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통권제 12 호 2006. 4. 28 연료전지기술의특허분석및시사점 강희종 송종국 Contents 목차 요약 3 제호 / 혁신 Brief( 월간 ) 발행인 / 정성철편집인 / 조황희발행일 / 2006 년 4 월 28 일발행처 / 과학기술정책연구원 156-714 서울시동작구신대방동 395-70 전문건설회관 20F,26F,27F 등록번호 / 서울라 09680 등록일자 / 2005 년 7 월 6 일대표전화 / 02)3284-1800,1899 대표팩스 / 02)849-8016 인쇄 / 미래미디어 1. 연료전지기술개발의중요성및주요국별지원정책 5 2. 특허분석의개요 10 3. 연구주체별특허분석 16 4. 연료전지종류별특허분석 22 5. 특허분석결과및정책적시사점 31 6. 참고문헌 34

연료전지기술의특허분석및시사점 3 요 약 연료전지기술개발의중요성 교토의정서의발효에따라온실가스감축부담이본격화되고, 중동지역의정정불안, BRICs 국가의에너지수요증가, OPEC 의시장지배력강화등에의해고유가상황이고착되면서미래신에너지의필요성과중요성이부각되고있음 우리나라는부존자원이없는상황에서거의모든에너지를해외에의존하고있을뿐만아니라에너지사용량도폭증하고있어에너지수급을안보차원에서검토해야할상황임 이에연료전지를중심으로하는신 재생에너지의개발이대안으로제시되고있음 특허로본우리나라연료전지기술의현주소 특허출원및등록건수로본우리나라연료전지분야기술수준은매우미흡함 - 출원은분석대상특허전체출원특허 15,800 건중 0.7% 인 112 건에불과함 - 등록은전체 6,263건중 0.5% 인 34건뿐임 - 주요국과비교한기업의출원및등록건수비율은 0.6% 및 0.4% 로최하위임 표연료전지특허출원및등록 (USPTO, EPO) 총괄현황표 ( 단위 : 건, (%)) 구분 전체 한국 미국 일본 독일 프랑스 영국 전체 15,800 112 4,427 3,482 1,551 179 298 ( 0.7) (28.0) (22.0) ( 9.8) ( 1.1) ( 1.9) 출원 기업 15,236 87 4,007 3,450 1,545 161 283 ( 0.6) (26.3) (22.6) (10.1) ( 1.1) ( 1.9) 대학 258 4 220 0 3 0 12 ( 1.6) (85.3) ( 0.0) ( 1.2) ( 0.0) ( 4.7) 연구기관 306 21 200 32 3 18 3 ( 6.9) (65.4) (10.5) ( 1.0) ( 5.9) ( 1.0) 전체 ( 비중 ) 6,263 34 ( 0.5) 2,632 (42.0) 1,345 (21.5) 684 (10.9) 72 ( 1.1) 175 ( 2.8) 기업 5,912 25 2,355 1,330 681 57 168 등록 ( 비중 ) ( 0.4) (39.8) (22.5) (11.5) ( 1.0) ( 2.8) 대학 145 2 126 0 2 0 6 ( 비중 ) ( 1.4) (86.9) ( 0.0) ( 1.4) ( 0.0) ( 4.1) 연구기관 ( 비중 ) 206 7 ( 3.4) 151 (73.3) 15 ( 7.3) 1 ( 0.5) 15 ( 7.3) 1 ( 0.5) STEPI 과학기술정책연구원 <<<

4 혁신정책 Brief 통권제 12 호 연료전지의특허출원및등록기관수로본연구기반도매우열악함 1) - 우리나라의연료전지관련미국, 일본, 유럽특허청에특허를출원내지등록한연구기관은전체 1,827 개기관중 0.9% 인 16개에불과함 - 기업은전체 1,722 개중 0.6% 인 11개이며, 대학은전체 64개중 3.1% 인 2개, 연구기관은전체 41개중 7.3% 인 3개임 - 발명자수 (1st Inventor 기준임 ) 는전체 10,329 명중 0.7% 인 77명이었음 표특허로본연료전지연구기반 ( 기업수, 대학수, 연구기관수 ) ( 단위 : 개, (%)) 구분 전체 한국 미국 일본 독일 프랑스 영국 전체 ( 비중 ) 1,827 16 ( 0.9) 252 (13.8) 465 (25.5) 144 ( 7.9) 31 ( 1.7) 55 ( 3.0) 기업 1,722 11 209 442 139 30 48 기관수 ( 비중 ) ( 0.6) (12.1) (25.7) ( 8.1) ( 1.7) ( 2.8) 대학 64 2 35 7 3 0 6 ( 비중 ) ( 3.1) (54.7) (10.9) ( 4.7) ( 0.0) ( 9.4) 연구기관 ( 비중 ) 41 3 ( 7.3) 8 (19.5) 16 (39.0) 2 ( 4.9) 1 ( 2.4) 1 ( 2.4) 주 : USPTO, EPO, JPO 특허출원및등록자료임 정책적시사점 연료전지기술개발은앞으로세계에너지고갈에따른위기와에너지자원이부족하여해외의존도가높은우리에게는절실한과제라고판단됨 특허분석결과에서나왔듯이이미이분야는미국과일본이오래전부터기술개발을해왔으며, 두나라의기술개발주도는앞으로계속될것임. 그러나아직이기술의본격적인상용화는 20년이상의시간을요하는장기적인과제이므로정부의연구개발사업은두나라에서다소취약하거나소홀히하고있는분야의원천기술개발에집중하고, 시장지배력이큰부문의기술은상용화핵심기술개발에초점을두어추진하는것이적절 또한국내연구역량으로극복할수없는부문에대해서는국제협력을통한기술역량확충과공동연구등을통한기술개발전략을수립. 이분야의기술개발이나상업화까지의비용이매우크기때문에국제적으로공동연구나기술개발컨소시엄의구성이요구될경우국제표준화에동참할수있는준비를해야함 - 연료전지분야에선두주자인미국과일본의관련기관과연구개발의국제협력을적극추진하고, 국제표준활동에지속적인참여및기여를통한우리기술의국제표준화에적극적으로나설필요가있음 1) 연구기반관련 Data 는미국특허청 (USPTO), 유럽특허청 (EPO) 및일본특허청 (JPO) 의특허출원및등록자료임

연료전지기술의특허분석및시사점 5 1 연료전지기술개발의중요성및주요국별지원정책 연료전지기술개발의중요성 2) 교토의정서의발효에따라온실가스감축부담이본격화되고, 중동지역의정정불안, BRICs 국가의에너지수요증가, OPEC 의시장지배력강화등에의해고유가상황이고착되면서미래신에너지의필요성과중요성이부각되고있음 신에너지에기반한에너지시장은 IT, BT 를뛰어넘는거대한산업으로부상하고있음 - 2010 년세계시장은메모리반도체시장이 468 억달러로전망되고있으며, 수소 연료전지시장은메모리반도체시장의두배에달하는 1천억달러, 태양광은 300 억달러, 풍력은 340 억달러의시장을형성할것으로전망되고있음 - 이에따라그동안저유가, 경제성취약등으로소홀히인식되던신 재생에너지가전세계에너지공급및신산업의메가트랜드로다시평가되고있음 미국, 일본, 유럽, 캐나다등지속가능한에너지에일찍부터관심을갖고있는선진국에서는연료전지관련정책을수립, 적극적으로수행하고있음 우리나라는부존자원이없는상황에서거의모든에너지를해외에의존하고있을뿐만아니라에너지사용량도폭증하고있어에너지수급을안보차원에서검토해야할상황임 - 우리나라는에너지의해외의존도가 2003 년현재 96.9% 에달하고있으며, 이중석유에너지의비중은 47.6% 임 - 이에대체에너지의확보는국가차원의과제로부상하고있음 표 1 주요에너지지표 ( 단위 : %) 에너지관련지수 1980 1990 2000 2003 해외의존도 73.5 87.9 97.2 96.9 석유비중 61.1 53.8 52.0 47.6 원유중동의존도 98.8 74.3 76.8 79.5 총수입중에너지비중 29.9 16.3 23.5 21.4 자료 : 외교통상부 (2004) 2) 산업자원부 (2005) 자료등에서발췌, 정리함 STEPI 과학기술정책연구원 <<<

6 혁신정책 Brief 통권제 12 호 이에따라연료전지를중심으로하는수소경제로의전환등신 재생에너지의개발이대안으로제시되고있음 - 정부는에너지산업구조개편, 기술개발및인프라구축, 산업화전략등을망라한종합계획을수립하고산 학 연 관토론및협의를거쳐수소경제국가비전으로선포하였음 표 2 수소경제중장기마스터플랜 2005 년석유에너지경제 수소경제이행을위한준비원년 환경오염화석연료고갈 2010년수소에너지시대진입시작 화석연료에서수소생산, 정부정책지원하의실증 / 보급 2030년수소에너지시대성숙 수소인프라구축완료 2050년수소경제본격화 석유와동등한비중으로보급 2070 년수소경제완전구현 수소 연료전지활용의일상화 자료 : 산업자원부 (2005) 연료전지관련세계시장의규모를보면 2010 년에는수소제조 500 억달러, 발전용 150 억달러, 가정 / 상업용 200 억달러, 운송용 100 억달러, 휴대용 50 억달러등약 1,000 억달러의시장이형성될것으로전망됨 - 골드만삭스는 950억달러를, 주간다이아몬드는 800억달러를전망하고있음 표 3 세계시장규모전망 (2010 년기준 ) 2004 2010 2020 2030 수소제조 300 억달러 500 억달러 1,400 억달러 발전용 6 억달러 150 억달러 898 억달러 가정 / 상업용 200 억달러 운송용 100 억달러 2 조 4 천억달러 휴대용 1 억달러 50 억달러 자료 : 산업자원부 (2005)

연료전지기술의특허분석및시사점 7 주요국별지원정책 < 한국 > 1987 년 대체에너지기술개발이용보급촉진법 제정과연료전지의지원대상포함으로 R&D 가시작되었으나 1990 년대저유가시대를거치면서관심및투자가저조해짐 - 경제성이없는에너지로화석연료의근본적인대안이될수없다는부정적인인식이있었음 - 1~3kW 급가정용연료전지를국산화하는등일부성과도있었으나적은예산을에너지원별로분산해지원함으로써초기시장형성에실패함 전반적인연구수준은기초단계이며, 기술수준은선진국대비 30~50% - 핵심부분의기본기술은대부분확립되었으나, 시스템제작및부품, 소재기술은선진국에비해낙후 ( 선진국과 3~5 년격차 ) - 일본과비교할때, 발전효율은비슷한수준이나수명은절반수준 2003 년 8월 10대차세대성장동력사업의하나로선정 - 산자부 : 수소연료전지사업단 (KIST, 2004) 수소및연료전지상용기술개발 (5년간총 1,500억원투자계획 ) - 과기부 : 수소프론티어사업단 (KIER, 2003) 수소제조 저장 운반원천기술개발 (2003~2012 년매년 100 억원투자계획 ) - 현대자동차, POSCO, SK등대기업이주도적참여 2004 년을신 재생에너지원년으로삼아본격적인개발및보급사업을추진하고있음 - 투자예산의대폭적인확대 ( 지난 15년간지원액의 1/3 수준인약 2천억원 ) - 신 재생에너지법전면개정하고신 재생에너지과신설하였음 응용분야별연구수행현황및추진목표 - 자동차용 : 현대자동차가 UTC Fuel Cells( 미국 ) 와제휴를맺고개발중이며 2040 년까지전체자동차에서점유율 54% 목표 - 발전용, 가정용 : 전력연구원에서개발중이며 2040 년까지전체발전용에서 22~ 23% 점유목표 - 휴대용 : 삼성종합기술원, 삼성SDI, LG 화학, ( 주 ) 세티등이개발중이며 2040년까지전체모바일기기의전원으로채용목표 STEPI 과학기술정책연구원 <<<

8 혁신정책 Brief 통권제 12 호 < 미국 > 1960 년대우주및군사용으로연료전지연구시작 - 개발의주목적은에너지대외의존완화및자동차산업경쟁력강화 수소경제로의이행에대한국가비전발표 (2002.2) - 수소를미국의장기에너지문제해결책으로평가 - 2030년까지총에너지사용량의 10% 를수소로공급 국가수소에너지로드맵발표 (2002.11) - 국가수소경제비전의달성을위한도전과전략 - 상업화를위한기술표준과장비및설비기준의개발병행 - 인프라구축 ( 파이프라인, 트럭, 철도, 분산형설비, 통합네트워크등 ) 추진계획 - Hydrogen Fuel Initiative 및 FreedomCAR 프로젝트를통해 17억달러투자계획 - 수소경제의실현에이르는과정을 4단계로구분하여단계별과제와행동계획제시 < 일본 > 1980 년대부터정부가연료전지개발및상용화지원 ( 삼성경제연구원, 2003b) - 1981 년에너지절약기술개발계획 (Moonlight Project) 의일환으로연료전지개발에착수, 뉴선샤인계획으로 1993 년고체고분자형연료전지의요소기술과시스템개발연구가본격적으로진행되었고, 2002 년후반부터분산발전용과더불어연료전지자동차의시험생산과최근가정용연료전지와휴대전자기기용연료전지의개발이급속하게진행되고있음 - 경제산업성 (METI) 이추진을주도하고국토교통성, 환경성등이협력 WE-NET(World Energy-NET) : 수소이용 Clean Energy System 기술개발 - 현재 WE-NET 제1 기, 제2기가완료되고 2003 년부터후속프로그램으로 New H2 Project(2003~2007) 개시 2004년신산업창조전략 ( 경제산업성 ) 의 7대분야중하나로연료전지를선정하고다음의중점과제수행 3) - 새로운개발 도입시나리오에입각한연구개발가속화 - 수소스테이션정비등, 조기실용화를위한도입촉진 - 실용화 상용화에필요한규제완화를확실히실시 - 국제적인협력의틀구축 3) 일본의 IT 및미래산업육성전략과 SW 육성정책, SW 정책동향, 2005.9

연료전지기술의특허분석및시사점 9 < EU > GHG(Green House Gas) 배출량저감정책의일환으로추진 - 1985 년이후 6차 3개년 Framework Program 추진 - 지속가능한에너지시스템분야에수소와연료전지포함 - 장기재생에너지및수소에너지기술 R&D 에 20 억투입예정예산 (2001): 수소 (2.5M$), 연료전지 (30M$) - 주요프로젝트 : EIHP, HYNET, CUTE, ECTOS 연료전지와수소의개발전략준비 - 자동차용석유대체연료의보급에관한행동계획 (2001.11) - 수소및연료전지경제에대한장기전망 ( 시나리오설정 ) - 연료전지및수소의연구전략개발 높은민간기업의참여도 - 100개기업체참여 : Daimler Chrysler : $16억투자 (2001~2004) - 분야 : 수소생산, 저장, 연료전지, 안전, 홍보 < 중국 > 최근세계최대연료전지시장으로부상 - 수송부문의공해대책 : 2008 년베이징하계올림픽개최대비 - 석유수입의존도경감및온실가스배출저감대책 (2004 년 IPHE 가입 ) - 대도시자전거와스쿠터용 PEMFC(2kW) : 연간 2만대생산 - 자동차용 (75kW, 150kW) PEMFC 시장을겨냥한장기 R&D 투자 연료전지차량을위한 4대권역조성 - 베이징 : 연료전지버스시범사업 - 상하이 : 연료전지차량및연료전지산업육성 - 광동성 : 가정 / 상업 / 발전용연료전지및산업육성 - 대련 : 연료전지 R&D 및산업기반조성 수소공원 (Hydrogen Park) 조성 - 산 학 연이연계된연구및시범, 홍보단지 - 유치지역 : 베이징, 대련, 상하이 최근중국에진출한해외업체 - 삼성 : 대련 - FC R&D - DaimlerChrysler : 베이징 - 시범버스 - BP - 수소스테이션 - GM : 상해 - FCV(Fuel Cell Vehicle) - Volkswagen : 동지대 - FCV(Fuel Cell Vehicle) STEPI 과학기술정책연구원 <<<

10 혁신정책 Brief 통권제 12 호 2 특허분석의개요 개요 분석대상및방법 - 연료전지특허분석은 Micro patent 사가서비스하고있는 Aureka 를사용하였으며, 사용한 DB는미국출원특허, 미국등록특허, 유럽출원특허, 유럽등록특허및일본출원특허 4) 임 표 4 특허검색대상 DB 및범위 작성기준일 2005. 11. 8 미국출원특허 (US-A) 미국등록특허 (US) 검색대상 유럽출원특허 (EP-A) 유럽등록특허 (EP-B) 일본출원특허 (JP-A) 기 간 1971 ~ 현재 검색범위 Claims, Title or Abstract 연료전지기술출원특허의현황 (USPTO, EPO) - 미국 (USPTO), 유럽 (EPO) 특허청에세계각국에서연료전지와관련하여출원한특허는모두 15,800 건 (2005.11.8 현재 ) 인것으로나타났음 - 우리나라는전체의 0.7% 인 112 건을출원하였음 - 가장높은비중을차지한나라는 28.0% 인미국으로 4,427 건을출원하여연료전지분야를선도하고있음 연구주체별특허출원의비중을보면, 기업이가장많은 96.4%(15,236 건 ) 을차지하고있으며다음은연구기관 1.9%(306 건 ), 대학 1.6%(258 건 ) 순으로나타나고있어동분야가학문적가치보다는산업적가치가대단히높이평가되고있으며기업들이차세대먹거리를제공할중요한기술로인식하고있는것으로보임 - 기업부문출원에서우리나라는전체의 0.6%(87건 ), 대학부문에서는 1.6%(4건 ), 연구기관부문에서는 6.9%(21 건 ) 를각각차지하고있으며, 연구주체별로볼때기업이가장적극적으로특허출원에나서고있음을볼수있음 4) JPO 특허의경우 Aureka 에서출원통계만제공하고있어등록통계는파악되지않음. 본고에서는연구기반 ( 연구기관수, 발명자수 ) 의통계자료원으로활용함

연료전지기술의특허분석및시사점 11 - 기업부문에서출원이가장활발한나라는미국으로 26.3%(4,007 건 ) 를차지함 - 대학부문에서출원이가장활발한나라도미국으로 85.3%(220 건 ) 를차지하고있음. 일본의경우, 대학의특허출원이대단히저조하게나타났음 - 연구기관도미국의특허출원이 65.4%(200 건 ) 로가장활발하게나타났음 표 5 연료전지특허출원 (USPTO, EPO) 총괄현황표 ( 단위 : 건, (%)) 출원 구분전체한국미국일본독일프랑스영국 전체 기업 대학 연구기관 15,800 15,236 258 306 112 ( 0.7) 87 ( 0.6) 4 ( 1.6) 21 ( 6.9) 4,427 (28.0) 4,007 (26.3) 220 (85.3) 200 (65.4) 3,482 (22.0) 3,450 (22.6) 0 ( 0.0) 32 (10.5) 1,551 ( 9.8) 1,545 (10.1) 3 ( 1.2) 3 ( 1.0) 179 ( 1.1) 161 ( 1.1) 0 ( 0.0) 18 ( 5.9) 298 ( 1.9) 283 ( 1.9) 12 ( 4.7) 3 ( 1.0) 연료전지기술의등록특허의현황 (USPTO, EPO) - 미국특허청및유럽특허청에등록된연료전지분야총특허수는 6,263 건으로파악되었음 ( 일본특허청등록자료제외 ) - 우리나라는총 34건을등록하여전체등록수의 0.5% 를차지 ( 출원에서차지한비중과동일 ) 하는데그침 - 등록특허가가장많은나라는미국으로전체의 42.0%(2,632 건 ) 를차지하고있고, 일본 21.5%(1,345 건 ), 독일 10.9%(684 건 ) 순으로등록특허를차지하고있어앞으로이들나라에의해기술개발이주도될것으로보임 연구주체별특허등록비중을보면출원과마찬가지로기업이가장많은 94.4%(5,912 건 ) 를차지하고있으며, 연구기관이 3.3%(206 건 ), 대학이 2.3%(145건 ) 을각각차지함 - 우리나라기업은기업전체등록수의 0.4%(25 건 ) 를차지하고있음 - 기업체부문에서가장많은특허를등록한국가는미국으로 39.8%(2,355 건 ) 을차지하고있으며, 다음은일본 22.5%(1,330건 ), 독일 11.5%(681건 ) 순임 - 대학부문에서는미국이 86.9%(126 건 ) 로가장많았으며, 다음은영국이 6건, 한국, 독일이각각 2건을등록하였음 - 연구기관에서는미국이 73.3%(151 건 ) 으로역시가장많이등록하였으며, 프랑스 15건, 일본 15건, 한국 7건순임 - 등록당피인용수에서우리나라는 3.1 회로가장낮게나타나고있으며, 일본이 14.5 회로가장높게나타나고있음 STEPI 과학기술정책연구원 <<<

12 혁신정책 Brief 통권제 12 호 표 6 연료전지특허등록 (USPTO, EPO) 총괄현황표 ( 단위 : 건, (%)) 구분전체한국미국일본독일프랑스영국 등록 특허등록율 전체 ( 비중 ) 기업 ( 비중 ) 대학 ( 비중 ) 연구기관 ( 비중 ) 6,263 5,912 145 206 34 ( 0.5) 25 ( 0.4) 2 ( 1.4) 7 ( 3.4) 2,632 (42.0) 2,355 (39.8) 126 (86.9) 151 (73.3) 1,345 (21.5) 1,330 (22.5) 0 ( 0.0) 15 ( 7.3) 684 (10.9) 681 (11.5) 2 ( 1.4) 1 ( 0.5) 72 ( 1.1) 57 ( 1.0) 0 ( 0.0) 15 ( 7.3) 175 ( 2.8) 168 ( 2.8) 6 ( 4.1) 1 ( 0.5) 등록당 9.9 3.1 9.5 14.5 4.3 5.2 8.4 피인용수전체 39.6 30.4 59.5 38.6 44.1 40.2 58.7 유럽특허청 22.8 10.0 21.9 17.2 28.6 19.3 35.4 미국특허청 46.6 37.8 78.8 53.3 70.7 72.9 93.3 미국, 유럽특허청에출원및등록된연료전지분야특허의총피인용수는 52,763 회였음 - 최다피인용수는미국 25,073회 (47.5%) 이며, 다음은일본 10,366회 (19.6%) 임 - 우리나라는 94회가인용되어 0.2% 를차지하였음 연구주체별로는기업이 94.3%(49,761회 ) 로가장많았으며, 연구기관이 3.8%(1,989 회 ), 대학이 1.9%(1,013회 ) 순임 - 우리나라를주체별로보면, 기업은 0.1%(59 건 ), 대학은 1.9%(19건 ), 연구기관은 0.8%(16 건 ) 수준으로건수로는기업부분이가장활발하나주요국과의비교에서는대학부문이가장활발함 표 7 연료전지특허피인용수 (USPTO, EPO) 총괄현황표 ( 단위 : 회, (%)) 구분전체한국미국일본독일프랑스영국 전체 ( 비중 ) 52,763 94 ( 0.2) 25,073 (47.5) 10,366 (19.6) 2,937 ( 5.6) 375 ( 0.7) 1,434 ( 2.7) 피 기업 ( 비중 ) 49,761 59 ( 0.1) 22,539 (45.3) 10,251 (20.6) 2,917 ( 5.9) 290 ( 0.6) 1,399 ( 2.8) 인용수 대학 ( 비중 ) 1,013 19 ( 1.9) 936 (92.4) 0 ( 0.0) 8 ( 0.8) 0 ( 0.0) 35 ( 3.5) 연구기관 ( 비중 ) 1,989 16 ( 0.8) 1,598 (80.3) 115 ( 5.8) 12 ( 0.6) 85 ( 4.3) 0 ( 0.0)

연료전지기술의특허분석및시사점 13 특허출원및등록추이 연료전지분야특허는 1990 년부터 1997 년까지연간약 300 건정도의출원이이루어지다가 1997 년이후급속하게증가하여 2003 년에는연간 2,683 건의출원이있었음 - 우리나라는 1994 년도에첫출원이있은후 2004 년에는 28건을출원하여점차늘어나는추세를보이고있음 - 2004 년및 2005 년의급격한특허수의감소는당해출원및등록특허가처리중에있기때문임 특허등록은 1990년도 88건에서 2004년도 831건으로약 10배증가하였음 - 우리나라는 1995 년처음등록이후 2005 년에는 10건이등록되었음 그림 1 연료전지특허출원및등록추이 ( 단위 : 건 ) 3,000 2,500 2,647 2,683 2,489 출원 등록 2,000 1,500 1,000 500 0 1,499 1,091 831 756 735 696 519 544 382 212 297 303 385 204 209 216 225 88 105 116 141 160 150 158 172 195 243 296 320 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 구분 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 전체 204 209 216 225 212 297 303 382 519 756 1,091 2,489 2,647 2,683 1,499 320 출원수 USPTO 108 102 105 131 112 159 144 209 307 411 658 1,906 2,029 1,987 1,236 281 EPO 96 107 111 94 100 138 159 173 212 345 433 583 618 696 263 39 한국 - - - - 4 2 1 2 0 10 4 17 23 20 28 1 * 참고 (JPO) 610 644 650 730 651 611 528 554 655 862 1,255 1,761 2,282 2,933 411 6 등록수 전체 88 105 116 141 160 150 158 172 195 243 296 385 544 735 831 696 USPTO 69 78 91 116 119 110 112 115 148 196 234 315 447 611 701 585 EPO 19 27 25 25 41 40 46 57 47 47 62 70 97 124 130 111 한국 - - - - - 2 1 1 1 1 3 1 2 4 8 10 주 : 미국특허청 (USPTO) 및유럽특허청 (EPO) 에출원및등록된것을대상으로하였음 STEPI 과학기술정책연구원 <<<

14 혁신정책 Brief 통권제 12 호 주요국별특허출원추이 미국, 유럽특허청에출원된주요국별특허출원추이를보면, 미국이전체특허의 28.0%(4,427 건 ) 를출원한가운데 1998 년이후급격한증가세를보이고있음. 한편, 미국은 2002 년을정점으로, 독일은 2001 년을정점으로감소하는추이를보임 - 우리나라는 2004 년 28건으로지속적인증가추세를보이고있음 - 프랑스는 2002 년에 30건으로최다출원, 영국은 2001 년 50건으로최다출원한후감소하고있음 - 아직 2004 년및 2005 년도의출원및등록결과가확정되지않기는하였으나, 결국주요국들의추이는한국, 일본은지속적인증가, 미국, 독일, 프랑스, 영국은 2003 년이후감소하는추세를보이고있음 그림 2 주요국별특허출원추이 (USPTO, EPO) ( 단위 : 건 ) 4,427 700 28.0 3,482 국별총출원수 22.0 600 계 ( 건 ) 비중 (%) 576 651 국별출원추이 500 400 112 0.7 1,551 9.8 298 179 1.1 1.9 한국미국일본독일프랑스영국 375 517 300 296 200 100 0 234 119 154 108 142 75 27 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 한국미국일본독일프랑스영국 구분 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 전체 204 209 216 225 212 297 303 382 519 756 1,091 2,489 2,647 2,683 1,499 320 한국 - - - - 4 2 1 2 0 10 4 17 23 20 28 1 미국 59 76 69 67 75 108 119 142 234 296 375 576 651 517 154 27 일본 77 84 81 83 57 68 64 64 85 166 253 462 574 554 434 93 독일 18 11 21 23 29 45 62 75 101 139 211 323 197 158 77 18 프랑스 0 0 1 1 0 1 0 8 4 8 12 27 30 27 12 6 영국 4 5 7 15 11 19 18 18 13 27 19 50 28 17 7 0

연료전지기술의특허분석및시사점 15 주요국별특허등록추이 미국및유럽특허청에등록된특허를대상으로주요국의연료전지특허등록현황을보면, 미국이전체의 41.2%(2,579 건 ) 를차지하는가운데지속적인증가를나타내고있음 - 우리나라는총 34건으로 2000 년도벤처붐이한창일때 3건을등록한이후감소하긴하였으나이후꾸준히증가하는추세를보이고있음 - 일본의특허등록도전체적으로는지속적인증가추이를보이고있음 - 독일은 2003 년을정점으로감소중임 - 영국은증가와감소를반복하고있으나전반적으로는증가하는추세를보임 - 프랑스도적은수이기는하지만지속적인증가세를유지하고있음 특허출원수가감소하는만큼특허등록수가급격히줄어들지않는것은각국연구주체들이과거와달리자체적으로등록될가능성및가치가있는특허를확인ㆍ선정하고출원하는것으로추정할수있음 그림 3 주요국별특허등록추이 (USPTO, EPO) ( 단위 : 건 ) 2,579 400 41.2 계 ( 건 ) 350 국별총등록수 1,345 비중 (%) 21.5 683 300 34 10.9 72 175 0.5 1.1 250 2.8 200 한국미국일본독일프랑스영국 국별등록추이 281 238 173 342 268 150 130 100 50 41 53 54 58 45 48 54 48 67 91 0 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 한국미국일본독일프랑스영국 구분 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 전체 88 105 116 141 160 150 158 172 195 243 296 385 544 735 831 696 한국 - - - - - 2 1 1 1 1 3 1 2 4 8 10 미국 41 53 54 58 45 48 54 48 67 91 130 173 238 281 342 268 일본 31 30 32 50 64 52 47 42 56 38 45 65 104 142 201 193 독일 2 5 8 3 7 13 15 25 22 42 47 55 73 139 109 90 프랑스 1 1 0 0 0 1 2 1 1 0 2 5 6 6 7 5 영국 - 2 3 3 4 6 8 9 13 6 10 12 20 15 24 13 STEPI 과학기술정책연구원 <<<

16 혁신정책 Brief 통권제 12 호 3 연구주체별특허분석 주요기업별특허출원수 미국, 유럽특허청에연료전지분야의특허를출원한기업을대상으로특허출원을분석한결과 Ballard Power systems 5) 가가장많은 481 건의특허를출원한것으로나타났음 6) - 독일기업으로는 Siemens 가 332건의특허를출원 - 영국기업으로는 Johnson Matthey 사가 78건의특허를출원 - 우리나라기업은삼성전자가 35건, 삼성 SDI 가 26건, 현대자동차가 6건, 한국전력이 4건의특허를출원 표 8 주요기업의특허출원현황 (USPTO, EPO) 특허출원수 ( 건 ) 기업명 ( 국명, 출원당피인용수 ( 회 )) 477 353 333 332 306 259 174 145 142 126 125 81 78 68 57 38 35 28 26 22 6 4 BALLARD POWER SYSTEMS( 미국, 4.5) NISSAN MOTOR CO LTD( 일본, 0.6) MATSUSHITA ELECTRIC IND CO LTD( 일본, 1.4) SIEMENS AKTENGESELLSCHAFT( 독일, 1.8) INTERNATIONAL FUEL CELLS CORP( 미국, 10.3) GENERAL MOTORS CORP( 미국, 4.6) UNITED TECHNOLOGIES CORP( 미국, 17.3) HONDA MOTOR CO LTD( 일본, 0.0) HITACHI LTD( 일본, 7.8) GENERAL ELECTRIC COMPANY( 미국, 2.8) DELPHI TECHNOLOGIES INC( 미국, 2.1) SANYO ELECTRIC CO LTD( 일본, 5.8) JOHNSON MATTHEY PLC( 영국, 6.4) 3M INNOVATIVE PROPERTIES COMPANY( 미국, 0.5) FUJI ELECTRIC CO LTD( 일본,16.5) COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE( 프랑스, 0.7) SAMSUNG ELECTRON CO LTD( 한국, 1.0) MITSUBISHI HEAVY IND LTD( 일본, 2.1) SAMSUNG SDI CO LTD( 한국, 0.0) RENAULT S.A.S.( 프랑스, 0.0) HYUNDAI MOTOR CO LTD( 한국, 0.0) KOREA ELECTRIC POWER CO.( 한국, 0.5) 5) Ballard Power System 사는캐나다에본사를둔다국적기업이며, 특허출원시미국을 Priority Country 로지정하여미국으로분류하였음 6) 단, 일본기업이 JPO 에출원한특허를포함하면 Toshiba 가가장많은 1,712 건의특허를출원하였음

연료전지기술의특허분석및시사점 17 주요기업별특허등록수 주요기업별특허등록현황을보면, Ballard Power Systems 가 284 건을등록하여최다등록회사임 - 우리나라기업은삼성전자가 10건을등록하였고, 현대자동차 3건, 삼성SDI 3건및한국전력이 1건을등록한것으로나타났음 - 다등록미국기업으로는 International Fuel Cell(227건 ), General Motors(200건 ), United Technologies Corp(161건 ) 등이있음 - 다등록일본기업은 Hitachi(87건 ), Matsushita 전기 (80건), Nissan 자동차 (67건), Sanyo 전기 (45건 ) 등이있음 - 다등록독일기업으로는 Siemens(167 건 ) 가있음 - 프랑스기업으로는 Commissariat a lenerge atomque(9건 ) 등이있음 - 영국의다등록기업으로는 John Matthey(50) 가있음 주요기업의특허피인용수를살펴보면미국의 International Fuel Cell 사의특허가 3,153 회인용되어가장많은인용횟수를기록하였음 표 9 주요기업의특허등록현황 (USPTO, EPO) 특허등록수기업명 ( 국명, 등록당피인용수 ) 피인용수 284 227 200 167 161 87 80 67 54 52 50 50 45 14 12 10 9 8 3 3 2 1 BALLARD POWER SYSTEMS( 미국, 7.5) INTERNATIONAL FUEL CELLS( 미국,13.9) GENERAL MOTORS( 미국, 6.0) SIEMENS( 독일, 3.5) UNITED TECHNOLOGIES( 미국,18.7) HITACHI LTD( 일본,22.3) MATSUSHITA ELECTRIC( 일본, 9.9) NISSAN MOTOR CO LTD( 일본, 4.9) FUJI ELECTRIC CO LTD( 일본,33.5) GENERAL ELECTRIC( 미국, 6.8) JOHNSON MATTHEY PLC( 영국,10.2) DELPHI TECHNOLOGIES INC( 미국, 5.2) SANYO ELECTRIC CO LTD( 일본,23.1) 3M INNOVATIVE PROPERTIES( 미국, 2.4) MITSUBISHI HEAVY IND LTD( 일본,65.5) SAMSUNG ELECTRON( 한국, 4.0) COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE( 프랑스, 3.1) HONDA MOTOR CO LTD( 일본,23.1) HYUNDAI MOTOR CO LTD( 한국, 0.3) SAMSUNG SDI CO LTD( 한국, 0.3) RENAULT S.A.S.( 프랑스, 0.5) KOREA ELECTRIC POWER CO.( 한국, 2.0) 2,140 1,208 587 1,943 790 328 1,810 354 509 262 1,040 34 786 40 28 185 1 1 1 2 3,153 3,006 STEPI 과학기술정책연구원 <<<

18 혁신정책 Brief 통권제 12 호 주요연구기관별특허출원수 주요연구기관이미국, 유럽특허청에출원한현황을보면, 미국의 Institute of Gas Technology 가 67건을출원으로가장많은특허를출원하였음 - 우리나라는한국과학기술연구원 (KIST, Korea Institute of Science and Technology) 이 15건을출원하였으며, 한국에너지기술연구원 (KIER, Korea Institute of Energy Research) 이 6건을출원 - 프랑스는 Institut of Francais Du Petrole 이 20건을출원 - 대만의 Industrial Technology Research Institute 는 9건을출원 - 일본의 AIST(National Institute of Advanced Industrial Science and Technology) 와 NEDO(New Energy and Industrial Technology Development Organization) 에서도연료전지관련연구가활발하게진행되고있으나주로일본특허청 (JPO) 에출원및등록하고있음 표 10 주요연구기관의특허출원현황 (USPTO, EPO) 특허출원수연구기관명 ( 국명, 출원당피인용수 ) 67 63 20 20 15 14 13 13 9 9 8 7 6 6 5 4 3 3 3 2 2 2 1 INSTITUTE OF GAS TECH( 미국, 7.5) CALIFORNIA INST OF TECH( 미국, 7.9) GAS RESEARCH INSTITUTE( 미국, 8.0) INST FRANCAIS DU PETROLE( 프랑스, 4.3) KIST( 한국, 0.1) MASSACHUSETTS INST OF TECH( 미국,14.9) BATTELLE MEMORIAL INST( 미국, 6.1) ELECTRIC POWER RESEARCH INST( 미국, 9.1) INDUSTRIAL TECHN RES INST( 대만, 1.9) SOUTHWEST RESEARCH INST( 미국, 6.0) AGENCY OF IND S&T( 일본, 9.3) NIAI S&T( 일본, 0.0) KOREA INST OF ENERGY RES( 한국, 2.2) PETROLEUM ENERGY CENTER( 일본,11.2) PAUL SCHERRER INSTITUT( 스위스, 2.2) ILLINOIS INST OF TECH( 미국, 8.8) CRI ELECTRIC POWER( 영국, 0.0) CHANGCHUN INST( 중국, 1.0) JAPAN SCIENCE AND TECH AGENCY( 일본, 0.0) BATTELLE-INST E.V.( 독일, 6.0) KANSAI RESEARCH INST( 일본, 1.5) RAILWAY TECHNICAL RES INST( 일본,10.5) KJIST( 한국, 1.0)

연료전지기술의특허분석및시사점 19 주요연구기관별특허등록수 미국및유럽특허청에등록한연료전지관련세계주요연구기관의특허등록현황을보면, 미국의 Institute of Gas Technology 가가장많은 51건의특허를등록하였음 - 우리나라는한국과학기술연구원이 4건의특허를등록하였으며한국에너지기술연구원이 3건을등록하였음 - 출원수에서가장많았던일본산업기술총합연구소는 7건을등록한것으로나타나미국이나유럽특허청에특허를등록하기보다는자국특허청에등록한것으로보임 - 프랑스의 Institut Farancais Du Petrole 는 16건를등록하였음 - 대만의 Industrial Technology Research Institute 는 3건을등록하였음 피인용수에서는미국의 Institute of Gas Technology 가 505 회의피인용으로연구기관에서는최다피인용수를나타냄 - 등록당피인용수로는일본의 AIST 가 30.7 회로가장높게나타났으나이는등록수가워낙적었기때문이며, 실제적으로는미국의 Massachusetts institute of Technology 가 17.4 회로가장높음 - 우리나라의한국과학기술연구원은 4회의피인용수를보였음 - 한국에너지기술연구원은 13회의피인용수를보였음 표 11 주요연구기관의특허등록현황 (USPTO, EPO) 특허등록수연구기관명 ( 국명, 등록당피인용수 ) 피인용수 51 39 19 16 12 INST OF GAS TECHNOLOGY( 미국, 9.9) CALIFORNIA INST OF TECH( 미국,12.8) GAS RESEARCH INSTITUTE( 미국, 8.4) INST FRANCAIS DU PETROLE( 프랑스, 5.3) ELECTRIC POWER RES INST( 미국, 9.8) 160 85 118 505 498 12 9 7 7 4 4 4 3 3 2 2 MASSACHUSETTS INST OF TECH( 미국,17.4) BATTELLE MEMORIAL INST( 미국, 8.8) AIST( 일본,30.7) SOUTHWEST RES INST( 미국, 7.7) ILLINOIS INST OF TECH( 미국, 8.8) KIST( 한국, 1.0) PETROLEUM ENERGY CENTER( 일본,16.8) IND TECH RES INST( 대만, 5.7) KOREA INST OF ENERGY RES( 한국, 4.3) CHANGCHUN INST( 중국, 1.5) PAUL SCHERRER INST( 스위스, 5.5) 209 79 215 54 35 4 67 17 13 3 11 STEPI 과학기술정책연구원 <<<

20 혁신정책 Brief 통권제 12 호 공동출원형태별특허출원수 미국, 유럽특허청에출원된연료전지관련특허 15,800 건을공동출원형태별로보면, 공동출원은 2.9%(463 건 ) 로매우적으며, 단독출원이 97.1%(15,337건 ) 로대부분을차지하고있음 - 공동출원을주체별로구분하여보면, 기업간공동출원이총 386 건으로 2.4% 로공동출원의대부분을차지하고있음 - 기업과대학과의공동출원은 23건 (0.1%), 기업과연구기관과의공동출원은 36건 (0.2%) 이었음 - 대학과연구기관은 17건 (0.1%), 대학과대학은 1건 (0.0%) 으로나타났음 특이하게우리나라는기업간공동출원보다기업과연구기관의공동출원수가많았음 그림 4 공동출원형태별특허출원현황 (USPTO, EPO) 단독 15,337 건 ( 97.1%) 공동 463 건 (2.9%) 산 - 산 386 건 (2.4%) 산 - 학 23 건 (0.1%) 산 - 연 36 건 (0.2%) 학 - 학 1 건 (0.0%) 학 - 연 17 건 (0.1%) 공동출원형태 한국 미국 일본 독일 프랑스 영국 전체 단독 108 4,346 3,302 1,458 154 283 15,337 산-산 1 52 154 90 21 15 386 산-학 1 11 2 3 0 0 23 산-연 2 2 24 0 4 0 36 학-학 0 1 0 0 0 0 1 학-연 0 15 0 0 0 0 17 합계 112 4,427 3,482 1,551 179 298 15,800

연료전지기술의특허분석및시사점 21 공동출원형태별특허등록수 미국및유럽특허청에등록된 6,263 건의특허를대상으로공동등록형태별로특허현황을살펴보면, 공동등록은 3.3%(207 건 ) 로미미한수준이며단독등록이 96.7%(6,056 건 ) 로대부분을차지하고있음 - 공동등록 207 건중대부분은기업체간공동등록 (178 건, 2.8%) 으로나타났음 - 기업과연구기관공동등록은 21건 (0.3%), 기업과대학공동등록은 5건 (0.1%), 대학과연구기관은 3건으로나타났음 우리나라의경우전체 34건의등록건중 32건이단독등록되었으며, 2건은기업과연구기관의공동등록임 - 미국은대학과연구기관과의공동등록이있는유일한국가임 - 기업간공동등록의경우우리나라, 미국등은소극적인반면, 일본, 독일, 프랑스등은다른국가에비해상대적으로적극적인것으로나타남 그림 5 공동등록형태별특허등록현황 (USPTO, EPO) 단독 6,056 건 (96.7%) 공동 207 건 (3.3%) 산 - 산 178 건 (2.8%) 산 - 연 21 건 (0.3%) 산-학 5건 (0.1%) 학-연 3건 (0.0%) 공동등록형태한국미국일본독일프랑스영국전체 단독 32 2,608 1,253 652 60 166 6,056 산 - 산 0 20 77 31 12 9 178 산 - 연 2 1 14 0 0 0 21 산 - 학 0 1 1 1 0 0 5 학 - 연 0 2 0 0 0 0 3 합계 34 2,632 1,345 684 72 175 6,263 STEPI 과학기술정책연구원 <<<

22 혁신정책 Brief 통권제 12 호 4 연료전지종류별특허분석 7) 연료전지의종류 연료전지의종류는 5~6 가지로나누어지며종류에따라응용분야에약간의차이가있음 표 12 연료전지의종류및응용분야 종류 응용분야 세부응용분야 PAFC 분산발전용 상업용, 산업용 대형발전용 대형발전 MCFC 분산발전용 상업용, 산업용 운송용 대형보조전원 ( 선박 ) 대형발전용 대형발전 분산발전용산업용, 상업용, 가정용 SOFC 연료운송용주동력 ( 승용 / 버스, 선박 ), 보조 ( 소형, 대형 ) 전지 휴대용 이동전원, 군사용 분산발전용 산업용, 상업용, 가정용 PEMFC 운송용 주동력 ( 승용 / 버스, 선박 ), 보조 ( 소형, 대형 ) 휴대용 이동전원 (100W~1kW), 휴대용 (100W미만) DMFC 이동전원이동전원 (100W~1kW) 휴대용 (IT용) 노트북용 (20~100W), 휴대기기 (5~10W) AFC 운송용 우주선등 자료 : 산업기술재단 (2004) 연료전지의종류, 주요구성요소및연구그룹은다음과같음 표 13 연료전지의종류 구분 인산형알칼리연료전지연료전지 (PAFC) (AFC) 100% 35~45% H 3PO 4 KOH 용융탄산염고체산화물연료전지연료전지 (MCFC) (SOFC) 62% Li 2CO 3 Yttria-st. 38% K 2CO 3 고분자전해질연료전지 (PEMFC) 직접메탄올연료전지 (DMFC) 전해질 ZrO 2 Nafion Nafion 동작온도 190~200 80~90 650 600~1000 25~80 25~90 애노드 80% Pt 90% Ni Pt black Pt black Pt/C Ni-ZrO 물질 20% Pd 10% Cr 2 or Pt/C or PtRu/C 캐소드 90% Au Li-doped Sr-doped Pt black Pt black Pt alloy/c 물질 10% Pt NiO LaMnO 3 or Pt/C or PtRu/C ONSI FCE Sulzer Hexis Ballard Power JPL 연구그룹 Fuji Electric MTU GE GINER Mitsubishi Electric Chubu Electric TMI 주 : PAFC : Phosphoric Acid Fuel Cell, AFC : Alkaline Fuel Cell MCFC : Molten Carbonate Fuel Cell, SOFC : Solid Oxide Fuel Cell PEMFC : Polyer Electrolyte( 또는 Proton Exchange) Membrane Fuel Cell DMFC : Direct Methanol Fuel Cell 자료 : KIST (2004) 7) USPTO 특허자료를중심으로분석하였음

연료전지기술의특허분석및시사점 23 연료전지종류별활동성 고분자전해질연료전지 (PEMFC) 가가장많은특허를출원하는가운데, 직접메탄올연료전지 (DMFC) 와고체산화물연료전지 (SOFC) 의특허출원이가장활발한것을볼때관련기술이주목받고있음을알수있음 - 그림은연료전지종류별로특허출원의활동성을분석하기위하여 1992 년부터 2003 년까지평균출원수및연평균증가율과 1995 년, 1999년및 2003년의출원수및 9 2~ 95, 96~ 99, 00~ 03 구간별연평균증가율을비교한것으로 PEMFC 및 SOFC 를중심으로연료전지특허출원이급격하게증가하는것을나타내고있음 그림 6 연료전지종류별활동성 (1995 년 ) 100 80 92~03 년평균출원수 (20.5 건 ) '92~'95 년연평균출원증가율 (%) 60 40 20 0-20 -40-60 PEMFC(9건, 65.1%) MCFC(10건, 18.6%) SOFC(21건, 7.3%) PAFC(3건,0.0%) AFC(1건, 0.0%) DMFC(2건, -33.3%) 92~03 년연평균증가율 (21.4%) -80-100 0 20 40 60 80 100 120 140 160 1995년도출원건수 ( 건 ) 그림 7 연료전지종류별활동성 (1999 년 ) 100 '96~'99 년연평균출원증가율 (%) 80 60 40 20 0-20 -40-60 92~03 년평균출원수 (20.5 건 ) SOFC (35건, 39.1%) AFC (2건,260%) DMFC (4건, 0.0%) MCFC (7건, -11.2%) PAFC (3건, -20.6%) PEMFC (41건, 36.8%) 92~03 년연평균증가율 (21.4%) -80-100 0 20 40 60 80 100 120 140 160 1999년도출원건수 ( 건 ) STEPI 과학기술정책연구원 <<<

24 혁신정책 Brief 통권제 12 호 그림 8 연료전지종류별활동성 (2003 년 ) '00~'03 년연평균출원증가율 (%) 100 80 60 40 20 0-20 -40-60 AFC (12건, 81.7%) MCFC (6건, 0.0%) 92~03 년평균출원수 (20.5 건 ) PAFC (21건, 28.1%) DMFC SOFC (64건, 70.1%) (105건, 40.3%) 92~03 년연평균증가율 (21.4%) PEMFC (148건, 40.8%) -80-100 0 20 40 60 80 100 120 140 160 2003년도출원건수 ( 건 ) 연료전지종류별인용도분석 인용도를보면, 고체산화물연료전지 (SOFC) 및고분자전해질연료전지 (PEMFC) 는경쟁이치열한성숙기기술의특성을보이며, 직접메탄올연료전지 (DMFC) 는상대적으로원천기술의특성을보임 - 우리나라의경우미, 일의기술경쟁이치열한고체산화물및고분자전해질연료전지보다는휴대용기기에적합한직접메탄올연료전지분야에특화하는것이경쟁력이있을것으로판단됨 그림 9 연료전지종류별인용도 (USPTO 특허등록기준 ) Lo Backward Citation( 회 ) Hi 12.0 11.0 10.0 9.0 8.0 7.0 6.0 PAFC 168 건 (8.5,11.2) MCFC 212 건 (8.0,10.4) FC 평균 :10.8 회 SOFC 369 건 (11.7,10.2) PEMFC 362 건 (11.6,8.6) DM FC 84 건 (12.3,6.0) AFC 27 건 (21.1,10.4) BC 평균 :9.6 회 5.0 7.0 9.0 11.0 13.0 15.0 17.0 19.0 21.0 23.0 Lo Foward Citation( 회 ) Hi 주 : Lo-BC, Lo-FC : 초기기술또는변방기술, Lo-BC, Hi-FC : 원천기술 Hi-BC, Lo-FC : 성숙기개량기술, Hi-BC, Hi-FC: 성숙기기술 ( 경쟁치열 ) 8) 8) 특허를이용한연구생산성향상방안, 생명공학정책연구센터, 2005.12

연료전지기술의특허분석및시사점 25 표 14 주요연료전지종류별특허출원및등록현황 < 고체산화물연료전지 (SOFC) > 고체산화물연료전지의총특허출원수는 577 건이었으며, 등록은 362 건으로등록률은 62.7% 로나타났음 - 우리나라는출원 6건 (1.0%), 등록 3건 (0.8%), 피인용 3회 (0.1%) 를나타냄 - 미국은최다출원 (249 건, 43.2%), 최다등록 (228 건, 63.0%), 최다피인용 (2,813 회, 74.7%) 를나타냄 - 등록당피인용수도미국이 12.3 회로가장높게나타났음 고체산화물연료전지 (SOFC) 의특허현황 ( 단위 : 건, 회, (%)) 구분 전체 한국 미국 일본 독일 프랑스 영국 출원수 577 6 249 89 4 0 14 ( 1.0) (43.2) (15.4) ( 0.7) ( 0.0) ( 2.4) 등록수 362 3 228 70 2 0 11 ( 0.8) (63.0) (19.3) ( 0.6) ( 0.0) ( 3.0) 등록률 62.7 50.0 91.6 78.7 50.0 n.a. 78.6 등록당피인용수 10.4 1.0 12.3 8.0 2.5 n.a. 7.9 피인용수 3,765 3 2,813 563 5 0 87 ( 0.1) (74.7) (15.0) ( 0.1) ( 0.0) ( 2.3) 그림 10 고체산화물연료전지 (SOFC) 의기술간인접성및특허밀도 주 : 한국특허위치 ( : 출원만, : 등록 ) STEPI 과학기술정책연구원 <<<

26 혁신정책 Brief 통권제 12 호 Citation Tree 로본고체산화물연료전지의연구활동은매우활발하며우리나라의기술은상대적으로후발기술에속함 그림 11 고체산화물연료전지 (SOFC) 의피인용현황 ( 미국 -Westinghouse Electric Corp, 109 회 ) 그림 12 고체산화물연료전지 (SOFC) 의피인용현황 ( 한국 -KIST, 3 회 )

연료전지기술의특허분석및시사점 27 < 고분자전해질연료전지 (PEMFC) > 고분자전해질연료전지의특허출원수는 666 건으로, 등록은 349 건으로, 피인용수는 3,168회로각각나타났음 - 우리나라는출원 5건 (0.8%), 등록 2건 (0.6%) 으로등록률은 40.0% 였으며, 피인용수는 1건 (0.0%) 이었음 - 미국은출원 188 건 (28.2%), 등록 162 건 (46.4%), 피인용수 2,140 회 (67.6%) 로각부문에서가장높은비중을차지함 표 15 고분자전해질연료전지 (PEMFC) 의특허현황 ( 단위 : 건, 회, (%)) 구분전체한국미국일본독일프랑스영국 출원수 등록수 666 349 5 ( 0.8) 2 ( 0.6) 188 (28.2) 162 (46.4) 163 (24.5) 100 (28.7) 27 ( 4.1) 23 ( 6.6) 3 ( 0.5) 1 ( 0.3) 9 ( 1.4) 9 ( 2.6) 등록률 52.4 40.0 86.2 61.3 85.2 33.3 100.0 등록당피인용수 9.1 0.5 13.2 4.9 6.2 1.0 9.7 피인용수 3,168 1 ( 0.0) 2,140 (67.6) 490 (15.5) 142 ( 4.5) 1 ( 0.0) 87 ( 2.7) 그림 13 고분자전해질연료전지 (PEMFC) 의기술간인접성및특허밀도 주 : 한국특허위치 ( : 출원만, : 등록 ) STEPI 과학기술정책연구원 <<<

28 혁신정책 Brief 통권제 12 호 고분자전해질연료전지의경우미국의특허는최다피인용특허 (1989 년등록 ) 로우리나라 (2002년등록 ) 삼성전자의특허와비교할때상당히원천기술임을보이고있음 그림 14 고분자전해질연료전지 (PEMFC) 의피인용현황 ( 미국 - 에너지성, 139 회 ) 그림 15 고분자전해질연료전지 (PEMFC) 의피인용현황 ( 한국 - 삼성전자, 1 회 )

연료전지기술의특허분석및시사점 29 표 16 < 직접메탄올연료전지 (DMFC) > 직접메탄올연료전지의총출원수는 204 건이며, 등록수는 78건, 피인용수는 518 회를타연료전지보다출원및등록수가적게나타나고있음 - 우리나라는출원 16건 (7.8%), 등록 6건 (7.7%), 피인용수 1회 (0.2%) 로타분야에비해출원및등록수가많아동분야에보다적극적임을보이나피인용수는적게나타나기술은아직부족한상황으로판단됨 - 미국은출원 55건 (27.0%), 등록 52건 (66.7%), 피인용수 438 건 (84.6%) 등에서최고를차지하고있음 직접메탄올연료전지 (DMFC) 의특허현황 ( 단위 : 건, 회, (%)) 구분 전체 한국 미국 일본 독일 프랑스 영국 출원수 204 16 55 21 10 0 1 ( 7.8) (27.0) (10.3) ( 4.9) ( 0.0) ( 0.5) 등록수 78 6 52 5 9 0 1 ( 7.7) (66.7) ( 6.4) (11.5) ( 0.0) ( 1.3) 등록률 38.2 37.5 94.5 23.8 90.0 n.a. 100.0 등록당피인용수 6.6 0.2 8.4 4.4 0.9 n.a. 0.0 피인용수 518 1 438 22 8 0 0 ( 0.2) (84.6) ( 4.2) ( 1.5) ( 0.0) ( 0.0) 그림 16 직접메탄올연료전지 (DMFC) 의기술간인접성및특허밀도 주 : 한국특허위치 ( : 출원만, : 등록 ) STEPI 과학기술정책연구원 <<<

30 혁신정책 Brief 통권제 12 호 직접메탄올연료전지는 1994 년이후출원이시작되었고전기전자및정보통신기술 ( 휴대형전자기기등 ) 이강한우리나라는타분야보다경쟁력을가질수있는가능성이있는기술분야라고판단됨 그림 17 직접메탄올연료전지 (DMFC) 의피인용현황 ( 미국 -California Inst., 74 회 ) 그림 18 직접메탄올연료전지 (DMFC) 의피인용현황 ( 한국 -JU., 1 회 )

연료전지기술의특허분석및시사점 31 5 특허분석결과및정책적시사점 연료전지기술의국제경쟁력및특허분석결과 국내연료전지기술의국제경쟁력을보면, 세계최고기술대비최하 20%(MEA 의생산설비수준및생산기술수준 ) 에서최고 53%( 개질기종합 ) 에이르는저조한수준으로평가되고있음 표 17 국내연료전지기술경쟁력 부품명 부품설계능력 생산설비수준 생산기술수준 품질경쟁력 종합 MEA 30 20 20-23 분리판 40 40 40-40 스택 30 30 30-30 개질기 50 50 50-53 시스템 37 42 35-38 연료전지종합 37 36 35-36 자료 : 과학기술부 (2002) 및한국산업은행실태조사 (2003) 결과재구성, 연료전지산업동향, 전자부품연구원 ( 재인용 ) 아울러, 기반기술, 생산기술, 창의력등에강점이있으나원천기술부족, 전문가풀취약등의약점과국가간경쟁심화및빠른기술발전등의위협요소가상존하고있음 표 18 국내수소연료전지산업의 SWOT 분석 강점 (Strength) 기반기술의확보 촉매, 재료등관련분야경쟁력 생산기술우수 정부의강력한지원의지 높은교육열과창의력 원천기술확보미흡 원소재의높은해외의존도 전문가풀취약 산업화인프라부족 투자규모상대적미약 약점 (Weekness) 기회 (Opportunity) 세계적으로산업화초기단계 고유가시대진입 환경규제의강화 민간투자의지확대 IPHE 9) 등국제협력분위기고조 국가간경쟁심화 막대한인프라건설비용 도입시기안전사고발생 국경을초월한제휴협력확대 빠른속도의기술발전 위협 (Threat) 자료 : 에너지경제연구원 (2005) 9) 수소경제를위한국제파트너쉽 (International Partnership for the Hydrogen Economy) STEPI 과학기술정책연구원 <<<

32 혁신정책 Brief 통권제 12 호 특허출원및등록현황으로본우리나라의연료전지분야기술수준은매우미흡한수준임 - 출원은분석대상특허전체출원특허 15,800 건중 0.7% 인 112 건에불과함 - 등록은전체 6,263건중 0.5% 인 34건뿐임 - 피인용수는전체 52,763 회중에 0.2% 인 94회이었음 - 발명자수 (1st Inventor기준임 ) 는전체 10,329명중 0.7% 인 77명이었음 연료전지분야의특허출원및등록기관을대상으로연구기반의주요국비교를보아도매우열악함을알수있음 - 우리나라의연료전지관련미국, 일본, 유럽특허청에특허를출원내지등록한연구기관은전체 1,827 개기관중 0.9% 인 16개에불과함 - 기업은전체 1,722개중 0.6% 인 11개임 - 대학은전체 64개중 3.1% 인 2개임 - 연구기관은전체 41개중 7.3% 인 3개임 표 19 특허로본연료전지연구기반 ( 기업수, 대학수, 연구기관수 ) ( 단위 : 개, (%)) 구분전체한국미국일본독일프랑스영국 전 체 1,827 16 252 465 144 31 55 ( 비중 ) ( 0.9) (13.8) (25.5) ( 7.9) ( 1.7) ( 3.0) 기 업 1,722 11 209 442 139 30 48 기관수 ( 비중 ) 대학 64 ( 0.6) 2 (12.1) 35 (25.7) 7 ( 8.1) 3 ( 1.7) 0 ( 2.8) 6 ( 비중 ) ( 3.1) (54.7) (10.9) ( 4.7) ( 0.0) ( 9.4) 연구기관 41 3 8 16 2 1 1 ( 비중 ) ( 7.3) (19.5) (39.0) ( 4.9) ( 2.4) ( 2.4) 이러한상황에서우리나라의수소연료전지관련 R&D투자는 2003 년의경우, 미국이 920 억원을투입한데비해그 1/10 수준인 92억원을투입하는정도에그쳤음 10) 기술력이선진국대비열위에있으며, 연구기반도부족한가운데, R&D투자및정부예산까지도미국일본등에크게뒤져자금경쟁력까지부족한상황임 10) 산업자원부 (2005)

연료전지기술의특허분석및시사점 33 특허분석의정책적시사점 연료전지기술개발은앞으로세계에너지고갈에따른위기와에너지자원이부족하여해외의존도가높은우리에게는절실한과제라고판단됨 - 차세대먹거리를찾는산업적측면에서의접근과함께수소경제와연계하여에너지안보차원등국방차원의접근을통한과감한정책수립및지원이필요할것으로판단됨 특허분석결과에서나왔듯이이미이분야는미국과일본이오래전부터기술개발을해왔으며, 두나라의기술개발주도는앞으로계속될것임. 그러나아직이기술의본격적인상용화는 20년이상의시간을요하는장기적인과제이므로정부의연구개발사업은두나라에서다소취약하거나소홀히하고있는분야의원천기술개발에집중하고, 시장지배력이큰부문의기술은상용화핵심기술개발에초점을두어추진하는것이적절 - 특히우리가경쟁력이있는정보통신분야의차세대연료전지에대한기업의기술개발에우선적으로도움이될수있는연구사업을추진할필요가있음 Breakthrough 기술개발을위한산 학 연 관의혁신적인협력이필요함 - 현재발전단가를낮춰기존탄소에너지와의경쟁력을확보하기위해노력하고있으나돌파기술이부족한상황임 - 기업의전략, 기술, 인력및자금, 대학의인력, 연구기관의기술및인력과정부의지속적인혁신정책을연동하여돌파기술의확보에주력할필요가있음 - 현재우리나라는특허경쟁력이매우약한상황이므로기술력은있으나자금이부족한외국기업의 M&A를통한기술및특허확보등에노력할필요가있음 또한국내연구역량으로극복할수없는부문에대해서는국제협력을통한기술역량확충과공동연구등을통한기술개발전략의수립이필요. 이분야의기술개발이나상업화까지의비용이매우크기때문에국제적으로공동연구나기술개발컨소시엄의구성이요구될경우국제표준화에동참할수있는준비를해야함 - 연료전지분야에선두주자인미국과일본의관련기관과연구개발의국제협력을적극추진하고, 국제표준활동에지속적인참여및기여를통한우리기술의국제표준화에적극적으로나설필요가있음 STEPI 과학기술정책연구원 <<<

34 혁신정책 Brief 통권제 12 호 6 참고문헌 과학기술부 (2002), 국가기술지도, 2002.11 과학기술부 (2004), 차세대성장동력사업기술개발과제현황산업기술재단 (2004), 연료전지, 2004. 12 산업자원부 (2005), 신 재생에너지개발 보급정책과해외자원개발시스템혁신방안삼성경제연구소 (2003a), 성장동력추진의성공조건, 2003.11 삼성경제연구소 (2003b), 수소에너지혁명을주도하는연료전지에너지경제연구원 (2005), 친환경수소경제구현을위한마스터플랜외교통상부 (2004), 우리나라에너지현황과향후대책, 2004.11 일본연료전지실용화전략연구회 (2001), 연료전지자동차및정치용연료전지의도입목표에관한추산전자부품연구원 (2003), 연료전지산업동향, 2003.6 현대기아자동차 (2005), 수송용연료전지산업화전략, 2005.6 Darnell Group(2003), Fuel cells for portable power GS FuelCell(2005), 소형열병합연료전지산업화방안 KIST(2004), 수소 연료전지기술개발현황과전망, 2004. 9 KISTEP(2004), 차세대성장동력사업의추진현황및발전방안, 2005.4 LG화학기술연구원 (2005), IT용휴대연료전지산업화방안 POSCO(2005), 분산발전용연료전지산업화방안, 2005.10 SK기술원 (2005), 수소 Station 산업화방안, 2005. 6

연료전지기술의특허분석및시사점 35 저자프로필 강희종 현과학기술정책연구원혁신정책연구센터연구원 국민대학교전자공학박사수료 E-mail: kanghj@stepi.re.kr 송종국 현과학기술정책연구원기술경제연구부연구위원 미국텍사스A&M 대학교경제학박사 E-mail: jksong@stepi.re.kr STEPI 과학기술정책연구원 <<<