1 2015 December no.27 융합 Weekly 발행일 _ 2015.12.21 발행처 _ 융합연구정책센터 TIP 플랜트연구사업 송가은 융합연구정책센터 선정배경 플랜트사업분야는대규모기반구조물설계 설비와융복합건설수요가증가하고, 극한조건에서시설운용등요구되는기술적난이도가높아짐에따라첨단기술과고도의건설기술융합이요구됨 - 국내플랜트산업은세계시장에서낮은비중을차지하며, 운영모델고도화수준도미흡함 - 초고압, 초저온, 대심도, 고진공, 나노및마이크로등의첨단기술접목이필수적임 그림 1. 세계플랜트시장주요국가별점유포지션 출처 : 지식경제부 국가간온실가스의무감축규제에따라청정개발체제가가속화 - 플랜트건설사업에있어서도공정계통및개발현장에서온실가스저감, 적극적포집 저장기술등기술수요증가
2 추진배경 산업생산증가에따라화석에너지및광물자원의수요가지속증가할전망 - 안보차원의가스 석유, 광물자원을확보하기위하여기존의육상보다는해양및해저, 극지, 동토등미개척지개발, 에너지 자원과연계한지역개발등의수요증가 환경부하저감을위한자원순환을가능케하는경제, 사회, 과학시스템의통합 순환형사회시스템 을기반으로하는성장이요구됨 - 에너지 자원순환계통기술개발을통해환경오염및자원안보해결과경제성장을견인함으로써경제와환경의상생및지속성장가능기술집약의가속화모색 글로벌마켓선도를위한플랜트건설사업독자기술확보를위해신공정플랜트, 자원화플랜트, 플랜트엔지니어링기술, 플랜트기반구조의 4 대중점추진분야설정 사업개요 ( 사업목적 ) 플랜트건설사업에요구되는핵심공정개발, 기본설계및실증기술개발을통해국내적용은물론해외플랜트수주경쟁력증대 ( 추진근거 ) 건설기술진흥법제 7 조및제 9 조, 건설기술진흥법시행령제 23 조, 해외플랜트지원협의회의구성및운영에관한규정, 국토교통기술연구개발사업관리지침등 ( 수행주체 ) 국토교통부 ( 주관부처 ), 국토교통과학기술진흥원 ( 전문기관 ) ( 사업내용 ) 건설 / 교통, 기계, 에너지 / 자원, 정보 / 통신, 화공, 환경등플랜트건설에요구되는다양한분야의기술개발 - 해외담수화시장점유율증대위한차세대담수화기술및비전통에너지수요대응모듈화플랜트시공기술등개발투자강화 - 동토지역자원개발대비극한지자원이송망건설기술및플랜트건설생애주기최적화위한협업지원기술개발등지속 ( 사업목표 ) 중기전략 ( 14-18) 세계최고수준독자핵심기술 3 건, 선설플랜트생애주기비용개선 10% 달성및장기전략 ( 19-23) 세계최고수준독자핵심기술 6 건, 선설플랜트생애주기비용개선 15% 달성 - ( 담수화기술 ) 생산수단가를 30% 절감할수있는담수화플랜트공정기술개발등 - ( 가스 비전통자원화기술 ) LNG 액화공정효율 5% 개선등 - ( 자원이송및순환기술 ) 1,000km(-20 이하 ) 급자원이송스테이션및기자재개발등 - ( 플랜트건설지원인프라기술 ) SIL-4 급신뢰 안전성독자설계등
3 지원기술분야 담수화기술 - 정 / 역삼투융합플랜트및막증발법 / 압력지연삼투법복합탈염공정등융합기술개발을통해차세대시장선도를위한담수화기술확보 - 해수담수화운영, 유지관리기술, 고효율신소재분리막활용및공정효율화설계기술개발로글로벌경쟁력확보 그림 2. 담수화기술분야중장기추진방향 출처 : 국토교통과학기술진흥원 가스 비전통자원화기술 - 가스 비전통 ( 오일샌드, 셰일가스등 ) 에너지수요대비위한 LNG( 육상용, LNG-FPSO 등 ), 모듈형플랜트및극한지자원에너지탐사기술등확보 - 선도형핵심독자기술확보를위한 LNG 플랜트후속고도화및파급기술, 방향성드릴시스템및석탄가스화플랜트등개발 자원이송및순환기술 - 석유및가스파이프라인세계시장진출을위한동토지역자원에너지이송망및시공자동화장비개발 - 동토지역신시장개척선도위한광역자원이송스테이션기술, 수소인프라, 슈퍼그리드및초임계반응기술개발로미래수요대응 플랜트건설지원인프라기술 - 플랜트기술의경쟁력및해외시장성공요인을분석하여플랜트건설역량강화를위한글로벌진출지원시스템구축 - 원격시공, 현장운용기술, 플랜트건설전주기엔지니어링고도화를위한가상설계, 시공및국제표준구축
4 사업평가 ( 사업기간 ) 07~ 계속진행중 ( 사업규모 ) 15 년도 27,506 백만원지원 ( 계속 9 개, 종료 1 개 ) 표 1. 연도별지원규모 09 10 11 12 13 14 15 과제수 3 3 3 26 27 32 - 투자비 ( 백만원 ) 42,138 33,252 42,394 36,711 25,013 22,400 27,506 표 2. 분야별지원규모 담수화기술 가스 비전통자원화기술 자원이송및순환기술 플랜트건설지원인프라기술 투자비 ( 백만원 ) 13,200 6,488 3,818 4,000 ( 사업성과 ) - (SCI 논문 ) 09 년도 37 건에서 13 년도 12 건으로연평균 6.25% 감소 - ( 특허출원및등록 ) 국내특허등록의경우연평균 6.9% 증가 표 3. 연도별국내외특허현황 구분 논문국내특허국외특허 SCI( 건 ) 출원 ( 건 ) 등록 ( 건 ) 출원 ( 건 ) 등록 ( 건 ) 2009 26.5 31.8 0 0 0 2010 20.2 31.8 4.5 0.3 0 2011 21.5 32.5 19.3 4 0 2012 22.7 31.5 22.5 1 1 2013 29.7 31.5 27.5 6 0 신규추진과제 정삼투 -역삼투융합플랜트엔지니어링기술개발 - ( 필요성 ) 모방형기술이나기존기술의성능개선으로는경쟁력확보가어려워, 기존의추격형연구의한계를뛰어넘어미국, 유럽등과동시대경쟁이가능한해수담수화기술확보가필요 - ( 예산및지원기간 ) 16억원, 14 년 12월 ~ 19 년 12월 - ( 연구내용 ) 운전및정비 (O&M) 기술의유기적조합을통해에너지저감, 다양한원수의적용을통한수자원의다양성확보, 막오염제어강화, 전체공정성능의향상등의다양한효과창출 - ( 개발목표 ) 전처리공정사용전력량 0.15 kwh/m3 이하및전처리공정시설비 10% 절감을달성하고, 1,000m3/day 규모의실증파일럿플랜트를구축하여관련개발기술의실질적인적용이가능하도록함
5 그림 3. 정삼투 - 역삼투융합플랜트의기본개념 출처 : 글로벌담수화연구센터 해수담수화역삼투막고급세정기술개발 - ( 필요성 ) 점차세계물산업시장중운영 관리분야의확대가 40% 까지전망됨에따라해외선진기업이점유하고있는고부가가치운영 관리핵심기술의국산화가시급한실정 - ( 예산및지원기간 ) 43억원, 14 년 12월 ~ 17 년 12월 - ( 연구내용 ) 역삼투식해수담수화공정에가변적인유지세정을적용하여막오염을제어하고, 운영비절감과고회수율복합공정기술확보및조류발생예측을통한유입수오염부하량변동에따른막오염심화방지, 막여과공정운영의사결정지원시스템접목 - ( 개발목표 ) SWRO(Sea Water Reverse Osmosis) 전력소비량 3.3 kwh/m3 이하, 운영비 30% 저감, 농축수로인한환경영향 30% 저감이가능한중대규모역삼투식해수담수화플랜트설계및운영 관리기술확보를통해향후고부가가치시장으로전망되는 O&M 분야에진출 출처 : 글로벌담수화연구센터그림 4. 해수담수화역삼투막고급세정기술개발연구단계
6 해외유사정책 ( 중국 ) 자국의풍부한유전과가스전, 자금을앞세워특성화된디자인과설비생산을목표로 해양플랜트산업시설개발 5개년계획 에착수 - 06 년부터 10 년까지 180억달러, 이후현재까지 450억달러투자유치 - 세계최대규모로상하이창싱해양플랜트설치 (12.5km 의해안가에 44개크레인구축 ) - 정부에서 15개조선분야사업자지원으로해양플랜트설비구축 ( 미국 ) 엑슨모빌 (Exon Mobile) 이나쉘 (Shell) 등의대형글로벌기업중심으로플랜트기술개발추진중 - 엑슨모빌은러시아의로즈네프트 (Rosneft) 와공동으로극지연구센터설립 - 정부차원에서는국방부소속극한지역연구소인 CRREL(Cold Regions Research and Engineering Laboratory) 가적극적으로연구개발추진중 ( 유럽 ) 러시아를포함한노르웨이, 덴마크, 핀란드, 스웨덴등유럽국가들도지정학적위치와극한환경해양플랜트부문에대한기술력을바탕으로북극등극지자원개발과시장개척에적극참여중 -( 러시아 ) 지속적으로정부차원에서북극해대륙붕을조사하고있으며, 노르웨이와함께바렌츠해의해양자원개발에대한논의중 천연자원부 (Ministry of Natural Resources) 는북극해의자원확보및해양영토주도권확보를위해서 6,400 만달러를투자한다고발표 -( 노르웨이 ) 북해유전에대한주도권을가지고있고, 해양플랜트산업의최고선도국가로발돋움하였으며, 심해유전개발분야에서는세계최고의기술확보 국영석유기업인 Statoil은프랑스의토탈등과함께바렌츠해의신규해양유전탐사에심혈을기울이고있으며, 정부도해양유전개발장려를위해탐사및개발에대한세금감면정책을추진중 결론및정책적시사점 플랜트연구개발사업의큰비중은지구상수자원의불균등한분포가미치는영향을최소화할수있는기술개발 - 기존증발법보다에너지효율이높은역삼투법을사용한고효율, 대용량플랜트건설기술의확보, 물수요시장 DB구축및법 / 제도를통한지원체계확립으로타관련분야인초순수용수제조및하 폐수재이용에도적용가능 적극적인산업육성을위해, 플랜트산업육성법제정및전담기관설치등관련법 제도정비가필요함 - 범부처실행계획과정부차원의다양한지원책마련도꾸준하게추진되어야함 중국이나노르웨이와같이고부가가치시장을주도할수있는한국형성장모델의구축과, 전영역의균형적인종합발전이필요 - 심해용시추선, 해양플랜트전용장비와핵심기계전자장비, LNG- FPSO, LNGFSRU 등고부가가치제품개발을강화하면서탐사 시추 운송 설치 운영 보급서비스등주사업영역을보다확장하여해양플랜트분야를종합산업으로발전모색
7 참고문헌 국토교통과학기술진흥원 (2015), 국토교통기술연구개발사업시행계획 글로벌담수화연구센터 국가과학기술지식정보 한국해양대학 (2012), The plan for the export of global offshore business market 대한기계학회저널 (2013), 국토교통부플랜트연구사업중장기추진방향