013년도 전주ᆞ완주 탄소산업 : ( ) : ( ) : ( ) : ( ) : ( ) : ( ) : ( ) : ( ) : ( ) : ( )

~ ~ 1. 최종 사업목표 및 내용 탄소 관련산업동향과 국가정책에 부응하여 탄소산업 중심의 테마형 집적화단지(Carbon Valley) 조성을 위한 탄소기업 유치 및 육성, 산업기반의 구축 등에 관한 전략적 접근이 필요함 이를 위하여 타당성조사 및 기본계획을 수립하여 이를 바탕으로 지역산업기반 육성은 물론 국가적 가치창출을 극대화 할 수 있는 사업추진 전략 및 추진계획을 수립하는데 목 적이 있음 2. 사업내용 전주시 현황조사 분석(자연, 인문, 사회경제 환경) 전문가 의견조사 기본구상 및 기본계획수립 사업추진전략 탄소기술 및 산업의 동향 분석 주민의견 조사 타당성검토 정책제안 3. 당해 연도 사업실적 및 성과 전주시 주민이 탄소산업에 대하여 대체로 인지하고 있는 것으로 나타남 또한, 탄소산업을 위한 정책 및 제도적 기반이 잘 갖추어지지 않다고 인식하고 있음 산업부지 부족에 대한 인식이 다소 부족하나 탄소관련 부지에 대해서는 전주시 전미동, 성덕동 일원과 완주군 테크노밸리산업단지를 선택하였음 탄소산업으로 인한 고용증가를 기대하고 있음 전문가 의견에서 전주시의 탄소산업 메카로 성장에 긍정적으로 평가 및 지지 대기업(효성/GS칼텍스)유치에 대해 긍정적으로 평가 기술력은 도레이의 60% 수준으로 평가 산-연의 연구 공조 체제 필요성 확인 전주시 및 전북지역의 유관기관들의 종합적인 도움이 필요함 기업의 기술혁신을 위해 필요한 지원은 R&D와 관련된 것으로 자금, 인력, 장비지원임 전주 완주 탄소산업권역의 형성을 위한 비전, 목표, 다각적인 추진전략 제시 탄소산업 분야 단계별 웅용전략, 제품, 산업의 단계별 로드맵 작성 탄소섬유 파생기술(1단계), 연계기술(2단계)으로 추진전략 작성 전주 완주 탄소산업권역의 탄소산업을 위한 소재별 기술개발 목표 및 소요예산을 도출 전주 완주 탄소산업권역 형성 및 발전을 위한 정책 제안 4. 활용방안 및 기대효과 전주산업권역을 국내 최고 탄소기술 및 생산 거점도시화 (탄소산업의 메카로 성장) 세계 탄소시장은 2030년 5,385억불로 예상 전주 완주 탄소산업권역내 경제발전의 성장동력 창출 - 탄소산업권 육성을 통한 수출 30억불, 수입대체 효과 5조원 - 2020년 예상 창출 고용인원 6천여 명으로 2010의 60배 증가 - 기업의 총 예상 매출액은 113,553억원으로 8.5배 증가 - 2020년 기업육성 예상: 중소기업 100개 이상, 중견/중핵기업 20개 이상/대기업 3개 - 총 예상 연구개발인원은 860명으로 약 85% 증가 탄소산업 관련분야의 선도기관/업체와 후발업체와의 연계활동 지원이 현실적으로 가능

목 차 1장 연구개요 1 1절 연구 배경 3 1. 배경 3 2. 필요성 3 2절 연구 목표 5 3절 연구 범위 5 1. 과업의 범위 5 2. 과업의 주안점 6 가. 일반형황 및 동향분석 6 나. 전주권 탄소산업 육성 관련 기본구상 7 다. 세부과제별 사업추진 지대효과 및 타당성 분석 7 라. 추진전략 및 정책 제언 8 4절 연구 세부 추진 일정 9 2장 현황 조사 분석 11 1절 자연환경 13 1. 위치 및 특성 13 가. 위치 13 나. 도시 세력권 14 2. 지형, 토양 및 수계 환경 15 가. 지형지세 15 나. 토양 및 지질 17 다. 수계 18 2절 인문사회환경 20 - i -

가. 인구 및 가구 20 나. 토지이용 25 3절 사회경제환경 32 1. 경제활동 32 4절 기존 및 상위계획 검토 33 가. 제4차 국토종합계획 수정계획 33 나. 국가기간망 교통계획 제 2차 수정계획 37 다. 제3차 전라북도 종합발전 수정계획 38 라. 2025년 전주권 광역도시계획 40 마. 전주시 장기종합발전계획 44 바. 기정계획 검토 45 3장 탄소기술 산업의 동향 분석 49 1절 탄소산업의 중요성 51 2절 탄소산업의 소재별 특성 59 1. 활성탄소 59 2. 탄소섬유 61 3. 카본블랙 63 4. 인조흑연 64 5. 탄소나노튜브 66 6. 그래핀 67 3절 탄소산업의 전망과 현황 68 4절 탄소산업의 활용분야 70 1. 활성탄소 70 2. 탄소섬유 71 3. 카본블랙 72 4. 흑연 73 - ii -

5. 카본나노튜브 74 5절 수요시장 창출 분야 76 1. 활성탄소 76 2. 탄소섬유 77 3. 카본블랙 80 4. 흑연 80 5. 탄소나노섬유 81 6. 그래핀 산업 82 6절 탄소산업 및 기술 수준 분석 85 1. 인조흑연 85 2. 탄소섬유 88 3. 카본블랙 92 4. 활성탄소 96 5. 탄소나노튜브 97 6. 그래핀 104 7. 기술수준 분석 108 7절 탄소산업의 국내외 산업 동향 및 시장 전망 109 1. 세계 시장 현황 및 전망 109 가. 탄소섬유 116 나. 카본블랙 118 다. 활성탄소 120 라. 탄소나노튜브 122 마. 그래핀 126 2. 국내 시장 현황 및 전망 129 가. 국내 시장현황 및 전망 129 나. 인조흑연 129 다. 탄소섬유 133 - iii -

라. 카본블랙 138 마. 활성탄소 140 바. 탄소나노튜브 143 사. 그래핀 145 8절 전라북도 탄소산업의 문제점 및 육성 가능성 147 1. 전라북도 탄소산업의 문제점 147 2. 육성가능성 148 4장 델파이 의견조사 151 1절 조사의 개요 153 1. 전문가패널 구성 및 특성 153 2. 조사내용과 설계 154 2절 텔파이 1차 라운드 결과 분석 158 1. 쟁점1: 탄소산업과 전주시 발전 158 2. 쟁점2: 대기업 유치 현황 및 기술력 161 3. 쟁점3: 탄소섬유 및 복합소재 기술개발/이전 165 4. 쟁점4: 인력양성 168 5. 쟁점5: 산업부지 제공 171 6. 쟁점6: 지역내 갈등 180 7. 쟁점7: 인프라 및 창조환경 구축 방법 186 8. 쟁점8: 전주시의 기업유치 노력 191 9. 쟁점9: 탄소산업 시장개척을 위한 조치 197 10. 쟁점10: 전주시 카본명품 10걸 개발 사업에 대한 평가 204 11. 쟁점11: 탄소지원레짐의 형성 207 12. 기타 209 3절 델파이 1차 라운드 분석 결과 요약 211 4절 텔파이 2차 라운드 결과 분석 217 - iv -

1. 대기업의 역할 217 2. 인력양성 정책 221 3. 산업부지 마련 정책 225 4. 인프라 및 창조환경 구축 정책 228 5. 탄소산업 네트워크 구성 및 중심(core)역할 방안 232 6. 전주 탄소산업의 정책타당성 235 7. 전주 탄소산업의 성장가능성 238 8. 전주 탄소산업의 미래 전망과 대응: 전북도내 확장 전략 243 9. 전주 탄소산업의 미래 전망과 대응 250 5절 델파이 2차 라운드 분석 결과 요약 252 5장 주민 의견 조사 257 1절 설문의 개요 259 1. 조사배경 및 목적 259 2. 표본설계 및 설문지 구성 260 2절 분석결과 264 1. 전주시 탄소산업 및 정책에 대한 인지도 분석 264 2. 기업유치 및 산업부지 확보 방안 분석 278 3. 기술경쟁력 및 인력양성 방안 분석 289 4. 전라북도 탄소산업 행위주체 관계 분석 318 5. 전주시 탄소산업 전망에 관한 분석 330 6장 기본 구상 및 기본 계획 수립 337 1절 사업 방향설정 339 2절 지역 관련성 검토 339 3절 공간구성 구상 340 1. 탄소권역권 개발 및 정비 340 - v -

4절 토지이용구상 342 1. 전주시(친환경첨단복합산업단지) 342 2. 완주군(완주군테크노벨리) 343 5절 동선 체계구상 344 6절 녹지체계구상 344 7장 타당성 검토 345 1절 정책적 타당성 347 1. 정부정책 347 2. 정책일관성 347 3. 사업추진상의 장해 요소 350 2절 기술적 타당성 351 3절 경제적 타당성 352 1. 경제적 타당성의 개요 352 2. 탄소산업에 대한 미래 수요예측 353 3. 전주시 탄소산업의 위협요인 355 4. 경제적 타당성 판단 357 4절 탄소산업 육성을 위한 비전과 추진전략 358 1. 비전 및 추진전략 358 5절 파급효과 359 8장 사업추진전략 363 1절 사업추진 절차 및 방식 365 1. 탄소소재 원천 및 응용 기반 기술 개발 365 2. 탄소산업권역 R&D 지원을 위한 인프라 구축 365 3. 탄소산업관련 기업 집적화 단지 구축 366 4. 탄소산업관련 인력양성 시스템 구축 방안 367 - vi -

5. 탄소의 상품화 2단계 추진 전략 368 2절 개략 사업비 369 3절 정책적 제안 371 1. 탄소산업의 표준화 371 2. 세계지원 및 전문인력 양성 372 3. 지원 프로그램 확대 373 4. 교육 및 자문기구 운영 373 5. 인프라 구축 374 6. 홍보강화, 연계강화 및 정보제공 강화 374 7. 기타 375 - vii -

표 목 차 <표 2-1> 전주시 경 위도상 위치 13 <표 2-2> 표고 분석 15 <표 2-3> 경사 분석 17 <표 2-4> 저수지 현황 18 <표 2-5> 하천 현황 19 <표 2-6> 연도별 인구밀도 20 <표 2-7> 전주시 인구 및 가구추이 21 <표 2-8> 동별인구 23 <표 2-9> 연령별 성별 인구 24 <표 2-10> 용도지역별 토지이용현황 26 <표 2-11> 완주군 인구 및 가구추이 27 <표 2-12> 용도지구 현황 28 <표 2-13> 지목별 토지이용 현황 29 <표 2-14> 용도지구 현황 30 <표 2-15> 도로현황 32 <표 2-16> 경제활동 인원 현황 32 <표 2-17> 산업구조 현황 33 <표 2-18> 전주권 광역도시계획상 전주시 인구지표 41 <표 2-19> 전주권 광역도시 주요 계획지표 전망 42 <표 2-20> 전주시 생활 및 복지환경지표 44 <표 2-21> 생활환경지표 46 <표 3-1> 탄소섬유의 응용현황 및 특징 55 <표 3-2> 세계 물시장 전망 77 <표 3-3> 2007년 세계 주요업체 전극봉 생산 능력 85 - viii -

<표 3-4> 2011년도 주요업체의 이차전지 음극재 생산현황 87 <표 3-5> 2008년의 국내 풍력발전용량 92 <표 3-6> 대표적인 카본블랙의 특성 95 <표 3-7> CNT 응용 분야 100 <표 3-8> 해외 CNT 관련 기업 현황 101 <표 3-9> 국내외 연구개발동향 (2004~2011년) 105 <표 3-10> 그래핀 관련 주요 해외기업 108 <표 3-11> 흑연봉 3대 업체의 품질 특성비교 114 <표 3-12> 연도별 등방흑연 공급사 생산능력 추이 및 전망 116 <표 3-13> 카본블랙 국가별 생산 및 수요 현황 119 <표 3-14> 카본블랙 세계시장 현황 및 전망 119 <표 3-15> 특수 카본블랙 세계시장 현황 및 전망 120 <표 3-16> 미국 주요 활성탄소 제조업체의 생산능력 121 <표 3-17> 유럽의 주요 활성탄소 제조업체의 생산능력 122 <표 3-18> 투명전도성 필름 시장규모 및 추이 124 <표 3-19> 그래핀 관련 세계 시장규모 예측 126 <표 3-20> 그래핀 응용분야별 세계시장 동향 128 <표 3-21> 국내의 전극봉 수요량 및 수요업체 현황 131 <표 3-22> 국내의 C-소재별 수입 규모 133 <표 3-23> 국내의 C-소재 종류별 수입 및 시장 규모 136 <표 3-24> 탄소소재 국내 시장 전망 추이 137 <표 3-25> 국내 자동차용 탄소섬유 복합재 시장 전망 138 <표 3-26> 카본블랙 국내시장 현황 및 전망 139 <표 3-27> 국내 카본블랙 생산업체 현황 140 <표 3-28> 국내 카본블랙 적용분야별 시장 구성비율 140 <표 3-29> 국내 활성탄 시장통계 141 <표 3-30> 국내 활성탄 시장통계 분석 141 - ix -

<표 3-31> 국내외 주요 첨착활성탄소 생산업체 현황 142 <표 3-32> 국내 나노튜브 관련 기업 현황 143 <표 3-33> 그래핀 적용가능 제품 및 시장 개요 146 <표 4-1> 전문가패널 구성 및 특성 154 <표 4-2> 델파이 조사 내용 156 <표 4-3> 전주시의 탄소산업메카 성장 여부 158 <표 4-4> 전주시의 탄소산업메카 성장 여부(평균 비교) 159 <표 4-5> 탄소섬유 기술력의 탄소산업 견인차 역할 161 <표 4-6> 탄소섬유 기술력의 탄소산업 견인차 역할(평균 비교) 162 <표 4-7> 효성의 탄소섬유 기술력 164 <표 4-8> 기술력 개발방법 166 <표 4-9> 인력공급 기여도 169 <표 4-10> 인력공급 기여도(평균 비교) 170 <표 4-11> 전주시 친환경첨단복합산업단지 재검토 판단 172 <표 4-12> 전주시 친환경첨단복합산업단지 재검토 판단(평균 비교) 173 <표 4-13> 전주시/완주군 역할분담론 175 <표 4-14> 전주시/완주군 역할분담론(평균 비교) 176 <표 4-15> 탄소산업의 도내 확장 전략 178 <표 4-16> 탄소산업의 도내 확장 전략(평균 비교) 179 <표 4-17> 도레이 유치에 대한 전북도 vs 전주시의 갈등 181 <표 4-18> 도레이 유치에 대한 전북도 vs 전주시의 갈등(평균 비교) 182 <표 4-19> 도레이 유치에 따른 영향 184 <표 4-20> 도레이 유치에 따른 영향(평균 비교) 185 <표 4-21> 창조계급의 유입 및 정착에 필요한 조건(다중응답분석) 187 <표 4-22> 전주시의 문화적 관용성 189 <표 4-23> 전주시의 문화적 관용성(평균 비교) 190 <표 4-24> 전주시의 기업유치 노력에 대한 기여도 192 - x -

<표 4-25> 전주시의 기업유치 노력에 대한 기여도(평균 비교) 193 <표 4-26> 전주시의 C-산업 경쟁력 195 <표 4-27> 전주시의 C-산업 경쟁력(평균 비교) 196 <표 4-28> 세계탄소시장 수요 확대 예상분야(다중응답분석) 198 <표 4-29> 전주시의 탄소산업 우의 점유 확보 방안(다중응답분석) 200 <표 4-30> 시장개척에 적합한 탄소섬유(다중응답분석) 202 <표 4-31> 탄소10걸의 기여도 204 <표 4-32> 탄소10걸의 기여도(평균 비교) 206 <표 4-33> 탄소지원레짐 연합세력(다중응답분석) 208 <표 4-34> 탄소산업 발전을 위한 충족 요건 210 <표 4-35> 대기업의 역할 218 <표 4-36> 대기업의 역할(평균 비교) 219 <표 4-37> 인력양성 정책 222 <표 4-38> 인력양성 정책(평균 비교) 224 <표 4-39> 산업부지 마련 정책 226 <표 4-40> 산업부지 마련 정책(평균 비교) 227 <표 4-41> 인프라 및 창조환경 구축 정책 229 <표 4-42> 인프라 및 창조환경 구축 정책(평균 비교) 230 <표 4-43> 탄소산업 네트워크 구성 및 중심(core) 역할방안 233 <표 4-44> 탄소산업 네트워크 구성 및 중심(core) 역할방안 (평균 비교) 234 <표 4-45> 전주 탄소산업의 정책타당성 236 <표 4-46> 전주 탄소산업의 정책타당성(평균 비교) 237 <표 4-47> 세계탄소시장의 성장과 전주시 탄소산업의 성장가능성 239 <표 4-48> 우리나라 신산업(IT) 성장과 전주시 탄소산업의 성장가능성 241 <표 4-49> C-산업 중 소재생산 육성 적합 지역 241 - xi -

<표 4-50> C-산업 중 부품 및 완제품 산업 육성 적합 지역 246 <표 4-51> 전라북도 각 지역별 전략산업과 전주시 탄소산업의 연계 타당도 248 <표 4-52> 전라북도 각 지역별 전략산업과 전주시 탄소산업의 연계 타당도(평균 비교) 249 <표 5-1> 설문지의 구성 261 <표 5-2> 조사대상 지역의 인구사회학적 특성 263 <표 5-3> 탄소산업 육성정책 인지도(지역별) 265 <표 5-4> 탄소산업 육성정책 인지도(학력별) 266 <표 5-5> 탄소산업 육성정책 인지도(직업별) 267 <표 5-6> 탄소산업 육성정책의 내용 인지도(지역별) 268 <표 5-7> 탄소산업 육성정책의 내용 인지도(학력별) 268 <표 5-8> 탄소산업 육성정책의 내용 인지도(직업별) 269 <표 5-9> 탄소산업의 효과적 홍보 방법 270 <표 5-10> 탄소산업 육성 지원정책 및 제도의 구비 정도(지역별) 271 <표 5-11> 탄소산업 육성 지원정책 및 제도 구비 정도(학력별) 272 <표 5-12> 탄소산업 육성 지원정책 및 제도 구비 정도(직업별) 273 <표 5-13> 타 지역 탄소산업 육성정책 인지도(지역별) 274 <표 5-14> 타 지역 탄소산업 육성정책 인지도(학력별) 275 <표 5-15> 타 지역 탄소산업 육성정책 인지도(직업별) 276 <표 5-16> 전라북도 내 타 시/군과의 연계 방안 277 <표 5-17> 산업부지 확보/기업유치 문제 인지도(지역별) 279 <표 5-18> 산업부지 확보/기업유치 문제 인지도(학력별) 280 <표 5-19> 산업부지 확보/기업유치 문제 인지도(직업별) 281 <표 5-20> 탄소 관련 기업 유치 희망 부지 282 <표 5-21> 인프라 구축정도 283 <표 5-22> 사회적서비스 구축정도 283 - xii -

<표 5-23> 인프라/사회적서비스 구축정도(평균비교) 284 <표 5-24> 탄소 관련 기업 투자 유치 예상 285 <표 5-25> 전주시(연구개발)/완주군(산업단지조성) 역할분담론 286 <표 5-26> 탄소산업 발전을 위한 세부 항목별 평가 287 <표 5-27> 탄소산업 발전을 위한 세부 항목별 평가(평균비교) 288 <표 5-28> 효성의 전주시 투자 인지도(지역별) 290 <표 5-29> 효성의 전주시 투자 인지도(학력별) 291 <표 5-30> 효성의 전주시 투자 인지도(직업별) 292 <표 5-31> 탄소섬유 탠섬(TANSOME) 인지도(지역별) 293 <표 5-32> 탄소섬유 탠섬(TANSOME) 인지도(학력별) 294 <표 5-33> 탄소섬유 탠섬(TANSOME) 인지도(직업별) 295 <표 5-34> 탄소소재의 생산/활용에 대한 인지도(지역별) 296 <표 5-35> 탄소소재의 생산/활용에 대한 인지도(학력별) 297 <표 5-36> 탄소소재의 생산/활용에 대한 인지도(직업별) 298 <표 5-37> 전주시 산업성장에 기여할 탄소섬유소재 활용제품 (다중응답분석) 299 <표 5-38> 구매하고 싶은 탄소섬유소재 활용제품(성별) 300 <표 5-39> 탄소섬유소재 활용제품에 대한 구매의사(지역별) 301 <표 5-40> 탄소섬유소재 활용제품에 대한 구매의사(성별) 301 <표 5-41> 탄소섬유소재 활용제품에 대한 구매의사(학력별) 302 <표 5-42> 탄소섬유소재 활용제품에 대한 구매의사(직업별) 303 <표 5-43> 전주시 탄소산업 기술력의 수준(지역별) 304 <표 5-44> 전주시 탄소산업 기술력의 수준(학력별) 305 <표 5-45> 전주시 탄소산업 기술력의 수준(직업별) 306 <표 5-46> 기술경쟁력 확보 방안 307 <표 5-47> 기술경쟁력 확보 방안(지역별 평균비교) 308 <표 5-48> 기술경쟁력 확보 방안(학력별 평균비교) 309 - xiii -

<표 5-49> 기술경쟁력 확보 방안(직업별 평균비교) 311 <표 5-50> 탄소 관련 인력양성/확보 방안 312 <표 5-51> 탄소 관련 인력양성/확보 방안(지역별 평균비교) 313 <표 5-52> 탄소 관련 인력양성/확보 방안(학력별 평균비교) 314 <표 5-53> 탄소 관련 인력양성/확보 방안(직업별 평균비교) 316 <표 5-54> 탄소산업 추진 시 기관별 협조도 320 <표 5-55> 탄소산업 추진 시 기관별 협조도(평균비교) 321 <표 5-56> 탄소산업 추진 시 기관 간 갈등 정도 322 <표 5-57> 탄소산업 추진 시 기관 간 갈등 정도(지역별 평균비교) 323 <표 5-58> 탄소산업 추진 시 기관 간 갈등 정도(학력별 평균비교) 324 <표 5-59> 탄소산업 추진 시 기관 간 갈등 정도(직업별 평균비교) 325 <표 5-60> 탄소산업육성 시 기관별 공익/사익 추구정도 327 <표 5-61> 탄소산업육성 시 기관별 공익/상익 추구 정도 (지역별 평균비교) 328 <표 5-62> 탄소산업에 대한 기대효과 331 <표 5-63> 탄소산업에 대한 기대효과(지역별 평균비교) 332 <표 5-64> 탄소산업 발전의 장애요소(다중응답분석) 333 <표 5-65> 탄소산업 발전의 중요 요소(다중응답분석) 334 <표 7-1> 국가별 C-소재 기술수준 비교 357 - xiv -

그 림 목 차 <그림 2-1> 전주시 경 위도상 위치 13 <그림 2-2> 표고 분석 16 <그림 2-3> 경사 분석 16 <그림 2-4> 하천 및 수계현황도 19 <그림 2-5> 연도별 인구수 21 <그림 2-6> 연도별 인구밀도 22 <그림 2-7> 연도별 세대수 22 <그림 2-8> 연도별 세대당인구 22 <그림 2-9> 연령별 성별 인구구조(2008년) 25 <그림 2-10> 광역 교통망도 31 <그림 2-11> 계획의 기본 틀 33 <그림 2-12> 추진전략 및 목표 38 <그림 2-13> 계획의 목표와 추진전략 39 <그림 2-14> 미래상 및 계획의 목표 40 <그림 2-15> 비전 및 발전 목표 44 <그림 2-16> 2021년 도시기본구상도 47 <그림 3-1> 탄소 화합물(석유계)로부터 생산된 다양한 제품 51 <그림 3-2> 다양한 결합을 통한 탄소 동소체 52 <그림 3-3> 탄소소재 응용분야 53 <그림 3-4> 탄소소재 산업별 비중 54 <그림 3-5> 다양한 범용 탄소소재와 첨단 탄소나노소재 57 <그림 3-6> 기초 원료로부터 최종제품에 이르는 탄소소재의 제조 과정 57 <그림 3-7> 탄소섬유 산업의 시장예측 58 <그림 3-8> 활성탄, 실리카겔, 활성알루미나, 분자체탄소, 제올라이트 5A의 기공크기 분포도 60 <그림 3-9> 탄소섬유의 형상 62 - xv -

<그림 3-10> 탄소섬유의 제조 공정 62 <그림 3-11> 카본블랙의 구조 모델(좌)과 실제 SEM 이미지(우) 63 <그림 3-12> 흑연 제조공정 65 <그림 3-13> 탄소나노튜브의 종류 67 <그림 3-14> 그래핀, 풀러렌, 나노튜브, 흑연 68 <그림 3-15> 탄소섬유 세계수요 성장예측 78 <그림 3-16> 일반산업 용도별 탄소섬유 수요전망 79 <그림 3-17> 그래핀 산업트랜드 82 <그림 3-18> 그래핀 응용분야 82 <그림 3-19> 인조흑연의 종류 및 용도 85 <그림 3-20> 등방흑연 블록 생산 현황 86 <그림 3-21> 항공기 구조물 부품 및 CFRP 89 <그림 3-22> 토목 및 건축분야 CFRP 적용 사례 90 <그림 3-23> 미 해군의 Stiletto 90 <그림 3-24> 카본블랙 제조 공정 (furnace black) 95 <그림 3-25> 폐산물을 이용한 탄소나노물질 (탄소나노튜브) 생산 98 <그림 3-26> 전세계 C-소재(좌) 및 수요산업(우)의 시장규모 및 전망 109 <그림 3-27> 리튬이차전지 음극재 별, 생산회사 별 시장 규모 110 <그림 3-28> 장기적 리튬이차전지 시장 전망 111 <그림 3-29> 리튬이차전지용 탄소재료의 연도별 점유율 변화 112 <그림 3-30> 리튬이온전지용 전극재료의 주요 기업 간 시장점유율 112 <그림 3-31> 주요 흑연 전극봉 생산 업체 및 생산 점유율 113 <그림 3-32> 등방흑연 세계시장 수급전망 115 <그림 3-33> 주요기업의 탄소섬유 시장점유율 117 <그림 3-34> 세계의 풍력발전 시장 규모 117 <그림 3-35> 적용 분야별 CNT 수요 예측 124 <그림 3-36> 가격경쟁력에 따른 CNT 기반 복합재의 시장전망 125 <그림 3-37> 가격경쟁력에 따른 CNT 기반 복합재의 가격전망 125 <그림 3-38> 그래핀 소재 및 응용부품 세계시장 전망 127 - xvi -

<그림 3-39> 국내 C-소재(좌) 및 수요산업(우)의 시장규모 및 전망 129 <그림 3-40> 흑연전극봉 원 소재 업체와 주요 흑연 전극봉 제조업체 130 <그림 3-41> 등방흑연 국내시장 수급전망 132 <그림 3-42> 국내 C-소재의 국가별 수입 현황 134 <그림 3-43> C-소재의 방산분야 적용 분야 134 <그림 3-44> 국내 활성탄 시장통계 현황 142 <그림 3-45> 탄소나노튜브 발열체의 응용제품군 144 <그림 4-1> 전주시의 탄소산업메카 성장 여부 159 <그림 4-2> 전주시의 탄소산업메카 성장 여부(평균 비교) 160 <그림 4-3> 전주시의 탄소산업메카 성장 여부에 대한 의견 160 <그림 4-4> 탄소섬유 기술력의 탄소산업 견인차 역할 162 <그림 4-5> 탄소섬유 기술력의 탄소산업 견인차 역할(평균 비교) 163 <그림 4-6> 효성/GS칼텍스의 탄소산업 견인차 역할 수행에 대한 의견 163 <그림 4-7> 효성의 탄소섬유 기술력 165 <그림 4-8> 효성의 탄소섬유 기술력에 대한 평가 이유 및 방안 165 <그림 4-9> 기술력 개발방법 167 <그림 4-10> 산학연 연계 컨소시엄을 통한 기술개발 방안 및 이유 168 <그림 4-11> 인력공급 기여도 170 <그림 4-12> 인력공급 기여도(평균 비교) 171 <그림 4-13> 기타 인력양성 방안 171 <그림 4-14> 전주시 친환경첨단복합산업단지 재검토 판단 173 <그림 4-15> 전주시 친환경첨단복합산업단지 재검토 판단(평균 비교) 174 <그림 4-16> 전주시 친환경첨단복합산업단지 재검토 판단에 대한 의견 174 <그림 4-17> 전주시/완주군 역할분담론 176 <그림 4-18> 전주시/완주군 역할분담론(평균 비교) 177 <그림 4-19> 전주시/완주군 역할분담론에 대한 의견 177 <그림 4-20> 탄소산업의 도내 확장 전략 178 <그림 4-21> 탄소산업의 도내 확장 전략(평균 비교) 179 <그림 4-22> 탄소산업의 도내 확장 전략에 대한 의견 180 - xvii -

<그림 4-23> 도레이 유치에 대한 전북도 vs 전주시 갈등 181 <그림 4-24> 도레이 유치에 대한 전북도 vs 전주시 갈등(평균 비교) 182 <그림 4-25> 도레이 유치에 대한 전북도 vs 전주시 갈등에 대한 의견 183 <그림 4-26> 도레이 유치에 따른 영향 184 <그림 4-27> 도레이 유치에 따른 영향(평균 비교) 185 <그림 4-28> 도레이 유치가 전주시 탄소산업에 미치는 영향에 대한 의견 186 <그림 4-29> 창조계급의 유입 및 정착에 필요한 조건 188 <그림 4-30> 창조계급 유입 및 정착을 위한 기타 조건 188 <그림 4-31> 전주시의 문화적 관용성 190 <그림 4-32> 전주시의 문화적 관용성(평균 비교) 191 <그림 4-33> 전주시 문화적 관용성에 대한 의견 191 <그림 4-34> 전주시의 기업유치 노력에 대한 기여도 193 <그림 4-35> 전주시의 기업유치 노력에 대한 기여도(평균 비교) 194 <그림 4-36> 전주시 기업유치 노력 기여도에 대한 의견 194 <그림 4-37> 전주시의 C-산업 경쟁력 195 <그림 4-38> 전주시의 C-산업 경쟁력(평균 비교) 196 <그림 4-39> 전주시 C-산업 경쟁력에 대한 의견 196 <그림 4-40> 세계탄소시장 수요확대 예상분야 199 <그림 4-41> 세계탄소시장 수요 확대에 대한 의견 199 <그림 4-42> 전주시의 탄소산업 우의 점유 확보 방안 201 <그림 4-43> 전주시 탄소산업 우의 점유 확보 방안에 대한 의견 201 <그림 4-44> 시장개척에 적합한 탄소섬유 203 <그림 4-45> 탄소섬유별 시장개척에 대한 의견 203 <그림 4-46> 탄소10걸의 기여도 205 <그림 4-47> 탄소10걸의 기여도(평균 비교) 206 <그림 4-48> 탄소10걸 기여도에 대한 의견 206 <그림 4-49> 탄소지원레짐 연합세력 209 <그림 4-50> 탄소지원레짐 연합세력에 대한 의견 209 <그림 4-51> 탄소산업 발전을 위한 충족 요건 211 - xviii -

<그림 4-52> 탄소산업 발전을 위한 충족 요건에 대한 의견 211 <그림 4-53> 대기업의 역할 218 <그림 4-54> 대기업의 역할(평균 비교) 220 <그림 4-55> 효성/GS칼텍스 이외에 유치되어야 할 대기업 분야 220 <그림 4-56> 인력양성 정책 222 <그림 4-57> 인력양성 정책(평균 비교) 224 <그림 4-58> 산업부지 마련 정책 226 <그림 4-59> 산업부지 마련 정책(평균 비교) 227 <그림 4-60> 전주시 이외의 산업부지 확보에 적합한 도내 지역 228 <그림 4-61> 인프라 및 창조환경 구축 정책 229 <그림 4-62> 인프라 및 창조환경 구축 정책(평균 비교) 231 <그림 4-63> 전라북도 기업서비스업 성장을 위해 필요한 조건 231 <그림 4-64> 탄소산업 네트워크 구성 및 중심(core) 역할 방안 233 <그림 4-65> 탄소산업 네트워크 구성 및 중심 역할 방안(평균 비교) 234 <그림 4-66> 전주 탄소산업의 정책타당성 236 <그림 4-67> 전주 탄소산업의 정책타당성(평균 비교) 238 <그림 4-68> 세계탄소시장의 성장과 전주시 탄소산업의 성장가능성 239 <그림 4-69> 세계탄소시장의 성정과 전주시 탄소산업 성장가능성에 대한 의견 240 <그림 4-70> 우리나라 신산업(IT) 성장과 전주시 탄소산업의 성장가능성 242 <그림 4-71> 우리나라 신산업(IT) 성장과 전주시 탄소산업 성장가능성에 대한 의견 242 <그림 4-72> C-산업 중 소재생산 육성 적합 지역 244 <그림 4-73> C-산업 중 소재생산 육성지역으로 적합한 이유 245 <그림 4-74> C-산업 중 부품 및 완제품 산업 육성 적합 지역 246 <그림 4-75> C-산업 중 부품 및 완제품 산업 육성지역으로 적합한 이유 247 <그림 4-76> 전라북도 주요 산업 현황 247 - xix -

<그림 4-77> 전라북도 각 지역별 전략산업과 전주시 탄소산업의 연계 타당도 248 <그림 4-78> 전라북도 각 지역별 전략산업과 전주시 탄소산업의 연계 타당도(평균 비교) 249 <그림 4-79> 전라북도 각 지역별 전략산업과 전주시 탄소산업의 연계 타당성 이유 250 <그림 4-80> 전주 탄소산업의 미래 전망과 대응 방안 252 <그림 6-1> 전주완주 산업권 육성을 위한 단계적 전략방향 339 <그림 6-2> 전라북도 특성화 사업 340 <그림 6-3> 전주시 공간구성 구상 341 <그림 6-4> 전주시 토지이용구상 342 <그림 6-5> 완주군 토지이용구상 343 <그림 7-1> 탄소산업 육성을 위한 비전과 추진전략 358 <그림 7-2> 세계 탄소 시장전망 359 <그림 7-3> 전주 완주 탄소산업권역의 방향설정 360 <그림 7-4> 전주 완주 탄소산업권역의 파급효과 360 <그림 7-5> 전주 완주 탄소산업권역의 고용유발 효과 361 <그림 7-6> 전주 완주 탄소산업권역의 예상 기업규모 362 <그림 8-1> 탄소산업화 중 장기 단계별 추진전략 368 <그림 8-2> 탄소 유망기술 및 응용전략 369 - xx -

1장 연구개요 1절 연구 배경 2절 연구 목표 3절 연구 범위 4절 연구 세부 추진 일정

1절 연구 배경 1. 배경 탄소산업은 우리나라 신성장동력산업 추진에 있어 중요한 입지를 차지하 고 있으며, 한국무역협회 추산 2015년 시장규모 2조원, 연평균성장률 10%이상의 성장세를 보이고 있음 산업자원통상부는 탄소소재 개발의 촉진을 위한 신규예산 확보를 통해 2011년부터 기술개발과 Test-bed형 기반 구축사업을 동시에 추진 중이 며, 지자체와 연계하여 탄소소재 생산 집적지 로 발전시키려는 계획을 수 립중임 관련산업동향과 국가정책에 부응하여 탄소산업 중심의 테마형 집적화단지 (Carbon Valley) 조성을 위한 탄소기업 유치 및 육성, 산업기반의 구축 등 에 관한 전략적 접근이 필요함 이를 위하여 타당성조사 및 기본계획을 수립하여 이를 바탕으로 지역산업 기반 육성은 물론 국가적 가치창출을 극대화 할 수 있는 사업추진 전략 및 추진계획을 수립하는데 목적이 있음 2. 필요성 지금까지 탄소산업 R&D 지원은 부품소재, IT 등 다양한 분야에 산발적으 로 지원되었으나 실제 상용화로 이어진 성과도출 사업은 극소수에 불과하 며 체계적인 제품화 전략 없이 지원한 결과, R&D 역량은 다소 향상되었 으나, 독자적 생산기반 확충과 탄소소재 기술경쟁력 확보는 미흡한 실정임 우리나라에는 탄소산업 발전을 선도하고 R&D를 지원하는 전문 연구기관 이 없으며, 현재 탄소산업 R&D가 대학 출연(연);기업에서 소규모 형태로 각각 진행됨에 따라 기술역량이 분산되고 선진기술 추격에 한계점을 보이 고 있는 것으로 예측됨 - 3 -

탄소소재의 중요성에도 불구하고 탄소산업에 대한 종합적인 정보 수집, 분 석, 활용 기능이 미미하여 산업육성 전략 수립에 대한 전략이 결여되어 있 고, 핵심적인 인재 배출을 위한 체계적이고 종합적인 전문 인력 양성 및 교육 기관이 턱없이 부족한 실정임 탄소산업 특성상 원료와 응용제품 분야는 기업의 필요에 의한 자체개발로 일정수준에 도달해 있으나 중간재, 탄소소재, 탄소제품 플랫폼 등은 초기 투자비용이 많이 들고 회수기간이 길어 산업생태계 조성이 어렵기 때문에 선진국과의 수준 차이가 큼 탄소소재는 금속보다 최대 100배까지 비싸 수입에 의존할 경우, 심각한 국부 유출을 초래할 수 있는 가능성이 있으며, 기술 선진국에서만 일부 상 용화되어 있어 우리나라의 기술개발과 수요 창출 시 미래성장 가능성은 매우 클 것으로 예상됨 현재 우리나라는 탄소섬유, 탄소나노튜브, 그래핀 등 일부분의 탄소산업에 만 기술개발을 지원중이며, 탄소소재 탄소산업 육성에 대한 종합적인 전략 은 부재한 상황임 혁신소재로 부각되는 탄소소재의 자체 개발능력과 이를 활용한 수요산업 의 기술경쟁력 확보를 위하여 국가 차원의 탄소산업 발전전략 수립이 필 요할 뿐만 아니라, 초고온, 초강도, 초경량 재료의 경쟁시대에 국내외 탄소 재료 수요가 급증하고 있는 만큼 탄소과학과 산업발전에 필요한 탄소재료 의 R&D와 응용에 집중적인 지원이 필요한 시점임 선진국들이 탄소소재 기술의 중요성을 인식하고 전략기술로 지정해 국가 차원의 지원체제를 구축하고 있으며, 탄소소재를 국가 핵심 산업인 조선, 반도체, 자동차, 제철, 항공산업 분야 R&D와 산업생태계 기반 구축을 위 한 전략적 지원책이 절실함 한국은 탄소소재의 원료인 석유, 석탄 수입이 많고 자동차, 항공, 철강, IT - 4 -

등 탄소소재의 수요산업이 발달했지만 탄소소재 생산에 중요한 중간원료 의 경우 제조공정 기술이 없으며 이 같은 중간재 개발은 한국이 소재 산업 선진국으로 진입하는데 반드시 필요한 부분임 2절 연구 목표 과 업 명 : 전주 완주 일원 탄소산업권 타당성조사 및 기본계획 수립용역 위 치 : 전주시 및 완주군 일원 면 적 : 5,247천m2(158만평) 과업기간 : 착수일로부터 9개월 용 역 비 : 금 구천구백칠십만사천원( 99,704,000원) 기본구상(안)수립 및 타당성조사에 따라 기본시설 등은 변경가능 3절 연구 범위 1. 과업의 범위 현황조사 분석 - 자연환경(식생, 지형, 지질, 토양, 수계 등) - 인문환경(인구, 시설, 교통. 탄소기업, 물류단지 등) - 사회경제환경 조사(국내 외 사례) - 기존 및 상위계획 검토 탄소기술 산업의 동향분석 및 의견조사 - 탄소산업의 중요성, 탄소기술의 범위, 탄소산업의 소재별 특성 - 탄소산업의 전망과 현황, 탄소산업의 활용분야, 수요시장 창출 분야 - 5 -

- 탄소산업 및 기술의 국내외 기술 수준 분석 - 탄소산업의 국내외 산업 동향 및 시장 전망 - 전라북도 탄소산업의 문제점 및 육성 가능성 - 지역주민 의견조사 기본구상 및 기본계획수립 작성 - 사업방향설정, 지역관련성 검토, 공간구성 구상 - 토지이용구상, 동선체계구상, 녹지체계구상 등 타당성검토 - 정책적, 기술적, 경제적 타당성(개략사업비 산정, 투자수익분석) 검토 - 지역경제 파급효과, 산업연관효과 등 - 전라북도 탄소산업 육성을 위한 비전과 추진전략 사업추진전략 - 사업추진 절차 및 방식 - 개략사업비 산출 등 지방산업단지로 추진 예정인 전주 친환경 첨단복합단지와 완주테크노밸 리 일대를 탄소밸리 특구로 지정 - 전주 친환경 첨단복합단지 : 2,049천m2(62만평)/2010~2012/4,391억원 - 완주 테크노밸리 : 3,198천m2(96만평)/2010~2015/4,200억원 탄소밸리 집적화단지 조성대책(지식경제부 보도자료, 2010. 08. 11) 2. 과업의 주안점 가. 일반현황 및 동향분석 지역내 기입주한 탄소기업, 기존 산업기반시설 현황 및 과제 도출 - 탄소기업의 세부업종별, 규모별, 입지별 특성 - 탄소산업관련 생산시설 및 물류시설 현황 - 6 -

국내외 탄소산업 관련 산업환경 및 산업동향분석 - 탄소산업관련 연구자료 조사를 통한 산업규모 시장, 기술현황 분석 - 타산업과의 연계성 등을 고려한 탄소관련산업동향 조사 - 타사례의 입지조건 및 유치전략 비교를 통한 지역경쟁력 검토 산업자원통상부 등 중앙부처의 탄소산업 육성관련 계획의 종합적인 검토 - 산업분야 관련계획 및 탄소산업육성정책 조사 - 정부의 관련분야 연구 투자 및 지원계획 선점 나. 전주권 탄소산업 육성 관련 기본구상 산업환경분석 결과를 기반으로 탄소산업육성을 위한 추진방향 설정 - 탄소산업의 특성 및 지역여건을 고려한 산업체계 구축 - 지역경쟁력 확보를 통한 신성장동력산업으로 육성 전주권 탄소산업 육성을 위한 발전 비전 및 기본구상 제시 - 전주 완주 통합시 탄소산업 역할 정립 - 탄소산업의 고부가가치화 및 활성화를 위한 관련산업간 연계 전주권 탄소산업 육성을 위한 지역내 親 탄소산업 레짐 육성 다. 세부과제별 사업추진 기대효과 및 타당성 분석 탄소 테마형 집적화단지(Carbon Valley) 조성사업 타당성 분석 - 탄소산업권역 조성의 정책적/기술적/경제적 타당성 - 입지여건 및 산업기반시설 구축의 타당성 - 세부사업별 사업비 추정에 따른 대상사업의 객관적 타당성 탄소산업권역 조성사업 추진을 통한 기대효과의 종합 - 탄소산업 및 관련산업간 전후방효과 - 지역경제 파급효과(전주시와 완주군 및 전라북도) - 7 -

- 고용유발효과 및 기타 기대효과 라. 추진전략 및 정책 제언 탄소산업 육성을 위한 비젼과 추진전략 생산시설 및 기반시설 확보 및 유기적 연계 거점시설(기관) 유치 및 민간기업 투자 활성화 - 8 -

4절 연구 세부 추진 일정 구 분 1월 2월 3월 4월 5월 6월 7월 8월 9월 비고 - 현황조사분석 자연환경, 인문환경, 사회경제환경조사 상위계획검토, 국내외 사례조사 - 동향분석 및 의견조사 동향분석 의견조사 - 기본구상 6대 소재별 육성 구상 권역내 세부사업 배치 구상 네트워크 구상과 친탄소산업 레짐 육성 구상 - 타당성검토 정책적타당성 기술적타당성 경제적타당성 - 사업추진전략 - 9 -

2장 현황 조사 분석 1절 자연환경 2절 인문사회환경 3절 사회경제환경 4절 기존 및 상위계획 검토

1절 자연환경 1. 위치 및 특성 가. 위치 국토공간상 남서측, 전라북도의 중앙부에 위치하고 있으며, 호남고속도로 (전주IC, 서전주IC)에서 직접 접근이 가능함 전주시는 전라북도의 도청소재지로 동경127 북위35 에 위치하며, 전라북 도의 중앙부를 북동으로부터 남서로 뻗어있는 노령산맥의 지류인 기린봉, 고덕산, 남고산, 모악산 그리고 완산칠봉 등이 시가지의 동 남 서방에 둘러 싸여 분지를 이루고 있음 <표 2-1> 전주시 경 위도상 위치 시청소재지 단 지명 극점 총면적 전주시 완산구 서노송동 568의 1번지 동단 우아동 용계리 북위 35 49 04 동경 127 14 20 서단 도도동 쌍강리 북위 35 52 54 동경 126 59 57 남단 모악산 북위 35 43 20 동경 127 05 12 북단 화전동 신정리 북위 35 53 47 동경 127 03 54 206.11 km2 <그림 2-1> 전주시 경 위도상 위치 - 13 -

나. 도시 세력권 1) 행정권 기정계획상 전주행정권은 일반행정권과 도시계획행정권으로 구분 - 일반행정권 : 2구 33개동 (면적 206.11km2, 전주시 통계연보. 2009) - 도시계획행정권 : 313.18km2(2021년 전주도시기본계획. 2002) 본 계획의 전주 행정권은 도시계획구역으로 구분 되어진 일반행정권을 유 지하고, 도시계획 행정권을 일반행정권과 통일하여 일관적인 관리체계 확 립 2) 경제 및 사회 문화권 전주시는 전주~군산광역축과 서해안 개발축 상 대전~광주축의 교차지점 에 위치 호남고속국도, 순천~완주간 고속국도 및 전주~김천 동서횡단철도(계획) 등 광역교통여건 개선에 따른 교통의 중심지로서 위상 제고 지역의 내적 통합력을 증진 시킬 수 있는 공간구조 재편에 의해 전주를 중심으로 전주 익산 군산시로 구성되는 중심대도시권으로 육성될 경우 광 역적 경제 및 사회 문화권으로서 전북지역 전체가 전주의 직 간접적인 영 향권에 속한다고 볼 수 있음 전북의 시 군별 중심성은 전주 익산 군산시 등 3개 중심도시가 여타 시 군과 큰 격차를 보이고 있으며, 주변지역 시 군의 경제활동을 잠식하는 현 상을 보여 1차적인 경제 및 사회 문화권을 형성 3) 환경권 환경권은 당해 도시의 인접지역을 대상으로 지형 지세, 하천 수계, 풍향 등을 감안하여 자연생태, 수질오염, 대기오염 등이 인접도시 상호간에 영 향을 미치는 지역의 범위를 의미함 - 14 -

전주시의 주요 하천으로 전주천 및 삼천이 전주시와 완주군 경계부인 만 경강에 유입되어 서해로 흐르고 있어 만경강이 지나는 전주, 완주, 익산, 군산, 김제시가 포함 하천, 풍향, 산맥의 연계 등을 고려할 때 전북지역 대부분이 환경영향권에 속함 주 풍향은 남동풍으로 전주, 완주, 진안, 무주지역이 영향권에 해당 2. 지형, 토양 및 수계 환경 가. 지형지세 1)표고 남동측으로 산악지형이 형성되어 있고 북서측에 평야를 가진 동고서저형 지형을 보유하고 있으며, 100m이하가 전체의 77.8%를 차지하고 있음. 그 러나 북서측 일부 농경지를 제외하고 대부분 기 개발지임 <표 2-2> 표고 분석 구 분 계 50m 이하 50~100m 100~200m 200~300m 300m 이상 면적(km2) 206.1 120.4 40.0 26.0 12.4 7.3 구성비(%) 100.0 58.4 19.4 12.6 6.0 3.6 *자료 : 축적 1/5,000 지형도상에서 구적한 면적임 - 15 -

<그림 2-2> 표고 분석 2)경사 개발이 가능한 경사도 15 이하의 토지가 157.4km2로서 전체의 76.4%를 차지하고 있으며, 전주시의 서측 및 북측에 편중되어 위치하고 있음 <그림 2-3> 경사 분석 - 16 -

경사분석 결과 표고분석과 같이 구역내 동남측의 산지의 영향으로 지역적 으로 일부 편중된 경사를 보이고 있음 <표 2-3> 경사 분석 구 분 계 5 이하 5~10 10~15 15~20 20 이상 면적(km2) 206.1 129.1 16.2 12.0 13.6 35.1 구성비(%) 100.0 62.7 7.9 5.8 6.6 17.0 *자료 : 축적 1/5,000 지형도상에서 구적한 면적임 나. 토양 및 지질 1) 토양 2002년 기준 전국의 토양측정망은 계획고시된 4,500지점 중 토양용도별 3,664개소, 오염우려 지역별 2,164개소 등 총 3,664개소가 운영중임 전주시에 위치한 토양측정망은 토지용도별 15개소가 운영중이며, 토양오 염우려기준 및 토양오염대책기준을 초과화는 지역은 없는 것으로 조사됨 (2010년 전주도시관리계획 재정비 환경성검토서, 2007.6) 2) 지질 도시계획구역 일대는 옥천계에 대비되는 변성퇴적암으로 견운모편암 호상 석회암 천매암 규암 등이 분포, 특히 규암이 능선을 따라 분포하여 성벽처 럼 구성 이에 접하는 서측은 중생대 쥐라기의 편마상 화강암이 넓게 분포하여 변 성퇴적암 지역보다는 해발고도가 낮음 화강편마암은 대부분 전주시의 서부 및 장성군 일부 등에서 나타나고 있 으며, 주로 조립질의 입상 변정질 암상으로서 편마구조를 보임 석영 사장석 정장석 및 흑운모 등이 주요 광물로 구성되어 있고, 녹니석 백운모 저어콘 등이 부성분 광물로서 수반됨 - 17 -

쥐라기의 대보 화강암류는 전라북도의 서부 평야부 대부분을 차지, 중립질 과 조립질의 입도가 우세하고, 무색광물의 함량이 유색광물보다 다량을 차 지하고 있음 다. 수계 1) 저수지 전주시 도시계획 관련 소류지는 모두 20개소로 그중 용도폐지가 된 곳이 8개소가 있음 공원구역에 포함되거나 예정인 곳은 화전제, 어두제, 무륭제가 있으며 기 타 옥녀제, 황학제, 봉곡제, 안심제, 지장제, 양마제, 오송제, 신층제, 오산 제, 오공제 등이 있음 <표 2-4> 저수지 현황 구 분 면 적 (km2) 구성비 (%) 저 수 지 1.669 0.8 전체면적 205.403 100.0 *자료: KLIS 수계 및 호소, 전주시 2) 하천 전주시 행정구역내 포함되어 있는 하천은 총 24개소로서 이 중 국가하천 이 3개소, 지방하천 18개소, 소하천이 3개소 위치함 하천의 총연장은 2008년 현재 102,160m로서 개수율은 총 90.8%에 달하 여 요개수연장이 가장 많은 지방1급 하천에 대한 정비 필요 - 18 -

<표 2-5> 하천 현황 구 분 하천수 (건) 유로연장 (m) 요개수연장 (m) 기개수연장 (m) 미개수연장 (m) 개 수 율 (%) 합계 24 102,160 141,101 151,865 14,470 90.8 국가 하천 3 14,750 26 26,160-100.0 지방1급하천 18 81,380 131,920 118,150 12,870 89.6 소하천 3 6,030 9,155 7,555 1,600 90.6 <그림 2-4> 하천 및 수계현황도 - 19 -

2절 인문사회환경 가. 인구 및 가구 1) 전주시 인구 및 가구추이 2013년 12월 말 현재 총인구는 650,082명(남자 320,998명, 여자 329,084명)으로 2008년에 비해 연평균 0.45%의 증가율을 보이고 있음 전주시의 인구밀도는 2008년 대비 2008년에 3,084명/km2에서 3,155명/km2 로 소폭 증가한 것으로 나타남 세대수는 2013년 현재 217,718세대로, 세대당 인구수는 지속적인 핵가족 화 및 가구분화에 의하여 1990년 4.1인에서 2.98인으로 지속적인 감소추 세를 보임 노령화비율은 9.9이고, 노령화 지수가 2008년 46.1에서 57.4로 지속적으 로 증가하고 있는 추세임 <표 2-6> 연도별 인구밀도 구 분 면 적 (km 2 ) 인 구 (명) 인구밀도 (명/km 2 ) 1996년 206.33 583,230 2,826 1998년 206.28 600,343 2,910 2000년 206.24 622,238 3,017 2002년 206.22 626,069 3,036 2004년 206.25 624,069 3,027 2006년 206.26 627,443 3,042 2008년 206.11 635,707 3,084 2013년 206.11 650,082 3,155-20 -

<표 2-7> 전주시 인구 및 가구추이 세대수 인구(계) 인구(남) 인구(여) 인구밀도 면적 세대당 연도 (가구) (명) (명) (명) (명/km 2 ) (km 2 ) 인구(명) 65세이상 고령자(명) 1989 199,272 513,907 254,695 259,212 2,668 192.63 4.1-1990 124,911 517,104 256,735 260,369 2,608 198.29 4.1-1991 131,590 542,236 269,172 273,154 2,436 198.22 4.1-1992 144,661 239,180 266,252 272,928 2,720 198.22 3.7-1993 149,477 549,579 271,357 278,222 2,773 198.19 3.7-1994 153,094 558,538 275,738 282,800 2,706 206.38 3.6-1995 158,635 570,570 281,822 288,748 2,765 206.33 3.6-1996 164,444 583,230 288,070 295,160 2,826 206.33 3.5-1997 169,235 590,162 291,545 298,617 2,860 206.33 3.5-1998 175,945 600,343 296,901 303,442 2,910 206.28 3.4-1999 182,919 611,921 302,510 309,411 2,967 206.24 3.3-2000 189,042 622,238 307,436 314,802 3,017 206.24 3.3-2001 191,544 623,897 308,076 315,821 3,025 206.24 3.3 2002 195,850 626,069 309,072 316,997 3,036 206.22 3.2-2003 201,263 620,375 306,550 313,824 3,008 206.22 3.1-2004 204,772 624,260 308,206 316,054 3,027 206.25 3.0 46,677 2005 209,069 623,804 307,896 315,908 3,025 206.23 3.0 48,628 2006 214,545 627,443 309,314 318,129 3,042 206.26 2.9 51,288 2007 218,224 627,339 309,401 317,938 3,042 206.21 2.9 55,157 2008 223,318 635,707 313,294 322,413 3,084 206.11 2.8 57,404 2011 241,199 651,015 321,096 329,919 3.160 206.11 2.7 64,549 2013 247,718 650,082 320,998 329,084 3,155 206.11 2.98 <그림 2-5> 연도별 인구수 - 21 -

<그림 2-6> 연도별 인구밀도 <그림 2-7> 연도별 세대수 <그림 2-8> 연도별 세대당 인구 - 22 -

2) 전주시 구 동별 인구 전주시는 2개구로 구성되어 덕진구가 110.5km2로 완산구 95.3km2보다 큰 면 적을 차지하고 있으나, 인구는 덕진구가 286,388명으로 완산구 363,694명 에 비해 적은 편임 전주시 전체의 인구밀도는 3,155인/km2로서, 도심을 형성하고 있는 완산구 의 중앙동, 노송동, 완산동, 서신동이 높은 편이며, 덕진구는 진북동이 가 장 높은 인구밀도를 보임 <표 2-8> 동별인구 (단위:km 2, 세대, 인, 인/km 2 ) 구분 면적 세대 계 인구 남 여 인구밀도 세대당 인구(명) 전주시 206.11 223,318 635,707 313,294 322,413 3,084 2.8 완산구 95.32 123,199 354,396 173,251 181,145 3,676 2.9 중앙동 1.42 4,551 9,818 4,925 4,893 7,121 2.2 풍남동 2.08 3,921 8,591 4,347 4,244 4,165 2.2 노송동 2.09 7,026 17,042 8,508 8,534 8,383 2.4 완산동 1 3,307 7,530 3,819 3,711 7,487 2.3 동서학동 15.67 3,462 9,353 4,744 4,609 619 2.7 서서학동 2.96 4,726 12,661 6,269 6,392 4,413 2.7 중화산1동 2.94 5,050 14,898 7,290 7,608 5,156 3 중화산2동 - 6,881 19,793 9,751 10,042-2.9 평화1동 16.74 6,230 15,194 7,198 7,996 925 2.4 평화2동 - 14,919 46,197 22,311 23,886-3.1 서신동 2.4 15,835 48,080 23,501 24,579 20,051 3 삼천1동 28.83 5,559 16,234 7,790 8,444 568 2.9 삼천2동 - 6,500 19,938 9,629 10,309-3.1 삼천3동 - 8,006 25,799 12,572 13,227-3.2 효자1동 19.2 5,463 15,501 7,439 8,062 817 2.8 효자2동 - 5,093 14,818 7,236 7,582-2.9 효자3동 - 5,732 19,063 9,278 9,785-3.3 효자4동 - 10,938 33,886 16,644 17,242-3.1 덕진구 110.49 100,119 281,311 140,043 141,268 2,497 2.8 진북동 1.71 7,398 19,277 9,610 9,667 11,574 2.6 인후1동 4.29 6,969 20,940 10,248 10,692 4,494 3 인후2동 - 5,646 14,036 7,064 6,972-2.5 인후3동 - 12,555 35,977 17,484 18,493-2.9 덕진동 4.78 5,891 14,466 7,430 7,036 3,107 2.5 금암1동 2.5 4,081 8,582 4,372 4,210 3,493 2.1 금암2동 - 5,127 12,536 6,278 6,258-2.4 팔복동 7.72 4,785 11,796 6,312 5,484 1,581 2.5 우아1동 24.95 5,213 13,464 6,698 6,766 545 2.6 우아2동 - 5,366 13,855 6,925 6,930-2.6 호성동 8.93 7,585 24,438 11,926 12,512 2,618 3.2 송천1동 16.13 10,531 34,743 17,075 17,668 2,007 3.3 송천2동 - 8,728 28,324 14,032 14,292-3.2 조촌동 22.48 4,337 11,498 5,805 5,693 520 2.7 동산동 17.31 5,907 17,379 8,784 8,595 1,029 2.9-23 -

3) 연령별 인구구조 24세 이하 연령대의 경우 여성인구보다 남성인구가 많은 인구구조를 보이 고 있으며, 특히 0~4세. 5~9세. 20~24세에서 성비 불균형이 가장 크게 나타남 25세 이상의 연령대에서 여성인구가 남성인구보다 많은 것으로 나타나며 연령대가 높아질수록 성비 불균형이 크게 나타남 20~49세인구가 전체인구(2008년 말)의 47.9%로 대부분을 차지하고 있 으며, 유년층인구는 감소추세이고, 노년층인구가 지속적으로 증가하는 추 세임 <표 2-9> 연령별 성별 인구 (단위:인) 구분 총인구(2003년) 총인구(2008년) 성비 계 남 여 계 남 여 2002년 2008년 합 계 618,819 305,979 312,840 631,532 311,493 320,039 97.8 97.3 0~4세 37,130 19,174 17,956 29,978 15,627 14,351 160.8 108.9 5~9세 49,263 25,811 23,452 41,187 21,258 19,929 110.1 106.7 10~14세 50,137 26,166 23,971 53,223 27,774 25,449 109.2 109.1 15~19세 46,097 23,543 22,554 49,602 25,857 23,745 104.4 108.9 20~24세 54,903 28,531 26,372 43,200 22,348 20,852 108.2 107.2 25~29세 48,783 24,441 24,342 47,404 24,160 23,244 100.4 103.9 30~34세 54,731 27,097 27,634 46,577 22,718 23,859 98.1 95.2 35~39세 53,749 26,379 27,370 56,266 27,702 28,564 96.4 97 40~44세 55,578 27,210 28,368 54,809 26,797 28,012 95.9 95.7 45~49세 44,180 21,882 22,298 54,306 26,649 27,657 98.1 96.4 50~54세 32,104 15,760 16,344 42,562 20,883 21,679 96.4 96.3 55~59세 25,398 12,599 12,799 30,788 15,049 15,739 98.4 95.6 60~64세 22,640 10,770 11,870 24,292 11,863 12,429 90.7 95.4 65~69세 17,552 7,683 9,869 21,408 9,808 11,600 77.8 84.6 70~74세 11,640 4,438 7,202 16,279 6,773 9,506 61.6 71.2 75~79세 7,463 2,636 4,827 10,115 3,602 6,513 54.6 55.3 80~84세 4,756 1,325 3,431 5,626 1,782 3,844 38.6 46.4 85세이상 2,715 534 2,181 3,910 843 3,067 24.5 27.5-24 -

<그림 2-9> 연령별 성별 인구구조(2008년) 나. 토지이용 1) 용도지역 지구 현황 가) 용도지역 전주시 총면적 중 도시지역 면적은 197.63km2(95.8%)를 차지함 도시계획 구역의 용도지역 현황은 주거지역 31.76km2(15.4%), 상업지역 4.30km2(2.1%), 공업지역 6.20km2(3.0%), 녹지지역 155.37km2(75.3%)를 차 지하고 있음 - 25 -

<표 2-10> 용도지역별 토지이용현황 (단위: km 2 ) 전 주 시 용도지역 전국시계(2007) 전북시계(2008) 2003년 2008년 용도지역 총합계 24,421,071.32 3,160 197.57 206.28 도시지역 13,693,668.35 590.58 197.57 197.63 주거지역 1,810,128.36 91.36 31.32 31.76 제1종전용주거지역 24,287.84 0.13 0.13 0.13 제2종전용주거지역 7,149.51 - - - 제1종일반주거지역 447,254.62 20.75 0.12 9.16 제2종일반주거지역 907,849.00 61.9 30.5 16.75 제3종일반주거지역 333,062.93 6.72 0.22 4.86 준주거지역 90,524.46 1.86 0.35 0.36 상업지역 220,002.09 12.08 4.2 4.3 중심상업지역 23,221.58 0.49 0.49 0.49 일반상업지역 180,709.71 11.52 3.54 3.62 근린상업지역 10,087.86 0.05 - - 유통상업지역 5,982.94 0.02 0.17 0.19 공업지역 668,288.08 42.09 6.3 6.2 전용공업지역 47,902.22 25.68 1.45 1.44 일반공업지역 483,922.33 11.68 4.18 4.09 준공업지역 136,463.53 4.73 0.67 0.67 녹지지역 10,059,612.65 368.17 155.75 155.37 보전녹지지역 1,207,871.30 60.9 47.95 51.13 생산녹지지역 754,446.29 89.16 25.54 25.61 자연녹지지역 8,097,275.06 218.11 82.26 78.63 비도시지역 - 2,569.36-8.65 계획관리지역 - 1,155.53-0.78 생산관리지역 - 0.73-0.73 보전관리지역 - 1.24-1.24 농림지역 - 1,208.72-5.63 자연환경보전지역 - 203.14-0.27 미지정 935,637.17 76.88 - - - 26 -

4) 전라북도 완주군 인구 및 가구추이 2013년 12월 말 현재 전라북도 완주군의 총인구는 86,978명(남자 44,635명, 여자 42,343명)이고, 세대수는 2013년 현재 36,241 임 완주군의 인구밀도는 106명/km2으로 전주시에 비하여 상당히 낮은 것으로 평가됨 <표 2-11> 완주군 인구 및 가구추이 연도 세대수 (가구) 인구(계) (명) 인구(남) (명) 인구(여) (명) 인구밀도 (명/km 2 ) 면적 (km 2 ) 세대당 인구(명) 1990 22,457 88,338 44,464 43,874 107.8 819.34 3.9 65세이상 고령자(명) 1991 22,382 87,301 43,516 43,785 106.5 819.51 3.9 1992 24,125 89,443 45,124 44,319 109.2 819.42 3.7 1993 24,383 87,543 44,199 43,344 106.8 819.52 3.6 1994 24,670 85,985 43,395 42,590 104.8 820.33 3.5 1995 25,655 86,570 43,982 42,588 105.5 820.90 3.4 1996 26,102 85,525 43,609 41,916 104.2 820.91 3.3 9,375 1997 27,162 86,321 44,008 42,313 105.2 820.86 3.2 9,754 1998 27,162 86,381 44,141 42,240 105.2 820.99 3.2 10,075 1999 28,172 85,796 43,902 41,894 104.5 820.95 3.0 10,472 2000 28,440 84,327 43,228 41,099 102.7 820.94 3.0 11,036 2001 29,872 87,081 44,465 42,616 106.1 820.93 2.9 11,535 2002 29,932 84,937 43,454 41,483 103.5 820.83 2.8 11,945 2003 30,866 84,224 43,194 41,030 102.6 820.92 2.7 12,479 2004 30,927 83,217 42,753 40,464 101.4 820.95 2.7 12,908 2005 32,171 84,561 43,628 40,933 103.0 820.98 2.6 13,237 2006 32,593 84,484 43,701 40,783 102.9 820.98 2.6 13,620 2007 33,139 84,561 43,742 40,819 103.0 820.98 2.6 14,576 2008 33,963 85,773 44,360 41,413 104.6 820.15 2.5 14,922 2009 34,510 86,077 44,378 41,699 105.0 820.11 2.5 15,123 2010 35,099 87,329 44,961 42,368 106.4 820.56 2.5 15,414 2011 35,003 86,766 44,511 42,255 105.7 820.66 2.5 15,715-27 -

나) 용도지구 전주시의 용도지구 현황을 살펴보면 고도지구 7.81km2, 방화지구 4.07km2, 취락지구3.5km2, 미관지구 3.33km2, 경관지구 0.41km2의 규모로 지정되어 있 음 <표 2-12> 용도지구 현황 (단위: km 2 ) 용도지구 2000년 2001년 2002년 2003년 2004년 2005년 2006년 2007년 2008년 합계 15.82 15.82 16.32 16.05 15.93 21.82 19.53 19.39 19.38 경관지구 0.4 0.4 0.41 0.41 0.41 0.41 0.41 0.41 0.41 자연 - - - 0.41 0.41 0.41 0.41 0.41 0.41 미관지구 2.03 2.03 2.05 2.04 2.04 3.66 3.33 3.33 3.33 중심지 0.27 0.27 0.29 0.27 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29 역사, 문 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 화 일반 1.75 1.75 1.75 1.76 1.74 3.36 3.03 3.03 3.03 고도지구 8.2 8.2 8.2 7.95 7.96 8.2 7.96 7.81 7.81 최고 7.95 7.95 7.94 7.7 7.7 7.95 7.7 7.55 7.55 최저 0.25 0.25 0.26 0.26 0.26 0.25 0.26 0.26 0.26 방화지구 3.71 3.71 4.17 4.16 4.16 4.08 4.08 4.08 4.07 보존지구 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 문화,자원 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 시설보호지 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 구 학교 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 취락지구 1.22 1.22 1.23 1.23 1.1 5.24 3.5 3.5 3.5 자연 1.22 1.22 1.23 1.23 1.1 5.24 3.5 3.5 3.5-28 -

각 지구의 세분을 살펴보면 경관지구는 자연경관지구만 결정되어 있으며, 미관지구의 경우 중심지 미관지구 및 역사 문화미관지구가 결정, 고도지구 는 최고 최저고도 지구가 결정되어 있으며, 보존지구는 문화 자원보존지구 가 결정되어 있음 시설보호지구 대상은 학교시설이며, 취락지구는 자연취락지구임 특히 고도지구의 경우 지역의 입지여건을 감안하지 않고 일률적으로 지정 되어 시가화 및 도시의 발전추세에 장애요소로 작용하여 많은 민원을 야 기하고 있는 실정임 2) 토지이용현황 가) 지목별 토지이용현황 전주시의 지목별 토지이용 현황을 살펴보면 임야의 비율이 34.5%(71.095 km2)로 가장 높게 나타나고 답 22.0%(45.382km2), 대지 12.9%(26.500km2), 전 9.0%(18.610km2), 도로 6.8%(14.004km2)의 순서로 나타남 <표 2-13> 지목별 토지이용 현황 (단위: km 2 ) 지 목 별 이 용 현 황 연도별 총면적 임야 전 답 대지 하천 도로 기타 2004년 206.248 72.336 19.941 48.671 24.004 8.995 12.160 20.140 2005년 206.,230 72.050 19.618 48.164 24.520 8.996 12.343 20.536 2006년 206.255 71.976 19.452 47.900 24.804 8.995 12.259 20.866 2007년 206.208 71.802 19.278 47.280 25.008 8.971 12.816 21.049 2008년 206.109 71.094 18.610 45.382 26.500 8.964 14.004 21.553 2009년 206.098 70.962 18.351 44.387 26.856 8.956 14.579 22.004 2010년 206.012 70.831 18.088 4.,880 27.222 8.951 14.718 22.320 2011년 206.026 69.491 17.786 42.958 27.476 8.946 15.782 23.584-29 -

전주시 지목별 토지이용의 가장 큰 특징은 도시화율이 22.0%로서 도시지 역과 관련된 지목의 분포가 높은 것을 알수 있음, 특히 남동부지역에 분포 하고 있는 산악지형에 의한 임야 분포가 넓게 차지하고 있는 것을 볼 수 있음 <표 2-14> 용도지구 현황 (단위: km 2 ) 용도지구 2000년 2001년 2002년 2003년 2004년 2005년 2006년 2007년 2008년 합계 15.82 15.82 16.32 16.05 15.93 21.82 19.53 19.39 19.38 경관지구 0.4 0.4 0.41 0.41 0.41 0.41 0.41 0.41 0.41 자연 - - - 0.41 0.41 0.41 0.41 0.41 0.41 미관지구 2.03 2.03 2.05 2.04 2.04 3.66 3.33 3.33 3.33 중심지 0.27 0.27 0.29 0.27 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29 역사, 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 문화 일반 1.75 1.75 1.75 1.76 1.74 3.36 3.03 3.03 3.03 고도지구 8.2 8.2 8.2 7.95 7.96 8.2 7.96 7.81 7.81 최고 7.95 7.95 7.94 7.7 7.7 7.95 7.7 7.55 7.55 최저 0.25 0.25 0.26 0.26 0.26 0.25 0.26 0.26 0.26 방화지구 3.71 3.71 4.17 4.16 4.16 4.08 4.08 4.08 4.07 보존지구 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 문화,자 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 원 시설보호지 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 구 학교 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 취락지구 1.22 1.22 1.23 1.23 1.1 5.24 3.5 3.5 3.5 자연 1.22 1.22 1.23 1.23 1.1 5.24 3.5 3.5 3.5-30 -

3) 교통 시설 가) 광역교통체계 전주시의 도로현황을 살펴보면 고속도로는 서울~광주를 연결하는 호남고 속도로와 지역간 연결도로를 담당하는 국도 4개노선(1, 17, 26, 27호선), 지방도 3개노선(712, 713, 716호선), 철도로는 전라선철도가 통과하고 있 음 국도1호선을 포함한 대부분의 국도가 도심을 중심으로 방사형 구조를 가 지고 있어 도심의 내부교통과 통과교통의 혼잡을 초래하고 있으며 시가지 내 교통집중으로 혼잡이 가중되고 있는 실정임 익산~여수를 연결하는 전라선 철도가 남북방향을 통과하여 전주역을 중심 으로 동산역, 송천역, 아중역을 경유하여 임실, 남원으로 연결됨 <그림 2-10> 광역 교통망도 나) 도시교통 2008년 말 현재 전주시내 도로의 총 연장은 605,005m로서 이중 고속도 로가 5.3km, 국도 68.245km, 지방도 21.845km, 시 군도 509.615km이며, 도 로 총 연장 중 70.0%의 포장율을 보임 - 31 -

<표 2-15> 도로현황 구 분 계 고속도로 국도 지방도 시 군도 연 장(m) 605,005 5,300 68,245 21,845 509,615 구성비(%) 100 0.9 11.3 3.6 84.2 포장율(%) 70-90 100 65 3절 사회경제환경 1. 경제활동 2008년 말 전주시의 경제활동인구는 268.8천인으로서 15세 이상 인구의 53.0%를 차지하며, 취업인구는 259.9천인으로 96.7%의 취업률을 보이고 있음 <표 2-16> 경제활동 인원 현황 (단위: 천인, %) 구 분 전 국 전 북 전주시 15세 이상인구 18,326 1,445 507.1 경제 활동 인구 11,185 850 268.8 취 업 인 구 10,708 831 259.9 경제활동 참갸율 61 58.8 53 취 업 율 95.7 97.8 96.7 2) 산업구조 산업별 취업인구를 기준으로 전주시의 산업구조는 1차 산업이 3.7%, 2차 산업이 12.0%, 3차 산업이 84.3%로서 나타나 도시구조가 3차 산업으로 고도화된 상태임을 알 수 있음 - 32 -

<표 2-17> 산업구조 현황 (단위: 인, %) 구 분 전국 전라북도 전주시 취업자수(인) 구성비(%) 취업자수(인) 구성비(%) 취업자수(인) 구성비(%) 합 계 14,844,574 100 392,253 100 259,916 100 1차산업 25,246 0.2 1,164 0.3 9,617 3.7 2차산업 3,243,042 21.8 64,818 16.5 31,190 12 3차산업 11,576,286 78 326,271 83.2 219,109 84.3 4절 기존 및 상위계획 검토 가. 제4차 국토종합계획 수정계획(2011~2020, 2011. 1, 국토해양부) 1) 계획의 비전과 목표 동북아 중심에 위치한 한반도의 장점을 최대한 활용하고 FTA 시대의 글 로벌 트렌드를 수용하여 유라시아-태평양 지역을 선도하는 글로벌 국토 실현 정주환경, 인프라, 산업, 문화, 복지 등 전 분야에 걸쳐 국민의 꿈을 담을 수 있는 국토공간을 조성하고, 저탄소 녹색성장의 기반을 마련하는 녹색국 토 실현 <그림 2-11> 계획의 기본 틀 - 33 -

2) 여건변화 전망 가) 전지구적 기후변화와 자원위기 심화 에너지 수요 증가에 따라 한정된 에너지 자원 고갈에 대한 위기감 고조 화석연료 사용 및 온실가스 배출증가에 따른 지구온난화에 대한 세계적인 관심과 우려가 고조 기후변화에 따라 물부족, 수해 등이 빈발하고 하천자원의 중요성이 더욱 증대될 전망 나) 거대 지역경제권 중심의 신개방 경쟁체제 가속화 전방위적 FTA 추진 확산, 경제 블록화 등으로 글로벌 교역 및 투자가 확 산될 전망 세계화 개방화의 진전으로 지역 간 경쟁이 보다 가속화 될 전망 다) 인구 감소 및 세계에서 가장 빠른 고령화 진행 향후 절대인구는 2018년을 기점으로 감소하여, 2020년경에는 연령대별 인구구조가 역사다리꼴로 변화될 전망 고령화가 급속히 진행되어 2020년에는 고령화율 15.6%에 이를 것임 인구감소 및 고령화에 따라 경제성장 시스템과 산업, 기업 및 개인의 행동 양식 등 경제 사회 모든 분야에 걸쳐 근본적 변화 예상 라) 교통 생활 혁명으로 U-Green 통합형 시대 전개 에너지 절약형 교통체계 및 정보통신기술이 연계 발전하는 유비쿼터스-그 린(Ubiquitous-Green) 통합형 시대가 본격 전개될 전망 고속철도, 스마트 하이웨이 등 저탄소 고속교통망의 구축으로 통근권, 경 제 여가활동의 공간적 범위가 대폭 확대되는 등 생활패턴의 변화 예상 - 34 -

마) 환경, 문화 등 삶의 질에 대한 요구 증대 환경관련 국민의식 변환, 소득증대 등에 따른 소비행태 변화로 국민의 시 간 및 공간이용 패턴이 근본적으로 변화할 전망 고령화에 따른 노인복지와 장애인 등 사회적 약자를 위한 생활기반시설의 배려 필요 바) 환경, 문화 등 삶의 질에 대한 요구 증대 환태평양권과 유라시아간 교류 협력 증진에 따라 한반도의 전략적 중요성 증대 남북한 긴장이 지속되고 있으나 중장기적으로 상호간 신뢰 확보 및 호혜 적교류 협력 확대를 통해 한반도의 경제적 통합을 위한 새로운 전기를 마 련할 필요성 증대 3) 권역별 개발방향 가) 전북권(동북아의 신산업, 문화, 관광, 물류 거점) 기본 목표 녹색기술과 융합된 미래 성장산업과 전통산업 육성 동북아 문화 관광 거점 육성 선진형 물류 교통 정보망 확충 인재육성 및 지식창출 기반 강화 거점도시 경쟁력 강화와 매력있는 정주환경 조성 발전 방향 지역별 특성화를 통한 성장거점 육성 및 균형발전 촉진 미래 녹색성장 산업, 전통산업 및 문화 관광산업 육성 - 35 -

선진형 교통, 정보, 물류망 확충 경쟁력 있는 거점도시 육성 및 매력적인 정주환경 조성 광역적 협력과 거버넌스 구축 나) 전주시 관련계획 전주광역도시권을 호남권의 중추도시로 육성하고, 아시아 문화중심, 연구 개발허브, 융 복합산업 도시로 육성 광주~전주 축 : 거점도시 및 고등교육기관을 연계한 지식 첨단산업축으 로 육성 전주~익산~군산~새만금축 : 조선, 자동차, 신재생에너지, 친환경부품소재, 바이오 및 식품산업을 기반으로 한 녹색산업축으로 육성 광주~전남 화순 나주, 새만금~익산~전주 진안을 중심으로 건강, 미용, 친환경 생활 음식이 집적화된 헬스케어산업 육성 광주 R&D 특구를 지정 개발하고 ROUTE13(광주대도시권) 전주~군 산~새만금 서남해안 광양만권을 첨단산업거점으로 육성 광주 아시아문화중심도시와 전주 서남해안의 전통문화를 연계하여 문화 관광 교류 중심지로 육성 익산백제문화권~김제농경문화권~고창고대선사문화권~전주전통문화도시~ 광주문화중심도시~영산강고대문화권~서남해안관광레저도시~지리산 덕유 산 내장산 연계 개발 및 추진체계 구축 광주대도시권과 전주광역도시권을 과학기술 진흥 및 교육 인재양성 거점 으로 육성 - 36 -

광주, 전주~익산~군산, 목포, 순천~여수~광양을 정주거점으로 육성하여 주변 중소도시와 연계한 광역도시권 형성 나. 국가기간망 교통계획 제2차 수정계획 (2001~2020년, 2010.12, 국토해양부) 1) 계획의 기조 및 목표 가) 추진전략 부문간 효율적 스톡조정을 통한 국가경쟁력 강화 - 국가교통체계의 종합조정 및 효율성 강화 - KTX 중심 철도고속화 및 도로기능 효율화 교통연계성 강화를 위한 인터모달리즘 구현 - 교통수단간 연계환승체계 강화 21세기 글로벌 교통물류 강국 실현 - 육 해 공 통합연계 국제 교통망 구축 저탄소 녹색성장형 교통체계 구축 - 녹색성장 교통체계 전환 선진국 수준의 교통서비스 제공 나) 계획의 목표 21세기 글로벌 교통물류 강국도약을 위한 세계 일류수준의 도로 철도 공항 항만 등 교통기반시설 확충 상호연계되고 효율적인 국가종합교통체계구축을 휘한 육상 해상 항공교 통의 통합네트워크 구축 국가경쟁력 강화를 위해 교통혼잡비용 물류비용 교통사고비용 등 교통 물류활동으로 인한 사회 경제적 비용의 감축 - 37 -

미래사회 대비 지속가능한 녹색성장 구현 <그림 2-12> 추진전략 및 목표 2) 전주시 관련계획 중장기 주요 국가간선철도망 추진계획(안) : 전라선(익산~순천) 복선 전 철화(154.2km) 장기 국가간선도로망계획 구상 : 남북축 제2축, 동서축 제3축 KTX를 활용한 광역경제권 기능 강화 : 전주 익산을 거점도시로 육성 다. 제3차 전라북도 종합발전계획 수정계획(2006~2020, 전라북도) 1) 계획의 목표와 추진전략 - 38 -

<그림 2-13> 계획의 목표와 추진전략 2) 전주시 발전방향 가) 미래비전 및 추진전략 미래 비전 : 전통과 더 큰 미래가 공존하는 천년의 전통문화중심도시 추진 전략 - 신성장거점지역간 광역연계체계가 구축된 21세기 연담도시중심축 구현 - 활기찬 경제와 전통이 살아 숨쉬는 전통문화중심도시 육성 - 깨끗하고 쾌적한 세계적인 녹색청정도시 조성과 복지도시 실현 나) 전주시 관련계획 중심대도시권(전주시, 완주권) - 전북발전의 핵심거점으로서 행정 및 중추관리 기능 - 농업 생명산업 연구개발 및 첨단부품 소재산업 등 - 관광 전문서비스 등 복합적인 기능을 수행 간선개발축 - 첨단산업벨트(전주~익산~군산) : 자동차 및 첨단부품 소재 등 메카트 - 39 -

로닉스 및 정밀기계, 정보통신산업을 집중 육성하여 첨단산업집적벨트 로 구축 - 생명산업 및 경관관광벨트(전주~김제~정읍 고창) : 첨단과학 생명산업 을 육성 지원, 지역이 지닌 경관과 향토역사자원을 활용하여 경관관광 벨트 기능 담당 - 전통문화관광벨트(전주~남원) : 예향으로서의 전통을 계승 발전시키고 이를 관광산업화 하여 대표적인 전통문화관광벨트기능 담당 보조 및 연계개발축(첨단산업 및 도시근교휴양벨트) - 전주 완주 : 첨단과학산업 육성 - 전주~진안 무주 : 근교 휴양 위락기능을 도입, 대도시 근교의 휴양벨트 조성 라. 2025년 전주권 광역도시계획(전라북도, 2009.9) 1) 전주권의 미래상 및 계획의 목표 <그림 2-14> 미래상 및 계획의 목표 2) 계획 지표 가) 인구 지표 광역권 도시계획상 전주시의 목표연도(2025년) 인구는 824,000명으로 계 - 40 -

획 광역도시계획은 개별도시의 사회경제적 변화요인을 충분히 수용하기 어려 움이 있으므로 전주권 광역도시계획의 인구지표를 도시기본계획에 그대로 적용하기 보다는 전주시의 사회 경제적 상황에 따라 융통성 있도록 적용 되는 지표로 활용함 <표 2-18> 전주권 광역도시계획상 전주시 인구지표 (단위 : 명) 구분 기준년도 (2004년) 2010년 2015년 2020년 2025년 비고 자연증가 인구 사회증가 인구 622,472 638,751 651,750 660,227 663,056 - - 78,000 160,944 160,944 조성법에 의한 출산율 : 0.0324 총 계 - 638,751 729,750 821,171 824,000 전주광역권 인구의 44.9% - 41 -

나) 생활환경 지표 <표 2-19> 전주권 광역도시 주요 계획지표 전망 전주시 구분 단위 전주권광역도시계획 2004년 2025년 2025년 계획지표 인구 인 622,472 824,000 1,835,000인 총가구수 가구 204,772-665,731가구 가구당 인구수 인 3.0-2.6인 주 택 주택수 호 181,857-665,731호 주택보급율 % 88.8-115% 공 원 도시공원면적 천m2 6,583-21365천m2 공 원 개소 119 - - 녹 지 1인당 면적 m2/인 5.4-12.5m2 교 통 자동차수 대 95,508-920,000대 1인당 자동차수 대/인 0.3-0.5대 급수인구 인 600,728-1,693,850인 상수도보급율 % 96.2-97.00% 상수도 시설용량 m2/일 305,300 - - 급 수 량 m2/일 244,728 - - 가 동 율 % 80.2 - - 1인1일급수량 l 407 - - 하수도 하수처리인구 인 587,917-1,693,850인 하수도 처리율 % 94.2-97.00% 폐기물 처 리 인 구 인 623,602-1,835,000인 인 구 비 % 99.9-100.00% *자료 : 2025년 전주권 광역도시계획, 전라북도, 2009.9 3) 관련 계획 공간구조구상 전주권 공간구조 구상: 십자형개발축 + 환상형 성장관리축 - 성장관리축 : 전주 완주 혁신도시권 전주시: 개발형 공간구조로의 전환 - 기존 1도심과 2역 4도심(효자, 덕진, 인후, 조촌)을 중심으로 서북부지 - 42 -

역 축선의 개발활성화를 도모함으로써 개방형 공간 구조로 전환 모색 교통축의 설정 동서1축: 새만금~익산~전주~장수 남북4축: 순창~전주~완주~청주 녹지축의 설정 수경 산악 해안축 + 녹지벨트 - 산악녹지축 : 완주군을 중심으로 대둔산, 위봉산, 고덕산, 모악산으로 이어지는 산악녹지축의 설정 - 녹지 벨트: 도시간 연담화를 방지하고, 광역녹지 공간의 확충 및 접근 성 증진을 위한 녹지벨트이 설정 토지이용 구상 지역내 사호보완적인 기능분담 체계 구축 - 전주권의 행정 문화 교육의 중심지로서 중추관리기능 수행 - 첨단정보산업의 기반 구축 - 혁신도시 건설에 따른 지역여건변화에 주도적 역할 담당 신산업 등 산업연계 벨트 강화 및 혁신클러스터 구축 - 산업연계벨트: 군산(자동차, 메카트로닉스)~익산(섬유, 첨단기계)~전주 (R&D 및 S/W개발, 나노기술)~완주(신재생에너지, S/W생산)~김제(생물 생명, 식품) - 지역별 거점 : R&D 및 지원거점 마련 공간수요의 합리적 배분과 균형적인 토지이용 -연구개발 및 여가기능: 모악산휴양관광단지, 생명과학연구단지 - 43 -

마. 전주시 장기종합발전계획(2008~2020, 전주시) 1) 비전 및 발전 목표 2) 계획 지표 <그림 2-15> 비전 및 발전 목표 <표 2-20> 전주시 생활 및 복지환경지표 생활 환경 지표 복지 환경 지표 구분 단위 2015년 2020년 인구 인 785,000 837,000 주 택 가구원수 인/호 3.0 3.0 주 택 수 동 237,826 262,326 교 통 자동차보유대수 대/천인 501 515 통 신 전화보급대수 대/천인 7 7 우 체 국 개소 14 15 상수도 보급율 % 95.0 97.0 상하수도 급 수 량 l/인 485 492 하수도보급율 % 95.0 98.0 하수처리장 개소 2 2 쓰 레 기 수 거 율 % 97.0 98.0 총배출량 t/일 589 586 종합병원 개소 5 5 의 료 보 건 소 개소 8 8 의 사 수 인/만인 34 39 병 상 수 상/만인 97 108 초등학교 개교 70 71 교 육 중 학 교 개교 42 42 고등학교 개교 40 40 대 학 교 개교 7 7 여성복지시설 개소 5 5 아동복지시설 개소 8 8 복 지 장애인복지시설 개소 5 5 노인복지시설 개소 8 8 종합운동장 개소 1 1 청소년 수련시설 개소 6 6 도 서 관 개소 5 5 문 화 박 물 관 개소 4 4 미 술 관 개소 3 3-44 -

바. 기정계획 검토 1) 2021년 전주도시기본계획(2000~2021, 전주시) 가) 도시 미래상 전통 문화예술 환경 정보의 도시 문화를 창조하는 도시(Artpolis) - 전통문화와 역사적 뿌리에 이어지는 [예향]의식과 더불어 개방적 국제 적 독자적인 [전주다움]형성 - 이를 통한 대내 외로 위상 강화에 주력하는 전통문화를 창조하는 도시 환경을 중시하는 도시(Ecopolis) - 지속가능한 개발 실천 - 맑고 깨끗한 환경을 중시하는 도시 지식 정보의 도시(Intelpolis) - 쾌적의 환경 및 우수한 인재 등을 활용하는 개발사업과 정책을 체계적 으로 실천 - 대내외적인 유형 또는 무형의 경쟁력 제고 - 정보화 평생교육화로 역동성이 강조되는 지식 정도의 도시 농촌 서비스 지원 도시(Agropolis) - 도시와 농촌의 모든 시민들이 배울 거리와 볼거리를 함께 공유하며 살 아가는 맛과 멋이 넘쳐나는 인간중심의 터전을 마련하는 농촌서비스 지원 도시 나) 계획지표 설정 인구 지표 전주시 인구규모는 과거추세에 의한 방법과 상위계획인 제3차 전북도 종 - 45 -

합발전계획상의 인구지표를 고려하여 목표연도 2021년도의 계획인구를 850,000인으로 설정 주요 계획지표 <표 2-21> 생활환경지표 구분 단위 1998년 2001년 2006년 2011년 2016년 2021년 인 구 주 택 교 통 통 신 상 하 수 도 쓰 레 기 인 구 인 600,343 630,000 700,000 760,000 810,000 850,000 연 평 균 증 가 율 % - 1.62 2.13 1.66 1.28 0.97 가 구 원 수 인/호 3.4 3.2 3.0 3.0 3.0 2.9 주 택 수 동 150,694 161,100 201,500 225,700 245,400 266,400 주 택 보 급 율 % 85.6 90.0 95.0 98.0 100.0 100.0 화 물 물 동 량 톤/일 12,821 14,087 16,659 19,390 21,800 24,301 자 동 차 보 유 대 수 대/천인 228 293 402 481 517 523 전 화 보 유 대 수 대/백인 54.4 57.0 60.0 65.0 70.0 75.0 우 체 (분) 국 개소 11 12 13 14 14 15 전 신 전 화 국 개소 5 5 5 6 6 6 상 수 도 보 급 율 % 92.5 94.5 96.0 97.0 98.0 99.0 1 인 1 일 급 수 량 l 389 400 445 475 500 500 하 수 도 보 급 율 % 93.5 94.0 95.0 97.0 98.0 100.0 하 수 처 리 장 개소 1 1 1 1 2 2 수 거 율 % 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 총 배 출 량 t/일 551 567 595 608 608 595 *자료 : 2021년 전주도시기본계획. 2002.9-46 -

<그림 2-16> 2021년 도시기본구상도 - 47 -

3장 탄소기술 산업의 동향 분석 1절 탄소산업의 중요성 2절 탄소산업의 소재별 특성 3절 탄소산업의 전망과 현황 4절 탄소산업의 활용분야 5절 수요시장 창출 분야 6절 탄소산업 및 기술 수준 분석 7절 탄소산업의 국내외 산업 동향 및 시장전망 8절 전라북도 탄소산업의 문제점 및 육성 가능성

1절 탄소산업의 중요성 에너지저장, 생체재료, 우주/항공, 자동차, 원자력, 제철/제강, 토목/건축, 환경 공학 분야의 발달은 인류 문명발달에 필수 불가결한 요소임 또한 이 분야의 산업은 금속기반에 세라믹과 화학적 요소 등을 이용하여 발전해 왔으나, 그 기계적, 화학적 한계성을 보이며 21세기 이후 다양한 시장과 연구개발의 니즈를 충족시키지 못하는 실정임 이러한 시장과 연구개발의 니즈를 충족시키기 위하여 새로운 소재 및 이 를 이용한 하이브리드화가 필요하며, 최근 탄소 소재가 부각되고 있음 <그림 3-1> 탄소 화합물(석유계)로부터 생산된 다양한 제품 탄소는 인류가 탄생하기 이전에 지구를 에워싸고 있던 댁 중의 이산화탄 소가 태양 에너지에 의해서 식물이나 플랑크톤 같은 유기물로 흡수되고, - 51 -

그것이 지하 깊숙한 곳에 매몰되어 오랜 시간에 걸쳐 고온과 고압으로 변 질된 결과 석탄, 석유, 천연 가스 같은 화석 자원이 주요 성분으로 축적된 것임. 이 때문에 탄소는 자연계에 널리 존재하는 원소이며, 주기율표상의 제4족-비금속 원소로서 유기, 무기 및 금속을 동시에 아우를 수 있는 중 개원소임. 탄소는 유기화학 적으로 탄소-탄소, 탄소-수소, 탄소-산소, 탄소-질소 등과 같이 다양한 이종원소와의 결합을 형성 할 수 있으며 그 결합 형태 또한 단일(sp 3 )/이중(sp 2 )/삼중(sp) 결합을 이루어 다양한 조합과 형태(사 슬 및 환 형태)를 가질 수 있는 대표적 원소 임(그림 3-2참조) <그림 3-2> 다양한 결합을 통한 탄소 동소체 - 52 -

투명한 빛을 내는 다이아몬드 역시 탄소 동소체의 덩어리이지만 보통 우 리가 알고 있는 탄소 덩어리(재료)는 검은색의 형태를 띠고 있다는 이미 지가 강함. 그러나 이 탄소재료는 앞서 말한 특성들로 인하여 일상으로부 터 산업에 이르는 많은 분야에서 중요한 역할을 하여 왔고, 앞으로 첨단기 술의 발달을 뒷받침할 중요한 소재의 하나임 연필심에서부터 복사기의 토너와 프린트 잉크, 모터 브러시와 전차의 팬터 그래프, 자동차 타이어, 정수기의 흡착제, 비행기/자동차/풍력발전기블래이 드/로켓 노즐 등, 탄소 재료의 응용 예는 무수하게 많음. 또한 공업 적으 로도 알루미늄 제련과 척강제련, 반도체 공업 등에서도 중요 부재로 사용 되고 있음 탄소소재는 인류발전에 있어서 다른 소재보다도 장구한 역사를 가지며 범용에서부터 첨단 소재로서의 가치를 확보해 왔던 소재라 할 수 있음. 또 한 다른 소재와 융복합에 의해 그 가치와 응용분야를 확대 할 수 있는 잠 재력을 가지고 있으며 관련 응용 분야는 산업의 패러다임을 혁신할 미래 형 소재로서 각광받고 있음(그림 3-3, 표3-1) <그림 3-3> 탄소소재 응용분야 * 자료: LG 경제 연구소 - 53 -

<그림 3-4> 탄소소재 산업별 비중 *출처: The science - 54 -

<표 3-1> 탄소섬유의 응용현황 및 특징 시작 (1963-1983) 시장 성장 (1984~1993) 급속한 성장 (1994~2003) 급속한 확장 (2004~2013) 응용현황 골프 샤프트&낚시로드 로켓 모터 케이스 위성 분야 항공기 구조 군사 분야 스포츠상품의 급속한 성장 (골프 샤프트와 테니스 라켓) 에어버스320의 기본구조로 채택 보잉 777기의 기본구조로 채택 항공기 산업의 불경기 산업이용(CNG압력용기, 기계/공 구) 토목공학 통신위성의 확장 에어버스 A 380의 기본구조에 채 택 풍력에너지와 자동차에 도입 보잉787기의 기본구조에 채택 풍력에너지 산업의 급속한 확장 자동차 산업의 급속한 확장 특징 제한된 응용분야 탄소섬유의 높은 성 능 스포츠 상품 시장에 서의 인정 점보제트기의 추가 적용 다양한 제품 종류 현저한 비용 감소 탄소섬유의 범용 큰 스케일의 생산 시작 더 많은 비용 절감 적용 범위의 확장 생산설비의 빠른 설 치 다양한 스포츠 용품 * 자료: GS Caltex - 55 -

한편, 탄소산업은 다양한 원료로부터 제조된 탄소소재들을 이용하여 석탄, 석유화학, 농 임업, 철강, 비철금속, 세라믹, 자동차, 우주항공, 건축토목, 전자 및 전력, 지속가능에너지, 환경 산업 등에 사용되는 중요 소재들을 제공하는 기반산업임. 도한 이는 원료, 중간재, 최종제품 등에 이르기까지 의 원천/기반기술, 공정/생산기술, 제품화기술, 용도맞춤 응용기술 등을 포 괄함. 기존의 산업들이 많은 에너지원들과 귀금속을 소모하는 것에 비해, 탄소산업은 석유정제의 부산물을 이용하여 부가가치가 큰 원료로 변환하 는 것을 포함하여 유기물 분해 등에서 발생되는 가스(Landfill 가스)인 메 탄, 이산화탄소 등을 이용하여 다양한 응용분야에 맞는 탄소소재를 생산한 다는 점에서 환경 및 에너지 문제 해결의 핵심소재이자 산업으로 평가되 고 있음. 이 때문에 일본은 학계와 기업을 중심으로 연계 연구를 통해 오 랫동안 탄소산업을 진행해 왔고 이를 통해 국가의 신성장동력 발굴에 매 진하고 있음. 중국 역시 탄소산업 분야의 새로운 강국으로 부상하고 있음. 국가차원에서 탄소재 연구 개발에 막대한 연구비를 투자하여 탄소섬유의 경우 일본제품의 90% 이상의 성능 발현을 이뤄 냈고, 이를 이용한 우주항 공 산업발전에 박차를 가하고 있음. 미국은 Zoltek사를 필두로 하여 저가 형 라지토우 탄소섬유 개발과 함께 최첨단 탄소소재인 탄소나노튜브와 그 래핀에 관한 연구를 중점적으로 하고 있음. 특히 그래핀에 관한 연구는 일 본보다도 더 다양하게 수행되고 있으며, 가장 많은 논문 및 특허를 발표하 고 있음. 이에 반해 우리나라는 탄소산업에 대한 기반이 취약한 실정임. 원료 생산기반 및 원친기술 연구 활동이 미미하고, carbon product 대부분 을 수입에 의존하고 있음. 대신 프리프레그 및 복합재료 가공기술에 상대 적 강점을 가지고 있으며, 탄소나노튜브 및 그래핀을 이용한 응용 연구에 서 두각을 나타내고 있음. 취약점을 보완하고 강점을 극대화시키는 방향의 계속적인 투자/연구가 필수적이라 할 수 있음(그림3-5~3-7) - 56 -

<그림 3-5> 다양한 범용 탄소소재와 첨단 탄소나노소재 <그림 3-6> 기초 원료로부터 최종제품에 이르는 탄소소재의 제조 과정 - 57 -

<그림 3-7> 탄소섬유 산업의 시장예측 자료: 산업통상자원부 탄소산업의 중요성과 영향력은 단순히 산업의 차원에서만 머무는 것이 아 니라 경제 및 정치적 차원에서도 큰 의미를 가짐. 예컨대 현 글러벌 금융 위기를 극복하기 위해 오바마 정부는 2009년부터 2019년 까지 총 10년 동안 1,500억 달러를 투자하는 초대형 프로젝트인 뉴 아폴로 프로젝트 (New Apollo Project) 정책을 시행하고 있음. 향후 10년 동안 재생 가능 한 대체 에너지원 개발에 1500억 달러를 투자하여 고소득 일자리 500만 개를 창출하겠다는 것이 주요 내용임. 이 프로젝트를 자세히 살펴보면 탄 소세(Carbon Tex) 및 탄소배출권(Carbon Credit) 거제도의 도입과 에너 지 산업 시장의 혁명을 통한 녹색 성장시대의 패권 장악이라는 암묵적 목 표를 가지고 있음. 이 두 가지 제도는 에너지 산업 시장의 혁명과 밀접한 관계를 맺고 있음. 화석연료 태양열/원자력/조력/지열/풀려/바이오에너지 등으로의 빠른 변화만이 탄소시장 에서 우위를 점할 수 있다고 보기 때문 임. 하지만 이런 탈탄화(decarbonization) 된 에너지원의 발굴과 발전은 탄소산업의 뒷받침 없이는 거의 불가능함. 아이러니하게도 탄소는 탄소발 - 58 -

생의 원인 물질이기도 하지만 발생되는 탄소의 양을 저감한다든가 신재생 에너지를 이용한 발전 및 에너지 저장시설의 구축에 탄소소재가 핵심요소 이기 때문임. 이런 관점에서 탄소배출저감, 탈탄소화 는 탄소산업의 전반 적인 발전을 통해 비로소 이뤄질 수 있을 것임. 환경 및 에너지가 곧 돈이 되고 있는 현실과 앞으로 전개될 산업 발전상 의 미래상을 고려할 때 탄소산업은 미래 한국의 신성장 동력으로서의 확 고한 위치를 차지할 것으로 예견됨. 향후 더욱 치열해 질 국제적인 탄소산 업 경쟁에서 승리하기 위하여 탄소산업에 대한 인식 제고와 함께 산업의 경쟁력을 높이기 위한 국가적 지원체계의 확립이 요구되는 이유임 2절 탄소산업의 소재별 특성 1. 활성탄소 활성탄소는 가장 널리 사용되는 흡착제로서 생산과 활용시기는 19세기로 거슬러 올라감 활성탄소의 유용성은 주로 큰 마이크로 기공(2 nm 이하)과 메조 기공(2 ~ 50 nm)의 체적과 그로부터 발생되는 넓은 표면적으로부터 우수한 흡착 특성을 보임 전형적인 활성탄소의 기공크기 분포는 여러 가지 다른 흡착제와 비교하 여 그 누적기공 부피가 큼 (그림 3-8) - 59 -

<그림 3-8> 활성탄, 실리카겔, 활성알루미나, 분자체탄소, 제올라이트 5A의 기공크기 분포도 *출처: 논문, Yang(1997) 기능적 측면에서는 제올라이트와 거의 유사하기 때문에 사용조건에 관계 없이 광범위하게 사용할 수 있어 다양한 기술개발 응용에 적용됨 활성탄소는 특히 공장의 폐수, 한천의 부영양화 현상, 악취 제거, 자동차 배기가스 및 NOx 제거공정 등의 환경문제를 해결함 활성탄소의 현대적인 생산 공정은 기본적으로 원료물질 준비, 저온 탄화, 그리고 활성화의 단계를 거쳐 생성됨 요구되는 기공의 구조와 기계적인 강도 등을 응용분야에 맞게 다양한 조 건으로 조절 할 수 있음 활성탄의 원료는 나무, 토탄, 석탄, 석유 코크스, 야자 껍질, 등겨 등의 탄 소 물질이며 무연탄이나 역청탄이 과거 주요 원료였음 - 60 -

활성탄소 제조시 기공을 부여하는 활성화 공정은 활성탄소에서 매우 중요 하며, 이공정은 크게 물리적 활성화와 화학적 활성화로 나뉨 물리적 활성화는 활성 물질의 표면으로부터 증발과 활성가스 흐름으로 세 공에 응축된 타르형태의 물질 이탈, 타르형태의 물질증발과 확산에 의해 물질의 부피증가 또는 감소 현상이 나타남 화학적 활성화는 탄소물질의 활성점과 표면에서의 활성가스와의 상호반응, 세고에서 타르형태의 물질과의 화학적 반응이 일어나는 것으로 산화성 기 체 유입속도와 유량, 가스농도, 온도, 시간, 섬유형태 등에 따라 활성탄소 의 미세구조 또는 흡착특성에 달라짐. 활성탄소의 독특한 성질은 표면이 비극성이거나 혹은 표면의 산화물 그룹 이나 무기 불순물 때문에 약간의 극성이 있다는 것이며 이러한 극성은 활 성탄소의 보관이나 특정 흡착질의 선택적 흡착과 같은 독특한 특성을 부 여함 2. 탄소섬유 일반적으로 탄소섬유(carbon fiber)는 플라스틱에 섞어 복합재료의 형태로 만들어 지며, 이 복합재료는 플라스틱의 뛰어난 성형성과 탄소섬유의 높은 강도의 장점을 조합된 것임 탄소체의 대표적인 탄소섬유는 고강도, 고탄성 소재로써 경량이면서도 고 강도의 구조재, 특히 가공성이 높은 첨단 복합재료의 강화재로서, 항공기 의 구조재, 우주 왕복선 및 우주 구조물 등 제조의 핵심소재로 이용되고 있으며 그중 팬(PAN)계 탄소섬유가 높은 강성으로 인하여 섬유 복합체 시장의 상당부분을 차지하고 있음(그림 3-9) - 61 -

<그림 3-9> 탄소섬유의 형상 탄소섬유는 적어도 92% 이상의 탄소로 이루어진 섬유를 칭하는 것으로서, 제조방법 및 출발원료에 따른 팬(PAN)계, 핏치(Pitch)계 그리고 레이온 (Rayon)계 탄소섬유로 구별되어지는데 대표적인 탄소섬유의 제조공정을 그림 3-10에 보이고 있음 <그림 3-10> 탄소섬유의 제조 공정 특히, 1971년 일본의 토레이(Toray)사에서 아크릴섬유로부터 개발 및 제 조된 팬계 탄소섬유는 높은 인장강도 및 전단강도를 지닌 고기능성 충전 재로서 우주 및 항공분야에 소비되어 왔으며, 핏치계의 경우 값싼 범용성 탄소섬유로서 많은 가능성을 내포하고 있으며, 일반 강성용 섬유복합체에 - 62 -

서는 펜섬유를 상당 부분 대처하고 있는 성과도 보이고 있음 3. 카본블랙 카본블랙(Carbon Black)은 그을음에 상당하는 것 죽, 불완전 연소된 탄화 수소 덩어리를 이르는 말로, 입자의 크기는 10 500 μm 이며 흑연과 비슷 함 중국에서는 아주 오래전부터 소나무의 그을음 또는 유연( 油 煙 )에서 만들 어 먹으로 사용하였으며, B.C 16 세기경 이집트의 파피루스에 수록된 글 자에 사용된 것으로 알려져 있음 공업적으로는 천연가스 타르 등을 불완전연소시켜 생긴 그을음을 모으거 나, 그것들을 열분해하여 제조하고 있음 카본블랙은 소비량의 85 %가 고무용이고, 11% 정도가 인쇄잉크를 비롯 하여 흑색안료로 사용되며 기타 대전방지재, 전극 도전재 등으로 사용되고 있음 <그림 3-11> 카본블랙의 구조 모델(좌)과 실제 SEM 이미지(우) - 63 -

4. 인조 흑연 그리스어로 쓰다(Write) 의 의미를 갖는 Grafein에서 유래한 흑연 (Graphite)은 크게 광산에서 채굴해서 사용하는 천연흑연과 인위적으로 만드는 인조흑연으로 나눌 수 있음 흑연은 굳기가 약 1.5로 매우 부드러운 편이며, 비중은 2.23 이지만 구조 적 형태 변화를 통하여 낮을 질 수 있음. 흑연소재는 내열성, 내식성, 열 및 전기 전도성, 윤활성 등 타 재료에서 얻 을 수 없는 특성을 지니고 있음 현재 생산 규모는 연간 60만 톤 정도이며 사용 범위는 2차전지 음극재, 원자력 발전의 중성자 감속재, 로켓의 케이스 및 노즐, 제철용 전극봉, 반 도체 실리콘 잉곳 제조 설비용 소재, 윤활제, 감마제 등으로 매우 넓음 이 중 가장 성장성이 높은 분야는 2차전지 음극재이며, 현재 세계 음극재 시장 규모는 약 3억 달러 규모이며 이중 절반 이상은 인조흑연이 사용됨 인조흑연은 3천 도 수준의 열처리를 해서 제조하기 때문에 가공비가 천연 흑연보다 많이 소모되며, 이에 따라 최근에는 상대적으로 저가인 천연흑연 의 사용 비중이 늘어나고 있는 상황이며, 천연흑연의 단점인 성능 변화와 낮은 충방전 수명은 외부 표면의 열처리를 통해 해결하고 있음 흑연의 충전성능이 포화되어 가면서 대체재로서 실리콘계 음극재가 주목 받고 있지만, 가격 경쟁력이나 기술의 성숙도 면에서 열세이기 때문에 적 용이 된다 해도 당분간은 큰 영향이 없을 것으로 보임 - 64 -

<그림 3-12> 흑연 제조공정 - 65 -

5. 탄소나노튜브 우수한 기계적 특성과 전기적/열적/화학적 특성을 보이는 새로운 소재로 각광받고 있는 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)는 1991년 최초로 발견된 이래 탄소나노튜브를 이용한 다양한 연구 개발이 꾸준히 진행되어 오고 있음. 그 결과 탄소나노튜브를 사용한 신소재는 기존 기술의 한계를 극복할 수 있는 새로운 신물질로 주목받고 있으며, 기존 기술의 한계들을 극복할 수 있는 혁신적인 재료로 제시 되고 있다. 뿐만 아니라 탄소나노튜 브를 사용한 신소재의 개발로 인해 다양한 새로운 기술 분야들이 개발되 고 있음 탄소나노튜브는 흑연층(graphene layer)이 원기둥 형태로 말려있는 튜브 구조로서 직경은 1~50 나노미터(1나노미터=10억분의 1미터), 길이는 수 cm에 이르는 장대비(aspect ratio)가 매우 큰 특징을 보이는 나노소재이 며, 또한 그 우수한 기계적, 열적, 전기적 특성으로 인해 주목 받게 됨에 따라 그 물성들이 학계에서 여러 가지 방법으로 확인된 바 있음 먼저 기계적 특성의 경우, 탄소나노튜브의 직경에 상관없이 탄성계수가 평 균 1.28 TPa에 이르는 것을 확인할 수 있었고, 같은 실험으로 측정된 SiC 나노로드(nanorod)의 660 GPa 보다 훨씬 높은 것으로 확인되었음 뿐만 아니라 SiC 나노로드에 비해서 다중벽탄소나노튜브는 계속 굽힐 경 우 buckling이 발생하면서 파괴가 일어나지 않으며, 변형률이 또한 매우 크며, 인장강도가 11~63 GPa, 탄성계수는 270~950 GPa의 값을 보임 탄소나노튜브는 이론적 열전도도는 6600 W/mK에 이르며, 실험적인 연구 결과에서는 약 3000 W/mK에 이르는 것으로 알려짐. 이는 기존 열전도도 가 우수한 재료로 알려진 은(429 W/mK), 다이아몬드(900-2320 W/mK) 와 비교해 볼 때 매우 높은 값임 아크방전법으로 제조된 결함이 매우 적은 다중벽탄소나노튜브는 1011-66 -

A/m 2 의 높은 전류밀도를 견딜 수 있음 이와 같이 탄소나노튜브는 우수한 기계적, 열적, 전기적 특성을 가지고 있 어서 전계방출, 전자도료, 각종 고감도 센서와 복합재료의 기계적 특성을 향상시킬 수 있는 강화재로서 사용될 수 있을 뿐만 아니라 복합재료의 열 적, 전기적, 광학적 특성 등 다양한 기능성을 부여할 수 있는 첨가재로서 의 사용될 수 있음 <그림 3-13> 탄소나노튜브의 종류 6. 그래핀 2차원 평면에서 탄소-육각형 그물망을 이루어 쌓여 있는 흑연에서 한 층 만을 불리해 낸 것을 그래핀이라 하며, 현재 기대되는 신소재로 최근 몇 년 사이 관련 연구가 폭발적으로 증가함 맨체스터대학의 콘스탄틴 노보셀로프 교수가 지난 2004년 스카치테이프의 접착력을 이용해 상온에서 그래핀을 최초로 분리해낸 것으로 안드레 게임 교수와 함께 2010년 노벨 물리학상을 수상 원자 수준의 두께를 갖기 때문에 투명하고, 굽힘 특성이 탁월 하여 탄소나 노튜브보다 전기 전도성이 좋은 것으로 알려져 있으며, 투명전극을 비롯해 리튬이온전지의 음극재, 고용량 커패시터, 고감도 센서, 반도체등 다양한 - 67 -