 기업들은 선입견이나 내부 의사 결정 시 지명도 등을 이유로 외국의 에너지자원 기술 기업 선호 현상이 강함 대외적인 경기 급락, 환리스크 등 거시 경제 리스크는 여전히 수요 감소 요인 (3) 사회(Social) 이산화탄소 저감을 위한 천연가스 및 지열 등 청정에너지 수요는 필수 사항으로 되고 있으며, 포화된 IT기술 인력 등 경쟁 심화 분야 전문 인력의 융복합 성장 동력으로서 에너지 자원 개발 기술 분야 수요는 증가할 것으로 전망됨 촉진 요인 한국의 게임, 모바일 어플 등 IT 기술 및 환경 기술 등은 세계적 수준인데 반해 수요 시장이 상대적으로 적어 경쟁이 매우 심하며 만일 이 기술들이 에너지 자원 개발 기술 분야에 접목된다면 경쟁력을 갖춘 신규 서비스 기술로서 세계 시장에 진출 가능 자원개발특성화대학의 배출 인력들을 현장 지향적 에너지 자원 개발 기술을 습득하게 하여 유전개발 산업 각 분야에 진출시키는 아카데미 역할이 기대되며, 또한 수요 증가 에 따른 고용 창출도 기대됨

147 에너지자원활용 - 화석연료 저해 요인 사회적으로 유전개발 산업에 대한 인식이 낮고 활용 자원 개발 현장이 주로 외국이라 서 기술 수요가 주로 해외에서 발생하므로 국내 기업, 특히 중소기업이 해외에 진출하 여 기술을 제공하는데 어려움이 있음 (4) 기술(Technological) 자원민족주의의 급격한 확산과 자원가격의 불안정성에 대응하기 위해 국가적 차원의 안정적 자원확보 노력이 필요하며, 에너지 자원의 부존량이 적은 우리나라의 경우 에 너지 자원 개발 기술의 핵심원천기술을 확보하여 해외자원 개발을 추진하는 것이 무엇 보다도 주요한 과제라고 할 수 있음 셰일가스 혁명에 따라 자동차, 석유화학, 발전 등 단순 연료자원이 아닌 원료로서 수요 증가와 산업 구조 개편이 진행됨에 따라 에너지자원 개발 기술과 더불어 환경, IT, 기 계, 부품 소재, 석유화학 등 관련 파생 분야 기술에 이르기까지 집적적인 발전이 기대됨 촉진 요인 우리나라가 우위를 차지하고 있는 IT등을 결합한 디지털오일필드(전 세계 330조 시장), 환경 기술을 활용한 친환경 셰일가스 개발, 기계, 소재 등 강점 기술의 응용 등 저변 확대와 융복합에 의한 관련 기술 급성장 예상 셰일가스 개발에 수평 시추 및 수압 파쇄 등 현장 기술, 많은 시추공 소요에 따른 사업 성 분석, 개발 플래닝 등 투자 기업의 관련 기술 서비스 수요가 급증할 것으로 전망됨 국가에너지기본계획상에서도 자원개발 기술 분야의 집중 육성이 제시된 바 대학-연구 소-에너지자원 기술 기업에 이르는 연구 체계로 실용화 연구 진행이 예상됨 저해 요인 경험 부족과 석유가스전 개발 기술의 이해 부족으로 인식의 변화와 저변 확대에는 시 간이 필요함

148 전략분야 [화석연료개발 산업분야의 PEST 분석] 구분 주요이슈 단기(3년이내) 중장기(4년이상) 비고 정치 (P) 경제 (E) 사회 (S) 촉진 자원 전쟁, 자원 무기화에 의한 글로벌 경쟁, 셰일가스혁명에 따른 확보경쟁 상 중 하 상 중 하 저해 세계 경제의 불확실성 상 중 하 상 중 하 촉진 정부의 에너지 자원 개발 기술 육성 정책 상 중 하 상 중 하 저해 외국기업선호 상 중 하 상 중 하 촉진 융복합 기술수요증가 상 중 하 상 중 하 저해 낮은인식도 상 중 하 상 중 하 갈수록 국가간 경쟁 심화 토종 기술 활용에 따른 이미지 개선 기술 (T) 촉진 기술 자립화 및 원천기술 확보 수요증가 상 중 하 상 중 하 저해 낮은 이해도 및 기술 교류 상 중 하 상 중 하 융복합 연구 강화 나. 산업특징 및 구조 (1) 산업의 특성 화석연료 산업은 석유가스전 개발의 핵심 경쟁력 분야로서 대형 메이저급 회사에서부 터 지역의 군소 서비스 회사에 이르기까지 다양한 형태로 존재함 - 화석연료 개발 시 소요 비용의 90%가 기술 비용으로 사용될 만큼 광구 선정 단계에서 유가스전 현장 운영에 이르기까지 절대적인 부분을 차지함 - 최근 셰일 가스 혁명에 따른 수요 증가로 시장은 더욱 성장하고 있으며 국내 기업 및 금융기관의 투자 확대로 인하여 유전 개발 투자 관련 기술 시장도 점차 성장하는 추 세임 (2013년 현재 23개 자원개발서비스기업이 해외자원개발협회에 등록한 상태) 화석연료 산업의 기본적인 개념은 석유가스전 개발 사업의 전 단계에서 자원 사업 투 자자 혹은 사업자의 성공적인 사업 진행을 위한 각종 기술을 제공하는 지식 기반의 기 술 산업을 지칭함. - 자원개발기업에게 매입, 운영, 매각 전 단계에서 기술제공, 사업평가, 현장운영 등을 외주 제공함으로써 자원개발 사업의 성공을 위한 중추적인 역할을 수행하고 있음 - 표면상으로는 화석연료 자원개발 투자기업(석유공사, 광물공사, SK 에너지, 대우 인터 내셔날, 삼성 물산, GS 칼텍스 등)이 부각되나, 실제로는 석유가스전개발 기술기업이 외주를 통해 사실상 사업 대부분을 대행

149 에너지자원활용 - 화석연료 (2) 산업구조 후방위 산업 화석연료 개발 산업 전방위산업 - 지질/지구물리 조사 산업 시추 및 생산 기술 산업 - 시추선 건조 산업 - 시추장비 제조 산업 - 부품 소재 산업 - 환경 산업 - 컴퓨터 및 기타 IT산업 - 전통 석유 가스 탐사, 개발, 시추, 생 산, 운영 산업 - 비전통 석유 가스 탐사 개발, 시추, 생산, 운영 산업 (셰일 가스, 셰일 오 일, 석탄층 가스, 치밀 가스, 오일 셰 일등) - 유가스전 금융 투자 산업 - 정유 및 정제 석유 화학 산업 - 석유/ 가스관 플랜트 산업 - 석유/가스 저장소 설계 및 비축기 지 구축 산업 [화석연료 개발 산업의 연관 산업(전후방산업)구조] 화석연료 산업은 한국석유공사, 한국가스공사, 한국광물자원공사 등 공기업과 에너지 자원개발 대기업 위주로 성장하였으며, 대규모 투자 금액을 바탕으로 기초 탐사부터 생산까지 대단위 규모로 운영되어 왔으나, 주로 탐사 위주에 집중 되었으며, 국내 자원 개발 기술 산업의 기반 부족으로 해외 자원개발 기업에 전적으로 의존하는 형태 - 투자의 양적 확대와 투자자 다변화로 인하여 전문성이나 경험이 부족한 투자자들을 대상으로 한 지질 조사 및 탐사, 지구물리 탐사 및 자료 해석, 사업 중개 및 현장 기 술 지원 등 에너지 자원 기술 산업이 출현 - 기술제공 분야에서는 탐사자료 취득 처리 해석, 시추 위치 선정 및 시추 등 전문적 기술용역 제공 서비스, 전문 S/W 및 장비를 활용하여 지질조사, 탐사, 채굴활동을 수 행함 - 사업평가 분야에서는 해당 자원개발 사업의 사업성과 대상 광구의 매장량을 평가하여 매장량 보고서를 작성하고, 현지 실사 및 자산 중개 기술을 제공함 - 또한 유가스전 운영 분야에서는 운영권을 가진 투자자를 대신하여 광구개발 전반적 업무 대행으로 나누고 있음 화석연료 산업의 전방위 산업으로는 전통 석유, 가스전 개발 산업, 셰일가스/오일 개발 산업, 석유가스전 금융 투자 산업, 지하수 및 지열 개발 산업, 시추선건조 사업을 포함함. 화석연료 산업의 후방위 산업은 석유가스전개발의 원천 기술인 지질/지구물리 조사 산 업, 시추 및 생산 기술 산업, 시추선 건조 산업, 시추장비 제조 산업, 부품 소재 산업, 환경 산업, 컴퓨터 및 기타 IT산업 등으로 우리나라의 경우 IT, 정밀 기계 제조, 강판, 강관, 환경 산업은 외국에 비해 산업의 강점을 보유하고 있음 - 전방위 산업은 석유가스전 개발 산업을 통해서 형성되는 산업으로 석유가스전 금융 투자 산업, 정유 및 정제 석유 화학 산업, 석유/ 가스관 플랜트 산업, 석유/가스 저 장소 설계 및 비축기지 구축 산업을 들 수 있음

150 전략분야 [화석연료 분야의 공급망 분석 및 주요업체] 에너지자원 탐사/개발 기술 사업평가 기술 현장운영 기술 주요내용(설명) 지질, 지화학 탐사, 지질, 지화학 시료 분석 및 해석, 탄성파 자료 취득, 분석 및 해석, 물리 검증 및 자료 해석, 저류층 물성 측정 및 특성화, 석유 가스전 생산, 유 가스 회수 증진 등 에너지 자원 개발 관련 탐사, 자료 해석 및 개발 산업 매장량 평가 및 석유가스전 사업성, 기술성 평가. 현장 실사, 가치 평가, 매입 매각 가치 산정, 투자, 개발, 운영 산업 석유가스전 현장 운영 대행, 프로젝트 관리 및 3자 운영 감사, 추가 개발, 수압파쇄 및 시추 기술 제공, 환경 오염원 제어 기술 산업 주요업체 대기업 (수요기업) 중소기업 석유공사, 가스공사, SK, GS 칼텍스, 대우 인터내셔날, LG 상사, 삼성물산, 아주통상 등 국내 주요 기업 오일퀘스트, 지하정보기술, 지오스캔, 한진디엔비, 드릴링서비스, 에코리서치, 에너지홀딩스그룹 등 국민연금, 무역보험공사, 우정사업본부, 생보사, 은행 에너지홀딩스그룹, 에코리서치, 한국에너지이엔피 등 에이티넘파트너스 에너지홀딩스그룹, 에코리서치, 지오스캔, 드릴링서비스, 이케이오일앤가스 등 3. 시장분석 년부터 2035년간 세계 석유가스전 분야 총 투자는 10.2조 달러에 이를 것이며, 이중 화석연료 개발 산업의 87%를 차지할 전망하고 있음 - 일반적으로 사업성 평가 기술 시장은 석유가스전 거래 및 투자 규모의 약 10%를 형성하고 있음. 따라서 2010년 2035년간 세계 석유가스전 분야의 총 투자 금액이 10.2조 달러임을 감안하면 사업성 평가 기술의 경우에는 1조 달러 시장으로 추정하고 있음 - 반면 국내의 화석연료 개발 산업은 2000년대 초반까지 한국석유공사 등 자원개발 공기업과 일부 종합상 사 주도하에 탐사 사업 위주로 진행되어 왔고, 유망광구 발굴, 탐사 및 개발, 시추, 생산, 운영의 기술분야 는 거의 전 단계에서 전적으로 외국의 자원개발 기술 기업에 의존하여 왔음 - 국내의 화석연료 개발 기업은 아직 국제적인 서비스 기업에 비해 규모도 적고, 영세한 수준이지만 정부 차 원의 지원에 힘입어 해외 에너지 자원 탐사/개발생산/ 평가 및 운영 분야의 기술 지원을 추진하고 있음 가. 시장현황 및 전망 화석연료 개발 기업은 유망광구의 지질, 지화학 조사에서부터 정유소 건축까지 매우 다양하고 광범위하며, 엔지니어링에서 자금 조달, 회계, 법률 검토 까지 유전개발 산업 의 전주기의 밸류 체인에 각 분야별로 지원하고 있음 - 세계 시가 총액 50대 기업에 슐럼버제이(Schlumberger)와 핼리버튼(Haliburton)등의 주요 에너지 자원 개발 기술 기업이 포함될 정도로 주요 기업으로 성장하였음. 이들 에너지자원 개발 기수 기업은 지질, 지화학 조사, 물리탐사와 현장서비스를 출발로 하 여 이제는 석유가스전개발 전 분야의 핵심 기술을 제공하는 회사로 성장하였음 - 특히 최근 들어 비전통 셰일 가스에 대한 투자가 급증하고 있으며, 셰일 가스 특성 상

151 에너지자원활용 - 화석연료 수많은 추가 시추공 시추가 요구되며, 공당 300~400만달러의 유전개발 기술 비용이 소 요됨 년부터 2035년간 세계 석유가스전 분야 총 투자는 10.2조 달러에 이를 것이며, 이 중 유전개발 기술 제공 산업 부분이 87%를 차지할 전망을 하고 있음 (IEA 2012, World Energy Outlook 2012) 사업성 평가 기술의 경우 대규모 인력이나 장비가 필요 없는 컨설팅 기술로 매출 규모 가 상대적으로 작지만 1인당 매출 규모가 매우 높은 전형적인 지식 기반 서비스 기업 의 강점을 보이고 있음 - 일반적으로 사업성 평가 기술 시장은 석유가스전 거래 및 투자 규모의 약 10%를 형성 하고 있음 년 2035년간 세계 석유가스전 분야의 총 투자 금액이 10.2조 달러임에 따라 사업 성 평가 서비스의 경우에는 1조 달러 시장으로 추정하고 있음 현장 운영 기술의 경우에는 시추, 수압파쇄, 유정 완결 등이 주요 기술 분야임 - 비전통 석유가스전 개발의 영향으로 탐사, 생산 (E&P: Exploration and Production) 사업이 급속히 확대됨에 따라서 기술 제공 수요도 크게 증가하고 있음 - 전 세계 연평균 석유 시추선(rig)수는 2009년 2,309개에서 2011년 3,463개로 급증하였으 며, 2012년에도 3,675개로 증가, 연평균 20%의 증가 추세를 나타냄 - 시추, 수압파쇄, 유정 완결 등의 기술 서비스 중 비전통 석유가스전의 기술 제공비용 은 공당 300에서 400만달러 사이며, 신규 생산정의 개발 규모는 2009년 763공에서, 2010년에 1,386공으로 2배 가까이 성장하였음 - 비전통 유가스전의 강세에 따라 연간 1,500여개의 비전통 유가스전 개발이 추진될 것 으로 전망 되며, 연간 60억달러 규모의 시장을 형성할 것으로 전망하고 있음 후방위 산업은 북미의 비전통 석유가스전 개발 활성화에 따라 북미에서 석유가스 산업 용 튜브와 파이프 라인 강재 산업이 강세를 보이고 있음. - 강재의 판매량은 연간 2배 증가, 제품 가격은 톤당 1,494 달러에서 1,612 달러 규모로 연간 8% 상승 (2010년에서 2011년) 년도 3,510만톤에서 2020년에 5,950만톤으로 전망하고 있음 - 일반적으로 사업성 평가 서비스의 시장은 석유가스전 거래 및 투자 규모의 약 10%를 형성하고 있음 - 환경 산업의 경우에는 비전통 석유가스전 개발의 특성에 따라 수처리 공정이 필수적 이며, 수처리 장비의 시장은 2012년도에 51.7백만달러에서 2017년도에는 139.4백만달러 로 성장할 것으로 전망하고 있으며, 고성능 수처리 장치의 시장은 2013년도의 8백만달 러에서 2017년에는 4배인 32백만달러으로 성장할 것으로 내다보고 있음 (AWI/GWI 2012년도 Report)

152 전략분야 전방위 산업은 북미의 석유가스전개발에 따른 관련 석유가스전 관련 플랜트 같은 인프 라 시장이 강세를 나타나고 있음 - LNG 플랜트 산업 규모는 2008년에서 2030년까지 100개 플랜트가 구축될 예정이며, 3,420억달러로 전망하고 있음 [화석연료 개발 시장 현황 및 전망] (단위: 억달러) 구분 년도 성장률(%) (2012~2017) 세 계 시 장 전통 에너지 자원 개발 기술 산업 비 전통 에너지 자원 개발 산업 석유 가스 탐사, 개발, 시추, 생산, 운영 산업 셰일가스, 셰일 오일, 석탄층 가스, 치밀 가스, 오일 샌드의 탐사, 개발, 시추, 생산, 운영 산업 42,767 45,000 47,000 50,000 52,000 55, % 10,650 20,000 30,000 35,000 40,000 55, % 국 내 시 장 전통 에너지 자원 개발 기술 산업 비 전통 에너지 자원 개발 산업 석유 가스 탐사, 개발, 시추, 생산, 운영 산업 셰일가스, 셰일 오일, 석탄층 가스, 치밀 가스, 오일 샌드의 탐사, 개발, 시추, 생산, 운영 산업 % % 나. 무역현황 화석연료분야의 주요 수출입 품목은 무연탄, 부탄, 프로판, 기타석유제품, 기타석탄 등 화석연료 자체를 뽑을 수 있는데, 대부분 수입에 의존하고 있고 전반적으로 교역량이 크게 증가하고 있음. [화석연료 전략분야 품목별 수출현황] (단위: 천달러) 품목 구분 수출현황 , ,184 2,913 무연탄 수입현황 406, , , ,069 1,015,544 1,775,077 1,360,548 무역특화지수 수출현황 82,684 78,454 92,383 96, , , ,445 부탄 수입현황 1,112,902 1,494,074 2,601,314 1,679,909 2,282,378 2,975,402 2,839,117 무역특화지수 수출현황 18,106 15,564 18,182 7,245 58,296 46, ,015 프로판 수입현황 1,447,045 1,603,044 2,139,603 1,366,221 2,030,380 2,685,203 2,737,205 무역특화지수 수출현황 497, , , ,112 1,429,020 1,316,206 1,696,569 기타석유제품 수입현황 258, , , , , ,105 1,156,347 무역특화지수 수출현황 ,886 기타석탄 수입현황 144, , , , , , ,147 무역특화지수 * 무역특화지수 = (상품의 총수출액 - 총수입액) / (총수출액 + 총수입액)

153 에너지자원활용 - 화석연료 다. 글로벌 수출입 유망품목 2012년 글로벌 수출입 유망품목은 국내외 수출입 규모와 성장률, 관세율, 특허출원동향 을 바탕으로 품목 경쟁력, 품목 유망성, 시장성, 기술성, 중소기업 적합성 등을 분석하 여 도출됨. 화석연료분야에서는 수출입 유망품목이 도출되지 않음. 라. 업체동향 (1) 해외 주요 업체 동향 화석연료 개발 기업 중, EQT Corporation(NYSE에 상장된 Fortune 500대 기업, 직원 1,800명, 영업이익 약 달러1.32B)은 피츠버그에 기반을 둔 북미의 대표적인 천연가스 기업 - 아팔라치안 분지의 가장 큰 천연가스 E&P회사이자 셰일 가스, 치밀 가스 및 석탄층 메탄(CBM)을 개발 하고 있음 년경 326개의 수평시추를 하였고 그로 인하여 EQT의 아팔란치아 추정(probable) 매장량의 28%가 증가하는 현상을 보였음 - 동부 켄터키, 북웨스트 버지니아와 남서 펜실베니아에 700마일길이의 수송파이프라인 을 구축하고 있음 년까지 EQT가 직접 혹은 간접적으로 14,000여개의 고용창출 하였고 이 회사가 운 영하는 4개 주(캔터키, 펜실베니아, 버지니아, 서부버지니아)에서 13.4억달러에 달하는 경제적 가치를 창출하였음 사업성평가 기술 기업 중, GCA는 1962년도 설립된 대표적인 기업으로 북미, 아시아, 남미 지사 등 전 세계에 250~275명의 전문 엔지니어를 보유한 기업 - 휴스턴 본사의 경우 직원 45명이며, 연 매출 1,700만달러로 1인당 매출이 40만달러로 서 전문 인력 중심의 컨설팅업으로 제조업과 달리 인건비 이외에 특별한 원가나 비용 없음을 고려하면 고부가 지식 산업을 주도하고 있음 현장 운영 및 대행 산업에서 대표적인 시추 기술 기업인 Nabors Industries LTD. 사는 1987년에 설립된 회사로, 시추 서비스업으로 연 매출 달러5,271백만으로 E&P 서비스 전체 기업 중 연매출 6위인 회사임 - 알래스카, 캐나다, 미국의 로키 산맥 등에서 시추 서비스를 시작한 이래 현재 300개의 시추 설비를 구축하였고 28,000명의 직원을 고용하는 규모로 성장 하였고, 북미에서 600여개의 지역에서 시추를 완료하고 Workover(개보수) 기술 제공을 하고 있고 현재 510여개의 지역에서 시추 기술 대행을 진행하고 있음

154 전략분야 (2) 국내 주요 업체 동향 국내의 화석연료 산업은 2000년대 초반까지 한국석유공사 등 자원개발 공기업과 일부 종합상사 주도하에 탐사 사업 위주로 진행되어 왔고, 사업입수-평가-운영의 거의 전 단 계에서 전적으로 외국의 자원개발 기술 기업에 의존하여 왔음 - 국내의 화석연료 개발 기업은 아직 국제적인 서비스 기업에 비해 규모도 적고, 영세한 수준이지만 재무투자자의 투자 안내, 기본적인 제3자 평가, 현장 운영 노하우 축적, 기 술 자립, 인력 양성 등 여러 강점을 기대할 수 있어서 정부 차원에서도 해외 자원개 발 사업에 소요되는 자금의 융자기준 (지식경제부 고시 제 호) 제 7조 제4항에 근거하여 다양한 육성 및 지원 전략을 추진하고 있음 - 해외자원개발협회는 현재 자원개발 기술기업에 대해 등록제를 진행하고 있는데, 2012 년 9월 현재 총 23개 기업이 등록을 한 상태 에너지홀딩스그룹은 2004년에 설립된 국내 최초의 민간 석유가스전 개발 기업으로, 석 유가스전 개발에 따른 사업성 평가 기술 제공을 기반으로 성장하였음 - 에너지홀딩스그룹은 석유공사의 베트남 15-1 유전을 대상 자산으로 하여 2006년 달러 214million규모로 설정된 정부 1호 공모유전펀드의 기술 자문을 시작 - 지난 5년간 한국 민간 투자 sector에 의한 북미 생산 유전 투자의 80% 약 달러 1Billion(1조 1천억원) 규모의 생산 유전 매입, 시추투자프로그램, E&P 회사 인수 등 유망 투자 사업의 소개 및 거래 자문을 수행하였음 - 교육컨설팅, 광산 프로젝트 소개 및 시추 수압파쇄 등 현장 서비스로 사업 영역을 확 장하고 있으며 이를 위하여 세계적 광산시추기 제조업체 디엔비와 JV를 설립하였고 북미의 수압파쇄 및 시추 서비스 업체와의 JV를 추진 중 지하정보기술은 1998년에 설립된 지질 조사 업체로 2000년대 후반 들어 유가스전 탐 사 자료 취득 및 해석 분야로 영역을 넓히고 있으며, 광산 탐사 및 광해 방지 사업에 도 진출하고 있음 지오스캔은 2002년에 설립된 지질 조사 업체로 2010년부터 비재래가스전 탐사 분야로 영역을 넓혀, 몽고 CBM 현장조사, 셰일가스 R&D등에 참여하였으며, 자원 탐사로 인 한 환경 분제 해결 사업에도 진출하고 있음 오일퀘스트는 2009년 설립된 유가스전 탐사기술업체로서 석유공사 등 공기업과 대기업 의 탐사 자료 해석이나 탐사 사업 매장량 평가를 수행하고 있음. 신스지오피직스는 서울대학교 벤처기업으로 2006년 설립되었으며 BP 등 메이저회사의 탐사 모듈의 알고리즘 개발 등의 사업을 수행하고 있음

155 에너지자원활용 - 화석연료 에코리서치는 2012년 설립된 에너지자원 환경 서비스 기업으로 셰일가스 수처리 장비 개발 등 연구 개발 사업에 참여 중임. [화석연료분야 주요 제품의 국내 업체 현황] 중분류 세부제품 대기업 중소기업 중소기업 주요 참여영역 중소기업 참여 정도 중소기업 점유율 탐사관련 기술 KNOC, KOGAS, SK, 대우인터내셔날, GS 칼텍스, 삼성물산 등 오일퀘스트, 신스지오피직스, 지오스캔, 지하정보기술 일부 기술 모듈 개발 환경관련 기술 - 에코리서치그룹 에너지홀딩스그룹 모듈 개발 장비 개발 기술제공 공학관련 기술 KNOC, KOGAS, SK, 대우인터 에너지홀딩스그룹 오일퀘스트 일부모듈개발 자료 해석 씨스템 구축 교육 해외자원개발협회 에너지홀딩스그룹 오일퀘스트 유전개발사업교육 시추 장비 제조 - 한진디엔비 장비제조 S/W 개발 에너지홀딩스그룹 신스지오피직스 지오스캔 카프나 S/W 개발 관련 교육 사업평가 매장량평가 기술 KNOC, KOGAS, SK, 대우인터 에너지홀딩스그룹 오일퀘스트 중개 및 거래 - 에너지홀딩스그룹 매장량 평가 기술 사업발굴 거래자문 현장운영 유가스전 운영 기술 - 에너지홀딩스그룹 한국에너지이엔피 펀드투자자산 운영대행 * 참여정도는 주요제품 시장에 참여하는 중소기업의 참여규모와 정도(업체수, 비율 등)를 고려하여 5단계로 구분 (낮은 단계:, 중간 단계(,, ) 높은 단계: ) 4. 시사점 및 제언 화석연료 산업은 국가에너지자원 확보의 비타민 역할을 할 뿐 아니라 셰일 혁명에 따 른 각종 연관 산업의 신수종 사업 진출의 교두보 역할을 수행할 지식기반 기술 산업으 로서 유전개발사업 총 소요비의 90%가 기술 제공 분야에 집중될 만큼 천문학적 시장 규모의 산업임 화석연료 개발 사업은 국가의 에너지 안보 차원에서 필수적인 참여 분야이면서 최근 들어 국내 유망 투자처 상실에 따른 대체 투자 분야로서 금융기관 등 재무투자자에게 도 매우 중요한 투자 분야가 되고 있음

156 전략분야 그러나 대부분의 석유가스전 사업 진출 및 운영 단계에서 외국의 기술 기업들에 거의 전적으로 의존하고 있어서 막대한 기술 비용 유출, 노하우 축적 상실, 유망 사업 자주 발굴 상실과 관련 인력 양성 실패가 반복되고 결과적으로 성공적 사업 수행에 큰 악영 향을 미치고 있음 한국의 경우 토종자원개발기술기업은 2004년 에너지홀딩스그룹을 출발로 2013년 7월 현재 28개 기업이 해외자원개발협회에 등록되어 있으며 아직 중소기업 수준임 국내 토종 화석연료 개발 기업의 경우 대부분 유전개발 경험이 거의 없는 기업이나 재 무투자자를 대상으로 지질 조사 및 탐사, 사업 발굴, 교육, 거래 자문, 매장량 평가, 기술 자료 해석 등을 수행하고 있으며 일부 서비스기업은 공기업이나 공적 금융기관을 대상으로 교육 훈련, 전략 자문, 투자 자문 등의 역할을 수행 중임 국내 토종 화석연료 개발 기업들은 아직 그 영향력이 크지 않지만 사업 평가 분야는 이미 재무투자자들을 상대로 큰 역할을 감당하고 있으며, 향후 해외 기술 의존 탈피에 의한 수입대체효과, 고용 창출, 전문 기술 자립화를 통한 양질의 유가스 사업 확보, 국 가 에너지 자립도 증가, 환경 등 연관 파생 분야 시너지 등 신성장 동력으로서 큰 사 업 기회를 선사하는 만큼 짧은 시간 안에 관련 산업을 도약시킬 수 있는 정부와 산업 체의 노력이 절실히 요구되는 시점임 - 셰일가스 혁명에 힘입어 탐사, 시추, 생산 등 밸류 체인상의 각종 기술 제공 뿐 아니 라 시추 강관 등 부품 소재, 수처리 등 환경, 디지털 오일 등 IT 기술의 융복합 산업 으로 성장 예상되므로 기존의 강점 산업군을 결합 한 융복합 지원책 마련이 필요함 셰일가스 혁명의 영향으로 정확한 회수 가치 산출, 최적 시추 기획, 분지 해석, 매입 후 운영 시스템 구축 등 투자 단계와 운영 단계에서 기술을 제공해 줄 관련 기업체가 절대적으로 필요하고 그 수요가 시급을 요하며 급증할 것으로 예상됨. 따라서 토종 에 너지 자원 개발 기술 기업들이 글로벌 경쟁력을 갖추도록 공기업의 용역 수행기회 부 여, 각종 정부 R&D 참여 등 수요 기반을 확대시킬 수 있는 국가 정책이 필요함 - 에너지 자원 개발 기술 기업들에 대한 각종 정책 지원, 금융/세제 혜택 마련 - 금융 기관이나 기업 등 유전개발 투자를 원하는 수요자에게 교육 및 홍보를 할 수 있 는 국가 차원의 노력 필요

157 에너지자원활용 - 화석연료 [화석연료 분야 주요 제품] 분야 제품 설명 출처 산업기술분류코드 대분류 중분류 소분류 전통형 석유가스 전통적인 생산방식을 이용한 육상의 석유가 스전을 통해 대규모로 개발 운영 생산되는 석유가스 전문가 화석연료 에너지자원 개발기술 한계형 석유가스 일반적인 환경이 아닌 한계상황인 극지, 심 해, 오지 등지에서의 석유가스전을 통해 개 발 운영 생산되는 석유가스 전문가 화석연료 에너지자원 개발기술 화석연료 비전통형 석유 전통적인 기술이나 방식으로는 생산이 불가 능하고 채산성이 없는 오일샌드(Oil sand), 셰일오일(Shale oil), 초중질 오일(Heavy oil), 치밀 오일(Tight oil) 등과 같은 석유 전문가 화석연료 에너지자원 개발기술 비전통형 가스 전통적인 기술이나 방식으로는 생산이 불가 능하고 채산성이 없는 셰일 가스(Shale gas), 석탄층 가스(CBM), 치밀 가스 (Tight gas) 등 과 같은 가스 전문가 화석연료 에너지자원 개발기술

158 - 화석연료 화석연료 전략제품 분석

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160 전략제품 화석 연료 1. 개요 - 정의 : 화석연료 에너지 자원을 개발하는 넓은 범위의 기술로서 전통 석유 가스 자원의 탐사, 개발, 시추, 생 산, 운영 기술개발 및 시스템 구축과 비전통 가스 자원의 탐사, 개발, 시추, 운영 기술 개발을 말함. - 범위 : 화석연료 에너지 자원에 대한 중 소 규모의 조사, 탐사, 개발, 생산 기술로 기존의 전통적인 탄화 수소 뿐만이 아니라 셰일가스(shale gas), 석탄층 메탄(Coal Bed Methane: CBM), 치밀 저류층 가 스(tight reservior gas), 가스하이드레이트 (gas hydrate) 등 비전통 가스 자원에 대한 탐사, 개발, 생산, 관련 장비 제조 산업을 포함함. 가. 정의 및 필요성 비전통 에너지자원의 지질학적인 정의는 기존의 석유 씨스템의 구성요소인 근원암, 이 동, 저류층, 트랩, 덮개암중의 하나 혹은 그 이상의 요소가 부족한 탄화수소 자원을 의 미하고 공학적으로는 기존의 석유가스개발 기술로 생산 가능한 자원을 제외한 화석연 료를 정의함. 비전통 에너지 자원은 비전통 석유와 비전통 가스로 나뉘어지며 비전통 가스자원은 셰 일가스(shale gas), 석탄층 메탄가스 (CBM, coalbed methane), 치밀 저류층 가스(tight reservoir gas), 가스하이드레이트(gas hydrate) 등을 포함함. [전통 및 비전통 석유 가스 자원의 개념도] 셰일 자원 중 셰일 가스의 원시 매장량은 700조 m3, 가채 매장량은 187조 m3 로 인류 가 최대 200년간 사용할 수 있는 양으로 전통 가스의 매장량(187.1조 m3)과 같은 양의 셰일 가스가 지구상에 매장되어 있는 것으로 파악되었음

161 에너지자원활용 - 화석연료 - 화석연료 [전세계 셰일 가스 매장량 및 지역, EIA 2012] 미국은 셰일가스로 인해 세계 제1위 가스 생산국이 되었으며 미국 내 가스 값의 하락 으로 셰일가스 산업은 미국 내의 경기회복이 중추 산업으로 급부상하고 있고 값싼 셰 일 가스를 이용한 전력생산을 통해 미국 내의 모든 제조업의 경쟁력이 높아지고 있음. 석탄층 메탄가스 (coalbed methane; CBM)는 지하심부에 매몰된 식물이 고온 고압 환 경에서 석탄화되는 과정에서 형성된 가스, 세계 매장량은 9,051Tcf 이고 95% 이상이 메탄가스로서 가격이 저렴할 뿐만 아니라 청정한 화석연료로 분류됨. 석탄층가스는 석탄이 탄화될 때 생성되는 가스이며 석탄자원이 존재하는 곳에서는 항 상 존재하므로 세계적으로 고르게 분포하고 있는 석탄자원과 마찬가지로 광범위한 지 역에 널리 분포됨. 석탄이 매장되어 있는 70여 개의 나라에 석탄층가스 생산 가능성이 존재하지만, 미국, 캐나다, 중국, 호주 등에서는 이미 상업적인 생산을 하고 있고 아시아 국가로는 인도네 시아, 베트남, 미얀마, 캄보디아, 카자흐스탄, 인도 등이 유망함

162 전략제품 [석탄층의 세계 분포] 치밀 저류층 가스(tight reservoir gas)는 투과율이 0.1 md 미만인 저류층에 가스가 배 태되어 있는 것으로 셰일 가스전과 유사하나 셰일가스는 저류층이 근원암인 셰일인데 비해 치밀가스층은 근원암과 저류층이 다르다는 점이 다름. - 세계의 치밀 저류층 가스의 매장량은 1,200 TcF 에 달함. 가스 하이드레이트는 영구 동토나 심해저의 저온과 고압(0 26atm, 10 76atm) 상 태에서 천연가스가 물과 결합해 생긴 고체에너지원으로 외견상 드라이 아이스와 유사 하고 불타는 얼음이라 불리기도 함. 전세계의 매장량은 약 10조톤 추정 (LNG 환산톤 기준)되고 있고 전 세계 영구 동토지 역과 심해저 퇴적층에 광범위하게 분포하며 시베리아, 알라스카 등 동토층과 일본 해 역, 미국 동부 해저, 캐나다 밴쿠버 해저, 뉴질랜드 심해저, 한국 등 300m 이상의 심해 저에서 부존이 확인되고 한국, 미국, 일본, 카나다 등에서 실물 가스 하이드레이트가 채취됨. 나. 범위 및 분류 (제품 분류 관점) 화석연료 개발 기술은 전통 석유/가스 조사, 탐사, 개발, 생산, 시추 기술로 기존의 전통적인 석유/가스 탐사 개발 뿐 만이 아니라 셰일가스(shale gas), 석 탄층 메탄(Coal Bed Methane: CBM), 치밀 저류층 가스(tight reservior gas), 가스하이 드레이트 (gas hydrate) 등 비전통 가스 자원에 대한 조사, 탐사, 개발, 시추, 생산 기술 등으로 구성됨

163 에너지자원활용 - 화석연료 - 화석연료 화석연료는 크게 전통 석유 가스, 한계형 석유 가스, 비전통형 석유, 비전통형 가스로 구분되며, 전통형 석유 가스는 지질/지화학 조사 및 탐사, 탄성파 탐사, 전기/전자 탐 사, 자력 탐사, 탐사자료 전산처리 및 자료 해석, 시추공 설치/개보수/폐공, 시추선 운 영, 수압파쇄 기술, 시추공 내 물리검층 수행 및 지층의 물리적 특성 도출, 초기 부존 량 파악을 위한 생산성 시험, 미래 생산추세 예측을 위한 유정의 물리적 특성 해석, 시 추 코어 및 암편의 지질, 지화학, 물성 분석, 육상, 해상 광구개발 설계, 유전 환경 평 가, 수처리, 모니터링, 분석 장비, 시추기, 탐사/시추선 등을 포함함. - 비전통형 가스는 셰일가스(shale gas), 석탄층 메탄(Coal Bed Methane: CBM), 치밀 저 류층 가스(tight reservior gas), 가스하이드레이트 (gas hydrate) 등 비전통 가스 자원 에 대한 조사, 탐사, 개발, 시추, 생산 기술로 구성되어 있음. - 셰일 가스는 지질/지화학 조사 및 탐사, 물리 탐사 자료 처리 및 해석, 저류층 평가, 시추공 설치, 수압파쇄 기술, 시추공 내 물리검층 수행 및 물리적 특성 도출, 시추코어 및 암편 채취 후 지질, 지화학, 물성분석, 지하수 환경 평가, 수처리, 모니터링, 수평 시추 장비 제조, 수압 파쇄 장비 제조 등을 포함함. - 또한 석탄층 메탄 가스는 지질/지화학 조사 및 탐사, 물리 탐사 자료 처리 및 해석, 석탄층 가스 분석, 석탄층 물선(균열) 파악 기술, 석탄층 메탄가스 자원량, 매장량 및 생산성 평가 기술, 시추공 설치/개보수, 수평시추 기술, 생산 예측 시뮬레이션 공정, 시추공 내 물리검층 수행 및 물리적 특성 도출, 석탄층 코어 및 암편 지질, 지화학, 물 성분석, 수처리, 현장 시험 생산 및 생산성 향상 예측 기술 등을 포함함. [화석연료 분류 관점의 세부 제품 범위] 대분야 중분야 세부 제품 화석연료 전통 석유 가스 셰일 가스 석탄층 메탄 가스 치밀 저류층 가스 가스 하이 드레이트 탄성파 탐사, 전기/전자 탐사, 자력 탐사, 탐사자료 전산처리 및 자료 해석, 시추공 설치/개보수 /폐공, 시추선 운영, 수압파쇄 기술, 시추공 내 물리검층 수행 및 지층의 물리적 특성 도출, 초 기 부존량 파악을 위한 생산성 시험, 미래 생산추세 예측을 위하여 유정의 물리적 특성 해석, 시추 코어 및 암편 채취 후 지질, 지화학, 물성 분석, 육상, 해상 광구개발 설계, 장비 선정, 유 전 환경 평가, 수처리, 모니터링, 분석 장비, 시추기, 탐사/시추선 등 지질/지화학 조사 및 탐사, 물리 탐사 자료 처리 및 해석, 저류층 평가, 시추공 설치, 수압파쇄 기술, 시추공 내 물리검층 수행 및 물리적 특성 도출, 시추코어 및 암편 채취 후 지질, 지화학, 물성분석, 지하수 환경 평가, 수처리, 모니터링, 수평 시추 장비 제조, 수압 파쇄 장비 제조 등 지질/지화학 조사 및 탐사, 물리 탐사 자료 처리 및 해석, 석탄층 가스 분석, 석탄층 물선(균열) 파악 기술, 석탄층 메탄가스 자원량, 매장량 및 생산성 평가 기술, 시추공 설치/개보수, 수평시 추 기술, 생산 예측 시뮬레이션 공정, 시추공 내 물리검층 수행 및 물리적 특성 도출, 석탄층 코 어 및 암편 지질, 지화학, 물성분석, 수처리, 현장 시험 생산 및 생산성 향상 예측 기술 등 지질/지화학 조사 및 탐사, 물리 탐사 자료 처리 및 해석, 시추공 설치/개보수, 수압파쇄 기술, 시추공 내 물리검층 수행 및 물리적 특성 도출, 시추코어 및 암편의 지질, 지화학, 물성분석, 유 전 환경 평가, 수처리, 모니터링 등 지질/지화학 조사 및 탐사, 물리 탐사 자료 처리 및 해석, 시추공 내 물리검층 수행 및 물리적 특성 도출, 시추코어 및 암편 채취 후 지질, 지화학, 물성분석, 가스 하이드레이트 매장량 평가 기술, 가스 하이드레이트 생산 기술 (감압법, 열수 주입볍, 인히비터 주입법, 이산화 탄소 치환 법) 등

164 전략제품 따라서, 화석연료의 범위는 - 기존의 전통적인 석유/가스 조사, 탐사, 개발, 시추, 생산 기술 뿐 만이 아니라 관련 장비 개발을 포함하고 셰일가스(shale gas), 석탄층 메탄(Coal Bed Methane: CBM), 치 밀 저류층 가스(tight reservior gas), 가스하이드레이트 (gas hydrate) 등 비전통 가스 자원에 대한 조사, 탐사, 개발, 시추, 생산 기술을 모두 포함함. - 기술적으로는 전통 석유 가스의 경우에는 탄성파 탐사, 전기/전자 탐사, 자력 탐사, 탐사자료 전산처리 및 자료 해석, 시추공 설치/개보수/폐공, 시추선 운영, 수압파쇄 기술, 시추공 내 물리검층 수행 및 지층의 물리적 특성 도출, 초기 부존량 파악을 위 한 생산성 시험, 미래 생산추세 예측을 위하여 유정의 물리적 특성 해석, 시추 코어 및 암편 채취 후 지질, 지화학, 물성 분석, 육상, 해상 광구개발 설계, 장비 선정, 유전 환경 평가, 수처리, 모니터링, 분석 장비, 시추기, 탐사/시추선 등을 포함하고 비전통 가스의 경우에는 지질/지화학 조사 및 탐사, 물리 탐사 자료 처리 및 해석, 저류층 평 가, 시추공 설치, 수압파쇄 기술, 시추공 내 물리검층 수행 및 물리적 특성 도출, 시추 코어 및 암편 채취 후 지질, 지화학, 물성분석, 지하수 환경 평가, 수처리, 모니터링, 수평 시추 장비 제조, 수압 파쇄 장비 제조 등을 포함함. 2. 산업 및 시장 분석 - 화석연료 에너지자원 개발 산업은 세계적으로 수 백조원 규모로 형성되어 있는 거대 시장으로 석유는 앞 으로도 앞으로 50년을 더 사용할 수 있는 양이 매장돼 있고 셰일가스, 오일셰일 등 비전통자원을 포함하 면 250년을 더 쓸 수 있는 자원이 있음 - 국내의 화석연료 개발 기업, 특히 중소 기업은 아직 국제적인 기업에 비해 규모도 적고, 영세한 수준이지 만 정부 차원의 지원에 힘입어 해외 에너지 자원 탐사/개발생산/ 평가 및 운영 분야의 기술 지원을 추진 하고 있음 - 전 세계의 전통 석유 가스 산업 시장은 2012년 4조2천억달러 규모이나 2017년에는 약 12.8% 정도 증가한 5조5천억달러의 규모가 될 것으로 전망하고 있음. - 전 세계의 비전통 석유 가스 산업의 시장은 2012년 1조 달러 수준이었지만 2017년 516% 증가한 5조5천억 달러로 급성장할 것으로 전망됨. 가. 니즈 분석 전통 석유 가스 분야 : 개발 및 생산의 피크를 지나 극한 오일, 비전통 에너지 자원 등 새로운 에너지원 필요 시장 니즈 1 : 신흥 산업국의 에너지 수요의 급증으로 인한 에너지 불안정성 지속 세계에너지기구(IEA)는 2008년~2015년까지 배럴당 평균 유가가 100달러, 2015년~2030 년까지 120달러에 달할 것으로 전망했으며 Forum the Future 의 공격적 시나리오는 선박과 항공의 가격 상승과 국제 무역충돌로 인해 2022년에 유가가 배럴 당 400달러까 지 육박할 것으로 예측되고 있음

165 에너지자원활용 - 화석연료 - 화석연료 국가 간 글로벌 자원확보 경쟁이 치열해지고 자원보유국의 자원민족주의가 재부각되면 서 자원전쟁이 본격화되고, 중국, 일본의 경우 막대한 해외투자를 통해 공격적으로 자 원을 확보하고 있으며, 자원부국과의 협력채널을 구축하는 등 글로벌 자원확보 경쟁이 심화되고 있음. 시장 니즈 2 : 원전 불안정성에 의한 에너지 믹스의 변화 및 화석연료의 수요 증가 지난해 일본에서 있었던 후쿠시마 원전사고로 인해 원전에 대한 안정성에 의문을 제기 하게 되어 세계의 많은 국가들이 에너지 믹스 중 원전의 비중을 낮추고 있음. 특히 우리나라의 경우 제2차 국가에너지기본계획( )에서 에너지 자원에 대한 기본 방침은 공급 관리에서 수요 관리 위주로 바꿀 것을 권고하고 있고 에너지 믹스도 2035년까지 원전비중을 기존의 41%에서 20%선으로 유지할 것을 권고하고 있음. 에너지 믹스에서 원전의 부족분을 셰일가스나 오일샌드등의 비전통 화석 연료로 대체 할 것을 권하고 있음. 시장 니즈 3 : 극한 오일 탐사 및 개발 수요 증가 세계에너지기구(IEA)의 전망에 의하면 2035년 석유, 가스자원의 에너지 수요는 각각 27.4%, 23.3%로 현재의 에너지 수요보다 석유는 줄고 가스가 소폭 상승하는 변화는 있 지만 인류는 탄화수소 에너지에 의존하는 비중은 여전히 매우 높을 것으로 예측하고 있음. 하지만 지구상의 석유와 가스전의 발견 비율은 점점 줄어들고 있어서 전 세계의 석유, 가스 탐사 및 개발은 심해나 극한 지역에 있는 극한 오일(extreme oil)에 집중되고 있음. 극한 오일은 극지방, 심해, 오지의 석유, 가스전 탐사, 개발, 시추, 생산을 말하는 것으 로 유가의 변동에 따라서 개발 가능성이 유동적임. 이지 오일(Easy Oil) 시대가 마무리되며, 심해 및 극지와 같은 프론티어 지역에 부존된 다량의 석유(90억 bbl), 가스(1,670TCF)의 선점을 위해, 북극해 접경 지역 국가간의 치 열한 영해권 다툼이 이루어지고 있으며, 상업적 개발을 위한 탐사와 개발이 활발히 진 행되고 있음. 비전통 가스 분야 : 시장 니즈 4 : 지구 환경 보전을 위해 비전통, 미래형 가스자원 개발 수요 증가

166 전략제품 지속가능한 발전과 지구환경 보전의 중요성이 부각됨에 따라 기존의 석유ㆍ가스와 같 은 자원 이외에 비전통형 석유 가스자원이나 가스 하이드레이트와 같은 미래에너지 자 원의 중요성이 강화되고 있음 비전통 가스자원의 경우 회수기술의 미비와 경제성 문제로 과거에는 상업적으로 생산 되지 못하였으나, 최근 고유가가 지속되고 수평시추와 수압파쇄와 같은 회수기술이 급 격히 발달하게 됨에 따라 개발 및 생산이 점차 활발해지고 있으며 상업적으로 매우 커 다란 성공을 거두고 있음. 특히 미국의 경우에는 생산되는 셰일가스의 공급초과에 의해 에너지 시장에서 거래되는 가스 단가가 2US달러/mmbtu로 하락하였고 장기적으로도 10US달러/mmbtu이하의 단 가가 유지될 것으로 전망됨에 따라 난방, 전기 및 산업용에 사용되는 에너지를 셰일가 스로 전환하고 있고 생산비 절감에 따른 경제발전에 커다란 도움을 줄 것으로 예상함. [화석연료 분야의 PEST분석] 구분 주요이슈 단기(3년이내) 중장기(4년이상) 비고 정치 (P) 촉진 자원 전쟁, 자원 무기화에 의한 글로벌 경쟁, 셰일가스혁명에따른 확보경쟁 상 중 하 상 중 하 글로벌 에너지 자원 확보 경쟁 심화 저해 세계 경제의 불확실성, 에너지자원 민족주의 심화 상 중 하 상 중 하 에너지자원 민족주의 심화 경제 (E) 촉진 정부의 에너지 자원 개발 기술 육성 정책 상 중 하 상 중 하 저해 기술 시장의 외국기업선호 상 중 하 상 중 하 정부의 해외 자원 개발 내실화 정책 국내 관련 중소 기업 육성으로 시장 석유 산업 기술 시장 점유율 증가 사회 (S) 촉진 융복합 기술수요증가 상 중 하 상 중 하 저해 낮은인식도 상 중 하 상 중 하 화석연료 기술 산업과 시추장비, 시추선, 철강 산업의 융복합 가능 에너지 자원의 확보에 대한 사회적인 중요성 및 인지도 낮음 기술 (T) 촉진 저해 기술 자립화 및 원천기술 확보 수요증가 낮은 이해도 및 기술 교류 상 중 하 상 중 하 국내 원천기술 확보로 세계 화석 연료 시장 진출 상 중 하 상 중 하 융복합 연구 강화

167 에너지자원활용 - 화석연료 - 화석연료 나. 산업특징 및 구조 화석연료 에너지자원 개발기술 산업은 한국석유공사, 한국가스공사, 한국광물자원공사 등 공기업과 에너지 자원개발 대기업 위주로 성장하였으며, 대규모 투자 금액을 바탕으 로 기초 탐사부터 생산까지 대단위 규모로 운영되어 왔으나 국내 자원개발 기술 산업의 기반 부족으로 기술 부분은 주로 해외 자원개발 기업에 전적으로 의존하는 형태임 - 기술제공 분야에서는 지질조사 및 탐사, 물리탐사 자료 취득 및 처리, 탐사 자료 해석, 시추 위치 선정 및 시추 등 전문적 기술용역 제공, 전문 S/W 및 장비를 활용하여 지질조사, 탐사, 채굴활동을 수행함 화석연료 에너지자원 개발기술 산업은 유가스전 개발의 핵심 경쟁력 분야로서 대형 메 이저급 회사에서부터 지역의 군소 서비스 회사에 이르기까지 다양한 형태로 존재함 - 에너지 자원 개발 시 소요 비용의 90%가 기술 비용으로 사용될 만큼 광구 선정 단계 에서 유가스전 현장 운영에 이르기까지 절대적인 부분을 차지함 - 최근 셰일 가스 혁명에 따른 수요 증가로 시장은 더욱 성장하고 있으며 국내 기업 및 금융기관의 투자 확대로 인하여 유전 개발 투자 관련 기술 시장도 점차 성장하는 추 세임 - 한국에서는 2013년 현재 23개 자원개발 기술기업이 해외자원개발협회에 등록한 상태임 화석연료 에너지자원 개발기술 산업의 기본적인 개념은 유가스전개발 사업의 전 단계 에서 자원 사업 투자자 혹은 사업자의 성공적인 사업 진행을 위한 각종 기술을 제공하 는 지식 기반의 기술 산업임. - 자원개발기업에게 매입, 운영, 매각 전 단계에서 기술제공, 사업평가, 현장운영 등을 외주 제공함으로써 자원개발 사업의 성공을 위한 중추적인 역할을 수행하고 있음 - 표면상으로는 에너지 자원 개발 투자기업(석유공사, 광물공사, SK 에너지, 대우 인터내 셔날, 삼성 물산, GS 칼텍스 등)이 부각되나, 실제로는 유가스전개발 기술기업이 외주 를 통해 사실상 사업 대부분을 대행함. 국내의 화석연료 에너지 자원 개발 산업은 한국석유공사, 한국가스공사 혹은 민간 대 기업 위주로 해외사업에서 탐사 및 개발 혹은 생산 유전 매입의 형태로 수행되었고 화 석연료 기술 산업은 외국의 기술력에 주로 의존해 왔음. 국내의 에너지 자원 개발 기술 기업은 아직 국제적인 화석연료 에너지 개발 기술 기 업에 비해 규모도 적고, 영세한 수준이지만 재무투자자의 투자 안내, 기본적인 제3자 평가, 현장 운영 노하우 축적, 기술 자립, 인력 양성 등 여러 강점을 기대할 수 있어서 정부 차원에서도 해외 자원개발 사업에 소요되는 자금의 융자기준 (지식경제부 고시 제 호) 제 7조 제4항에 근거하여 다양한 육성 및 지원 전략을 추진하고 있음

168 전략제품 - 해외자원개발협회는 현재 자원개발 기술기업에 대해 등록제를 진행하고 있는데, 2012 년 9월 현재 총 23개 기업이 등록을 한 상태임. 국내의 에너지 자원 개발 기술 기업은 아직 국제적인 서비스 기업에 비해 규모도 적 고, 영세한 수준이지만 정부 차원의 지원에 힘입어 해외 에너지 자원 탐사/개발생산/ 평가 및 운영 분야의 기술 지원을 추진하고 있음. [화석 연료 개발 중심의 연관 산업 구조] 후방산업 화석연료 에너지 자원 개발 산업 전방산업 - 지질/지구물리 조사 및 탐사 기술 - 시추 및 생산 기술 산업 - 시추선 건조 산업 - 시추장비 제조 산업 - 부품 소재 산업 - 환경 산업 - 컴퓨터 및 기타 IT산업 - 전통 석유 가스 탐사, 개발, 시추, 생 산, 운영 산업 - 비전통 석유 가스 탐사 개발, 시추, 생 산, 운영 산업 (셰일 가스, 셰일 오일, 석탄층 가스, 치밀 가스, 오일 셰일등) - 유가스전 금융 투자 산업 - 정유 및 정제 석유 화학 산업 - 석유/ 가스관 플랜트 산업 - 석유/가스 저장소 설계 및 비축기지 구축 산업 [화석 연료 개발 중심의 SWOT분석] 강점(Strength) - 세계 5위의 화석연료 소비국으로 정부의 해외자원개발 정 책 지속 및 강화 - 선박, IT, 강관 산업 등 기술 우위 산업과 융합 필요 - 세계 유일의 탈 최빈국, 선진국 도약 국가이미지로 해외 자원 개발 시 해당국의 거부감 미약 기회요인(Opportunity) - 원전의 불안정성 및 국내 기술 문제로 에너지 믹스 중 화 석 연료 수요 증가 - 비전통형 가스, 특히 셰일 가스의 상업화 성공에 따른 새 로운 기술 시장 확대 약점(Weakness) - 공기업 및 민간 대기업 위주의 해외자원 개발 진출 - 화석 연료 개발 기술 산업은 주로 해외 기업에 의존 - 국내 비전통 가스 개발 현장의 부재로 인한 원천 기술 개발 난해 - 선진국 기술 산업의 기술력 우위 - 원천기술 및 관련 전문 기술 인력 부족 - 중소기업 위주의 산업 진출 기회 부족 위협요인(Threat) - 세계적인 자원 전쟁 심화 및 에너지 자원 민족주의 강화 - 선진국 기업들의 화석 연료 기술 산업 시장선점에 의한 높은 진입장벽 - 자국 산업 보호 및 육성을 통한 해외 국가의 적극적인 자국 업체 지원책 추진 다. 시장현황/전망분석 2000년대 이후 신흥 공업국 (인도, 중국, 브라질 등) 의 에너지 수요 증가에 따른 고유 가 지속 및 산유국의 자원 무기화 정책으로 개발이 용이한 대규모 석유가스전 광구 확 보가 현실적으로 점점 어려워짐. 전 세계의 전통 석유 가스 산업 시장은 2012년 4조2천억달러 규모이나 2017년에는 약 12.8% 정도 증가한 5조5천억달러의 규모가 될 것으로 전망하고 있음

169 에너지자원활용 - 화석연료 - 화석연료 전 세계의 비전통 석유 가스 산업의 시장은 2012년 1조 달러 수준이었지만 500% 이상 증가한 5조 달러래도 급성장할 것으로 전망됨. 2017년 최근 전세계 주요 석유업체 및 독립기업들은 수압 파쇄기법과 수평정 시추기술과 같은 생산 기술 혁신에 의하여 비전통에너지 자원중 하나인 셰일가스 생산 비용 단가가 급 락함으로써, 풍부한 매장량 (187조 m3)과 고른 분포, 온실효과 유발 가스 방출이 적은 청정에너지인 셰일가스 생산을 활발히 진행 중이고 셰일가스 탐사 및 생산기술 개발에 투자를 확대하고 있음. 비전통 유가스전의 강세에 따라 연간 1,500여개의 비전통 유가스전 개발이 추진될 것 으로 전망 되며, 향후 연간 2-3조 이상 규모 시장을 형성할 것으로 전망하고 있음 - 북미의 비전통 유가스전 개발 활성화에 따라 북미에서 유가스 산업용 튜브와 파이프 라인 강재 산업이 강세를 보이고 있음. - 강재의 판매량은 연간 2배 증가, 제품 가격은 톤당 1,494불에서 1,612불 규모로 연간 8% 상승 (2010년에서 2011년) 환경 산업의 경우에는 비전통 유가스전 개발의 특성에 따라 수처리 공정이 필수적이 며, 수처리 장비의 시장은 2012년도에 달러51.7백만에서 2017년도에는 달러139.4백만로 성장할 것으로 전망하고 있으며, 고성능 수처리 장치의 시장은 2013년도의 달러8백만 에서 2017년에는 4배인 달러32백만으로 성장할 것으로 내다보고 있음 (AWI/GWI 2012 년도 Report)2017년 516% 증가한 5조5천억달러로 급성장할 것으로 전망됨. LNG 플랜트 산업 규모는 2008년에서 2030년까지 100개 플랜트가 구축될 예정이며, 3,420억달러로 전망하고 있음 - 에너지자원개발 기술 기업 중, EQT Corporation(NYSE에 상장된 Fortune 500대 기업, 직원 1,800명, 영업이익 약 달러1.32B)은 피츠버그에 기반을 둔 북미의 대표적인 천연 가스 기업으로 아팔라치안 분지의 가장 큰 천연가스 E&P회사이자 셰일 가스, 치밀 가 스 및 석탄층 메탄(CBM)을 개발 하고 있음 년까지 326개의 수평시추를 하였고 그로 인하여 EQT의 아팔란치아 추정 (probable) 매장량의 28%가 증가하는 현상을 보였음 년까지 EQT가 직접 혹은 간접적으로 14,000여개의 고용창출 하였고 이 회사가 운 영하는 4개 주(캔터키, 펜실베니아, 버지니아, 서부버지니아)에서 13.4억달러에 달하는 경제적 가치를 창출하였음 국내의 전통 석유 가스 산업 시장은 2012년 기준 61억달러 수준이었지만 2017년에는 약 13% 증가한 84억달러에 달할 것으로 전망하고 있음

170 전략제품 국내의 비전통 석유 가스 산업 시장은 2012년 기준 8억달러 수준이지만 2017년에는 약 300% 증가한 24억달러까지 급상승 할 것으로 예상됨. 이렇듯 국내 산업계도 셰일가스의 중요성을 인식하여 셰일가스 개발에 대한 관심이 급 증하고 있지만, 해외 셰일가스 플레이 지분 참여가 대부분이고, 셰일가스 개발 생산관 련 기술 수준이 셰일가스 개발 선도국인 미국에 비해 낮은 것으로 평가되며 (약30%) 전문 인력이 매우 부족하므로 연구 개발을 통한 원천기술 확보 및 전문인력 양성이 매 우 시급한 실정임. [화석연료 자원 개발 기술 시장 현황 및 전망] (단위: 억달러) 구분 년도 성장률(%) (2012~2017) 세 계 시 장 전통 에너지 자원 개발 기술 산업 비 전통 에너지 자원 개발 산업 석유 가스 탐사, 개발, 시추, 생산, 운영 산업 셰일가스, 셰일 오일, 석탄층 가스, 치밀 가스, 오일 샌드의 탐사, 개발, 시추, 생산, 운영 산업 42,767 45,000 47,000 50,000 52,000 55, % 10,650 20,000 30,000 35,000 40,000 55, % 국 내 시 장 전통 에너지 자원 개발 기술 산업 비 전통 에너지 자원 개발 산업 석유 가스 탐사, 개발, 시추, 생산, 운영 산업 셰일가스, 셰일 오일, 석탄층 가스, 치밀 가스, 오일 샌드의 탐사, 개발, 시추, 생산, 운영 산업 % % (해외자원개발협회 통계, 2012; Oil & Gas Journal, 2013; BP Statistics 2013 등) 라. 공급망(분류)에 따른 분석 화석연료 에너지 자원 개발 기술 기업은 유망광구의 지질, 지화학 조사, 탐사, 개발, 생 산, 시추에서부터 시추 장비 개발, 시추선 건조 및 정유소 건축까지 매우 다양하고 광 범위하며 엔지니어링에서 법률 검토 까지 유전개발 산업의 전주기의 밸류 체인에 각 분야별로 지원하고 있으며 세계적인 대기업인 슐럼버저에서부터 중소기업까지 다양한 형태의 기업이 혼재하는 분야임. 특히 최근에는 비전통현 에너지 자원인 셰일가스, 석탄층 메탄 가스, 치밀 저류층 가스 등이 부각되고 상업적으로 생산됨에 따라서 기술에 대한 수요가 대폭 늘어나고 있는 추세이고 관련 시장은 날로 확대되고 있음

171 에너지자원활용 - 화석연료 - 화석연료 세계 업체 및 제품 현황 세계 시가총액 50대 기업에 슐럼버저(Schlumberger)와 핼리버튼(Haliburton)등의 주요 에너지 자원 개발 기술 기업이 포함될 정도로 주요 기업으로 성장하였음. 이들 에너지자원 개발 기술기업은 지질, 지화학 조사, 물리탐사와 현장서비스를 출발로 하여 이제는 유가스전개발 전 분야의 핵심 기술을 제공하는 회사로 성장하였음 특히 최근 들어 비전통 셰일 가스에 대한 투자가 급증하고 있으며, 셰일 가스 특성 상 수 많은 추가 시추공 시추가 요구되며, 공당 300~400만달러의 유전개발 기술 비용이 소요됨 2010년부터 2035년간 세계 유가스전 분야 투자는 10.2조불에 이를 것이며, 이중 유전개 발 기술 제공 산업 부분이 87%를 차지할 전망을 하고 있음 (IEA 2012, World Energy Outlook 2012) - 전 세계 연평균 석유 시추선(rig)수는 2009년 2,309개에서 2011년 3,463개로 급증하였 으며, 2012년에도 3,675개로 증가, 연평균 20%의 증가 추세를 나타고 있음 - 시추, 수압파쇄, 유정 완결 등의 기술 서비스 중 비전통 유가스전의 기술 제공비용은 공당 300에서 400만달러 사이며, 신규 생산정의 개발 규모는 2009년 763공에서, 2010 년에 1,386공으로 2배 가까이 성장하였음 국내업체 및 제품 현황 삼성물산은 해외자원개발의 중요성을 인식하고 80년대 초부터 원유, 천연가스 등 에너 지자원 확보와 광물자원의 안정적인 수급을 위해 노력하고 있음 년 지분 참여한 미국 멕시코만 생산광구는 멕시코만에 위치한 해상광구로 매장량 이 40백만배럴에 이르며, 2010년에는 에너지 전문기업인 미국 패러랠사를 인수하여, 매장량 60.1백만배럴에 달하는 규모의 육상광구를 운영하고 있음. LG상사는 석유, 가스 에너지의 안정적인 공급을 위해 오만, 카타르, 베트남, 카자흐스 탄, 칠레 등지에서 유전 및 가스전 사업을 진행하고 있음 년 참여한 베트남 11-2 광구에서는 지난 2006년부터 천연가스를 생산해 판매하고 있고 중동지역에서는 오만에 가스전과 유전을 확보하고 1997년부터 현재까지 천연가 스를 생산하고 있음. - 카자흐스탄의 아다(ADA) 석유광구와 해상광구인 잠빌(Zhambyl)광구를 탐사중이며 칠 레 석유광구 6개의 지분을 인수한 데 이어 2012년엔 콜롬비아 석유광구 10개의 지분 을 매입하였음

172 전략제품 STX에너지는 해외자원개발사업으로서 한국가스공사 등과 함께 컨소시엄으로 구성하여 우즈베키스탄 아랄해 인근 수르길(Surgil) 가스전(예상 매장량 : 4조 7천억 입방피트) 개발 사업에 참여하고 있음. - 이를 통해약 25년 동안 가스를 생산하고 이와 함께 화학제품(폴리에틸렌과 폴리프로필 렌) 플랜트를 건설, 운영, 소유하는 약 2조원 규모의 프로젝트는 화학플랜트 사업을 병 행하여 추진함. GS에너지는 현재 동남아시아 4개 광구 및 UAE, 북미지역 광구 등 총 6개 광구에 참 여하고 있음 년 3월에는 UAE에 진출하여 국내 기업 최초로 중동 지역 진출의 발판을 마련하 였으며, 5월에는 미국 오클라호마 육상 Nemaha 광구 지분을 인수하여 화석연료 에너 지 자원 개발을 추진하고 있음. SK이노베이션은 현재 16개국에서 26개 광구 및 4개 LNG 프로젝트를 통해 활발한 석 유개발 사업을 진행 중이며, 페루, 베트남 등 생산광구에서는 우리나라 전체가 약 8개 월 가량 쓸 수 있는 5억 600만 배럴의 지분 원유를 확보하고 있음. - 또한, 2020년까지 지분원유 보유량을 10억 배럴까지 늘린다는 계획을 세우고 실천해나 가고 있음. 대우인터내셔날은 1996년 페루8광구 원유생산사업을 비롯하여 2006년 베트남 11-2 광 구 가스 생산 사업에 참여하고 있고 미얀마 해상 A-1, A-3, AD-7 광구 탐사 및 개발 사업을 수행하고 있음. - 미안마 해상광구에서 일일 2억 입방피트 생산을 시작으로 1년 동안의 단계적 증산 기 간을 거쳐 2014년 하반기에 정상 생산에 이르면 일일 5억 입방피트의 가스를 생산해 총 4.5조 입방피트를 생산할 계획임. 에너지홀딩스그룹은 2004년에 설립된 국내 최초의 민간 석유가스전 개발기술 기업으 로, 유가스전개발에 따른 사업성 평가 기술 제공을 기반으로 성장하였음 - 에너지홀딩스그룹은 석유공사의 베트남 15-1 유전을 대상 자산으로 하여 2006년 달러 214million규모로 설정된 정부 1호 공모유전펀드의 기술 자문을 시작하였음. - 지난 5년간 한국 민간 투자 sector에 의한 북미 생산 유전 투자의 80% 약 달러 1Billion(1조 1천억원) 규모의 생산 유전 매입, 시추투자프로그램, E&P 회사 인수 등 유망 투자 사업의 소개 및 거래 자문을 수행하였음 - 교육컨설팅, 광산 프로젝트 소개 및 시추 수압파쇄 등 현장 서비스로 사업 영역을 확 장하고 있으며 이를 위하여 세계적 광산시추기 제조업체 디엔비와 JV를 설립하였고 북미의 수압파쇄 및 시추 서비스 업체와의 JV를 추진 중임

173 에너지자원활용 - 화석연료 - 화석연료 지하정보기술은 1998년에 설립된 지질 조사 업체로 2000년대 후반 들어 유가스전 탐사 자료 취득 및 해석 분야로 영역을 넓히고 있으며, 광산 탐사 및 광해 방지 사업에도 진출하고 있음 지오스캔은 2002년에 설립된 지질 조사 업체로 2010년부터 비전통형 탐사 분야로 영역 을 넓혀, 몽고 CBM 현장조사, 셰일가스 R&D등에 참여하였으며, 자원 탐사로 인한 환 경 분제 해결 사업에도 진출하고 있음 오일퀘스트는 2009년 설립된 유가스전 탐사기술업체로서 석유공사 등 공기업과 대기업 의 탐사 자료 해석이나 탐사 사업 매장량 평가를 수행하고 있음. 신스지오피직스는 서울대학교 벤처기업으로 2006년 설립되었으며 BP 등 메이저회사의 탐사 모듈의 알고리즘 개발 등의 사업을 수행하고 있음. 에코리서치는 2012년 설립된 에너지자원 환경 서비스 기업으로 셰일가스 수처리 장비 개발 등 연구 개발 사업에 참여 중임. 공급망 단계 [공급망 분석 종합] 화석 연료 주요내용 전통 석유 가스 개발 비전통 가스 개발 주요 제품/기술 해외 기업 국내 기업 지질/지화학 조사 및 탐사, 탄성파 탐사, 전기/전자 탐사, 자력 탐사, 탐사자료 전산처리 및 자료 해석, 시추공 설치/개보수/폐공, 수압파쇄 기술, 시추공 내 물리검층, 지층의 물리적 특성, 생산성 시험, 생산추세 예측 해석, 시추 코어 및 암편의 지질, 지화학, 물성 분석, 육상, 해상 광구개발 설계, 유전 환경 평가, 수처리, 모니터링, 분석 장비, 시추 장비 제작, 탐사/시추선 제작 Conoco-Philips, BP(British Petroleum), Imperial Oil, Haliburton, Shlumberger, Occidental Petroleum Corporation, Standard oil, Chevron, Saudi Aramco, EQT Corporation, Qatar Petroleum, Sonatrach, Exxon Mobile, Royal Dutch Shell, Total, NIOC (National Iranian Oil Company), INOC(Iraq NAtional Oil Company), ADNOC 한국석유공사, 한국가스공사, 한국전력공사, 삼성물산, 대우인터내셔날, LG 상사, SK E&S, SK 네트워크, SK 이노베이션, STX 에너지, 포스코, 현대종합산업개발, GS 에너지, 코오롱 글로벌, 대성산업, 서울도시가스, 경동, 금호석유화학, 삼천리, 아주 글로벌 등 에너지 홀딩스, 지오스캔, 골든 오일, 넥스지오, 마주코 통상, 에큐 리서치 그룹, 희송 지오텍, 신스지오피직스, 오일퀘스트, 한진디앤비, 지오제니, 지오리소스, 지호지질, 일석엔지니어링, 누리리소스, 강동엔지니어링, 청화디앤씨 등 지질/지화학 조사 및 탐사, 물리 탐사 자료 처리 및 해석, 저류층 평가, 시추공 설치, 수압파쇄 기술, 시추공 물리검층, 시추코어 및 암편의 지질, 지화학, 물성분석, 지하수 환경 평가, 수처리, 모니터링, 수평 시추 장비 제조, 수압 파쇄 장비 제조, 현장 시험 생산 및 생산성 향상 예측 기술 Conoco-Philips, BP(British Petroleum), Imperial Oil, Haliburton, Shlumberger, Occidental Petroleum Corporation, Standard oil, EQT Corporation, Chevron, Saudi Aramco, Sonatrach, Exxon Mobile, Royal Dutch Shell, Total 한국석유공사, 한국가스공사, 한국전력공사, 삼성물산, 대우인터내셔날, LG 상사, SK E&S, SK 네트워크, SK 이노베이션, STX 에너지, 포스코, 현대종합산업개발, GS 에너지 등 에너지 홀딩스, 지오스캔, 골든 오일, 넥스지오, 마주코 통상, 에큐 리서치 그룹, 희송 지오텍, 신스지오피직스, 오일퀘스트, 한진디앤비 등 중소기업 참여정도 중소기업 시장점유정도 참여정도는 주요제품 시장에 참여하는 중소기업의 참여규모와 정도(업체수, 비율 등)를 고려하여 5단계로 구분 (낮은 단계:, 중간 단계(,, ) 높은 단계: )

174 전략제품 3. 기업니즈조사 화석연료 분야 중소기업의 니즈분석을 통한 현황을 살펴보면, 다양한 중소기업들이 융 합을 기반으로 하는 다양한 제품을 개발, 판매를 진행하고 있음. - 구체적으로 저류층 PCS, 비전통 에너지 자원 자산평가-샌드오일, 셰일가스, CBM 등의 제품을 개발, 판매하고 있음. 또한 화석연료와 관련하여 아래와 같은 기술 개발 수요가 존재함. - 비전통 석유가스 개발기술, 비전통 에너지 자원 자산평가 등이 있음. 화석연료 분야의 중소기업들은 기술을 기반으로 다양한 산업분야, 적용분야의 시장진 입을 위한 개발 계획을 가지고 있음. - 구체적으로 저류층 PCS, Heavy Oil 개발, 생산기술, 셰일가스 개발 및 생산기술 등의 제품을 미래에 생산할 계획을 가지고 있음. 이를 위해 아래와 같은 내용의 기술 개발 계획을 가지고 있음. - 구체적으로 비전통 석유가스 개발기술, Heavy Oil 및 비전통 석유/가스 자산에 대한 기술적/경제적 평가 등이 있음. 4. 요소기술 후보군 [요소기술 후보군] 중분류 요소기술 출처 전통 석유 가스 개발 비전통 가스 개발 석유 근원암 평가 기술 석유 가스 탄성파 탐사 기술 석유 가스 전기/전자/자력 탐사 기술 석유 저류층 특성화 기술 석유 가스 물리 검층 기술 시추공 시료 물성 측정 기술 생산성 시험 및 매장량 평가 기술 석유 가스 회수 증진 기술 유전 환경 평가 기술 시추 장비 제작 기술 비전통 가스 지층의 지질/ 지화학 특성파악 기술 셰일 층의 유체 분석 및 부존량 평가 기술 비전통 가스층의 저류층 특성화 기술 특허 특허, 전문가 전문가 전문가 특허, 전문가 전문가 전문가 전문가 전문가 전문가 특허 특허 전문가

175 에너지자원활용 - 화석연료 - 화석연료 중분류 요소기술 출처 비전통 가스층의 물리 탐사 및 처리 기술 수압파쇄 평가 기술 수평 시추 및 평가 기술 마이크로 탐사 자료 해석 기술 지층 응력 해석 및 균열 특성화 기술 저류 공학 및 생산 평가 기술 지하수 및 대기 오염 평가 및 방지 기술 수평 시추 및 수압 파쇄 장비 제작 기술 특허, 논문 전문가 특허, 전문가 특허, 전문가 논문, 전문가 특허, 논문 전문가 특허, 전문가 5. 핵심요소기술 선정 전략제품 관련한 특허기술의 클러스터링을 통해 도출된 요소기술을 시장동향, 기술동 향을 고려하여, 전문가의 합의로 요소기술을 조정함. [요소기술 조정 결과] 중분류 요소기술 출처 전통 석유 가스 개발 비전통 가스 개발 석유 근원암 평가 기술 석유가스 물리탐사 기술 석유 저류층 특성화 기술 석유 가스 물리 검층 기술 시추공 시료 물성 측정 기술 생산성 시험 및 매장량 평가 기술 석유 가스 회수 증진 기술 유전 환경 평가 기술 시추 장비 제작 기술 비전통 가스 지층의 지질/ 지화학 특성파악 기술 셰일 층의 유체 분석 및 부존량 평가 기술 비전통 가스층의 저류층 특성화 기술 비전통 가스층의 물리 탐사 및 처리 기술 수압파쇄 평가 기술 수평 시추 및 평가 기술 마이크로 탐사 자료 해석 기술 지층 응력 해석 및 균열 특성화 기술 저류 공학 및 생산 평가 기술 지하수 및 대기 오염 평가 및 방지 기술 수평 시추 및 수압 파쇄 장비 제작 기술 특허 특허, 전문가 전문가 특허, 전문가 전문가 전문가 전문가 전문가 전문가 특허 특허 전문가 특허, 논문 전문가 특허, 전문가 특허, 전문가 논문, 전문가 특허, 논문 전문가 특허, 전문가

176 전략제품 도출된 요소기술의 범위와 수준, 중소기업 적합성과 시급성 등을 고려하여 요소기술명 을 보완함. - 선정위원회를 통해 필요에 따라 요소 기술 명칭을 일부 수정하였고, 중복된 요소 기술 은 통합하고 반드시 필요한 기술을 추가함. - 타 전략제품 영역과 중복되는 요소기술들을 제거하였고, 연차별로 추진 가능한 요소기 술들은 하나로 통합함. 핵심기술 선정 - 조정된 요소기술과 기술 시장 동향분석 및 기업니즈조사 결과를 기반으로 핵심요소 기술 선정위원회를 통하여 중소기업에 적합한 핵심기술 선정 - 핵심기술 선정은 기술성(10), 시장성(10), 중소기업성(10), 정책적 부합성(5)을 고려하여 평가됨. 기술성은 기술성장성(5), 기술수준(5)으로, 시장성은 시장규모(5), 시장 성장성 (5)으로, 중소기업성은 중소기업 참여정도(5) 및 중소기업 진입장벽(5) 정도를 고려하여 평가 [핵심요소기술 선정결과] 중분류 핵심요소기술 석유 근원암 평가 기술 석유가스 물리탐사 기술 전통 석유 가스 개발 석유 가스 물리 검층 기술 시추공 시료 물성 측정 기술 생산성 시험 및 매장량 평가 기술 비전통 가스 지층의 지질/ 지화학 특성파악 기술 비전통 가스층의 저류층 특성화 기술 비전통 가스 개발 비전통 가스층의 물리 탐사 및 처리 기술 마이크로 탐사 자료 해석 기술 저류 공학 및 생산 평가 기술

177 에너지자원활용 - 화석연료 - 화석연료 6. 로드맵 기획 가. 연구개발 목표 설정 중분류 핵심요소기술 기술요구사항 전통 석유 가스 개발 비전통 가스 개발 석유 근원암 평가 기술 석유 물리탐사 기술 개발 석유 가스 물리검층 기술 시추공 시료 물성 측정 기술 생산성 시험 및 매장량 평가 기술 비전통 가스 지질/지화학 평가 기술 비전통 가스층의 저류층 특성화 기술 비전통 가스의 물리탐사 기술 마이크로 탐사 자료 해석 기술 저류 공학 및 생산 평가 기술 - 근원암 평가 기술 - 유기물 분석 기술 - 유기물 열 성숙도 평가 기술 - 석유 분지내의 석유 시 스템 모델링 기술 [선정된 핵심요소기술에 대한 연구 목표] - 탄성파 탐사 자료 취득 기술 - 탄성파 탐사 자료 처리 - 탄성파 탐사 및 해 기술 석 기술 개발 - 탄성파 탐사 해석 기술 - 석유 가스 직접 지시자 자료 해석 기술 - 유선 물리 검층 기술 - 실시간 물리검층 자료 취득 및 해석 기술 - 시추 시료의 물성 측정 기술 - 저류층의 유체 특성 파 악 기술 개발 - 물성 측정을 통한 저류 층 석유 가스 저류 능 력 측정 기술 개발 개발 목표 1차년도 2차년도 3차년도 - 석유 근원암의 석 - 근원암의 석유 - 석유 시스템 모 유 가스 생성 능력 가스 생성 특성 델링 기술 개발 파악 기술 개발 파악 기술 개발 - 석유 가스 함유 분 지 퇴적층의 유선 물리검층 기술 개발 - 석유 가스 저류층 저류 능력 측정 기 술 개발 - 탄성파 탐사 자 - 탄화수소 직접 료 취득, 자료 지시자 취득 및 처리, 해석 기술 해석 기술 - 석유 가스 실시 간 물리검층 기 술 개발 - 유가스전 매장량 평가 기술 - 유가스전 매장량 평 - 유가스전 생산량 - 유가스전 생산 시험 기술 가 기술 개발 예측 기술 개발 - 비전통 가스층의 지화학 특성 파악 기술 - 비전통 가스층의 지질 특성 파악 기술 - 비전통 가스층의 저류층 균열 특성화 기술 - 비전통 가스층의 분포 특성 파악 기술 - 비전통 가스층의 지 화학 특성 파악 기 술 개발 - 비전통 가스층의 저 류층 균열 특성화 기술 개발 - 탄성파 속성 기반 암석 - 탄성파 속성 기반 탄성, 취성, 응력 분석 암석 탄성 분석 기 기술 술 개발 - 마이크로 탐사를 통한 개발가능 구간 파악 및 수압파쇄 예측 기술 - 물리검층 자료 해석 및 저류층 평가 기술 개발 - 저류층 유체 특 - 물성을 이용한 저 성 파악 기술 류층 생산 특성 개발 파악 기술 개발 - 비전통 가스층의 지질측성 파악 기술 개발 - 비전통 가스층의 분포 및 연장성 파악 기술 개발 - 탄성파 속성 기반 응력 및 취성도 분석 기술 개발 - 마이크로 탐사를 통한 개발가능 구간 (sweet spot)의 횡적 연장 파악 기술 - 비전통 가스층의 저류공 학 특성 파악 기술 - 수평 시추공 위치 - 비전통 가스층의 생산 제어 기술 평가 기술 - 유가스전 현장 생산성 시험평가 기술 개발 - 비전통 가스층의 현장 가스 함량 측정 기술 개발 - 셰일 가스층의 취 성(brittleness) 및 응력상태 (stress state) 파악 기술 개발 - 셰일 가스층의 탄성파 특성화 기술 개발 - 마이크로 지진파 기술을 이용한 수압파쇄 예측 기술 - 비전통 가스의 - 생산예측 시뮬레 시추 효율성 관 이션 기술 개발 리 기술 최종 목표 - 석유 가스 근원암 지층의 석유 가스 생성 특성 및 생성 모델링 기술 개발 - 탄성파 탐사 자료 취득 및 해석 기술 개발 - 유선 물리검층 및 실시간 물리검층 기술 및 해석 기술 확립 - 시추공 시료이 물 성 측정 기술 확립 및 저류층 특성 파 악 기술 개발 - 유가스전의 매장량 평가 기술 확립 및 생산성 시험 기술 자립화 - 비전통 가스층의 지질/지화학 특성 파악 기술 자립화 - 비전통 가스층의 저류층 특성화 파 악 기술 확립 - 비전통 가스층의 물리탐사 기술 개 발 및 자립화 - 마이크로 탐사 자료 해석 기술 자립화 - 비전통 가스층의 개발 및 새안 기술 확립

178 전략제품 나. 로드맵 기획

179

180 광물자원 전략분야 현황분석

181

182 전략분야 광물자원 1. 개요 가. 정의 및 범위 - 정의 : 광물(mineral)은 지구를 구성하는 무생물계의 기본 단위로서 자연계에서 만들어진 무기적으로 생 성된 고체 화합물이며, 규칙적인 원자배열을 갖는 결정질 물질로 정의된다. 즉 광물은 일정한 화 학구조와 결정구조를 가지고 있다. 광물자원은 경제적 가치가 있어 산업적으로 활용되고 있는 광 물을 포괄적으로 의미. - 범위 : 광물자원은 금속광물자원(금, 은, 동, 연, 아연, 철, 니켈, 코발트, 중석 등)과 비금속 광물자원(규석, 석회석, 운모, 장석 둥)으로 크개 구분된다. 일반적으로 명명되는 광물자원은 우라늄, 석탄, 석유, 가스 등과 같은 연료광물이나 보석광물인 금강석 등은 제외. 1980년대부터 장기간 국내 광업침체 및 자원기술 R&D 투자 미비로 광물자원탐사 및 활용기술은 진전을 이루지 못하고 낙후되어 왔음. - 그러나 2004년부터 유래된 광물가격의 급격한 상승과 세계 자원수급 불안정성에 따라 광물자원의 투자 붐이 조성 - 이와 아울러 국내 자원의 재평가를 통한 자원개발의 필요성이 주장 - 이러한 환경에서 정부는 2004년 국내광업 기본계획을 수립하여 국내 부존자원의 효율 적 개발과 활성화 정책을 수립됨. 2012년 국내 광산물 수급은 전년대비 생산(5.6%)과 수출(4.9%)은 증가한데 반해 수입 (-12.1%)과 내수(-14.9%)규모는 감소함. - 이는 전 세계적인 자원가격의 하락과 국내 최대 수입광종인 철광석 수입량의 감소에 기인한 것임. - 국내 광산물 수급은 2000년대 이후 생산, 수입, 수출, 내수 모두 전반적으로 증가하였 으며, 특히 수입이 상대적으로 빠른 속도로 증가하며 자급률이 급속히 낮아지는 모습 을 보임. - 그러나 2012년에는 광산물 총수입액이 크게 감소하며 자급률은 1.5% 증가하였으나 여전 히 자원의 안정적 공급에 있어 대외 자원 시장 환경 변화에 매우 취약한 구조를 보임. 2012년 국내 광물자원의 내수액은 약 25조 241억이며 그중 금속광물자원이 22조 7821 억원으로 전년대비 15.9% 감소하였으며, 비금속광물자원은 2조 2420억원으로 전년과 유사수준임. - 금속광의 경우 내수감소가 수입액 감소에 기인하였으며, 그중 동광 과 철광의 수입물 량 및 수입액 감소가 원인임

183 에너지자원활용 - 광물자원 - 동광의 경우 수입물량 감소(-2.9%) 및 가격하락의 영향을 받았으며, 철광은 수입물량은 증가하였으나, 2012년 철광 가격 하락으로 인해 수입액이 감소하였음. 국내에서 수요되는 주요 광물종은 Fe, Cu, Au, Ls, Zn 순이며 해외의존이 거의 100% 인 광물종은 Fe, Cu, Pb, Zn, Mn, 인광석 및 Mo 등이 있음. - 이 중에서 우리나라 산업구조에서 가장 비중이 큰 중요한 광물종은 Fe, Cu, Pb-Zn이 며 이외 귀금속 자원인 금과 핵연료자원인 우라늄을 들 수 있음. [광물자원 조사/탐사/개발/활용] 나. 주요 제품(또는 공정 서비스) 광물자원조사는 광물자원이 농집되어 있는 광상지역의 지질조사를 통하여 지질도를 작 성하여 지질환경을 해석하고 각 지층과 암석에 대한 특성을 파악하여 광상을 찾기 위 한 가장 기본적인 자료를 확보하는 것임. 광물자원 탐사분야는 여러가지 방법을 동원하여 특정 광물이 농집된 지역이나 이상적 으로 부화된 지역 즉 이상대를 찾기 위한 방법으로 적용 방법에 따라 지구물리탐사, 지화학탐사, 원격탐사 등으로 구성됨. - 지구물리탐사는 지하에 존재하는 물질의 물리적, 화학적 성질과 직접 또는 간접적으로 관련하여 자연 발생적 또는 인위적으로 발생시킨 현상을 측정하고 그 자료를 해석함 으로써 지질구조의 양상, 광상의 존재 등과 같은 지하의 상태를 규명하는 것으로 탐사

184 전략분야 방법에 따라 중력탐사, 자력탐사, 전기탐사, 전자탐사, 탄성파탐사 및 방사능 탐사로 구분함. - 지화학탐사는 광물이 농집된 광상의 주변부에 자연적으로 분포하는 지질학적인 물질 의 화학적 성질을 체계적으로 연구함으로써 광상을 찾아내는 방법으로, 특정광상과 관 련이 있거나, 광상을 둘러싸고 있는 화학원소의 분포(dispersion)를 광범위하게 연구하 여 광상을 탐사하는데 이용하며, 탐사 대상에 따라 토양탐사, 암석탐사, 가스탐사, 수 리탐사, 유기탐사로 구분함. - 원격탐사법은 항공기와 자원탐사 목적의 인공위성을 이용하여 전자파의 가시광선과 적외선 등이 어떤 사물이나 현상의 물리 화학적 특성에 따라 반사 흡수 방사하는 정 도의 차이를 레이더로 포착하여 이들에 대한 자료를 수집하고 이를 처리 분석 및 해 석을 하는 탐사법임. 광물채광은 지표 또는 지하에 부존된 광물의 농집체(광체)를 대상으로 생산을 하기위해 광석을 캐내는 것을 말함. - 채광법은 안전, 능률, 경제성 등의 요소를 고려하고 현장여건을 고려하여 여러 가지 종류를 적용함. - 즉 광상의 형태와 규모 및 경사, 광석의 물리적 성질, 품위분포 상태, 상하반의 강도 등에 따라 적당한 채광법을 선택함. - 크게는 채굴하고자 하는 광물자원의 위치에 따라 갱내채굴법(또는 노천채광법)과 노천 채굴법으로 구분함. 광물분리공정인 선광은 채굴된 광석은 다양한 광석광물들로 혼화되어 산출되기 때문에 선별이 이루어지지 않으면, 자원으로의 활용가치가 없음. - 혼합된 광석으로부터 가치가 없는 맥석광물을 제거하고 유용한 광석만을 회수하는 과 정을 선광이라 하며, 크게 물리적, 화학적 그리고 생물학적 선별법으로 구분됨. - 이 중 물리적 선별법이 처리비용이 가장 낮고 처리량이 가장 커 가장 경제적이며 효 율적인 방법임. - 광석을 선광하려면 우선 광석을 구성하는 광물의 특성에 대한 연구가 선행되어야 하 고, 이를 기초로 하여 적절한 선광방법이 선정됨. - 즉, 광석의 경우 크게 비중과 자성 그리고 전기전도도의 특성이 다른데, 이러한 특성 을 이용하는 선별법이 비중선별과 자력선별 그리고 정전선별법이 있음. - 그리고 이와 같은 물리적 특성이 없을 경우 색과 형상 그리고 표면의 물리화학적 성 질을 이용하는데, 이것이 색선별과 형상선별 그리고 부유선별임. - 부유선별법은 모든 광석을 대량으로 선별할 수 있는 특성이 있어 선광법 중 가장 중 요한 기술로 분류됨. 광물제련은 열이나 화학적, 전기적 방법을 통해 광석으로부터 금속을 추출하는 방법임

185 에너지자원활용 - 광물자원 - 광석 제련의 공정은 조( 粗 )제련과 정( 精 )제련으로 나뉘는데 전자를 좁은 뜻의 제련, 후 자를 정련이라고 하는 경우도 있음. - 제철이나 제동과 같이 용광로를 사용하여 제련하는 경우는 영어의 smelting에 해당하 며 용련이라고도 함. - 주로 미국에서는 광석으로부터 목적금속을 추출하는 공정을 추출야금(extractive metallurgy)이라고 함. [주요제품 분류표] 대분류 중분류 세부 제품 또는 기술 금속광물 금, 은, 백금족, 희토류, 동, 연, 아연, 알루미늄, 철, 황철광, 니켈, 코발트, 티타 늄, 바나듐, 니오븀, 텅스텐, 질코늄, 몰리브덴, 망간, 탄탈륨, 크롬, 베릴륨, 비소, 창연, 주석, 안티몬, 인듐 에너지자원 광물자원 비금속 광물 리튬, 활석, 납석, 장석, 고령토, 석회석, 규석, 규사, 규조토, 사문석, 운모, 불석, 명반석, 흑연, 형석, 인광석, 규회석, 중정석, 마그네사이트, 석고 <관련기술분야> 지질조사분야: 지질도 작성기술, 지질구조 해석기술, 변질대 해석기술, 광물탐사분야: 지구물리 탐사기술, 지화학탐사기술, 시추탐사기술, 광상평가분야: 자원량/매장량 산정기술, 광상성인해석 기술, 광상잠재성평가기술, 개발성평가기술, 경제성평가기술, 선광분야: 선광기술, 비중선별기술, 자력선별기술, 정전선별기술, 정제기술, 제련분야: 제련기술, 습식제련기술, 건식제련기술 2. 산업현황분석 - 정부는 2007년 국내 광업발전 기본계획을 수립하여 국내 부존자원의 효율적 개발과 활성화 정책을 수립 한 바 있음 - 정부는 2010년 제4차 해외자원개발 기본계획을 수립하여 체계적이고 장기적인 해외 자원개발 종합계획을 마련 집행함으로써 국가경제 발전과 국민생활 안정을 위한 기반을 구축하고자 함 - 현재 정부는 자원개발 전략으로 인프라-광물자원 연계형 패키지를 추진 중이며, 이는 국내전문기관의 검 토 및 해외공관 공기업 해외지사 등을 통해 유망사업을 도출하고 적극적인 사업발굴을 추진하는 것임 - 산업통상자원부는 자원개발 특성화 대학에서 인턴십 프로그램 등 현장실무 인력 양성, 장기적으로 자원개 발전문대학원 설립하는 정책 추진하고 있어 자원개발 전문기업의 해외 자원개발사업에 필요한 인력 수급 을 원활히 하여 자원개발 인프라 지속적인 강화하는 정책 추진 가. 환경분석 (1) 정치(Political) 정부는 2007년 국내 광업발전 기본계획을 수립하여 국내 부존자원의 효율적 개발과 활 성화 정책을 수립한 바 있음 지식경제부가 마련한 2010년 제4차 해외자원개발 기본계획에 따르면 최근 자원전쟁 이라 할 정도로 세계적인 에너지자원 확보경쟁이 치열하게 전개되고 있어 체계적이고

186 전략분야 장기적인 해외 자원개발 종합계획을 마련하고 집행함으로써 국가경제 발전과 국민생활 안정을 위한 기반을 구축한다고 밝힘 정부는 제4차 해외자원개발 기본계획을 수립하여 체계적이고 장기적인 해외 자원개발 종합계획을 마련 집행함으로써 국가경제 발전과 국민생활 안정을 위한 기반을 구축하 고자 함 촉진 요인 범정부차원의 자원외교 체제 강화 - 고위급 자원협력외교를 통해 경제성장 경험공유 등 우리나라의 장점을 살린 차별화된 한국형 자원개발 협력모델을 추진하며, 자원개발과 SOC 사업 등이 연계된 동반진출사 업의 활성화를 지원하여 유망 광구 탐사 및 개발권을 확보함. - 자원보유국을 중심으로 78개의 에너지거점공관을 지정함 - 에너지협력외교지원협의회를 통해 범정부적 지원체계 구축함. 국제적인 광물자원 확보 경쟁 가속화 - 중국은 2조 달러이상 규모의 외환보유고를 활용하여 국영기업-정부 주도로 공격적 자 원확보 추진 중임 - 미국과 유럽연합은 정치 경제적 영향력 확대 및 메이저기업을 통한 공격적 투자를 지 속적으로 추진 중임 - 일본은 ODA 등을 통한 자원보유국과 전략적 경제협력을 확대하고 있으며, INPEX(정 부지분 30%) 및 종합상사 위주 프로젝트를 확보하는데 총력을 기울기고 있음 저해 요인 자원보유국의 불확실성 증대 - 자원 민족주의가 최근 러시아, 남미 등을 중심으로 재부각되고 있음. - 러시아는 전략광구에 대한 외국인 투자를 제한하고 있고 볼리비아는 광권 회수조건을 강화하고, 페루는 로열티를 인상하고 있음 - 자원개발에 대한 세금 강화 움직임이 호주, 중국, 캐나다 등으로 확대되고 있음 업계 환경비용 증대 - 국내자원개발은 비금속광을 중심으로 개발이 이루어지고 있으며, 환경문제 대두로 인 한 자원산업의 위축 및 환경친화적 자원개발 필요성 증대로 업계 환경비용이 증대됨 WTO 체제, OECD 가입 등으로 인한 시장 개방화와 지역별 협력 추구를 위한 경제 블 록화 심화로 업계 경쟁력이 약화됨

187 에너지자원활용 - 광물자원 산업발달에 따른 원료광물자원에 대한 수요 변화 및 국제적인 기술 장벽의 강화로 수 입이 증가함. (2) 경제(Economical) 지식경제부가 2010년 마련한 제4차 해외자원개발 기본계획에 따르면 매장량 기초금융 (RBF, Reserve Based Financing) 등 신금융기법의 활성화, 무역보험공사와 수출입은행 의 금융지원확대, 연기금의 자원개발 투자 활성화를 추진하는 등 투자재원을 확대할 계획을 밝히고 있음 촉진 요인 광물자원 가격 불안정 년 급등한 광물가격은 2009년초 다소 안정되었으나, 2010년 이후 세계 경기회복 전망 및 중국 등 신흥 개도국의 수요 증가로 재상승 추세임 - 정부에서는 국민경제에 크게 영향을 미치는 광종을 전략광종으로 선정하고 안정적인 공급체계를 구축한다는 국가적 필요성에 따라 2019년까지 8대 광종에 대하여 자주 개 발율을 설정하였음(석유 25%, 가스 45%, 유연탄 50%, 우라늄 30%, 철 350%, 동 38% 아연 42%, 니켈 40%) 저해 요인 해외 자원개발 투자 규모가 경쟁국에 비해 절대 미흡 - 부가가치가 높은 직접 사업 운영보다는 대부분 단순 지분 참여에 치중하고 있음 - 대규모 해외 자원 개발 프로젝트를 확보 수행할 정보력, 기술력, 재원조달 능력의 한 계에 기인함 (3) 사회(Social) 산업자원부 제4차 해외자원개발 기본계획에 따르면 탐사자료 평가 등 자원개발 서비스 기업의 육성을 적극 지원할 계획으로 성공불 융자의 가점 부여 등 자원개발 서비스 기 업의 활성화하기위해 노력하고 있음 촉진 요인 정부의 패키지형 자원개발 지원 - 현재 정부는 자원개발 전략으로 인프라-광물자원 연계형 패키지를 추진 중임

188 전략분야 - 국내전문기관의 검토 및 해외공관 공기업 해외지사 등을 통해 유망사업을 도출하고 적극적인 사업발굴을 추진하고 있음 자원의 탐사, 개발, 활용 분야는 국가 산업의 지속적인 발전을 위해 필수적인 기술로 장기적으로 산업의 근간이 되는 분야임 - 국가 전략산업의 핵심원료 및 국내 경제적 유용자원을 확보하여 중장기적 개발 여건 을 조성하는데 핵심적인 기술이 될 수 있음 저해 요인 광물자원과 관련되어 일부 광상이나 광화대에 대해 성인연구는 단발적으로 수행된 적 이 있으나 신규광체 확보를 위한 탐사는 체계적으로 수행한 경험이 부족함 - 자원생산국(캐나다, 호주, 미국 등)은 활발한 광물자원탐사와 더불어 개발과 광산설계 를 포함한 경제성 평가 기술의 확보하고 있으나 국내의 수준은 이에 미치지 못함 - 광상생성환경에 대한 이론 모델링, 광화변질대에 대한 암석, 광물, 지화학적 생성환경 모델링 등 다양한 응용지구화학탐사 방법을 통한 신규 잠두광상 탐사 수행 경험이 부 족함. (4) 기술(Technological) 촉진 요인 지식경제부는 자원개발 특성화 대학에서 인턴십 프로그램 등 현장실무 인력 양성, 장 기적으로 자원개발전문대학원 설립하는 정책을 추진함. - 희유금속 및 비전통 에너지자원 개발의 중요성을 고려하여 신 자원개발 핵심기술로드 맵을 마련할 계획임 지식경제부는 자원개발 공기업의 경쟁력 강화 정책 추진 - 공사의 대형화를 지속 추진하고 M&A 시너지 효과, 기술력 제고 등을 통해 자생적 성 장기반 마련에 주력함. - 초기 대규모 투자비가 소요되고 투자회수 기간이 장기인 자원개발 사업의 특수성을 고려하여 공기업 평가제도의 개선을 추진함. 저해 요인 자원개발 전문기업의 해외 자원개발사업에 필요한 인력 수급의 어려움 년대부터 장기간 국내 광업 침체 및 정부 자원기술 R&D 투자 미비로 지질광상 조사/탐사기술 낙후되어 있음

189 에너지자원활용 - 광물자원 - 광상의 유용물질의 기원, 이동, 형성, 탐사 및 개발 단계의 전반에 걸친 산학연 프로그 램을 개발하는 통합적 연구가 부족함 자원개발 사업의 특수성에 기인한 초기 대규모 투자비가 소요되고, 투자회수 기간이 장기여서 위험부담이 매우 큼 [에너지자원 분야의 PEST 분석] 구분 주요이슈 단기(3년이내) 중장기(4년이상) 비고 정치 (P) 촉진 저해 범정부차원의 자원외교 체제강화 자원보유국의 불확실성 증대 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 고위급 자원협력외교를 통해 한국형 자원개발 협력 모델 추진 자원민족주의로 외국인투자 제한, 광권회수, 로열티를 인상 경제 (E) 촉진 광물자원 가격 불안정 상 중 하 상 중 하 저해 해외자원개발 투자규모 미흡 상 중 하 상 중 하 신흥 개도국의 수요 증가로 광물가격 재상승 추세 직접 사업 운영보다 단순지분 참여 치중 사회 (S) 촉진 저해 정부의 패키지형 자원개발 지원 체계적 연구 수행 경험 부족 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 인프라-광물자원 연계형 패키지 추진 광물자원탐사, 개발과 광산설계 포함 경제성 평가기술 경험 부족 기술 (T) 촉진 저해 현장실무 인력 양성 정책 추진 체계적 인력 수급의 어려움 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 자원개발 특성화 대학 및 자원개발전문대학원 설립 정책 추진 국내 광업 침체 및 자원기술 R&D 투자 미비로 기술 낙후 나. 산업특징 및 구조 (1) 산업의 특성 광업은 인류의 문명과 함께 시작되어 역사가 오래된 기초 1차 산업임 - 인류의 문화발달 역사는 광물의 채굴과 가공에 의한 금속, 비금속 및 연료광물의 사용 기술의 진보와 함께 비약함 - 광물자원의 공급 없이 다른 산업은 거의 이루어 질 수 없고, 인공물질로 대치할 수 없 는 것이 많음 유용광물자원의 탐사하고 채굴 하는 데는 특수한 기술이 필요함 - 유용광물자원은 대부분 지하심부에 부존되어 있는 경우가 많음 - 갱내작업에는 다른 산업과 달리 특수한 위험요소가 많아 재해율이 높음 - 광물자원을 합리적으로 안전하게 채굴하는 데는 갱내조건에 따른 고도의 기술개발이 필요함

190 전략분야 광업에는 투기적 요소가 있음 - 광물자원은 지하에 있기 때문에 광상의 전모를 파악하기에는 한계가 있고, 조사가 불 확실한데 과대하게 투자함으로써 실패하는 예도 적지 않음 - 광상의 지하 발달을 위해 지표 지질광상탐사, 물리탐사와 시추탐사 등 체계적인 조사 로 광체를 파악하는데 많은 시간이 소요됨 - 체계적인 탐사에는 초기비용이 많이 소요됨, 대규모 광업회사는 이러한 위험성을 줄이 기 위해 개발과 탐사를 동시에 수행함으로써 그 위험성을 줄임 채광과 탐사가 동시에 이루어 져야함 - 지하자원은 오랜 지질시대를 거쳐 생성되었으며, 이것을 채굴하면 없어지고 재생되지 않음 - 지하자원은 실수율을 높여 가능한 한 남김없이 채굴해야 하며, 동시에 탐광기술의 진 보에 의해 새로운 광상 발견에 주력해야 함 광물의 부존에는 지역적 편재성이 있음 - 국가에 따라 광물의 종류와 양의 편차가 심함 - 다른 산업과 달리 임의의 입지조건에 따라 사업소를 설치할 수 없고 교통이 불편한 미개지에서도 일단 유망 광산이 발견되면 개발을 위해 광산을 중심으로 신흥 광산촌 이 생기고, 광업의 발전과 더불어 도시화하고 그 광산이 쇠퇴하면 광산도시는 약소화 되며 경우에 따라서는 폐허화되기도 함 광물자원의 가치는 변동함 - 광산물의 가격은 수급상황에 따라 끊임없이 변동하지만, 또한 자원의 가치도 기술적 경제적 영향에도 좌우됨 - 광상의 심도가 깊어 경제적으로 가치가 없다고 여겨지던 광물자원도 자원기술이 발달 하여 경제적으로 채굴이 가능해 지면 가치가 생김 - 광물의 조합이 복잡하여 선광 제련이 곤란하여 유용광석으로 인정받지 못하다가도 경 제적인 선광 제련 기술의 발달로 가치가 생기기도 함 (2) 산업구조 광물자원을 중심으로 광물자원을 생산하는 광산과 관련된 후방위 산업과 광물자원을 활용되는되는 전방위 산업 구조로 되어 있음 - 후방위 산업으로는 광물자원을 생산하는 광산 산업이 있음 - 전방위 산업으로는 철강산업, 기초금속, 경금속, 화학공업, 전자공업, 내화재, 귀금속, 연마재 등 대부분 산업의 기초 원료 물질로 파급효과가 큼

191 에너지자원활용 - 광물자원 후방위 산업 광물자원산업분야 전방위산업 - 광산업체 - 지질/광상 조사 및 탐사분야 - 지구물리 탐사분야 채광분야 - 선광/제련분야 - 경제성 평가분야 <광물가공 및 제조산업체> - 철강산업 - 기초금속 - 경금속 - 화학공업 - 전자공업 - 내화재 - 귀금속 - 연마재 [광물자원 산업 중심의 연관 산업(전후방산업)구조] 광물자원 산업은 다양한 산업에 원료소재를 공급하는 분야로 거의 모든 제조 산업과 연관되어 있음 - 산업의 발달을 위해 원료 물질이 되는 광물자원의 안정적인 공급이 선행되어야 한다 는 인식이 2000년대 초반 광물가격의 불안정 때문에 널리 인식되어 최근에는 원료의 구입에만 신경 쓰던 국내 대기업에서 직접 광산을 개발하는 데에도 관심을 갖고 직접 사업 확장에 힘쓰고 있음 - 상사나 물산회사에서 원료 물질의 소비는 없으나 중간업체로써 원료 물질의 공급을 담당하고 있음 [광물자원 산업 분야의 공급망 분석 및 주요업체] 조사/탐사/개발/선광/생산 제련/제활용 가공 주요내용(설명) 광물자원의 잠재성을 평가하기 위하여 지질조사, 탐사 및 부존량을 평가하여 자원의 가치를 판단함. 또한 평가하여 확보된 자원을 채굴하고 그 광석으로부터 맥석광물을 제거하고 유용한 광석만을 회수하는 과정이 선광과정이며 이를 통해 정광을 생산하는 전과정임 제련은 열이나 화학적, 전기적 방법을 통해 선광과정을 거친 정광으로부터 금속을 추출하는 과정임 가공은 비금속광물에 적용되는 방법으로서 원광석을 분쇄하여 입도를 조절하고 화학적처리를 통해 광물의 물성을 향상시키거나, 일부 물질을 혼화하여 혼합물을 제조하는 과정임 대기업 포스코, 대우인터네셔널, 한국광물자원공사, 고려아연(주), 현대자원개발(주), 삼성물산(주), (주)한화, 대우조선해양 E&R, 대성상업(주), 쌍용자원, 라파즈한라시멘트(주), (주)KC 포스코, (주)고려아연, 영풍, LS-Nikko 동제련(주) 남해화학, 한솔제지, 조선내화, 한국도자기, 대한제지, 대림요업, 계림요업, 동서산업, 코스모화학, 동부팜한농, 한국내화, 동국내화, (주)KCC, 고려용접봉, 현대종합금속 주요 업체 중소 기업 한덕철광(주), (주)지엠씨, (주)동원리소스, (주)넥스지오, 지오스캔, 대한광산개발(주), (주)하월라디앤씨, 서미트광업, 에이치앤씨산업개발(주), 왕도광물자원개발, 지엠티자원개발, 일진머티어리열, 우림자원개발, (주)서동, 민경산업(주), 만덕통상, 대성MDI, (주)삼보광업, (주)남명개발, (주)성신, (주)성안자원, 명진규석, 자원규석 에코마이스터, 지알엠, 토리컴, 성일하이텍, 희성피엠텍 (주)코츠, 일성케미컬, 클라이언트아이엠케이,경동세 라텍, 한국분체, 영우자원, 백산장석, 부여소재, 경주케미컬

192 전략분야 3. 시장분석 년 국내 광산물 수급은 전년대비 생산(5.6%)과 수출(4.9%)은 증가한데 반해 수입(-12.1%)과 내수 (-14.9%)규모는 감소하였다. 2012년 국내 광물자원의 내수액은 약 25조 241억이며 그중 금속광물자원이 22 조 7821억원으로 전년대비 15.9% 감소하였으며, 비금속광물자원은 2조 2420억원으로 전년과 유사수준임. - 우리나라의 철광석은 거의 전량 수입에 의존하고 있으며, 동 정광은 국내 생산량이 없으며 칠레 (35.9%), 호주 (19.5%), 페루 (9.8%) 및 인도네시아 (8.7%)로부터 전량 수입하여 조달함. - 아연정광도 대부분 수입에 의존하며, 티탄철광석은 국내에서 절반정도가 생산 되고, 리튬은 물량 자체는 풍부하여 물량 자체의 확보가 어려운 것은 아님. - 희토류는 하이브리드카, LCD, LED, PDP, 휴대전화 및 영구자석의 필수원료로 수급 불안정과 가격 급상 승으로 산업활동에 불안요소로 작용하고 있음. 가. 시장현황 및 전망 2012년 국내 광산물 수급은 전년대비 생산(5.6%)과 수출(4.9%)은 증가한데 반해 수입 (-12.1%)과 내수(-14.9%)규모는 감소하였음. 2012년 국내 광물자원의 내수액은 약 25조 241억이며 그중 금속광물자원이 22조 7821 억원으로 전년대비 15.9% 감소하였으며, 비금속광물자원은 2조 2420억원으로 전년과 유사수준임. - 이는 전 세계적인 자원가격의 하락과 국내 최대 수입광종인 철광석 수입량의 감소에 기인한 것임. 2012년 광산물 총수입액은 크게 감소하며 자급률은 1.5%p 증가하였으나 여전히 자원의 안정적 공급에 있어 대외 자원 시장 환경 변화에 매우 취약한 구조를 보이고 있음. 2012년 국내에서 내수금액 기준으로 살펴보면 Fe, Cu, Au, Ls, Zn 순이며, 해외의존이 거의 100%인 광물종은 Fe, Cu, Pb, Zn, Mn, 인광석(PO4) 및 Mo 등이 있음. - 금이나 은은 LS-NIKKO에서 Cu 정광의 제련 부산물로 생산되어 자급율은 각각 95% 와 100%로 높은 편이나 동원광은 100% 수입에 의존함. 국내 제련 및 제조산업구조에 따라 거의 해외에 의존해야 하는 광물종은 철, 동, 아연, 연, 망간, 인회광 등이 있음

193 에너지자원활용 - 광물자원 [광물자원 분야의 시장현황 및 전망] (단위: 억원) 수요 공급 총내수 금속 비금속 ,528 60,415 15,113 87,548 71,724 15, , ,269 15, , ,495 16, , ,095 22, , ,822 17, , ,013 20, , ,850 22, , ,820 22,420 수출 38,628 6,553 13,089 13,396 25,442 46,139 47,856 64,446 67,622 재고 2,052 2,676 4,517 8,668 5,243 4,235 5,184 5,387 6,864 합계 116,208 96, , , , , , , ,726 생산 (국내) 19,368 (11,728) 20,685 (11,644) 24,337 (11,714) 27,591 (12,962) 34,900 (16,407) 43,389 (13,681) 52,040 (16,434) 72,574 (17,991) 76,644 (18,937) 수입 90,965 70, , , , , , , ,673 이월 5,876 5,155 7,991 4,973 3,915 32,006 18,411 14,185 5,409 자료: 광산물수급현황(지식경제부, 한국지질자원연구원) 2012년 우리나라의 철광석 연간 수요량은 약 6천8백만 톤으로서 거의 전량 수입에 의 존하고 있으며 시장규모 약 10조원에 달함. - 세계 철강 생산은 꾸준한 증가세를 보이고 있으며 2011년에 비해 5% 증가하였음. - 세계 철강 소비 또한 2012년에는 2.1% 증가한 14억 1천만 톤에 달했으며 2013년도에 는 3.2% 증가한 14억 6천만 톤에 달할 것으로 예측하고 있음. - 철광석 생산도 꾸준히 증가하는 추세를 보였으며 2012년에는 11억 톤에 달함. - 중국이 전체 철광석의 생산량의 약 61%를 차지하며 가장 많은 생산을 하고 있으며, 우리나라는 호주로부터의 철광석 수입이 2012년 66.4%에 달해 의존도가 매우 높음. 2012년 우리나라의 금의 연간 총수요량이 약 77톤으로서 금광산 및 제련소의 부산물에 의한 생산량은 48톤으로서 내수시장규모는 약 2조 9천억원에 달함. - 세계 금 생산은 2011년에 약 2,660톤, 2012년에 2,700톤으로 거의 일정한 양을 보여줌 년 우리나라 금 수입(총 27.97톤)은 스위스 및 홍콩으로부터 15.99톤(58.6%)을 수 입하며 기타 일본, 호주, 중국 순으로 다양한 수입원을 형성하고 있음. 2012년 세계 동 생산량은 정광 기준 17백만 톤으로서 칠레가 전 생산량의 31% 이상 을 차지함 년 국내 수요량은 1.7백만 톤으로서 대부분 LS NIKKO에서 동 제련에 사용되며 국내 생산량은 없으며 칠레 (35.9%), 호주 (19.5%), 페루 (9.8%) 및 인도네시아 (8.7%) 로부터 전량 수입하여 조달하고 있음. 2012년 세계 아연 생산량은 13 백만 톤에 달하여 중국 (35%), 호주 (12%) 및 페 루 (10%)가 압도적으로 우세한 생산량을 보임. - 국내 내수량은 2012년 기준 1,698,000톤이며 증가세를 보이며 대부분 수입에 의존하며 수입국은 멕시코 (22.2%), 페루 (19.6%), 호주 (17.1%), 미국 (11.9%), 볼리비아 (9.8%)

194 전략분야 및 기타 순임. - 국내 아연의 내수비율은 전체의 약 6.1%를 차지함. 우리나라의 티탄철광석 연간 수요량은 2012년 약 39만 톤으로서 약 2십만 톤은 국내에 서 생산 되지만 나머지는 호주 (49.4%), 베트남 (20.8%), 인도 (12.7%), 및 우크라이나 (8.1%) 등으로부터 수입하고 있으며 내수규모는 약 16만 톤에 달함 년 티탄철석 세계 생산량은 약 6백2십만 톤이며, 2008년부터 2012년까지의 세계 티탄철강 생산 증감률은 연평균 2.0% 로서 2015년 생산량은 약 7백만 톤을 넘어설 것으로 예측됨. - 수입량은 2008년 대비 2012년에는 약 21% 감소율을 나타내며, 2008년부터 2012년까지 의 평균 감소율은 약 -4.2% 임. - 국내에서 생산되는 약 20만 톤의 티탄철석은 주로 POSCO에서 철광석 부원료로 활용 되고 있으며, 수입되는 약 19만 톤 중 대부분은 주로 코스모화학 (주)에서 백색안료인 TiO2 제조에 사용됨. 리튬은 전 세계 매장량 및 연간 소비량으로 볼 때 사용가능한 물량은 풍부하므로 물량 자체의 확보가 어려운 것은 아님 년 전 세계 생산량은 37,000톤으로 주로 호주(13,000톤)와 칠레(13,000톤)에서 생산 되고 있음. - 하지만 국제적인 공급구조가 일부 국가 및 기업들이 독과점 형태이고, 국내외 시장 규 모가 급증될 것이라는 전망이 우세하기 때문에 가격 협상력이 수요자보다 공급자가 우위에 있음. - 우리나라의 2008년부터 2012년까지 평균 수입 금액 증감율은 탄산리튬이 약 25.7%, 수 산화리튬 약 24%, 산화리튬 약 11.8%로 리튬의 수요증가와 가격상승으로 수입 금액 증가현상은 계속될 것으로 예측됨 년 수입된 탄산리튬은 약 13,762톤, 수산화리튬 약 1,102톤, 산화리튬 약 18톤으로 대부분 탄산리튬의 형태로 수입하고 있음. - 현재의 상태에서 리튬은 부존량이 풍부하여 공급은 크게 어려움이 없을 것으로 예측 되고 있으나 가격은 계속 상승 추세를 보이고 있고 수요량은 크게 증가 될 것으로 전 망됨. 2012년 세계 희토류 자원 REO의 생산량은 110,000 톤이며 이 중 중국이 95,000 톤을 생산하여 약 86%를 차지하였음. - 생산을 중단하였던 미국(7,000톤)에서 2012년부터 재생산에 들어갔으며 호주(4,000톤) 역시 생산량을 늘려 중국의 독점율을 낮추고 있음. - 단일국가로서의 REO 부존량은 중국이 세계 1위로서 장기간 동안 희토류 시장을 석권 할 것임

195 에너지자원활용 - 광물자원 - 중국의 희토류 수출 제한 정책을 강화함에 따라 희토류 수입국에서는 공급의 어려움 이 있을 것으로 예측되었으나 최근 기존의 REO 부존국가들의 재생산과 정제기술의 향상으로 소비하락과 가격하락을 가져옴. - 그러나 하이브리드카 및 고기능재 수요 증가로 2012년도에도 계속적인 생산 증가가 있을 것으로 전망됨. - 또한, 하이브리드카에 이용되는 중희토류는 중국만이 생산하고 있어 가격 상승과 함께 수급에 차질이 있을 것으로 전망됨. - 우리나라의 경우 수급 불안정 및 독과점 체제 형성으로 가격 상승이 예상되며 우리나 라 핵심산업인 LCD, LED, PDP, 휴대전화 및 영구자석의 필수원료로 수급 불안정과 가격 급상승으로 산업활동에 불안요소로 작용할 것임. 나. 무역현황 광물자원분야의 주요 수출입 품목은 철광, 동광, 알루미늄광, 아연광, 니켈광, 기타금속 광물 등 광물자원 자체를 뽑을 수 있는데, 대부분 수입에 의존하고 있고 전반적으로 교 역량이 크게 증가하고 있음. 특히 철광과 니켈광에 대한 수입이 최근 5년 사이 크게 증 가하고 있음. [광물자원 전략분야 품목별 수출현황] (단위: 천달러) 품목 구분 수출현황 ,628 철광 수입현황 ,963,714 9,532,460 무역특화지수 수출현황 ,381 66,722 11,807 동광 수입현황 3,294,652 3,346,511 3,514,025 3,293,513 4,536,877 5,640,628 4,570,945 무역특화지수 수출현황 알루미늄광 수입현황 24,718 18,015 37,408 21,689 27,708 26,522 27,148 무역특화지수 수출현황 164 3,316 5,280 5,578 9,851 7,136 14,128 아연광 수입현황 1,554,479 1,608, , ,766 1,086,921 1,519,448 1,393,858 무역특화지수 수출현황 니켈광 수입현황 ,200 94, , , ,224 무역특화지수 수출현황 53, , ,370 55, , , ,615 기타금속광물 수입현황 1,160,035 1,759,634 1,638,187 1,014,204 1,512,889 2,536,437 3,324,065 무역특화지수 * 무역특화지수 = (상품의 총수출액 - 총수입액) / (총수출액 + 총수입액)

196 전략분야 다. 글로벌 수출입 유망품목 2012년 글로벌 수출입 유망품목은 국내외 수출입 규모와 성장률, 관세율, 특허출원동향 을 바탕으로 품목 경쟁력, 품목 유망성, 시장성, 기술성, 중소기업 적합성 등을 분석하 여 도출됨. 광물자원분야에서는 수출입 유망품목이 도출되지 않음. 라. 업체동향 (1) 해외 주요 업체 동향 프랑스 자원개발 기업 Areva(아레바)는 원자력 발전소 건설 및 정비관련 세계 1위이며, 해외자원개발 사업은 최근 몇 년간 지속적인 원자재 확보를 위해서 아프리카, 캐나다, 호주 등지에 광산 발굴사업을 추진 해 왔음. - 그러나 2008년 금융위기를 거치고 동시다발적으로 투자한 광산에서의 수익이 창출되 지 못하면서 아레바사의 경영이 어려움에 직면함. - 이에 따라 문제점을 극복하고자 아레바사는 기 투자한 원자력 발전소 가동 원료인 우 라늄광산의 지분을 매각하기 시작함. - 한국은 원자력 발전소의 원활한 가동을 위해 원료의 안정적인 장기 공급선 확보는 물 론 향후 원자력 설비 수출을 위한 인프라를 구축하기 위해서 해외 우라늄 광산 개발 을 추진하였으며 개발 경험 축적과 가능성이 높은 광산 확보를 위해서 아레바사와 장 기공급 계약 체결은 물론 아프리카 니제르 소재 우라늄 광산 지분 10% 인수함. BHP Billiton (ASX:BHP)는 주로 호주, 미국, 남아프리카에 소재한 자사 생산시설에서 광물, 석유 및 가스를 추출하여 생산하고 있으며 세계 최대의 광산업체임. - 광물자원으로는 알루미늄, 망간, 니켈, 철, 석탄, 구리 및 포타쉬(K) 자원을 개발하고 있음. - BHP사는 칠레 Escondida 구리광산 확장 프로젝트(약 25억달러)를 진행하여 2011년부 터 생산능력을 130만 톤까지 늘리기 위해 2015년까지 확장 및 재배치 투자를 하고 있으 며 제련용 전력확보를 위해 500MW급 Kelar 복합화력발전소 건설도 추진하고 있음. - 또한 BHP사는 유럽 재정위기와 중국 경기둔화 등 불안정한 거시 경제적 상황으로 인 해 투자 계획을 무기한 연기하였음. - BHP사의 2011/12년 실적은 판매는 전년대비 0.7%가 증가한 722억달러를 기록하였으나, 세후 수익은 35% 감소한 154억달러를 기록(철광석 수익이 가장 큰 폭으로 감소)하였음. - 남호주 州 Olympic Dam 증설 프로젝트에 300억달러를 투자하였고, 서호주 州 Port Hedland 외항 건설 프로젝트에 200억달러를 투자하는 대형 프로젝트에 대한 투자계

197 에너지자원활용 - 광물자원 획을 보류하였음. - BHP사는 2012년 4분기 철광석 생산량이 크게 늘었는데, 지난해 4분기 철광석 생산량 은 전년 동기 3천980만t보다 3% 증가한 4천220만t을 기록했음. 호주의 철광석 생산업체인 Rio Tinto사는 지난해 철광석 생산량 2억5천300만t을 달성했 으며 이는 전년 2억4천500만t 대비 4% 증가한 수치를 보임. - 리오 틴토는 기록적인 생산량 증가와 더불어 서호주 내 광산 확장사업을 추진할 계획 을 가지고 있으며 현재 Pilbara 지역의 철광석 생산용량을 2013년 말까지 연간 2억9천 만t, 2015년까지 연간 3억6천만t으로 증대시키기 위해 Cape Lambert 광산의 확장사업 을 진행 중임. 브라질 최대 광산회사 발레(Vale)사는 철광석을 비롯하여 니켈, 페로니켈, 구리, 보크사 이트, 고령토 및 알루미늄을 생산하고 있음 년 7월8일 무릴 페레이라 발레사 회장은 슈퍼사이클(철광석 등 상품시장 장기상 승국면)은 2011년에 이미 끝났다 며 2015년까지 긴축경영을 실시하겠다 고 밝힘. - 발레사는 올해 투자액으로 163억달러(약 18조6325억원)를 계획했으며, 이는 지난해와 비교해 8% 적은 수치임. - 신흥국 경기둔화로 철광석 수요가 줄어들면서 광산업체들이 몸집 줄이기에 나서고 있음. (2) 국내 주요 업체 동향 '우리나라 해외자원개발사업은 1977년부터 해외 일반광개발사업을 시작하여 총 59개국 450개 사업에 진출하여, '11년말 현재 36개국 198개 사업이 진행 중이며 11년말 현재 64개국에서 505개 사업 (유전 198개, 광물 307개)을 진행 중임. - 단순 지분 참여 중심에서 벗어나 운영권 및 지분 확보를 통해 자주 개발율을 증대시 키고 있음. 국내 종합상사 중 가장 활발하게 자원개발 사업을 추진하는 곳은 LG상사이며, 중 국, 인도네시아와 호주, 중남미 등에서 21개 자원개발 프로젝트를 추진하고 있으며 이 가운데 10여 곳이 생산 단계에 있음. - 특히 유연탄광 투자에 집중해 중국 완투거우, 호주 엔샴 등 6개 광구에서만 연 1000만 톤 규모의 물량을 확보하였음. 대우인터내셔널의 핵심 자원개발 사업은 미얀마 가스전으로 내년 상업생산을 앞둔 이 가스전의 추정 가치는 2조원 가량임. - 국내에서 추진한 단일 자원개발 프로젝트 가운데 최고가임. - 미얀마 서부해역은 프랑스 메이저 석유회사인 토탈을 비롯해 메이저 업체들이 7개 광

198 전략분야 구에 대해 시추작업을 벌였지만 끝내 가스를 찾지 못했던 곳으로 불확실성이 컸으며, 회사 내부적으로도 외환위기 직후 워크아웃이 진행 중이던 힘든 시기였음. - 하지만 과거 실패한 사례를 꼼꼼히 분석해 과감하게 베팅하여 지금 미얀마 가스전은 대우인터내셔널의 최대 효자 사업으로 탈바꿈 하였음. 현대종합상사는 베트남 가스전, 마다가스카르 암바토비 니켈 광산 등의 자원개발 사업 의 성과를 가짐. - 지난해 4월 모기업인 현대중공업과 함께 설립한 자원개발 전문회사 현대자원개발 을 통해 원유와 가스는 물론 바이오연료, 농림업, 광산업 등에 대한 신규 투자를 늘릴 계 획임. 석탄을 회사의 6대 신성장동력 중 하나로 선정한 SK네트웍스는 지난해 2월 SK이노베 이션에서 석탄사업부를 인수하는 등 석탄 투자를 강화하였음. - 호주에서만 스프링베일, 앵구스플레이스, 샤본, 클라렌 등 4개의 생산광구를 비롯해 개 발 탐사 단계의 석탄, 구리, 우라늄 광구 5개 등 모두 9개 광구를 보유하고 있음. 국내 종합상사 중 가장 활발하게 자원개발 사업을 추진하는 곳은 LG상사로 중국 인도 네시아 등 아시아와 호주, 중남미 등에서 21개 자원개발 프로젝트를 추진하고 있음. - 이 가운데 10여곳이 생산 단계이며, 특히 유연탄광 투자에 집중해 중국 완투거우, 호 주 엔샴 등 총 6개 광구에서 연 1000만 규모의 물량을 확보 하고 있음. 포스코는 철강 제조에서 가장 중요한 철광석 및 유연탄 등 자원개발을 강화하였음. - 지난 5월 호주 로이히 광산 지분 인수, 2014년부터 연간 철광석 5500만을 생산계획에 있음. - 자원 보고로 부상하는 모잠비크와 짐바브웨, 남아프리카공화국, 콩고 등 아프리카도 집중 공략하고 있음. (주)혜인은 자회사로 (주)혜인자원을 설립하여 희유광물자원 개발 사업을 통한 고부가 가치 성장동력을 확보하였음. - (주)혜인자원은 몰리브덴 광산 및 몰리브덴, 구리 등의 비철금속의 선광설비를 보유하 고 최근 정부가 추진 중인 자원 개발사업의 핵심 원료로 각광 희귀금속인 몰리브덴 (MoS2)을 생산하고 있음. (주)넥스지오는 석유, 가스, 석탄, 우라늄 등의 에너지자원과 구리, 니켈, 주석 등의 광물 자원 및 지열에너지와 같은 신재생에너지 등의 지질 자원을 탐사하고 개발하고 있음 년 탐사를 진행, 2010년 본격 생산에 돌입한 미얀마 주석 광산 사업을 고수익이 창출되는 사업으로 성장시킨 바 있음

199 에너지자원활용 - 광물자원 [광물자원 주요제품의 국내 업체 현황] 중분류 세부제품 대기업 중소기업 중소기업 주요 참여영역 중소기업 참여 정도 중소기업 점유율 금속광물 금, 은, 백금족, 희토류, 동, 연, 아연, 알루미늄, 철, 니켈, 코발트, 티타늄, 바나듐, 니오븀, 텅스텐, 질코늄, 몰리브덴, 망간, 탄탈륨, 크롬, 베릴륨, 창연, 주석, 안티몬, 인듐 포스코, 현대종합금속, LS 니꼬 동제련, 고려아연, 영풍, 케이씨 주식회사, 조선내화, 코스모화학, 고려용접봉, 삼성전기, 엘지상사 희성금속, 한국피지엠, 옵토웨이퍼테크, 비앤에프코퍼레이션, 동성금속, 나리지 온, 프이에이코퍼레이션, 나노신소재, 넥스지오., 한덕철광, 동원리소스 금속원료 생산 및 금속소재 개발 비금속 광물 리튬, 활석, 납석, 장석, 고령토, 석회석, 규석, 규사, 사문석, 운모, 불석, 명반석, 흑연, 형석, 인광석, 규회석, 중정석, 마그네사이트 한솔제지, 조선내화, 한국도자기, 대한제지, 금호타이어, 대림요업, 한화석유화학, 벽산페인트 클라이언트아이앰케이, 일성케미컬, 성신, 민경산업, 대성MDI, 한국오웬스코닝, 조선선재, 유니온무역상사, 동아흥업, 조선선재, 동부한농화학, 동일산업, 한합산업, 대정화금, 창원특수강, 이화다이아몬드공업, 대림요업, 계림요업, 동서산업 원광생산 및 가공 * 참여정도는 주요제품 시장에 참여하는 중소기업의 참여규모와 정도(업체수, 비율 등)를 고려하여 5단계로 구분 (낮은 단계:, 중간 단계(,, ) 높은 단계: ) 마. 기업개발니즈 (총괄팀) 광물자원 분야 중소기업의 니즈분석을 통한 현황을 살펴보면, 다양한 중소기업들이 융 합을 기반으로 하는 다양한 제품을 개발, 판매를 진행하고 있음. - 구체적으로 자원개발을 위한 자원탐사 장비 개발 및 해석소프트웨어 개발, 석회석의 나노 입자화, Mg-Si Powder, 황산코발트, 황산니켈, 고순도 Silver metal 및 Au, Pd, Pt, Ru, 3성분계 NCA계 양극전구체 기술 및 공법개발, 3성분계 NCA 양극전구체기술 및 공법개발, 경소백운석 및 백운석 개발, 광물자원 조사/탐사, 광물자원개발 계획 및 광산개발에 따른 후속 환경관련 사업 등이 있음. 광물자원 분야의 중소기업들은 기술을 기반으로 다양한 산업분야, 적용분야의 시장진 입을 위한 개발 계획을 가지고 있음. - 구체적으로 광물자원 개발을 위한 광물자원탐사 장비 개발, 대리석, 경질탄산칼슘, Mg-Si, 고순도 Sn metal, NCM계 양극전구체(523, 111, 622, 811) NCA계 양극전구체, 마그네슘, 광물자원 조사/탐사, 광물자원개발 계획 및 광산개발에 따른 후속 환경관련 사업 등의 제품을 미래에 생산할 계획을 가지고 있음

200 전략분야 4. 시사점 및 제언 2000년대 중반 이후 광물자원 수요가 급증하고 가격 불안정성이 심화되었으나 최근 다 소 안정 국면에 들어서고 있어서 중장기적인 자원환경 분석에 따른 신중한 투자와 개 발이 이루어져야 함 정부는 국내외 광물자원확보를 위해 국내 광업발전 기본계획과 제5차 해외자원개발기 본계획을 수립하고 있어서 기업에서는 자원개발 전문인력을 확충하여 정부의 정책에 부응하는 사업발굴이 필요함 국내 부존자원에 대한 기초탐사 확대 및 매장량 재평가를 실시하여 경제성 있는 자원 확보가 필요하며 자원개발기업이 적극 참여하여야 함 국내광업의 문제점은 금속광산개발이 장기간 침체되어 금속광산에 대한 탐사 및 효율 적 재개발을 추진할 필요가 있음 국내비금속광산은 석회석을 제외하고 영세적이어서 경쟁력을 갖추지 못할 뿐 아니라 가공산업 육성이 안되고 있는 상황으로 광산물 부가가치 제고를 위한 산업고도화 기술 개발이 필요함 (광산물 정제, 고순도, 고미립, 고기능소재화 기술) 탐사, 개발, 생산, 가공 등 광물자원개발 전주기 국내기술개발로 부가가치 증대 및 산 업경쟁력을 확보하여야 광물자원산업이 활성화되며 자원선진국으로 도약할 수 있어 이 를 위한 기업의 R&D 투자 확대가 필요함 산업 고도화에 따라 첨단소재 자원인 희유금속 수요가 급증하는 반면 매장량의 지역편 재와 자원민족주의로 공급불안이 가중되고 있어서 희유금속 산업에 대한 기업의 관심 이 집중 될 필요가 있음 해외자원개발에서 장기 전략적 확보가 필요한 광종은 중대형 탐사사업에 참여하고 안 정적 원광 공급이 필요한 광종은 개발 생산 사업 우선 참여하는 전략을 수립하여야 함

201 에너지자원활용 - 광물자원 [광물자원분야 주요 제품] 분야 제품 설명 출처 산업기술분류코드 대분류 중분류 소분류 희유금속 지각 내 존재량이 적거나 추출이 어려운 금속자원 중 현재 산업적 수요가 있고 향후 수요 신장이 예상 되는 금속원소로서 극소수의 국가에 매장과 생산이 편재되어 있거나 특정국에서 전량을 수입해 공급에 위험성이 있는 금속원소를 의미함. 우리나라에서는 W, Sn, Ti, Co, Cr, Mn, Mo, Zn, Nb, Ta, Be, Se, Li, In, V, REE(희토류), PGM(백금족) 등 총 35종으로 지 정하고 있음 전문가 에너지 자원 광물자원 금속광물 광물자원 철질금속 철질금속은 Fe, Ni을 포함하며 비철금속에 상반되는 용어로서 제철산업의 주 원료임 전문가 에너지 자원 광물자원 금속광물 탄산염 산업원료광물 탄산염 산업원료 광물은 석회석, 백운석, 방해석과 같은 탄산염으로 구성되는 산업원료광물로서 시멘트 용, 제철용, 화학공업용, 비료용 등으로 활용됨 전문가 에너지 자원 광물자원 비금속 광물 비탄산염 산업원료광물 비탄산염 산업원료 광물은 탄산염 산업원료 광물을 제외한 비금속원료광물로서 고령토, 점토, 납석, 활석, 장석, 도석, 규석, 사문석, 인회석, 마그네사이트, 운 모, 흑연, 보오크사이트, 저어콘 등으로서 주로 요업 용, 건축용, 제지용, 비료용등으로 활용됨 전문가 에너지 자원 광물자원 비금속 광물

202 광물자원 전략제품 분석 - 탄산염 산업원료광물 - 희유금속

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204 전략제품 탄산염 산업원료광물 1. 개요 가. 정의 및 필요성 - 정의 : 탄산염광물은 탄산염(CO 3 )을 함유하는 광물로써 석회석(CaCO 3, limestone), 방해석(CaCO 3, calcite), 능 철석(FeCO 3, siderite), 마그네사이트(MgCO 3, magnesite), 백운석(CaMg(CO 3) 2, dolomite)등으로 구성되 며, 탄산염 광물자원은 산업적으로 활용되는 석회석, 백운석, 방해석 등을 칭함. - 범위 : 탄산염 산업원료광물(Carbonate industrial mineral)은 시멘트산업과 철강산업, 일반공업에 이르기까지 현대 산업에 다방면으로 유용하게 산업적으로 활용되는 탄산염 광물을 칭하며 주된 원료광물로는 석 회석과 백운석임. 석회석은 일반적으로 석회암을 지칭하는데, 이를 채굴해서 산업적으로 활용되기 때문 에 상품명으로 사용됨. - 암석학적으로 석회암은 중량비로 90% 이상의 탄산칼슘, 즉 방해석(CaCO3)으로 구성 되며, 또한 백운석의 함량이 최대 5%까지 함유된 퇴적암을 말함. - 석회석의 주 구성광물의 방해석의 함유량이 높은 석회암은 백색 및 회색이 많지만 불 순물의 함유정도에 따라 갈색 내지는 홍색 계열을 띄기도 함. - 석회암의 색과 품위와는 일정한 관계가 없으며, 소량의 불순물을 함유하는 경우에도 착색되기 때문에 광석의 색깔만으로 석회암의 품위를 판정할 수는 없음. 석회암에는 흔히 백운석(CaMg(CO 3 ) 2 ) 광물이 혼재되는데 이 경우 그 혼재되는 양적 비 에 따라 각기 다른 명칭을 갖음. - 일반적으로 MgCO 3 함량이 5% 이내인 경우를 석회암이라 칭하고 5~10%인 경우 고토 질 석회암이라 하며, 10~50% 범위의 경우는 백운석질 석회암이라 칭함(Pettijhon, 1975). - MgCO 3 함량이 50% 이상인 경우는 백운석이라 칭함. - 점토가 혼재된 경우도 마찬가지로 각기 다른 명칭을 갖는데, 점토질 광물의 함유량이 전체 암석 중 5% 이내인 경우 순수한 석회암으로 간주하며, 5~15%의 함유량을 갖는 경우 니질석회암이라 칭함. 2012년도 기준 석회석(백운석 포함)의 국내 생산량은 약 8천7백만 톤 내수는 약 8천 8 백만 톤으로써 자급율은 약 98.4%에 달하며, 나머지 1.6%는 일본, 베트남 중국 등지에 서 수입하고 있음. - 국내 비금속 광물자원의 전체 내수액 약 2조 2천억원에서 약 54% 비중을 차지하며 가

205 에너지자원활용 - 광물자원 - 탄산염 산업원료 광물 채매장량은 81억 톤에 달하며 년간 약 8,600만 톤의 석회석이 생산되고 있음. - 국내 비금속광물 매장량의 83%를 점하는 석회석은 중저품위의 경우 시멘트, 고품위 (CaO 기준 52%이상)는 제철 및 화학용으로 공급되고 있음. 국내 천연자원의 가치향상을 위한 기술개발이 절실한 상황임. - 국내 생산량의 80%이상을 부가가치가 상대적으로 낮은 시멘트용 및 제철 제강용으로 활용하고 있음. - 최근 국내외 자동차 소재 산업, 고기능성 플라스틱 소재 산업, 제지 산업, 건설 소재 산업 등에서 고기능성 고품질 석회석계 제품의 수요가 급증함. - 국내에서는 무분별한 개발로 인해 고품위 석회석의 가채매장량이 전체 석회석 매장량 의 12% 이내로 급감하고 있음. [탄산염 산업광물자원 조사/탐사/개발/가공] 나. 범위 및 분류 (제품 분류 관점) 탄산염 산업원료 광물은 석회석과 백운석으로 크게 분류됨. 석회석 은 고품위와 저품위로 나뉘며, 고품위 원료광물은 나노, 환경, 바이오, 정보 분야의 원 료 물질이고 저품위는 대부분 시멘트나 제철제강용임. 백운석은 건축용, 농업용, 화학 용, 야금용 등이 포함됨. (공급망 관점) 탄산염 산업원료 광물은 탄산염 광석 생산, 기초소재 제조 공정과 석회 석 가공제품 제조 공정으로 나눌 수 있음

206 전략제품 [탄산염광물자원의 범위] 대분야 중분야 세부 제품 탄산염 원료광물 석회석 고품위 저품위 나노(NT)분야 : 생체재료, 제지, 플라스틱, 페인트, 고무, 잉크 접착제, 나노에멀젼 화장 품, 고결정성 PET 등 환경(ET)분야 : 신촉매, 석유화학 탈황제, 유독가스(다이옥신 등) 제거 바이오(BT)분야 : 칼슘보강제, 제산 중화제, 치약, 치아 미백제 등 정보(IT)분야 : 광학소자, 레이저 발진 편광렌즈, 절연체, 마그네틱 필름 등 대부분 시멘트 제조나 제철제강용으로 쓰임. 백운석 건축용 : 높은 강도를 이용한 건축용 골재 농업용 : 토양 중화제 화학용 : 유리의 투명도를 높이고 내구성을 올리는 용매제 야금용 : 내화벽돌 및 제강의 용매제 2. 산업 및 시장분석 - 우리나라 석회석 산업구조는 시멘트 산업을 제외하면 대기업군에 속하는 기업은 2개 기업도((주)백광소재, (주)오미야코리아)이며 100억 매출규모 이하업체가 대부분으로 외부 활용시장에 매우 민감하여 불안정한 산 업구조를 가지고 있음 - 종업원 수로 10명 내외의 업체(약 50%)가 대부분으로 자체적으로 기술기반형 기업경영 고도화가 어려운 실 정임 - 석회석 산업분야는 해외 선진국에서는 약 3,000종이 넘는 분야로 석회 가공품이 활용되고 있으며, 이런 다양 한 산업군의 요구에 맞는 300여 가지의 석회제품이 고부가가치 제품으로 생산되고 있음 - 국내 석회석 산업은 각 수요처 제품사양에 맞도록 생산 되지 못하고 있으며 석회석 가공제품도 약 30여 가 지로 외국에 비해 1/10수준에 그치고 있음 가. 니즈분석 온실가스 에너지 목표 관리제의 실행 시장 니즈 1: 석회석 관련 기업의 온실가스 저감 및 에너지 사용량 감축 정책 정부는 10년 9월 온실가스 에너지 목표관리제를 시행하여 470개 업체를 선정하여 온실 가스 저감 및 에너지 사용량 감축을 위한 제반활동을 시행함. - 15년 시행예정인 탄소배출권 제도와 연계한 탄소시장의 활성화 및 국제적인 온실가스 감축활동에 동참하고 있음. 국내 산업공정부분 온실가스 배출량 중 시멘트 석회석 관련 산업의 배출량은 7.4%를 차지하고 있음. - 주된 온실가스 배출원인은 원료인 CaCO3의 화학 반응으로 발생하는 CO2와 열원인 유 무연탄과 같은 화석연료의 사용에 따른 CO2, N2O, SOx 계통임. - 시멘트 업종의 경우 대형 장치공정의 특성상 대부분 대기업 또는 중견기업으로 자체

207 에너지자원활용 - 광물자원 - 탄산염 산업원료 광물 적인 온실가스 감축활동을 수행해야 함. 국내 고품위 석회석 확보 기술개발 필요 시장 니즈 2: 국내 고품위 석회석 개발을 위한 탐사 및 선택적 채광기술 개발 국내 석회석 채굴은 주로 노천 채굴 방식으로 고품위 석회석을 확보하는데 어려움이 있어 고품위 석회석 확보를 위한 탐사 및 채광기술 확보가 필요함. - 국내 석회석 광산은 주로 고생대 대석회암통에 분포하고 품위가 CaO 52% 이하의 중 저품위 석회석이 주로 부존되어 채굴되고 있음. - 3D 지질 모델링을 통해 고품위대를 구획하여 선택적 채광에 활용이 필요함 - 선택적 채광을 위해 현장에서 실시간으로 석회석 광석 품위 측정이 가능한 휴대용 분 석장비의 개발과 현장적용 기술 개발이 필요함 국내 중질 탄산칼슘 관련 기술개발 필요 시장 니즈 3: 중질 탄산칼슘 관련 업체의 전략적 육성 국내 중질탄산칼슘 제품 원료 물질 생산 광산과 기업 전략적 육성 - 국내 중질탄산칼슘 시장은 연간 150만톤급의 시장으로 확대될 전망이며 제지 및 플라 스틱 산업의 수요에 적합한 제품을 생산할 수 있는 광산과 기업의 전략적 육성이 필 요한 상황 - 향후 국내 기업의 해외진출 및 고부가가치 석회석 광산의 채광지 확보에 대한 리스크 를 해소하는 관-산-연의 공동노력이 필요한 상황임 석회석 관련 업체들의 전략적 기술개발 필요 - 기존 석회석 관련 업체들은 제조설비가 낙후되고, 자본이 영세함 - 전문 인력이 부족하고, 외국에서의 선진 정제기술 및 탄산칼슘 합성기술의 이전을 회 피함으로서 고부가가치가 불가능하여 기술개발이 정체되어 있음 국내 탄산염 산업원료광물의 개발현황 시장 니즈 4: 국내 중 저품위 석회석 광산의 고부가가치화 기술 개발 국내 석회석 광물의 품위별/용도별 수요처에 맞는 맞춤형 기술 기반이 부재 - 국내 비금속광물 매장량의 83%를 점하는 석회석은 중 저품위의 경우 시멘트, 고품위 는 제철 및 화학용으로 공급되고 있음. - 국내 석회석 광상/광산별 정보(광물학적 특성, 물리/화학적 특성 등) 부재로 인해 국 내 석회석 광산 맞춤형 선광 기술의 적용이 어려움 실정임. - 국내 석회석 광산은 123곳이고 석회석 전체 매장량의 30%를 시멘트 산업에서 보유하

208 전략제품 고 있지만, 시멘트 제조사와 타 관련 산업과의 이해관계로 활용에 한계가 있어 시멘트 산업에서의 석회석 전략적 비축 및 활용 다변화 기술 개발이 요구됨. 고품위 석회석을 이용한 고기능 고부가가치 소재 원료가 개발되어 신수요 창출이 급속 히 이루어지고 있어 현재 고품위 석회석의 국내 공급량 부족으로 연간 168만 톤(4,400 만달러) 이상을 수입하고 있으며 심각한 공급부족이 전망됨. - 무계획적 개발에 따라 국내 고품위 석회석(CaO 기준 52%이상)의 가채 매장량 전체 석회석 매장량의 12% 이내까지 급감, 동시에 수입규모 급증함(년간 1,000 만톤 이상 대부분 탄산칼슘). - 주요 석회석 관련 제품 수입국은 일본, 베트남, 중국 등지에서 수입하고 있으며 고부 가가치 고품위 석회석 부분의 수입이 2008년 대비 2011년 약 14%정도 증대되고 있으 며 이러한 수입증가 추세는 계속 될 것으로 전망됨. - 석회석 제품의 글로벌화에 따라 고기능, 다기능성 석회석 원료 제품의 수요가 급증하 고 있어 이에 대응할 수 있는 용도별 고품위 석회석 선광기술 및 석회석 고기능 소재 원료 확보가 요구되고 있음. [탄산염광물자원 분야의 PEST 분석] 구분 주요이슈 단기(3년이내) 중장기(4년이상) 비고 정치 (P) 경제 (E) 사회 (S) 기술 (T) 촉진 저탄소녹색성장 기본법 수립 상 중 하 상 중 하 녹색성장 국가전략의 시행계획 저해 온실가스 에너지 목표관리 대상기업 상 중 하 상 중 하 촉진 시멘트 산업의 온실가스 감축활동 확대 상 중 하 상 중 하 저해 건설경기의 둔화로 경영악화 심화 상 중 하 상 중 하 시멘트 석회석 관련업종이 목표관리대상 포틀랜트 시멘트 생산공정의 온실가스 저감효과 발생 시멘트 제조시 이산화 탄소 포집기술 열악 촉진 중질탄산칼슘 시장은 확대 전망 상 중 하 상 중 하 중질탄산칼슘(PCC) 시장 확대 저해 석회석 관련 업체들의 제조설비 낙후 상 중 하 상 중 하 자본이 영세하며 전문인력 부족 촉진 저탄소산업의 기술수준 향상 상 중 하 상 중 하 기술수준 분야별로 50~80% 대 저해 녹색산업기술 저 수준 상 중 하 상 중 하 세계 선진기술의 절반수준 나. 산업특징 및 구조 산업의 특징 석회석은 국내 최대의 비금속 광물 자원으로서 가채 매장량이 약 81억 톤임 - 국내 석회석 산업은 시멘트 산업을 포함하여 관련 사업체수가 전체 173개임. 시멘트 관련 업체 60개, 석회석 채굴 60개, 생석회 21개, 소석회 8개, 탄산칼슘(중질 탄산칼슘 포함) 13개 및 기타 11개 업체로 구성됨

209 에너지자원활용 - 광물자원 - 탄산염 산업원료 광물 - 총 생산액의 약 75%을 차지하는 저부가가치 용도인 시멘트 산업으로 대부분 활용되고 있음. 국내 석회석 관련 사업체 수는 약 1,000여개 업체로, 비금속 광물제품 제조업 중 가장 많은 35% 정도를 차지하고 있음. - 석회석 관련 업체 중 시멘트 업체를 제외하고 대기업군에 속하는 기업은 2개 기업 정 도에 불가함 - 연매출 500억 미만 기업이 90% 이상을 차지하고 매출규모 100억 이하인 업체가 대부 분으로 종업원 수로 10명 내외의 중 소 기업체가 50%정도임. - 소석회, 생석회 제품과 같은 기술 집약도가 낮은 단순 가공 제품이 대부분임. - 자동차, 고성능 구조재료 등, 수요 산업에서의 고부가가치 석회석 제품 부재함. [석회석의 대표적 활용분야] 석회석 시멘트 (75%) 시멘트 원료 (3천원/톤) 중질탄산칼슘 (10%) 페인트, 제지, 화장품, 고무, PVC 및 석유화학용 등(-10μm, 60~200 천원/톤) 생석회 (3%) 제강, 화학, 환경, 건축 (55~100천원/톤) 소석회 (1%) 정수, 피혁, 잉크, 비료 (60~150천원/톤) 침강성탄산칼슘 (1%) 고급 제지, 식품 및 의약품용 [저급(1~4μm) : 100~250 천원/톤] [고급(0.01~0.3μm) : 500~1,300천원/톤)] 산업구조 탄산염 산업원료자원은 광물자원을 생산하는 광산과 관련된 후방위 산업과 광물자원을 가공하여 제품을 생산하는 전방위 산업 구조로 되어 있음 - 후방위 산업으로는 광물자원을 생산하는 광산업 - 전방위 산업으로는 시멘트산업, 제철제강산업, 화학공업(생석회, 소석회), 제지산업, 고 무공업, 식품산업 및 의약산업 등이 있음

210 전략제품 [탄산염광물자원 산업 중심의 연관 산업 구조] 후방산업 탄산염광물자원 산업분야 전방산업 - 광산업체 (석회석 및 백운석) - 지질/광상조사 및 탐사분야 - 자원량 평가분야 - 채광분야 - 가공분야 - 제품제조분야 - 시멘트산업 - 제철제강산업 - 화학공업(생석회, 소석회) - 제지산업 - 고무공업 - 식품산업 - 의약산업 우리나라의 산업구조는 선진국 산업구조에 비해 매우 단순함. - 선진국은 석회석을 산업 전 분야에 고기능성 및 고부가가치 전략을 수립하여 산업화 하여 활용분야를 나노(NT)분야 (생체재료, 제지, 플라스틱, 페인트, 고무, 잉크, 접착제, 나노에멀젼 화장품, 고결정성 PET 등), 환경(ET)분야 (신촉매, 석유화학 탈황제, 유독 가스(다이옥신 등) 제거, 바이오(BT)분야 (칼슘보강제, 제산 중화제, 치약, 치아 미백 제 등) 및 정보(IT)분야 (광학소자, 레이저 발진 편광렌즈, 절연체, 마그네틱 필름 등) 로 확대 - 우리나라는 시멘트, 제철제강용이 대부분이며, 제지, 플라스틱, 고무, 수질정화, 배연탈 황 등 첨단기술이 바탕인 BT, NT 분야에 활용성이 미비함 [탄산염광물자원 중심의 SWOT분석] 강점(Strength) - 탄산염원료광물은 국가 주력 기간산업의 중심에 있으므로 고부가가치 기술을 개발하여 국가 경쟁력 확보에 기여 - 고품질, 고부가가치 탄산염원료광물을 개발함으로써 자동 차부품소재산업에 사용하여 자동차 경량화에 기여 할 수 있고 경량화에 따른 연비절감과 CO2감소 효과가 있음 - 탄산염원료광물의 자체 수급율은 98%로서 세계시장의 변 동에 따른 영향이 적음 기회요인(Opportunity) - 시멘트산업이 국내 탄산염원료광물 산업의 주력산업으로 되어있어 탄산염원료광물의 용도 다양화가 기술적 및 활 용 측면에서 국가적인 지원이 요구됨 - 고품위 석회석의 경우 국내외 시장 확대 및 활용범위가 다양해 짐 - 석회석 제품의 글로벌화에 따라 고기능, 다기능성 석회석 원료 제품의 수요가 급증하고 있어 이에 대응할 수 있는 용도별 고품위 석회석 선광기술 및 석회석 고기능 소재 원료 확보가 요구 됨 약점(Weakness) - 건설경기에 많은 영향을 받음 - 일부 탄산염원료광물관련 개발기술이 예전에 비해 많은 발전 이 이루어졌으나 미국이나 일본 등 선진국에 비해 친환경 개 발 및 상용화 연구기술 분야가 아직은 많이 부족한 실정 - 원천기술 및 관련 기술 인력이 많이 부족한 상황 - 탄산염 원료광물 산업 중 시멘트 산업을 제외하고는 대부분 중소기업 위주의 산업 따라서 자생력이 부족 - 채광할 수 있는 국내 고품위 석회석의 제한된 부존량 위협요인(Threat) - 국내 고품위 석회석의 부존량의 제한 - 국내 대기업의 경우 시멘트 산업을 위주로 탄산염광물을 개 발하고 있어 고부가가치 분야 국내 기술 취약 - 탄산염 원료광물을 개발함에 있어 환경오염 초래 년부터 시행되는 온실가스 배출권거래제가 시행되는데, 이미 업계는 최신설비의 도입을 완료하여 신기술 도입을 통 한 온실가스 감축이 어려운 실정

211 에너지자원활용 - 광물자원 - 탄산염 산업원료 광물 [탄산염산업원료 광물산업 주요업체 및 생산제품] 조사/탐사/개발/선광 가공 제품 주요내용(설명) 탄산염광물(석회석)의 잠재성을 평가하기 위하여 지질조사, 탐사 및 부존량을 평가하여 자원의 가치를 판단함. 또한 평가하여 확보된 자원을 채굴하고 그 광석으로부터 맥석광물을 제거하고 유용한 광석만을 회수하는 모든 과정이다. 원광석을 분쇄하여 입도를 조절하고 화학적처리를 통해 광물의 물성을 향상시키거나, 일부 물질을 혼화하여 혼합물을 제조하는 과정임 탄산염원료광물 산업제품은 크게 시멘트제품군과 석회제품으로 분류되고 시멘트업체의 경우 대부분 생산지 근처에 공장을 건설하여 제품을 생산한다. 주요업 체 시멘트 석회 쌍용양회, 동양시멘트, 한일시멘트, 아세아시멘트, 현대시멘트, 라파즈한라시멘트, 충무화학정선, 유니온, 대한시멘트, 성신양회, 한국시멘트 백광소재, 광진산업, 동광석회공업 현대석회, 담우물산, 태봉광업, 대성지엠텍, 신동, 우룡 유진기업, 태영이엠씨, 프라임테크, 현대석회 석회질원료, 점토질원료, 규산질 원료, 산화철원료를 혼합 분쇄하여 만들어진 조합원료를 소성로에서 소성하여 클링커를 생산하고 이 클링커에 응결지연제인 석고를 첨가하여분쇄 석회석을 생산제품의 특성에 따라 소성하여 제조한 제품이 생석회이며 2차가공한것이 소석회이다 이외 필요한 제품들은 CaO의 순도에따라 분류하여 추가적인 공정으로 생산한다. CSA팽창재, 바스콘, 중용열 시멘트, 조강시멘트, 저열시멘트, 초조강시멘트, 초속경시멘트, 마이크로시멘트, 저발열시멘트, 마이크로 시멘트, 지오크리트, 고로슬래그 시멘트, 내황산염 시멘트, 실리카 시멘트, 플라이애쉬 시멘트 등 생석회, 소석회, 수산화칼슘, 합성탄산칼슘, 생석회분말, 석분, 석회고토비료, 경소백운석, 입상석회고토비료, 중질탄산칼슐, 경질탄산칼슘 다. 시장현황/전망분석 년도 기준 석회석(백운석 포함)의 국내 생산량은 약 8천 7백만 톤, 내수량은 약 8천8백만 톤, 내수액 은 약 1조 2천억원으로서 자급율은 약 98.4%에 달함 - 국내 비금속 광물자원의 전체 내수액 약 2조 2천억원에서 약 54% 비중을 차지하며 가채매장량은 81억 톤에 육박하고 매년 약 8,600만 톤의 석회석이 생산 - 국내 비금속광물 매장량의 83%를 점하는 석회석은 중저품위의 경우 시멘트, 고품위(CaO 기준 52%이상) 는 제철 및 화학용으로 공급됨 년 기준 우리나라의 중질탄산칼슘용 석회산업 시장은 오미야코리아의 독점적인 시장 점유가 해소되 고 국내 기업 2개사가 시장점유율이 점증적으로 증가되고 있는 상태임 - 국내 중질탄산칼슘 시장은 연간 150만톤급의 시장으로 확대될 전망이며 제지 및 플라스틱 산업의 수요에 적합한 제품을 생산할 수 있는 광산과 기업의 전략적 육성이 필요함. 2012년 석회석 국내 생산량은 약 87백만 톤, 내수량은 88백만 톤, 내수액은 약 1조 2천 억원으로써 자급도가 98.4% 에 달함 - 석회석 광물은 높은 자급율을 보이는 비금속 무기계 광물로 2000년 까지는 연평균 3.3% 내외의 성장을 지속하였으나 2001년 이후 연평균 0.2%로 성장세가 둔화됨 석회석 가공품은 대표적인 내수용품으로 알려져 있으나 2010년 기준 1.6백만 톤이 수 입되었으며 전년대비 약 40% 증가함

212 전략제품 2010년 기준으로 석회석의 생산은 2.5% 증가하였으나 건설경기의 위축으로 시멘트용 석회원료의 수급은 1.9% 감소하였음. - 생석회의 수급량은 13%가 증가하였고 중 경질탄산칼슘의 경우 10%가량 시장이 확대됨 2010~2011년 생석회의 생산량은 구제역 여파 등으로 대폭 증가한 것으로 집계되었으나 일시적인 현상으로 예상되며 2012년의 경우 제철산업의 침체로 2009년도 수준으로 감 소함. 2004년 기준 중질탄산칼슘 관련 광업생산 규모는 165만 톤 정도이며 2011년 기준 10만 톤 이상 생산규모의 중대형 생산업체는 3개사임 년 이후 2007년까지 국내 중질탄산칼슘 시장은 성장둔화 및 이익률 하락으로 침 체되어 있었으나 2008년 이후 수요산업의 경기회복 및 수출이 호조되고 있음. 고무공업의 경우 과거 고가의 침강성탄산칼슘(PCC)을 주로 사용하였으나 해외기업의 국내 진입에 따른 중질탄산칼슘(GCC) 품질향상으로 대체사용율이 증가하고 있음. - 글로벌 평균 4.5%성장이 예측되어 국내 또한 관련 GCC 수요 또한 증가할 것으로 예 상하고 있음 [석회석 분야의 시장현황 및 전망] (단위: MT) 총내수 82,453,776 81,132,811 87,198,375 87,466,508 82,832,438 85,277,492 88,515,777 88,280,551 수요 수출 30,838 40,285 62,696 38,334 85,979 64, , ,461 재고 1,836,407 1,549,495 1,746,786 1,785,750 1,656,930 1,614,709 1,633,379 1,660,626 총수요 84,321,021 82,722,590 89,007,857 89,290,593 84,575,348 86,956,495 90,275,578 90,085,638 생산 (국내) 81,432,069 79,404,053 86,121,391 86,062,455 81,611,729 83,627,713 86,945,437 8,691,2153 공급 수입 1,298,745 1,482,130 1,336,971 1,481,351 1,191,039 1,671,851 1,715,432 1,540,105 이월 1,590,207 1,836,407 1,549,495 1,746,786 1,785,750 1,656,930 1,614,709 1,633,379 자료: 광산물수급현황 (지식경제부, 한국지질자원연구원) 제지산업에서 사용되는 충전용 및 표면코팅용 무기질 분체는 평균적으로 중량대비 15%~30%가 사용되며 2004년도에는 84만 톤의 중질탄산칼슘이 소비됨. - 제지업종의 경우 외산 저가제품과의 경쟁으로 국내 생산량이 감소하였으나 제지용 PCC 시장을 일부 잠식하여 소폭 성장함

213 에너지자원활용 - 광물자원 - 탄산염 산업원료 광물 국내 플라스틱(합성수지) 산업은 2001년 이후 연평균 3% 내외의 꾸준한 성장을 보이고 있으며 GCC의 사용량 또한 지속적으로 증가하고 있음. 2011년 기준 대한민국의 GCC용 석회산업 시장은 오미야코리아의 독점적인 시 장 점 유가 해소되고 국내 기업 2개사가 시장점유율을 점증적으로 높이고 있는 상태임 - 오미야 코리아는 연 130만톤 규모의 Dry 및 Wet type GCC 생산시설을 운영 중에 있 으며 국내기업인 태경산업과 GMC는 연 20만 톤 및 24만 톤 규모의 생산 시설을 운 영 중에 있음 국내 중질탄산칼슘 시장은 연간 150만톤급의 시장으로 확대될 전망이며 제지 및 플라 스틱 산업의 수요에 적합한 제품을 생산할 수 있는 광산과 기업의 전략적 육성이 필요 한 상황이며 향후 국내 기업의 해외진출 및 고부가가치 석회석광산의 채광지 확보에 대한 리스크를 해소하는 관-산-연의 공동노력이 필요한 상황임. 국내 PCC 제조업체는 백광소재, 동호칼슘, 우신화학, 유진화학의 4사에서 생산 되고 있지만 생산규모는 잘 알려져 있지 않으며, 시장에서는 4사의 생산능력이 3~6만톤으 로 보고 있음. 라. 공급망(분류)에 따른 분석 해외 주요 업체 동향 (광물자원) 석회석 용도별 저탄소 배출형 채광기술 개발 - Rio Tinto사와 BHP billiton사에서 중점 연구중인 과제로 발파에 의한 파쇄작업을 최 소화하기 위하 채광법(예: 중력에 의한 파쇄효과를 이용하기 위한 Room-and-Pillar 법 과 Block Caving 법 혼용, 순수 Block Caving법을 적용하고 있음. - Rio Tinto사에서는 초고속 굴진 및 친환경 무인/자동화 개발 을 궁극적인 목표로 전 세계에 5개의 글로벌 연구센터를 운영하고 있음. - 초대형 Block Caving법을 적용한 초고속 선택적 자원개발을 중점과제로 연구하여 품 위제어와 채수율 제고를 위한 선택적 채광기술을 개발 하고 있음. - 다양하게 변화하는 고품위와 저품위 광석분포대를 용이하고 신속하게 구분하기 위한 연구는 간편한 품위 분석기술, 품위변화에 따른 고품위대 3-D 매핑 기술, 선택적 채광 법 적용으로 구분하여 수행되고 있음 - 호주 퀸즈랜드 대학의 선진 광물 분류(mineral sorting) 연구센터에서 광물 물성 변화 로부터 신속하게 광물종을 분류하는 연구를 수행하고 있음. - 간편한 품위 분석기술, 품위변화에 따른 고품위대 감지 기술을 호주 커틴대학의 재료 및 센싱(materials and sensing) 센터에서 연구하고 있음

214 전략제품 [Rio Tinto사의 5개 글로벌 연구센터 현황] 센터명 자동화(automation) 센터 선진 광물 분류(mineral sorting) 연구 센터 재료 및 센싱(materials and sensing) 센터 선진 광물자원 회수(mineral recovery) 센터 지하광산 개발 센터 연구 주제 호주 시드니 대학에 설치하여 로봇을 이용한 무인/자동화 연구 호주 퀸즈랜드 대학에 설치하여 고속 선광시스템을 연구 호주 커틴대학에 설치하여 암반물성 감지기술 연구 영국 임페리얼 칼리지에 설치하여 저에너지를 이용한 채수율 제고 기술 연구 캐나다 서드베리 로렌시아대학에 설치하여 고속 지하갱도 굴착 기술연구 - OLYMPUS사는 현장에서의 실시간 광석 품위 측정이 가능한 휴대용 XRF 분석 장비를 개발하여 상용화에 성공하였으며, 광산현장에서의 품위조절을 위한 휴대용 XRF 분석 장비의 현장적용 연구를 수행하였음. - 캐나다의 Etruscan Resources사는 3D 지질 모델링 소프트웨어인 Gemcom Surpac을 이용하여 Youga Gold Mine에서의 고품위대 선별하고 선택적 채광을 수행하였음. - Gemcom Surpac은 널리 사용되고 있는 광산 지질 모델링 소프트웨어의 하나로서 호 주 Gemcom사에서 개발하여 상용화에 성공하였음. - 본격적인 선택적 채광이 이루어지고 있는 해외현장 사례는 인도의 Pannedam Cement Plant 노천채광현장과 남아프리카공화국 African company Idwala Lime사 현장 임 (제조기술) 중질 탄산칼슘 제조기술 개발 - 전 세계적인 중질 탄산칼슘의 생산량은 2005년도에 5,650만 톤 정도 생산되었으며, 스 웨덴의 Omya가 생산량의 약 40%를 차지하고 있음. - 중질탄산칼슘은 건식 및 습식으로 제조되는데 건식으로는 미립자 제조에 한계가 있어 초미립자 중탄은 주로 습식방법으로 제조되며, 유색광물 및 경도가 높은 광물은 다소 조립의 입도에서 flotation method를 통하여 제거한 후 다시 분쇄하여 미립의 제품을 생산하고 있음. 입도에 따라 백색도 및 용도가 변화되므로 입자를 분립하는 방법이 매 우 중요한 기술임. (제조기술) 침강성 탄산칼슘 제조기술 개발 - 침강성 탄산칼슘은 중질탄산칼슘보다 사용량이 적어 2005년도에 약 723만 톤 생산되 었으며, Mineral Technology사가 가장 많은 양으로 연간 440만 톤을 생산하고 있으며, 그 뒤를 이어 Omya가 연간 135만톤을 생산함 - 침강성 탄산칼슘은 불순물은 하소 공정에서 생산된 CaO를 Ca(OH)2로 수화반응 시킬 때 불순물을 분리/선별하여 제거한다. 이러한 분리/선별 공정은 석회석에 함유된 불 순광물의 종류에 따라 맞춤형의 선별 기술을 적용하는 것이 필요하다. 중질탄산칼슘보 다 불순물을 제거할 수 있는 공정이 많기 때문에 전반적으로 침강성 탄산칼슘의 품질 이 중질탄산칼슘보다 높게 할 수 있는 장점이 있음

215 에너지자원활용 - 광물자원 - 탄산염 산업원료 광물 - 일본, 중국, 미국 및 유럽 각국에서 석회계 팽창성을 활용한 고도 기능성 제품이 개발, 실 용화 되어 있으며 특히 중국, 일본, 미국 등이 가장 활발한 연구 및 수요를 보이고 있음 [해외기술동향] 국 가 연구개발 기관 개발 내용 일 본 영 국 중 국 태평양시멘트(주) 전기화학(주) Chichibu시멘트 니혼시멘트 Blue Circle Cement Pozament Ltd. 건축재료과학연구원 Yuanda Co. Hyper Expan-K, M : 석회계 팽창재 태평양 Tetra-AS20, AS21 : 고성능 수축저감재 기능성 특수 팽창재 제품 활용 - 콘크리트용 팽창재, 급결재, 그라우트재 기능성 특수제품 활용 : 팽창재, GRC용 첨가재 등 초속경성 특수시멘트 개발 실용화 - 고속도로, 활주로 보수, 긴급공사, 한중공사용 기능성 특수제품 개발 : 무수축 첨가재, GRC용 첨가재 제 3계열 팽창재 개발 : 한중공사, 긴급공사, Precast제품 등 기능성 특수제품 활용기술 개발 : 팽창재, GRC 첨가재 등 미 국 TXI, Lone Star 등 K-Type 팽창재 상품화 및 일반 적용 : 고품질의 대형 건설 Project 기능 성 특수 제품 개발 : 팽창재 및 Chemical Prestress 제품 국내업체 기술 및 제품현황 (광물자원) 시멘트용 탄산염 산업원료 개발기술 년 시멘트 생산량은 약 5천만 톤이며 이중 4개업체(쌍용, 동양, 성신, 한일)가 전 체 생산량의 약 60% 이상을 생산하고 있음. - 최근 새로운 석회석 광상 탐사 및 개발을 통해 자원의 안정적인 확보와 채광법의 연 구로 소음, 진동, 분진을 대폭 줄이기 위해 노력하고 있음. - 최근 동양시멘트의 경우 향후 30년간 3.2억 톤의 규모의 고품질 석회석을 채광 할 수 있는 49 광구 일대 54만평 규모의 신 석회석 광산을 확보함. (제조기술) 시멘트용 탄산염 활용 제품개발 - 최근 저탄소 녹색성장시대의 등장과 함께 CO2 저감과 에너지 절감, 자원재활용, 환경 친화형 생산시스템 구축 등이 시급한 과제로 떠올랐음. - 국내 시멘트 대기업들은 심층혼합방식의 고화재 개발, 산업부산물 자원재활용 기술개발, 2차 제품용 특수시멘트 등 녹색성장시대에 맞는 제품의 개발에 박차를 가하고 있음. - 지속적인 투자와 연구를 통하여 미래지향적 친환경 건축소재 및 고기능성 제품개발에 집중하고 있지만, 국내 시멘트사업은 2015년부터 시행되는 온실가스 배출권 거래제에 신기술 도입을 통한 온실가스 감축이 매우 어려운 실정임. - 장기간의 불황을 겪어온 시멘트 업계로서는 많은 자금과 시간을 요구하는 기술개발과 신제품생산에 집중되어 있고, 생산설비는 호황기에 맞춰져 있어 설비과잉의 부담을 안 고 있음

216 전략제품 (제조기술) 광촉매 시멘트 모르타르 개발 - 한일시멘트는 최근 화승 T&C와 공동으로 대기 중의 오염물질을 분해할 수 있는 고효 율 '광촉매 시멘트 모르타르'를 개발했음. - 태양광과 같은 빛 에너지를 이용해 반영구적으로 휘발성 유기화합물(VOC), 질소산화 물(NOx) 등 대기오염 물질을 분해 할 수 있으며 살균기능도 함께 가지고 있어 실내외 공기 질을 개선하는 효과가 있는 것으로 알려짐. - 광촉매시멘트 모르타르는 호흡기관 질병을 일으키고 스모그와 산성비의 원인이 되는 질소산화물을 제거하는데 효과가 있어 2015년까지 단계적으로 이산화질소(NO2)의 연 평균 농도를 40μg/m3 이하로 줄이도록 관계 법령을 제정한 독일 등 유럽에서는 실용 화 됐다. 유럽 도심에 광촉매시멘트 모르타르를 적용한 결과 약 30~40% 질소산화물 저감 효과가 있음을 검증한 사례도 있음. (제조기술) 황토시멘트 개발 - 최근 아세아시멘트는 황토를 외부재료와 함께 최대 섭씨 1000 C로 가열한 뒤 활성화 처리 과정을 거친 활성 황토시멘트를 생산하고 있다. 건설물의 환경친화성을 대폭 높 인 것이다. 또 국내 최초로 순환자원 종합처리설비를 운영해 환경을 보호하고 원재료 단가를 낮추는 일거양득 전략을 펼치고 있다. 아세아시멘트는 친환경시멘트(Green Premixed Cement) 생산기술을 활용하여 탄소배출을 감소시키고 강도는 더욱 우수한 친환경 콘크리트를 국내 주요 건설업체인 롯데건설, 대우건설 등과 공동 개발함으로써 건축물의 환경친화성을 높이고 있음 [탄산염 광물자원의 공급망 분석 종합] 공급망 단계 탄산염원료광물 주요내용 시멘트 석회 주요 제품/기술 해외 기업 CSA팽창재, 바스콘,중용열 시멘트, 조강시멘트, 저열시멘트, 초조강시멘트, 초속경시멘트, 마이크로시멘트, 저발열시멘트, 마이크로 시멘트, 지오크리트, 고로슬래그 시멘트, 내황산염 시멘트, 실리카 시멘트, 플라이애쉬 시멘트 등 Blue Circle Cement Pozament Ltd., TXI, LONE STAR, CHICHOBU ONODA CEMENT, CEMEX, LAFARGE 등 생석회, 소석회, 수산화칼슘, 합성탄산칼슘, 생석회분말, 석분, 석회고토비료, 경소백운석, 입상석회고토비료, 중질탄산칼슐, 경질탄산칼슘 LHOIST, CIMPROGETTI 등 대기업 쌍용양회, 동양시멘트, 한일시멘트, 아세아시멘트, 현대시멘트, 라파즈한라시멘트, 성신양회 국내 기업 중소기업 충무화학정선, 유니온, 대한시멘트, 한국시멘트 백광소재, 광진산업, 동광석회공업 현대석회, 담우물산, 태봉광업, 대성지엠텍, 신동, 우룡 유진기업, 태영이엠씨, 프라임테크, 현대석회 중소기업 참여정도 중소기업 시장점유정도 참여정도는 주요제품 시장에 참여하는 중소기업의 참여규모와 정도(업체수, 비율 등)를 고려하여 5단계로 구분 (낮은 단계:, 중간 단계(,, ) 높은 단계: )

217 에너지자원활용 - 광물자원 - 탄산염 산업원료 광물 3. 기업니즈조사 탄산염 산업자원광물 분야 중소기업의 니즈분석을 통한 현황을 살펴보면, 다양한 중소 기업들이 융합을 기반으로 하는 다양한 제품을 개발, 판매를 진행하고 있음. - 구체적으로 경소 백운석 및 백운석, 석회석 나노 입자, 광물자원개발 계획 및 광산 개발 후속 환경사업, 광물자원 탐사 및 조사, 광물자원개발용 자원탐사 장비 개발 및 해석 소프트웨어 개발 등의 제품을 개발, 판매하고 있음. 또한 탄산염 산업자원광물과 관련하여 아래와 같은 기술 개발 수요가 존재함. - 백운석 채광 및 파쇄 플랜트의 갱내설치를 위한 분진/소음 제어기술, 석회석 나노분 쇄 기술, 광물자원 개발지역의 환경오염해결 기술 등이 있음. 탄산염 산업자원광물 분야의 중소기업들은 기술을 기반으로 다양한 산업분야, 적용분 야의 시장진입을 위한 개발 계획을 가지고 있음. - 구체적으로 마그네슘 소재 제품, 대리석/경질탄산칼슘, 광물자원 조사/탐사, 광 물자원개발 계획 및 광산개발 후속 환경사업, 광물자원개발용 자원탐사 장비 개발 등의 제품을 미래에 생산할 계획을 가지고 있음. 이를 위해 아래와 같은 내용의 기술 개발 계획을 가지고 있음. - 구체적으로 백운석내 마그네슘 추출 및 활용기술, 마그네슘을 이용한 폐수처리 기술, 고부가가치 석회석 제품 개발기술, 광물자원 개발지역의 환경오염해결 기술, 광물자원 용 자원탐사 장비개발기술 등이 있음. 4. 요소기술 후보군 탄산염 원료광물자원은 국내 최대의 비금속광물자원으로서 가채 매장량이 약 81억 톤 이고, 연간 약 8,000만 톤 정도의 석회석과 백운석이 국내에서 생산되어 활용하고 있음. 국내 석회석 광산은 주로 고생대 대석회암통에 분포하고, 품위가 CaO 52% 이하의 중 저품위 석회석이 주로 부존되어 채굴되고 있음. - 국내 석회석 채굴은 주로 노천 채굴 방식으로 고품위 석회석을 확보하는데 어려움이 있어 고품위 석회석 확보를 위한 탐사 및 채광기술 확보가 필요함. 국내 비금속광물 매장량의 83%를 점하는 석회석은 중저품위의 경우 시멘트, 고품위는 제철 및 화학용으로 주로 공급되고 있음. - 80%이상을 부가가치가 상대적으로 낮은 시멘트용 및 제철 제강용으로 활용하고 있어 부가가치향상을 위한 기술개발이 절실한 상황임

218 전략제품 우리나라 석회석 산업구조는 시멘트 산업을 제외하면 대기업군에 속하는 기업은 2개 기업 정도((주)백광소재, (주)오미야코리아)이며 100억 매출규모 이하 업체가 대부분으 로 외부 활용시장에 매우 민감하여 불안정한 산업구조를 가지고 있음 선진국에서의 석회석 산업분야는 약 3,000가지가 넘는 분야로 석회 가공품이 활용되고 있으며, 이런 다양한 산업군의 요구에 맞는 300여 가지의 석회제품이 고부가가치 제품 으로 생산되고 있음 - 국내 석회석 산업은 각 수요처 제품사양에 맞도록 생산 되지 못하고 있으며, 이러한 이유로 석회석 가공제품도 약 30여 가지로 외국에 비해 1/10수준에 그치고 있음 석회석 1, 2차 가공품의 규모는 생 소석회는 1천4백억원, 탄산칼슘은 3천4백억원, 기 타 4백3십억원으로 총 5천 2백억원 정도임 - 이중 중질탄산칼슘 시장이 50 %이상을 차지하고 있어 약 2천백억원 규모로 시장이 형 성되어 있음 - 국내 중질탄산칼슘 시장은 연간 150만톤급의 시장으로 확대될 전망이며 제지 및 플라 스틱 산업의 수요에 적합한 제품을 생산할 수 있는 광산과 기업의 전략적 기술개발이 요구됨 최근 국내외 자동차 소재 산업, 고기능성 플라스틱 소재 산업, 제지 산업, 건설 소재 산업 등에서 고기능성 고품질 석회석계 제품의 수요가 급증함. - 관련 후방 사업과의 연계형 고성능 산업형 융복합 활용 기술 개발이 요구됨 [탄산염광물자원 주요기술] 분야 제품 설명 출처 산업기술분류코드 대분류 중분류 소분류 고품위 탄산염 광물자원의 탐사 기술 고품위 석회석 및 백운석 광상의 부존 가능성 이 있는 지역을 지질 및 광상조사를 통해 광 체를 확보하고 확보된 광체에 대해 물리탐사 및 시추탐사를 통하여 광체를 탐지하는 기술 고품위 탄산염 광물자원의 광상평가 기술 탐사에 의해 확인된 고품위 탄산염광물자원의 부존량(자원량/매장량)을 산정하고 품위를 파 악하여 그 광상의 부존가치를 평가하는 기술 탄산염 광물 자원 고품위 탄산염광물자원의 품질평가기술 고품위 탄산염광물자원의 광물특성, 물리화 학적 특성 및 열적특성을 품위별/산지별로 파악하여 그 품질을 평가히는 기술 전문가 에너지 자원 광물자원 비금속광물 중질 탄산칼슘(GCC) 제조기술 방해석이나 고품위 석회석을 건식과 습식 으 로 미분쇄하여 2μm 이하의 입도크기와 일정 한 형상으로 제조히는 기술 임. 건식은 60 % 까지 2μm 이하를 보일 수 있는 반면 좀 더 미세한 분말을 만들기에는 한계가 있음. 습식 은 2μm이하가 95 %이상 까지 될 수 있는데 입자 가공 공정에 따라서 응용분야는 다름

219 에너지자원활용 - 광물자원 - 탄산염 산업원료 광물 침강성 탄산칼슘(PCC) 제조기술 건설/환경 재료용 석회계 다기능성 팽창재 제조 기술 개발 침강성 탄산칼슘은 석회석 원석을 소성, 수 화 및 합성 공정을 거쳐 화학적으로 제조된 고순도 동질이상(Polymorphism)의 탄산칼슘 을 제조하는 기술 임. 합성된 침강성 탄산칼 슘은 현재 국제 시장에서 99% 이상의 고순 도 및 수 수십μm의 입방형 침강성탄산칼슘 이 시판되고 있음. 일반적으로 팽창성 및 조강성을 가지고 있는 석회계 팽창재는 내 도로/교량/터널 긴급 조수재, 그라우트재, 숏크리트재, 토지안정재, 산업폐기물 고화처리재, ALC (Autoclaved Lightweight Concrete) 재료 등에 사용할 수 있으며, 신청기술 제품은 건설 산업의 발달 로 인하여 그 수요가 계속적으로 증가하고 있는 특수몰탈 및 건축자재 등을 제조하는데 필요한 건설재료에 관한 것임. [요소기술 후보군] 중분류 요소기술 출처 탄산염광물자원 탐사 평가 기술 탄산염광물자원 제조기술 탄산염광물자원 지질환경 해석기술 탄산염광물자원 활용기술 고품위 탄산염 광물자원의 탐사 기술 고품위 탄산염 광물자원의 광상평가 기술 고품위 탄산염광물자원의 품질평가기술 중질 탄산칼슘(GCC) 제조기술 침강성 탄산칼슘(PCC) 제조기술 건설/환경 재료용 석회계 다기능성 팽창재 제조 기술 개발 탄산염광물자원의 형성환경 해석기술 탄산염 광물자원의 광상형성모델 탄산염회를 이용한 CO2 제거기술 탄산염 광물자원의 활용기술개발 전문가 전문가 전문가 전문가 전문가 전문가 특허 논문분석 특허 논문분석 특허 논문분석 특허 논문분석 5. 핵심요소기술 선정 전략제품 관련한 특허기술의 클러스터링을 통해 도출된 요소기술을 시장동향, 기술동 향을 고려하여, 전문가의 합의로 요소기술을 조정함

220 전략제품 [요소기술 조정 결과] 중분류 요소기술 출처 탄산염광물자원 탐사 평가 기술 탄산염광물자원 제조기술 탄산염광물자원 지질환경 해석기술 고품위 탄산염 광물자원의 탐사 기술 고품위 탄산염 광물자원의 광상평가 기술 고품위 탄산염 광물자원의 품질평가 기술 중질 탄산칼슘(GCC) 제조기술 침강성 탄산칼슘(PCC) 제조기술 건설/환경 재료용 석회계 다기능성 팽창재 제조기술 고품위 탄산염 광물자원의 형성환경 해석기술 고품위 탄산염 광물자원의 광상형성 모델 기술 전문가 전문가 전문가 전문가 전문가 전문가 특허/논문 특허/논문 탄산염광물자원 활용기술 탄산염회를 이용한 CO2 제거기술 특허/논문 도출된 요소기술의 범위와 수준, 중소기업 적합성과 시급성 등을 고려하여 요소기술명 을 보완함. - 선정위원회를 통해 필요에 따라 요소 기술 명칭을 일부 수정하였고, 중복된 요소 기술 은 통합하고 반드시 필요한 기술을 추가함. - 타 전략제품 영역과 중복되는 요소기술들을 제거하였고, 연차별로 추진 가능한 요소기 술들은 하나로 통합함. 핵심기술 선정 - 조정된 요소기술과 기술 시장 동향분석 및 기업니즈조사 결과를 기반으로 핵심요소 기술 선정위원회를 통하여 중소기업에 적합한 핵심기술 선정 - 핵심기술 선정은 기술성(10), 시장성(10), 중소기업성(10), 정책적 부합성(5)을 고려하여 평 가됨. 기술성은 기술성장성(5), 기술수준(5)으로, 시장성은 시장규모(5), 시장 성장성(5)으 로, 중소기업성은 중소기업 참여정도(5) 및 중소기업 진입장벽(5) 정도를 고려하여 평가 [핵심요소기술 선정결과] 중분류 핵심요소기술 고품위 탄산염 광물자원의 탐사 기술 탄산염광물자원 탐사 평가 기술 고품위 탄산염 광물자원의 광상평가 기술 고품위 탄산염 광물자원의 품질평가 기술 중질 탄산칼슘(GCC) 제조기술 탄산염광물자원 제조기술 침강성 탄산칼슘(PCC) 제조기술 건설/환경 재료용 석회계 다기능성 팽창재 제조기술 탄산염광물자원 활용기술 탄산염회를 이용한 CO2 제거기술

221 에너지자원활용 - 광물자원 - 탄산염 산업원료 광물 6. 로드맵 기획 가. 연구개발 목표 설정 [선정된 핵심요소기술에 대한 연구 목표] 중분류 핵심요소기술 기술요구사항 개발 목표 1차년도 2차년도 3차년도 최종 목표 - 고품위 탄산염 광 물 자원 탐사기술 - 새로운 탐사기술 개발 - 지질광상조사로 고품위탄산염자 원 분포 구획 (지표) - 시추탐사로 고 품위 탄산염자 원 광체 구획 - 확인된 광체 자 원량 평가 - 고품위 탄산염 광물자원 확보 탐사/평 가 - 고품위 탄산염 광 물자원 광상평가 - 광상평가기술개발 기술 - 지질학적 부존 환경 해석 - 광상형성모델 정립 - 광상탐사에 적용 - 고품위 탄산염 광물자원 확보 - 고품위 탄산염 광 물 자원 품질평가 - 품질평가기술개발 기술 - 품질평가 요인 선정 - 원료별 품질분류 - 원료별 품질평가 하여 활용분야 설정 - 원료에 따른 용 도별 품질평가 - 중질탄산칼슘 (GCC) 제조기술 - 코팅제 및 충전재용 GCC 제조 - 석회석 정제로 GCC 제조에 적 합한 원료 개발 -GCC에 적합한 - 충전제용 GCC 제 입도제어 및 형 조공정기술 확보 상제어 - 경제적 중질 탄 산칼슘 (GCC) 제조 제조 - 침강성탄산칼슘 (PCC) 제조기술 - 코팅제 및 충전재용 PCC 제조 - 석회석을 이용 -PCC에 적합한 한 GCC 제조 입도제어 및 형 에 적합한 원료 상제어 합성 - 충전제용 PCC 제 조공정기술 확보 - 경제적 침강성 탄산칼슘 (PCC) 제조 - 건설/환경 재료용 - 고기능 팽창성 물질 석 회계 다기능성 제조 팽창제 제조기술 - 팽창성 물질 제 조를 위한 석회 계 원료 선정 및 특성 해석 - 고기능 팽창성 팽 창성 물질 합성 - 팽창성 물질제조 공정기술 확보 - 팽창재용 석회 계 물질제조 활용 - 탄산회를 이용한 CO2 제거기술 -CO2를 이용하여 탄 산염 굉물합성 -CO2 개발 -CO2를 이용한 포집기술 탄삼염광물합성 기술 - 탄산염화 공정시 스템 개발 - 경제적 CO2 제 거 및 활용기술 개발

222 전략제품 나. 로드맵 기획

223 에너지자원활용 - 광물자원 - 희유금속 희유금속 1. 개요 가. 정의 및 범위 - 정의 : 희유금속은(Rare metal)은 최초 1920년 USSR에서 처음 사용한 단어로 지각 내 분산되어 광범위하 게 분포함으로써 농도(함량)비가 매우 낮은 추출하기 매우 어려운 금속원소를 말하며, 희유금속은 학술적 용어가 아니라 국가마다 차별적으로 분류하고 있고, 극소수의 국가에 매장과 생산이 편재 되어 있거나 특정국에서 전량을 수입해 공급에 위험성이 있는 금속원소를 말함. Texte Rare metals(umwelt Bundes Amt, 2007) 에서는 희유금속을 희귀성이 있는 광물로써 가격이 비싸고 급 등 가능성이 있는 원소, 부존량이 풍부하지 않아 고갈이 예상되는 원소 및 일부 국가에서만 추출 하는 원소광물로 정의하고 있음. - 범위 : 희유금속은 알칼리/알칼리토금속, 희토류원소, ⅣA~ⅦA(고융점금속), 철족원소, 백금족원소, ⅡB ~ ⅢB족 원소 및 반금속원소에 해당하는 금속으로써 7가지로 분류되며, 총 56종의 원소를 일컬음. 국가마다 차별적으로 적용하고 있어 국가에 따라 희유금속으로 분류하는 범위는 차이가 있음. 희유금속은 1지각 내 존재량이 적거나 추출이 어려운 금속자원 중 현재 산업적 수요 가 있고 향후 수요 신장이 예상되는 금속원소, 2극소수의 국가에 매장과 생산이 편재 되어 있거나 특정국에서 전량을 수입해 공급에 위험성이 있는 금속원소로 정의함. - 희유금속은 학술적 용어가 아니며, 국가마다 차별적으로 필요에 의해 분류하고 있는 산업적 기준이어서 국가나 시대에 따라 그 대상이 변할 수 있음. - 현재 및 향후 기술혁신에 수반하여 수요가 예측되는 것으로, 희토류 원소와 백금족 원 소를 각각 한 개의 원소로 보면 총 35종의 금속원소로 정의됨. [금속종류 분류표] 분류 원소 원소수 철질금속 철(Fe) 1 범용 비철금속 구리(Cu), 납(Pb), 아연(Zn), 알루미늄(Al) 4 귀금속 금(Au), 은(Ag) 2 알칼리/알칼리토금속 : Li, Cs, Be, Mg, Sr, Ba 6 REE(희토류원소) : ⅢA족 원자번호 57~71, Sc, Y (총 17원소) 17 비철금속 희유금속 ⅣA ~ ⅦA 족 원소(고융점금속) - Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Re 철족 원소(Co, Ni) 백금족원소 (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt) 6 ⅡB ~ ⅢB 족 원소(Cd, Ga, In, Tl) 4 반금속원소(B, Ge, P, As, Sb, Bi, Si, Se, Te, Sn) 10 자료: 고순도 희유금속소재 제조기술의 특허 동향분석 (한만갑외, 2008)

224 전략제품 산업통상자원부에서는 2009년 11월 27일 희유금속소재산업 종합대책을 발표하여 전략 및 대책에 국내 희유금속 확보 및 핵심원천기술 개발이 필요함을 강조하였음 - 희유금속자원은 지역적 편재성으로 인한 독과점 체제 형성으로 가격상승 및 수급 불 안정을 초래하고 있고 최근 첨단산업 성장에 따른 수요 증가 및 자원 보유국의 자원 보호 정책 강화에 따른 공급 불안정성 확대에 대비하기 위함 - 정부에서는 10대 희소금속(희토류, 망간, 몰리브덴, 코발트, 텅스텐, 티타늄, 리튬, 마 그네슘, 인듐, 크롬) 을 선정하여 전략 광종화 하였음. [희유광물자원 조사/탐사/개발/활용] 나. 범위 및 분류 (제품 분류 관점) 희유금속 소재는 페로크롬(60-75% Cr), 페로망간(76-78% Mn), 페로 몰리브덴(70-75% No), 페로니켈(25-45% Ni)과 같은 제철 소재, 투명전극, 형광체, 콘덴 서, Li이차전지, 영구자석 등의 전기/전자산업 소재, 자동차용 배기가스 촉매(Pt, Pd, Rh등)와 같은 에너지환경소재 등이 포함됨. (공급망 관점) 희유금속 광석 생산, 기초소재 제조 공정과 희유금속 소재 및 부품제조 공정을 통해 제조되고 있으며, 희유금속의 정련, 고순도화, 합금화, 소재화, 부품화 등 과 같은 공급망 단계로 구분할 수 있으며, 희유금속소재는 모든 생산공정 및 공급망 단계에서 사용되는 각종 소재와 부품을 포함함

225 에너지자원활용 - 광물자원 - 희유금속 [희유금속 분류 관점의 범위] 대분류 중분류 세부 제품 제철소재 페로크롬, 페로망간, 페로몰리브덴, 페로니켈 등 희유 금속 전기전자 소재 투명전극, 형광체, 콘덴서, Li 이차전지, 무연솔더, 열전변환 소자, 영구자석 등 에너지환경 소재 귀금속 촉매변화기, 소소저장합금, 연료전지 등 우주항공 소재 Ti plate, bar, tube, pipe 등 [공급망 단계별 주요제품 분류표] 대분류 중분류 세부 제품 희유 금속 광석 원소재 합급 및 소재 부품 희유금속 원광석 Li, Mg, Cr, Mo, W, Pt, RE 등 고순도 금속 및 화합물 철강산업용 희유금속 철계합금(페로크롬, 페로망간 등), 투명전극, 형광체, 영구자석 등 귀금속 촉매변화기, 이차전지, 연료전지, 열전변환 소자 등 [주요기술 분류표] 대분류 중분류 세부 제품 또는 기술 희유 금속 조사/탐사 광상평가 채광 선광 제련 정련 고순도화 소재화 회수 지질도 작성, 지질구조 해석, 변질대 해석, 지구물리탐사, 지화학탐사, 시추탐사를 통한 광상 연구로 유용광물을 포함하는 광상을 확보하는 기술 자원량/매장량 산정, 광상성인해석, 광상잠재성평가, 개발성평가, 경제성평가를 통한 자원개발 타당 성 평가 기술 광상의 형태에 적합한 방법으로 경제적 기술적으로 또한 자원의 입장에서 합리적으로 유용광물을 채취하는 기술 광석이나 그 밖의 공업원료 광물을 다른 목적광물 또는 무가치한 성분에서 물리적 기계적 방법 등 으로 분리하는 처리기술 희유금속 정광 또는 이를 대체할 수 있는 원료를 이용하여 희유금속 및 그 화합물을 제조하고 일반 산업용 수준의 순도를 갖는 희유금속 소재생산 공정 또는 사용 시 오염된 불순물을 제거하여 순도를 높이기 위한 기술 저 품위 희유금속 원료에 정제기술을 적용하여 첨단 산업용 고순도 희유금속 원료물질을 제조하는 기술(IT용 희유금속 소재 중심, 4N 6N 상용화) 제련 및 고순도화 공정으로부터 제조된 희유금속 원재료를 이용, 산업용 기초소재를 제조하는 기술 (고융점 희유금속 제품 중심) 공정 또는 사용 시 오염된 특정 불순물만을 제거하여 원래 기능을 회복시키는 기술 재활용 5R* 개념을 이용하여 국가 전략 희유금속의 제련부터 재활용까지 순환이용 효율을 극대화하는 기술 * 5R : Reduce, Reuse, Recovery, Refining, Recycling 일부자료: 고순도 희유금속소재 제조기술의 특허 동향분석 (한만갑외, 2008) 따라서, 희유금속의 범위는 - 제철 소재, 전기전자 소재, 에너지환경 소재, 우주항공 소재 등을 포함하고, - 공급망 기준으로 희유금속 광석생산, 희유금속 원소재 제조, 합금 및 소재 제조기술, 부품제조기술을 포함하며, - 기술적으로는 조사/탐사, 광상평가, 선광, 제련, 정련, 고순도화, 소재화, 회수, 재활용 기술이 포함됨

226 전략제품 2. 산업 및 시장 분석 - 현재 정부는 자원개발 전략으로 인프라-광물자원 연계형 패키지를 추진 중이며, 이는 국내전문기관의 검 토 및 해외공관 공기업 해외지사 등을 통해 유망사업을 도출하고 적극적인 사업발굴을 추진하고 있어 희 유금속의 안정적인 공급에 호재로 작용하고 있음 - 한국은 주도적으로 자원개발을 통한 광석 확보 원료 소재 부품기술의 확보로 가치사슬을 구성하는 산 업 창출이 필수적임 - 자원개발 전문성 제고를 위해 산업통상자원부는 공기업 강화정책, 자원개발 특성화 대학에서 인턴십 프로 그램 등 현장실무 인력 양성, 장기적으로 자원개발전문대학원 설립하는 정책 추진하고 있어 장기적으로 전문성 제고에 힘쓰고 있으나 1980년대부터 장기간 국내 광업 침체 및 정부 자원기술 R&D 투자 미비로 지질광상 조사/탐사기술 낙후되어 있어 관련분야 인력육성이 절실함 가. 니즈 분석 희유금속의 수급 안정화 정책 시장 니즈 1: 희유금속의 안정적인 공급 정책 마련 정부는 다양한 정책을 수립하여 공급 정책을 마련 중에 있음 년 국내 광업발전 기본계획을 수립하여 국내 부존자원의 효율적 개발과 활성화 정책을 수립한 바 있음 년 11월 지식경제부에서 마련한 희유금속 소재산업 발전 종합대책 에서 전략 및 대책에 국내 희유금속 매장량조사 및 평가 사업 을 추진하기로 함. - 정부는 제4차 해외자원개발 기본계획을 수립하여 체계적이고 장기적인 해외 자원개발 종합계획을 마련 집행함으로써 매장량 기초금융(RBF, Reserve Based Financing) 등 신 금융기법의 활성화, 무역보험공사와 수출입은행의 금융지원확대, 연기금의 자원개발 투자 활성화를 추진하는 등 투자재원을 확대할 계획을 밝히고 있음 범정부차원의 자원외교 체제를 강화하고 있음. - 고위급 자원협력외교를 통해 경제성장 경험공유 등 우리나라의 장점을 살린 차별화된 한국형 자원개발 협력모델을 추진하며, 자원개발과 SOC 사업 등이 연계된 동반진출사 업의 활성화를 지원하여 유망 광구 탐사이나 개발권를 확보하고 있음. - 국가 주도 연구사업 수행으로 안정적으로 지원하고 있음. - 에너지협력외교지원협의회를 통해 범정부적 지원체계이 구축됨. 희유금속산업의 가치사슬(value-chain) 형성 시장 니즈 2: 광석, 원재료, 소재, 부품의 가치사슬 구성으로 시장 안정성 확보 중국, 미국, 호주 등 일부 국가에서 광석 및 원료 시장을 장악하고 있고, 일본 등에서 소재 및 부품 산업을 주도하고 있어 한국은 주도적으로 광석확보 원료 소재 부품

227 에너지자원활용 - 광물자원 - 희유금속 기술의 확보로 가치사슬을 구성하는 산업 창출이 필수적임 희유금속 관련 전문 기관의 부재 시장 니즈 3 : 희유금속 관련 전문성 제고 산업통상자원부는 자원개발 공기업의 경쟁력 강화 정책을 추진함. - 공사의 대형화를 지속 추진하고 M&A 시너지 효과, 기술력 제고 등을 통해 자생적 성 장기반 마련에 주력하고 있음. - 초기 대규모 투자비가 소요되고 투자회수가 장기간 소요되는 자원개발 사업의 특수성 을 고려하여 공기업 평가제도의 개선을 추진하고 있음. 자원개발 전문기업의 해외 자원개발 사업에 필요한 인력 수급에 어려움이 있음 년대부터 장기간 국내 광업 침체 및 정부 자원기술 R&D 투자 미비로 지질광상 조사/탐사기술 낙후되어 있음 - 광상의 유용물질의 기원, 이동, 형성, 탐사 및 개발 단계의 전반에 걸친 산학연 프로그 램을 개발하는 통합적 연구가 부족하여 이 부분의 육성이 필요함 - 산업통상자원부는 자원개발 특성화 대학에서 인턴십 프로그램 등 현장실무 인력 양성, 장기적으로 자원개발전문대학원 설립하는 정책을 추진하고 있어 장기적인 인력수급에 도움이 될 것임. [에너지자원 분야의 PEST 분석] 구분 주요이슈 단기(3년이내) 중장기(4년이상) 비고 정치 (P) 촉진 저해 범정부차원의 자원외교 체제강화 자원보유국의 불확실성 증대 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 고위급 자원협력외교를 통해 한국형 자원개발 협력 모델 추진 자원민족주의로 외국인투자 제한, 광권회수, 로열티를 인상 경제 (E) 촉진 광물자원 가격 불안정 상 중 하 상 중 하 저해 해외자원개발 투자규모 미흡 상 중 하 상 중 하 신흥 개도국의 수요 증가로 광물가격 재상승 추세 직접 사업 운영보다 단순지분 참여 치중 사회 (S) 촉진 저해 정부의 패키지형 자원개발 지원 체계적 연구 수행 경험 부족 상 중 하 상 중 하 인프라-광물자원 연계형 패키지 추진 상 중 하 상 중 하 광물자원탐사, 개발과 광산설계 포함 경제성 평가기술 경험 부족 기술 (T) 촉진 저해 현장실무 인력 양성 정책 추진 체계적 인력 수급의 어려움 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 자원개발 특성화 대학 및 자원개발전문대학원 설립 정책 추진 국내 광업 침체 및 자원기술 R&D 투자 미비로 기술 낙후

228 전략제품 나. 산업특징 및 구조 광업은 인류의 문명과 함께 시작되어 역사가 오래된 기초 1차 산업임. - 인류의 문화발달 역사는 광물의 채굴과 가공에 의한 금속, 비금속 및 연료광물의 사용 기술의 진보와 함께 비약함. - 광물자원의 공급 없이 다른 산업은 거의 이루어 질 수 없고, 인공물질로 대치할 수 없 는 것이 많음. 유용광물자원의 탐사하고 채굴 하는 데는 특수한 기술이 필요함. - 유용광물자원은 대부분 지하심부에 부존되어 있는 경우가 많음. - 갱내작업에는 다른 산업과 달리 특수한 위험요소가 많아 재해율이 높음. - 광물자원을 합리적으로 안전하게 채굴하는 데는 갱내조건에 따른 고도의 기술개발이 필요함. 광업에는 투기적 요소가 있음. - 광물자원은 지하에 있기 때문에 광상의 전모를 파악하기에는 한계가 있고, 조사가 불 확실한데 과대하게 투자함으로써 실패하는 예도 적지 않음. - 광상의 지하 발달을 위해 지표 지질광상탐사, 물리탐사와 시추탐사 등 체계적인 조사 로 광체를 파악하는데 많은 시간이 소요됨. - 체계적인 탐사에는 초기비용이 많이 소요되어, 대규모 광업회사는 개발과 탐사를 동시 에 수행함으로써 그 위험성을 줄임. 광물의 부존에는 지역적 편재성이 있음. - 국가에 따라 광물의 종류와 양의 편차가 심함. - 다른 산업과 달리 임의의 입지조건에 따라 사업소를 설치할 수 없고 교통이 불편한 미개발지에서도 일단 유망 광산이 발견되면 개발을 위해 광산을 중심으로 신흥 광산 촌이 생기고, 광업의 발전과 더불어 도시화되기도 하고 광업이 쇠퇴하면 광산도시는 경우에 따라 폐허화되기도 함. 광물자원의 가치는 기술적 경제적 영향에 따라 변동성이 큼. - 광산물의 가격은 수급상황에 따라 끊임없이 변동하지만, 또한 자원의 가치도 기술적 경제적 영향에도 좌우됨. - 광상의 심도가 깊어 경제적으로 가치가 없다고 여겨지던 광물자원도 자원탐사 및 개 발기술이 발달하여 경제적으로 채굴이 가능해 지면 가치가 생김 - 광물의 조합이 복잡하여 선광 제련이 곤란하여 유용광석으로 인정받지 못하다가도 경 제적인 선광 제련 기술의 발달로 가치가 생기기도 함

229 에너지자원활용 - 광물자원 - 희유금속 광물자원을 중심으로 광물자원을 생산하는 광산과 관련된 후방위 산업과 광물자원을 활용되는 전방위 산업 구조로 되어 있음. - 후방위 산업으로는 광물자원을 생산하는 광산 산업이 있음. - 전방위 산업으로는 금속 산화물/염화물 제조산업, 철강산업, 비철금속, IT, NT산업, 화 학공업, 전자공업, 특수 기능성 합금 등 산업의 기초 원료 물질 및 최첨단 전자 장비 및 부품 생산 관련 산업에 파급 효과가 큼. 후방위 산업 희유금속자원산업분야 전방위산업 - 광산업체 <자원산업> - 지질/광상 조사 및 탐사분야 - 지구물리 탐사분야 - 경제성 평가분야 - 채광분야 - 선광/제련분야 <광물가공 및 제조산업체> - 금속 산화물/염화물 제조 산업 - 철강산업 - 비철금속 - IT, NT산업 - 화학공업 - 전자공업 - 특수 기능성 합금 [희유금속자원 산업 중심의 연관 산업(전후방산업)구조] 희유금속자원 산업은 크게 철강, 비철금속분야와 IT, NT, 특수기능성 및 첨단산업에 사 용되고 소량의 첨가제 형태로 사용되지만 산업결과물에 핵심적인 부분을 담당하고 있 어 다양한 산업에 원료소재를 공급하는 분야로 거의 모든 제조 산업과 연관되어 있음. - 희유금속은 고도의 기술 집약형으로 다품종 소량생산, 고부가가치의 부품 소재산업으 로 안정적인 공급이 선행되어야 한다는 인식이 2000년대 초반 희유금속의 제한정책 및 가격의 불안정 때문에 널리 인식되어, 최근에는 원료의 구입에만 신경 쓰던 국내 대기업에서 직접 광산을 개발하는 데에도 관심을 갖고 직접 사업 확장에 힘쓰고 있음. - 우리나라는 현재 희유금속과의 전량을 수입에 의존하고 있지만 최근 수입량은 소폭 감소하고 있으며, 국가차원의 탐사 및 기술 개발 계획이 추진 중임. [희유금속산업의 SWOT분석] 강점(Strength) - 기술개발을 위한 국가 주도 연구사업 수행으로 안정적 지원 - 광업선진국과의 국제적 네트워크 구축 기반 마련됨 - 자원조사/탐사/활용의 전주기 연구체계 구축으로 실용화 가능 체제 구축 (산학연 연구시스템 구축) 기회요인(Opportunity) - 자원개발의 수익성 증가에 따른 투자 및 관련시장 활성화 - 자원수급의 불안정성으로 인한 새로운 기술시장 창출가능 - 범세계적 자원수요 증가 및 기술개발의 대형화/융합화 추세 - 범지구적 환경보존정책에 따른 친환경 신기술영역 창출 기회증가 약점(Weakness) - 국내 광물자원개발회사의 재정 및 기술 인프라 취약 - 장기간 자원기술 R&D 투자 미비로 현 기술수준 낮음 - 전문 인력 부족 - 연구개시후 성과활용단계까지 긴 소요시간으로 인한 투자 회피 - 탐사사업의 경우 고비용/저성공율로 인한 투자 회피 위협요인(Threat) - 국내광업개발 인프라 취약 및 경험 부족 - 글로벌 경제환경의 불안정 및 세계 R&D 시장의 개방과 경쟁 심화 - 광물가격의 불안정성으로 인한 투자 위험 예측이 어려움

230 전략제품 다. 시장현황/전망분석 10대 희유금속의 2012년 국내 수입은 1,675천톤이며 수입액으로 1,423백만달러임 ~2012년에 우리나라 10대 희유금속 수입은 연평균 증가율은 수입량이 8% 증가하 고 있으며, 연평균 증가율 수입액은 4% 감소하고 있음 ~2012년에 희토류의 연평균 증가율은 수입액이 12%로 감소하지만 수입액은 26% 로 증가하였음. 이는 연평균 가격 증가율이 43%로 높음에도 불구하고 수입액은 꾸준 히 늘어나는 추세임을 말해줌. 구분 년도 [우리나라 10대 희유금속 수입현황] (단위: 톤, 천불) 연평균 증가율 (CAGR) 수입량 수입액 수입량 수입액 수입량 수입액 수입량 수입액 수입량 수입액 수입량 수입액 희토류 2,606 19,758 1,606 19,927 2,066 42,484 2, ,025 1,560 49,333-12% 26% 망간 811, , , , , ,003 1,392, ,445 1,270, ,112 12% -10% 몰리브덴 14, ,458 11, ,662 22, ,786 21, ,626 21, ,548 10% -13% 코발트 6, ,769 4, ,890 5, ,442 15, ,853 13, ,629 18% -10% 텅스텐 2,484 58,517 2,360 40,260 3,258 69,762 3, ,873 4, ,676 13% 31% 티타늄 167,236 60, ,721 57, ,342 67, , , , ,971-5% 23% 리튬 504 4, , , ,452 1,120 10,611 22% 23% 마그네슘 241,366 98, ,487 63, , , , , ,127 99,968-1% 0% 인듐 , , , ,496 23% 33% 크롬 % -20% 합계 1,247,264 1,700, , ,790 1,284,184 1,241,647 1,852,397 1,631,878 1,673,888 1,423,470 8% -4% 자료: 관세청 무역통계연보 각년호 우리나라 10대 희유금속의 수입량은 2011년 대비 2012년 7개 품목 수입량 감소, 대중 국 의존도 완화세를 보이고 있으나, 대부분의 품목의 수입상위 3개국의 의존도는 77~99.7%로 여전히 위한함 수준임. [우리나라 10대 희유금속의 수입동향] 년도 구분 수입량(톤) 증감률(%) 의존도(%)1) 수입량(톤) 증감률(%) 의존도(%) 1) 희토류 3, , 망간 123, , 몰리브덴 16, , 코발트 7, , 텅스텐 1, , 티타늄 188, , 리튬 12, , 마그네슘 9, , 인듐 크롬 485, , 자료: 희소금속 수입동향(관세청), 1)의존도는 수입 상위 3개국의 합계

231 에너지자원활용 - 광물자원 - 희유금속 희유금속소재 시장은 산업분야별로 크게 다르게 전망되며, 철강 및 우주항공 소재는 전기전자 및 에너지환경산업에 비해 성장률이 둔화될 것으로 예상됨 ~2007년 제철산업용 희유금속소재시장은 연평균 20% 이상의 높은 성장률을 보였 으나, 세계경기 둔화에 따라 향후 제철산업용 희유금속소재시장의 성장률은 연 8% 수 준으로 둔화될 것으로 예상됨. - 전기전자산업의 희유금속소재는 투명디스플레이에 사용되는 In과 형광체, 연마제, 영 구자석 등에 사용되는 희토류 금속이 핵심소재이며, 전방산업인 LCD, 모터 산업의 급 성장에 따라 연평균 15% 이상의 성장률이 예상됨. - 저탄소성장, 대체에너지개발 등 환경 및 그린에너지에 전 세계적으로 관심이 높아지는 가운데, 에너지환경산업은 독보적인 급성장이 예상되는 분야이며, 특히 자동차산업의 친환경화가 산업을 주도함. - 연료전지 촉매, 배기가스 정화 촉매, 수소개질 촉매 등 배기가스 저감을 위한 소재분 야에 백금 등이 수요가 급증하고 있으며, 향후 5년간 20% 이상의 고도성장이 예상됨. [희유금속산업 시장 현황 및 전망] (단위: 억원/백만달러) 구분 국내시장 세계시장 년도 시장규모 CAGR(%) 제철소재 20,009 21,610 23,338 25,206 27,222 8 전기전자소재 9,020 10,373 11,929 13,718 15, 에너지환경소재 15,400 18,480 22,176 26,611 31, 우주항공소재 2,816 3,041 3,285 3,547 3,831 8 합계 47,245 53,504 60,728 69,082 78, 제철소재 7,276 7,858 8,487 9,166 9,899 8 전기전자소재 1,886 2,169 2,494 2,868 3, 에너지환경소재 16,800 20,160 24,192 29,030 34, 우주항공소재 6,400 6,912 7,465 8,062 8,707 8 합계 32,362 37,099 42,638 49,127 56, 자료: 2013 중소기업 기술로드맵 중 유무기소재 및 공정, 한국비철금속협회, 무역협회 (환율 1,100 원 기준) (희유금속산 업의 특성상 국내시장과 세계시장 성장률은 동일한 것으로 가정) 우리나라의 티탄철광석 연간 수요량은 2012년 약 39만 톤으로서 약 2십만 톤은 국내에 서 생산 되지만 나머지는 호주 (49.4%), 베트남 (20.8%), 인도 (12.7%), 및 우크라이나 (8.1%) 등으로부터 수입하고 있으며 내수규모는 약 16만 톤에 달함 년 티탄철석 세계 생산량은 약 6백2십만 톤이며, 2008년부터 2012년까지의 세계 티탄철강 생산 증감률은 연평균 2.0% 로서 2015년 생산량은 약 7백만 톤을 넘어설 것으로 예측됨. - 수입량은 2008년 대비 2012년에는 약 21% 감소율을 나타내며, 2008년부터 2012년까지 의 평균 감소율은 약 4.2% 임

232 전략제품 - 국내에서 생산되는 약 20만 톤의 티탄철석은 주로 POSCO에서 철광석 부원료로 활용 되고 있으며, 수입되는 약 19만 톤 중 대부분은 주로 코스모화학 (주)에서 백색안료 인 TiO 2 제조에 사용되고 있음. 리튬은 전 세계 매장량 및 연간 소비량으로 볼 때 사용가능한 물량은 풍부하므로 물량 자체의 확보가 어려운 것은 아님 년 전 세계 생산량은 37,000톤으로 주로 호주(13,000톤)와 칠레(13,000톤)에서 생산됨 - 국제적인 공급구조가 일부 국가 및 기업들이 독과점 형태이고, 국내외 시장 규모가 급 증될 것이라는 전망이 우세하기 때문에 가격 협상력이 수요자보다 공급자가 우위에 있음. - 우리나라의 2008년부터 2012년까지 평균 수입 금액 증감율은 탄산리튬이 약 25.7%, 수 산화리튬 약 24%, 산화리튬 약 11.8%로 리튬의 수요증가와 가격상승으로 수입 금액 증가현상은 계속될 것으로 예측됨 년 수입된 탄산리튬은 약 13,762톤, 수산화리튬 약 1,102톤, 산화리튬 약 18톤으로 대부분 탄산리튬의 형태로 수입되고 있음. - 현재의 상태에서 리튬은 부존량이 풍부하여 공급은 크게 어려움이 없을 것으로 예측 되고 있으나 가격은 계속 상승 추세를 보이고 있고 수요량은 크게 증가 될 것으로 전 망됨. 2012년 세계 희토류 산화물(REO)의 생산량은 110,000 톤이며 이 중 중국이 95,000 톤을 생산하여 약 86%를 차지함 - 생산을 중단하였던 미국(7,000톤)에서 2012년부터 재생산에 들어갔으며 호주(4,000톤) 역시 생산량을 늘려 중국의 독점율을 낮추고 있음. - 단일국가로서의 REO 부존량은 중국이 세계 1위로서 장기간 동안 희토류 시장을 석권 할 것임. - 중국의 희토류 수출 제한 정책을 강화함에 따라 희토류 수입국에서는 공급의 어려움 이 있을 것으로 예측되었으나 최근 기존의 REO 부존국가들의 재생산과 정제기술의 향상으로 소비하락과 가격하락을 가져왔음 - 하이브리드카 및 고기능재 수요 증가로 2012년도에도 계속적인 생산 증가가 있을 것 으로 전망됨. - 하이브리드카에 이용되는 중희토류는 중국만이 생산하고 있어 가격 상승과 함께 수급 에 차질이 있을 것으로 전망됨. - 우리나라의 경우 수급 불안정 및 독과점 체제 형성으로 가격 상승이 예상되며 우리나 라 핵심 산업인 LCD, LED, PDP, 휴대전화 및 영구자석의 필수원료로 수급 불안정과 가격 급상승으로 산업 활동에 불안요소로 작용할 것임

233 에너지자원활용 - 광물자원 - 희유금속 라. 공급망(분류)에 따른 분석 (1) 해외 주요 업체 동향 세계 희토류산화물 생산량은 2011년에 105,000톤으로 전세계 생산량의 95%를 차지했지 만 2012년에 95,000 톤으로 전세계 생산량의 86%를 생산하고 있음. 중국 정부의 수출 쿼터제로 매년 그 생산량은 줄어드는 추세임. 전 세계적으로 가까운 미래에 희토류 수요증가로 개발 경제성이 생기는 유망한 광산들 의 수도 늘어나는 추세임 - 미국 캘리포니아에 있는 몰리콥(Molycorp) 社 의 마운틴 패스(Mountain Pass) 광산은 2012년 초에 새로운 광체의 채광, 선광과 제련 공정이 시작되며 2012년 8,000-10,000 t REO의 생산을 예상하고 있음(Molycorp, 2012). 몰리콥사는 피닉스(Phoenix) 프로젝트 를 통해 선광, 제련 공장을 건설중에 있으며, 1단계로 2012년 4분기까지 연간 19,050 t 을, 2단계로 2013년 중반기에는 20,000 t의 생산공정을 추가로 완성하려고 계획중임. - 호주의 마운트 웰드(Mount Weld) 광산은 2012년 생산을 시작하였고, 소주주인 라이나 스(Lynas) 社 채광과 선광공정을 광산에서 하고 말레이시아에 선광과 제련공정의 건설 을 진행하고 있음. 광상 국적 Company [중국외의 주요 희토류 생산 프로젝트의 현황] 1) 희토류 매장량 1) 광석 매장량 2) 품위 (단위: 1) 백만톤/ 2) %REO) 목표 생산시작 연도 및 생산량 Mountain Pass 미국 Molycorp Minerals 년 4/4분기, 19,050 tpa Mount Weld 호주 Lynas Corp 년 3/4분기, 11,000 tpa Nolans Bore 호주 Arafura Resources 년 4/4분기, 20,000 tpa Steenkampskraal 남아공 Great Western Minerals Group 년, 2,700 tpa DongPao 베트남 Toyot Tsushu Corp/ Sojitz,Vietnamese government 년, 2,000 to 3,000 tpa Uraniumtailings 카자흐스탄 Sumitomo/Kazatomprom 년, 3,000 tpa Conakli 터키 AMR Resources 년, 2,000 tpa Zandkopsdrift 남아공 Frontier Rare Earths 년, 20,000 tpa HoidasLake 캐나다 Great Western Minerals Group 년 StrangeLake 캐나다 Quest Rare Minerals 년 BearLodge 미국 RareElement Resources 알려지지 않음 Kvanefjeld 그린란드 Greenland Minerals and Energy 알려지지 않음 KutessayII 키르키스탄 Stans Energy Corp 알려지지 않음 Nechalacho 캐나다 Avalon Rare Metals 알려지지 않음 Zeus(Kipawa) 캐나다 Matamec Explorations 알려지지 않음 자료: 희토류 원소(Rare Earth Elements), 영국지질조사소(2011)

234 전략제품 - 이외의 호주의 놀란스 보어(Nolans Bore), 두보 지르코니아(Dubbo Zirconia), 남미의 스틴캄프스크랄(Steenkampskraal), 러시아와 카자흐스탄, 인도에서 2015년까지 생산이 예상됨. (2) 국내 주요 업체 동향 (자원) 광석의 생산, 제련 정련 기술 미흡 - 희유금속의 국내 및 해외의 광산개발을 통한 광석 생산은 마다가스카르 암바토비 니 켈광산을 포함한 소수에 불과함. - 광물자원공사, 대우인터내셔널, 삼성물산, 현대종합상사, STX 5개사가 컨소시엄을 구성 하여 2013년 2월 니켈 초도생산을 하였고 포스코로 입하되었음. - 광물자원공사는 남아프리카공화국의 잔드콥스드리프트 희토류 광산 사업에 참여중으 로 현재 탐사중이며, 생산은 아직 이뤄지고 있지 않음 - 국내 제련 정련기술 미흡으로 광석보다 소재(금속, 화합물 형태) 수입이 대부분임 (소재) 합금철 분야를 제외한 첨단산업 및 녹색산업용 희유금속 소재 기술 부재 - 첨단산업 및 녹색산업에 사용되는 희유금속(갈륨, 리튬, 코발트 등)은 전량 수입에 의 존하며 최근 빠른 증가 추세에 있지만 생산기술이 없음. (산업구조) 희유금속 다소비 산업구조에도 불구, 국내 소재 재활용기업은 단순 임가공 형태의 중소기업으로 기술력 및 산업기반이 취약함. - 첨단제품 산업의 고도 성장으로 희유금속 수입 및 무역역조가 확대됨 * 수출 총액( 08/ 02) : 2.6배 성장, 희유금속 무역역조( 08/ 02) : 4배 확대 - 첨단 제품의 핵심 소재인 인듐, 희토류 등 고부가가치 희유금속 소재의 국내 생산기반 및 소재화 기술이 취약함 * 인듐 : 광석(수입) 인듐괴(고려아연) 가공소재 : ITO타겟( 日, 니꼬 社 ) 디스 플레이(삼성) - 합금철 중심 철강산업 소재업체를 제외한 관련 기업의 영세성으로 국내생산 및 연구 기반, 고급 인력 및 R&D 투자가 미흡함. * 국내 희유금속 관련업체의 78%가 100인 이하 중소기업이며 업체의 67%가 매출 500 억 이하 * 폐금속자원 재활용업체 363개사 중 희유금속 전문 재활용업체는 20여개(5.5%)에 불과

235 에너지자원활용 - 광물자원 - 희유금속 [공급망 분석 종합] 공급망 단계 광석 원소재 합금 및 소재 부품 주요내용 주요 제품/기술 해외 기업 국내 기업 지질조사, 광상탐사, 부존량 평가, 채광, 선광 희유금속 원광석 BHP Billiton, Rio Tinto, Vale, Molycorp, 포강희토, Umicore, Tanaka LG 상사, 대우인터네셔널, 현대종합상사, 포스코, 혜인, 넥스지오 광석, 산화물, 고순도 금속 Li, Mg, Cr, Mo, W, Pt, RE 등 고순도 금속 및 화합물 Molycorp, 포강희토, Umicore, Tanaka 고려아연, LS-Nikko, LG금속, 프라임메탈 철계합금, 1차소재 (투명전극 타겟, 형광체, 자석 등) 철강산업용 희유금속 철계합금 (페로크롬, 페로망간, 페로몰리 등), 투명전극, 형광체, 영구자석 등 Molymet, Codelco, endako, Heraeus, Jhonson Mattehy 일진다이아몬드, 삼정피엔에이, 광양합금철, TSM-tech, 실트론 희유금속 가공 및 부품 (촉매, 이차전지, 연료전지, 소자 등) 귀금속 촉매변화기, 이차전지, 연료전지, 열전변환 소자 등 GM, Sony, Toshiba, GE, TDK, Nissan, Hitachi, Toyota LG상사, 삼전화학, 한국PGM, 일진금속, KCC, 현대모비스 중소기업 참여정도 중소기업 시장점유정도 참여정도는 주요제품 시장에 참여하는 중소기업의 참여규모와 정도(업체수, 비율 등)를 고려하여 5단계로 구분 (낮은 단계:, 중간 단계(,, ) 높은 단계: ) 3. 기업개발니즈 희유금속 분야 중소기업의 니즈분석을 통한 현황을 살펴보면, 다양한 중소기업들이 융 합을 기반으로 하는 다양한 제품을 개발, 판매를 진행하고 있음. - 구체적으로 중대형 리듐 2차전지용 양극소재, 3성분계 NCM계 양극전구체 기술 및 공 법 개발, 3성분계 NAC 양극전구체 기술 및 공법, 자원재활용을 통한 친환경제품, 광 물자원 조사/탐사, 광물자원개발 계획 및 광산개발 후속 환경사업, 몰리브덴 고체윤할 유, 황산코발트, 황산나켈, 고순도 Silver metal, Au, Pd, Pt, Ru, 인광석을 원료로한 대체 비료, MG-Si powder, 폴리실리콘 재활용 등의 제품을 개발, 판매하고 있음. 또한 희유금속과 관련하여 아래와 같은 기술 개발 수요가 존재함. - 희유금속(Ni, Co, Mn) 재용해 재활용기술, 암모니아회수 재사용기술, 특수윤할제용 고 품위 몰리브덴 정광제조 기술, 페리튬 이온전지로부터 고순도 황산코발트/황산니켈 제품 제조기술, PDP 제조 스크랩으로부터 고순도 4N 전해은 제품 제조기술, 스트러바 이트를 이용한 비료 제조기술, 자원탐사를 위한 탐사장비 개발기술, 무시멘트/결합체 등 친환경원재료 개발기술, 환경오염해결 기술, 3-D 프린터용 MG-Si powder, 실리콘 재활용 연마/파쇄/세정 기술 등이 있음. 희유금속 분야의 중소기업들은 기술을 기반으로 다양한 산업분야, 적용분야의 시장진 입을 위한 개발 계획을 가지고 있음

236 전략제품 - 구체적으로 마그네슘 소재 제품, NCM계 양극전구체, 고순도 Sn metal, 광물자원 개발 계획 및 광산개발 후속 환경사업, 광물자원개발용 자원탐사 장비 개발, 비철 선별품 등의 제품을 미래에 생산할 계획을 가지고 있음. 이를 위해 아래와 같은 내용의 기술 개발 계획을 가지고 있음. - 구체적으로 백운석내 마그네슘 추출 및 활용기술, 마그네슘을 이용한 폐수처리 기술, 희유금속 재활용 기술, 암모니아회수 재사용기술, 광물자원 개발지역의 환경오염해결 기술, 광물자원용 자원탐사 장비개발기술, 특수윤할제용 고품위 몰리브덴 정광제조 기 술, 스크랩/슬러지/폐액으로부터 고순도 주석 금속 제조기술 등이 있음. 4. 요소기술 후보군 [요소기술 후보군] 중분류 요소기술 출처 조사/탐사/광상평가 기술 희유금속 자원의 탐사(지질광상조사, 물리탐사, 지화학 탐사 등) 기술 전문가 희유금속 자원의 부존량(자원량/매장량 산정) 평가 기술 전문가 채광기술 희유금속 자원의 광산 개발 기술 전문가 선광기술 제련기술 원료소재 추출기술 재활용 기술 희토류광으로부터 희토류 광물 선별 기술 전문가 희유금속광(Pb, Zn, Mo, W, Nb, Ta 등)의 선광 기술 전문가 희토류 광물로부터 희토류 원소별 추출기술 전문가 폐자원으로부터 백금족 원소별 회수 기술 전문가 광물로부터 우라늄, 토륨, 희토류 추출 기술 특허, 논문 광석으로부터 백금족 원소 추출기술 특허, 논문 습식제련을 이용한 희유금속(Sb, As, Na, Ta) 추출기술 특허, 논문 습식제련을 이용한 As, Fe, Pb 추출기술 특허, 논문 광석으로부터 베릴륨 추출기술 특허, 논문 광석으로부터 비스무스 회수기술 특허, 논문 광석으로부터 이트륨 추출기술 특허, 논문 광석으로부터 Mo, Co 농집기술 특허, 논문 광석으로부터 Fe, Ti, V 분리기술 특허, 논문 우라늄 광석 및 광미로부터 희토류 추출기술 특허, 논문 광석으로부터 이트륨 추출기술 특허, 논문 폐자원을 이용한 백금족 회수기술 특허, 논문 폐리튬전지로부터 리튬 회수기술 특허, 논문 폐자원을 이용한 백금족 회수기술 특허, 논문 플라이에쉬로부터 갈륨 추출기술 특허, 논문 폐자원으로부터 Ni, Co, Cd 추출기술 특허, 논문 희토류 및 저어콘 산화물의 재활용기술 특허, 논문 광석 및 폐자원으로부터 인듐 추출기술 특허, 논문 광석 및 폐자원으로부터 이리듐 분리기술 특허, 논문

237 에너지자원활용 - 광물자원 - 희유금속 5. 핵심요소기술 선정 전략제품 관련한 특허기술의 클러스터링을 통해 도출된 요소기술을 시장동향, 기술동 향을 고려하여, 전문가의 합의로 요소기술을 조정함. [요소기술 조정 결과] 중분류 요소기술 출처 조사/탐사/광상평가 기술 희유금속 탐사기술 희유금속 부존량 평가기술 전문가 전문가 채광기술 희유금속 광산개발기술 전문가 선광기술 제련 및 추출 기술 재활용 기술 희토류 광석으로부터 희토류 광물 선별기술 희유금속 광석으로부터 희유금속 선별기술 희토류 광성과 정광으로부터 우라늄, 토륨, 희토류 추출기술 광석으로부터 PGM 추출기술 제련을 이용한 희유금속 추출기술 저품위 광석으로부터 철 선별기술 폐자원으로부터 PGM 회수기술 폐자원으로부터 니켈, 코발트, 인듐 회수기술 폐자원으로부터 희토류 회수기술 플라이에쉬로부터 유용금속 회수기술 전문가 전문가 전문가, 특허/논문 특허/논문 전문가, 특허/논문 전문가, 특허/논문 특허/논문 전문가, 특허/논문 전문가, 특허/논문 전문가, 특허/논문 도출된 요소기술의 범위와 수준, 중소기업 적합성과 시급성 등을 고려하여 요소기술명 을 보완함. - 선정위원회를 통해 필요에 따라 요소 기술 명칭을 일부 수정하였고, 중복된 요소 기술 은 통합하고 반드시 필요한 기술을 추가함. - 타 전략제품 영역과 중복되는 요소기술들을 제거하였고, 연차별로 추진 가능한 요소기 술들은 하나로 통합함. 핵심기술 선정 - 조정된 요소기술과 기술 시장 동향분석 및 기업니즈조사 결과를 기반으로 핵심요소 기술 선정위원회를 통하여 중소기업에 적합한 핵심기술 선정 - 핵심기술 선정은 기술성(10), 시장성(10), 중소기업성(10), 정책적 부합성(5)을 고려하여 평가됨. 기술성은 기술성장성(5), 기술수준(5)으로, 시장성은 시장규모(5), 시장 성장성 (5)으로, 중소기업성은 중소기업 참여정도(5) 및 중소기업 진입장벽(5) 정도를 고려하여 평가

238 전략제품 [핵심요소기술 선정결과] 중분류 조사/탐사/광상평가 기술 채광기술 선광기술 제련 및 추출 기술 재활용 기술 핵심요소기술 희유금속 탐사기술 희유금속 부존량 평가기술 희유금속 광산개발기술 희토류 광석으로부터 희토류 광물 선별기술 희유금속 광석으로부터 희유금속 선별기술 희토류 광성과 정광으로부터 우라늄, 토륨, 희토류 추출기술 광석으로부터 PGM 추출기술 폐자원으로부터 PGM 회수기술 폐자원으로부터 니켈, 코발트, 인듐 회수기술 폐자원으로부터 희토류 회수기술 플라이에쉬로부터 유용금속 회수기술 6. 로드맵 기획 가. 연구개발 목표 설정 중분류 핵심요소기술 기술요구사항 조사/탐 사/광상 평가 채광 선광 제련/ 추출 희유금속 탐사기술 희유금속 부존량 평가기술 희유금속 광산개발기술 희토류 광석으로부터 희토류 광물 선별기술 희유금속 광석으로부터 희유금속 선별기술 새로운 탐사기술개발 광상평가기술개발 광상별 맞춤형 채광 설계 희토류 광물을 무가치한 다른 광물에서 물리적 기계적 방법 등으로 분리하는 처리기술 개발 희유금속 광물을 무가치한 다른 광물에서 물리적 기계적 방법 등으로 분리하는 처리기술 개발 희토류 광석과 희토류 원료물질로부터 정광으로부터 첨단 산업용 수준의 우라늄, 토륨, 희토류 우라늄, 토륨, 희토류 추출기술 소재 생산 기술 [선정된 핵심요소기술에 대한 연구 목표] 개발 목표 1차년도 2차년도 3차년도 지질광상조사로 고품위탄산염자원 지표 분포 구획 지질학적 부존 환경 해석 광상의 지질 및 암석의 물성 파악 희토류 광석의 구성광물 파악 희유금속 광석의 구성광물 파악 희토류 광석의 광물 조합 파악 시추탐사로 지하 희유금속 광체 구획 광상형성모델 정립 광상의 형태에 적합한 채광설계 희토류 광물과 무가치한 다른 광물의 물리적 특성 파악으로 선광기술 개발 희유금속 광물과 무가치한 다른 광물의 물리적 특성 파악으로 선광기술 개발 희토류 광석에서 산업용 수준의 우라늄, 토륨, 희토류 소재 생산 신규 희유금속 광상탐사에 적용 확인된 광체 자원량 평가 경제적 기술적인 채광설계 경제적 기술적인 선광기술 개발 경제적 기술적인 선광기술 개발 불순물 제거를 통한 고순도 희토류, 우라늄, 토륨 등 원료 물질 제조 최종 목표 희유금속 광물자원 확보 희유금속 광물자원 자원량 평가 최적의 경제적 기술적 채광 설계 최적의 경제적 기술적 선광공정 설계 최적의 경제적 기술적 선광공정 설계 고순도 원료 물질 제조의 최적기술 개발

239 에너지자원활용 - 광물자원 - 희유금속 중분류 핵심요소기술 기술요구사항 재활용 광석으로부터 PGM 추출기술 폐자원으로부터 PGM 회수기술 폐자원으로부터 니켈, 코발트, 인듐 회수기술 폐자원으로부터 희토류 회수 기술 플라이에쉬로부터 유용금속 회수기술 최적의 백금족 원소 추출기술 개발 다양한 폐자원으로부터 최적의 PGM 회수 공정 개발 다양한 폐자원으로부터 최적의 니켈, 코발트, 인듐 회수 공정 개발 다양한 폐자원으로부터 최적의 희토류 회수 공정 개발 플라이에쉬의 다양한 물질 조합에서 유용금속을 회수하는 최적의 공정 개발 개발 목표 1차년도 2차년도 3차년도 백금족 원소의 물리 화학적 물성 파악 다양한 폐자원의 PGM 함유 형태 파악 광석에서 산업용 수준의 백금족 소재 생산 폐자원에서 다양한 불순물 제거로 PGM 소재 생산 폐자원에서 다양한 다양한 폐자원의 불순물 제거로 니켈, 코발트, 인듐 니켈, 코발트, 인듐 함유 형태 파악 소재 생산 다양한 폐자원의 희토류 함유 형태 파악 플라이에쉬의 다양한 화합물 조합 파악 폐자원에서 다양한 불순물 제거로 희토류 소재 생산 플라이에쉬에서 유용광물 소재 생산 불순물 제거를 통한 고순도 백금족 원료물질 제조 폐자원에서 고순도의 PGM 소재 생산 폐자원에서 고순도의 니켈, 코발트, 인듐 소재 생산 폐자원에서 고순도의 희토류 소재 생산 최종 목표 고순도 원료 물질 제조의 최적 기술 개발 최적의 고순도 PGM 소재생산 기술 개발 최적의 고순도 니켈, 코발트, 인듐 소재생산 기술 개발 최적의 고순도 PGM 소재생산 기술 개발 플라이에쉬에서 최적의 고순도 고순도의 유용광물 유용광물 소재생산 소재 생산 기술 개발 나. 로드맵 기획

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