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에너지기술 16대 분야 육성정책과 에너지 신산업 융·복합 R&D전략

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342000
제조사
지식산업정보원
필수선택
규격
618쪽 (A4)
ISBN
979-11-5862-143-8 (93500)
발간일
2020-05-25
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코로나19로 전 세계 에너지시장도 급격한 변화가 일어날 것이라는 분석이 제시됐다. 한국에너지공단의 ‘KEA 에너지 이슈 브리핑’에 따르면 사업장 운영중단으로 전 세계 전력수요는 약 15% 가량 감소했으며, 유럽은 코로나19 영향으로 1~2주 사이에 주요국에서의 전력 수요 둔화 현장이 발생했다. 재생에너지 시장 역시 위축되었는데, 전 세계 태양광 패널 공급의 약 70%를 차지하는 중국에서 일시적인 공급 병목현상이 발생하였다. 풍력터빈의 주요 생산지인 유럽은 중국에서의 부품공급이 어려워 생산에 차질이 생기기도 하였다. 한편, 올해 3월 EU 대표부는 코로나19 극복 방안 성명서를 통해 경기침체 극복 방안으로 에너지전환 산업투자 활성화를 발표한 바 있다. 올해 CO₂ 배출은 일시적으로 감소할 전망이지만 지속가능한 저감을 위해 구조적·정책적 대책 마련 및 관련 기술 개발 투자가 필요할 것으로 보인다. 

 산자부는 2020년 에너지기술개발 실행계획을 확정하고, 89개 신규지원 대상과제를 공고하였다. 에너지기술개발계획은 중장기 에너지정책 목표를 실현하기 위한 구체적인 액션플랜이 담겨있다. 2020년 에너지기술개발 사업은 16대 중점투자 분야에 90% 이상을 집중하고, R&D 전 주기 안전관리 체계를 강화하며, 기술 융복합 촉진을 위한 대형 플래그쉽 과제 추진에 초점을 두었다. 기술개발에는 전년대비 19.1% 증가한 9163억 원이 투입된다. 이 중 2021억 원은 신규과제에 투입된다.  또한 잠재력 있는 에너지벤처의 성장을 촉진하고 에너지산업 혁신 생태계 활성화를 위해 '기술혁신형 에너지 강소기업 육성사업'을 추진하기로 하였다. ICT를 접목한 재생에너지 발전량 예측, 사전 고장진단·발전량 최적화, 가상발전소(VPP) 운영·관리, 분산 전원 부하 조정 알고리즘 개발 등이다.  

 이에 본원 R&D정보센터에서는 에너지 분야에서 고부가가치 분야 중심으로 산업 체질을 강화하고, 에너지전환 분야 세계 최고수준의 기술경쟁력을 확보하기 위하여 관련기관들의 분석 정보자료를 토대로「에너지기술 16대 분야 육성정책과 에너지 신산업 융·복합 R&D전략」을 발간하였다. 본서는 4가지 중점 과제 분야의 에너지 신산업 육성, 고효율/저소비 구조 혁신, 깨끗하고 안전한 에너지 공급, 분산형 에너지 확산, 에너지 신산업에 필수적인 제품 또는 솔루션(SW) 기술개발을 수록하였다. 아무쪼록 본서가 학계・연구기관 및 관련 산업분야 종사자 여러분들에게 다소나마 유익한 정보자료로 활용되기를 바라는 바입니다. 


제 1장 국가별 에너지전환 정책과 성과분석

1. 주요 국가별 에너지전환 정책 및 성과
1) 에너지시스템
(1) 법·제도적 특성
(2) 수급 구조적 특성
(3) 시장 구조적 특성
(4) 기술적 특성
(5) 안보적 특성
(6) 환경적 특성
2) 에너지 전환
3) 주요 국가별 에너지 전환정책
(1) 독일
가. 독일의 에너지 전환정책 목표
A) 온실가스 감축목표
B) 재생에너지 보급·확대 목표
C) 에너지수요 감축 목표
나. 메르켈 4기 연립정부의 에너지 전환정책
다. 독일의 脫 석탄 일정 확정
라. 독일 에너지 전환정책의 당면과제
(2) 영국
가. 영국의 에너지 전환정책 목표
A) 脫석탄 목표
B) 에너지효율 개선 촉진
C) 신재생에너지 보급·확대 목표
D) 셰일자원 개발 촉진
E) 원자력・가스의 역할 유지
나. 영국의 청정성장 전략 목표
(3) 프랑스
가. 프랑스의 에너지 전환정책 목표 및 정책 수단
A) 온실가스 감축 목표
B) 화석에너지 의존도 및 에너지수요 감축 목표
C) 재생에너지 보급·확대 목표
D) 프랑스 원전 전원 비중 조정 목표
나. 프랑스의 에너지·기후변화 정책 당면과제
(4) 일본 
가. 일본의 에너지·기후변화 정책 목표
A) 에너지자급도 제고 및 에너지원별 분담률 조정 목표
B) 전원믹스 개편 목표
나. 일본의 에너지·기후변화 정책의 당면 과제
(5) 미국
(6) 중국
(7) 대한민국
가. 현 정부 에너지전환 정책 추진 경과
나. 국내 에너지 소비 추이 (’00˜’17)
다. 정책 여건
A) 깨끗하고 안전한 에너지로의 전환 요구
B) 에너지 소비 중 전력 비중 확대
C) 에너지 저효율·다소비 구조 지속, 미래 에너지산업 창출 부진
D) 에너지시설에 대한 지역 수용성 저하
4) 에너지 전환정책의 에너지믹스 및 전원믹스 변화 영향
(1) OECD
(2) 독일
(3) 영국
(4) 프랑스
(5) 일본
2. 2020년 에너지기술개발 실행계획
1) 추진 개요
2) 2019년 에너지 R&D 성과와 평가
(1) 투자 규모
(2) 주요 성과
(3) 평가 : 개선/보완할 사항
3) 2020년 에너지 R&D 추진 방향
(1) 에너지산업 여건과 환경변화
(2) 2020년 에너지 R&D 투자 규모
(3) 2020년 에너지 R&D 투자 방향
4) 2020년 에너지 R&D 중점 추진과제
(1) 에너지전환을 위한 16대 분야 집중투자
가. 에너지신산업 육성 : 2,513억원 (신규 634억원)
나. 고효율/저소비 구조 혁신 : 1,645억원 (신규 470억원)
다. 깨끗하고 안전한 에너지 공급 : 2,755억원 (신규 591억원)
라. 분산형 에너지 확산 : 1,365억원 (신규 234억원)
(2) R&D 투자체계 혁신
가. 대형 플래그쉽 프로젝트 추진
나. 에너지 R&D 과제 안전관리 강화
다. 시장/수요와의 연계 강화
(3) 에너지산업 인프라 강화
가. 에너지산업 융복합단지 조성
나. 국제협력 강화 및 해외시장 진출 촉진
다. 융합형 에너지 전문인력 양성


제 2장 에너지 신산업 육성 -태양광/풍력/수소-

1. 태양광 에너지 신산업 육성 관련 최신동향
1) 태양광/태양열 산업생태계 분석
(1) 산업 특징
가. 정의
나. 산업 범위
다. 산업 특징 및 구조
(2) 국내외 시장현황
가. 해외시장 현황
나. 국내시장 현황
(3) 국내외 주요 업계 환경 분석
가. 해외업체 동향
A) 태양광
B) 태양열
나. 국내업체 동향
2) 태양광 가치사슬 단계별 주요 기술 및 트렌드
(1) 1단계 : 소재 및 모듈 제조
가. 소재 기술
나. 박막 기술
다. 모듈 기술
(2) 2단계 : 태양광 설치 - 대지 및 옥상 이외 설치
(3) 3단계 : 운영 및 유지보수
(4) 4단계 : 태양광 설비의 수명 관리
3) 차세대 태양전지 소재개발 최신동향
(1) 태양광산업의 역할 확대와 소재의 중요성
(2) 차세대 태양전지 소재의 기술 수준 및 경쟁력 평가
가. 차세대 태양전지 소재의 유망성 및 기술·시장 실현 시기 평가
나. 차세대 태양전지 소재의 기술 수준 평가
다. 차세대 태양전지 소재에 대한 경쟁력 평가
A) 경쟁력 약화 요인
B) 경쟁력 강화 요인
(3) 페로브스카이트 태양전지
가. 고효율 페로브스카이트 태양전지
나. 탠덤 태양전지
(4) 초경량 유연 CIGS 박막 태양전지 개발
(5) 고효율 유기태양전지 개발
4) 태양광발전 모듈 및 장치개발 최신동향
(1) 정의 및 범위
(2) 기술 개발 동향
가. 기술개발 이슈
나. 생태계 기술 동향
A) 해외 플레이어 동향
B) 국내 플레이어 동향
(3) 특허 동향
가. 특허동향 분석
A) 연도별 출원동향
B) 국가별 출원현황
나. 주요 출원인 분석
A) 해외 주요출원인 기술집중도 분석
B) 국내 주요출원인 기술집중도 분석
5) 건물 일체형 태양광 발전시스템(BIPV) 주요동향
(1) 시장 분석
가. 세계 시장
나. 국내 시장
(2) 기술개발 동향
가. 기술개발 이슈
나. 생태계 기술 동향
A) 해외 플레이어 동향
B) 국내 플레이어 동향
(3) 특허 동향
가. 특허동향 분석
A) 연도별 출원동향
B) 국가별 출원현황
나. 주요 출원인 분석
A) 해외 주요출원인 기술집중도 분석
B) 국내 주요출원인 기술집중도 분석
6) 태양광 확산 장애요인 분석 및 비즈니스 모델
(1) 태양광 확산 장애요인 및 솔루션
(2) 태양광 비즈니스 모델
(3) 시사점
2. 풍력 에너지 신산업 육성 관련 최신동향
1) 풍력발전 기술/산업 동향
(1) 풍력기술
가. 풍력터빈 설계 동향
나. 육상풍력 터빈
다. 해상풍력 터빈
(2) 해상풍력 터빈의 안전성평가에 대한 표준과 계산 툴
가. 부하 환경
나. 유용한 툴
(3) 풍력에너지 시스템과 이용
가. 풍력단지
(4) 풍력 에너지의 문제점
가. 경제적 문제점
나. 기술적인 문제점
다. 사회 및 환경적 문제점
(5) 풍력 보급 및 산업 동향
가. 보급 동향
나. 산업 동향
(6) 풍력발전 업계 환경 분석
가. 해외 업체 현황
나. 국내 업체 현황
2) 대형 풍력발전 설치사례 및 기술전망
(1) 개요
(2) 풍력터빈의 대형화
(3) 대형 풍력 발전기 개발동향
(4) 대규모 해상 풍력발전 및 기술전망
3) 부유식 해상풍력발전 주요동향
(1) 부유식 해상풍력발전 정책 현황
가. 해외
A) 유럽(EU)
B) 영국
C) 미국
D) 일본
나. 국내
(2) 구성 기술
가. 터빈(발전기)
나. 부유체와 계류시스템
다. 계통 연계
(3) 국내외 부유식 해상풍력 추진 현황
가. 스코틀랜드
나. 일본
다. 국내
A) 울산시가 추진 중인 동해 가스전 인근 단지조성 대상 점검
(4) 부유식 해상풍력발전 시장 현황 및 전망
가. 국외
나. 국내
4) 고효율 소형 풍력발전 기계부품/부품 주요동향
(1) 고효율 소형 풍력발전 기계부품
가. 범위 및 분류
A) 기술별 분류
B) 가치사슬 및 용도별 분류
나. 시장 분석
A) 세계 시장분석
B) 국내 시장분석
다. 기술개발 이슈
A) 국내 소형 풍력발전 기계부품 도입시작
B) 대형 풍력발전 시스템 기술요소의 소형 풍력발전 시스템 적용
라. 생태계 기술 동향
A) 해외 플레이어 동향
B) 국내 플레이어 동향
마. 특허 동향
A) 연도별 출원동향
B) 국가별 출원현황
(2) 고효율 소형 풍력발전 부품
가. 범위 및 분류
A) 기술별 분류
B) 가치사슬 및 용도별 분류
나. 생태계 기술 동향
A) 해외 플레이어 동향
B) 국내 플레이어 동향
다. 특허동향 분석
A) 연도별 출원동향
B) 국가별 출원현황
5) 풍력발전기 운영 최적화 기술개발
(1) 풍력터빈에서의 착빙 방지 기술
가. 풍력터빈에서의 착빙 방지
나. IEA의 분류
A) 수동시스템
(2) 풍력발전 소음고찰 및 감소기술
가. 풍력발전 소음의 환경 영향과 기준
A) 소음에 의한 환경 영향
B) 소음의 국제 기준
C) 소음의 국내 기준
나. 풍력발전 소음의 종류
A) 소음의 종류
B) 공력 소음
C) 기계 소음
다. 풍력발전의 기계 소음 감소 기술
A) 기계 소음 발생 메커니즘
B) 고체 전달음 감소 기술
C) 기계 소음의 발생원별 전달 경로와 감소 방안
라. 풍력발전에서의 공력소음 감소 기술
A) 공력소음 발생 메커니즘
B) 공력소음 감소 기술 개발
3. 수소 에너지 신산업 육성 관련 최신동향
1) 수소생산 기술 현황
(1) 수전해 방법
가. 알칼라인 수전해 기술
나. 고분자 전해질막(PEM) 수전해 기술
다. 고체산화물 수전해(SOEC) 수전해 기술
라. 수전해 수소 생산기술 개발에 대한 정부 지원 계획
(2) 열분해 및 열화학적 물분해
가. 원자력 기반 수소 생산방식(열화학 사이클 기반 수소 생산 방식)
(3) 광분해
가. 수분해 광촉매를 이용한 수소생산 기술
나. 광전기화학전지 수소생산 기술
(4) 바이오매스
(5) 광합성에 의존하지 않는 수소생산 기술
(6) 수소 결합 화합물 분해를 통한 수소 생산방식
가. 암모니아 분해를 통한 수소 생산방식
나. 액체유기수소화합물(LOHC) 분해를 통한 수소생산 방식
(7) 탄화수소 개질 방법을 통한 수소 생산
가. 수증기 개질
나. 부분 산화
다. 자열개질
라. 가스화
(8) 플라즈마 기술을 사용한 탄화수소 연료의 개질
2) 수소충전용 장비 및 부품 주요동향
(1) 정의
(2) 시장 분석
가. 세계 시장
나. 국내 시장
(3) 기술 개발 동향
가. 실시간 수소충전시스템 모니터링 및 운용방법
나. 수소가스 압축기술 및 액화수소기술
다. 수소 충전용 장비/자재 개발(피팅류, 밸브류, 펌프류, 파이프 등)
라. 액체수소 저장탱크 개발
A) 고압 기체 저장 방식
B) 액체 수소 저장 방식
C) 고체 수소 저장 방식
D) 액상 수소 저장 방식
(4) 생태계 기술 동향
가. 해외 플레이어 동향
A) 독일 Linde
B) 일본 HONDA MOTOR
C) 일본 NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL
D) 일본 HITACHI
E) 프랑스 Air Liquide
나. 해외 플레이어 동향
A) 현대자동차
B) 효성
C) LG전자
(5) 특허 동향
가. 연도별 출원동향
나. 국가별 출원현황
3) 국내외 연료전지 주요동향
(1) 연료전지 기술 및 용도별 특징
(2) 연료전지 시장 동향
가. 세계 연료전지 시장 현황 및 전망
나. 국내 연료전지 시장 현황 및 전망
(3) 주요 국가의 연료전지 보급 지원정책
(4) 업계 환경 분석
가. 해외 업체 동향
A) 미국
B) 일본
C) 캐나다
D) 독일
나. 국내 업체 동향
A) 발전용 연료전지
B) 수송용 연료전지
C) 주택, 건물용 연료전지
(5) 연료전지 산업의 활성화를 위한 R&D 동향


제 3장 고효율/저소비 구조혁신 -건물·산업·수송효율, 빅데이터-  

1. 2030 에너지효율 혁신전략
1) 배경 및 의의
2) 혁신전략 주요내용
(1) 산업·건물·수송 부문별 효율 혁신
가. 산업 부문
나. 건물 부문
(2) 시스템/공동체 단위 에너지소비 최적화
(3) 에너지효율 혁신 인프라 확충
(4) 에너지효율 연관산업 육성
3) 기대효과
2. 건물 에너지효율 개선 및 발전방안 연구
1) 제로에너지건축 보급 확산 방안
(1) 제로에너지건축 단계적 의무화 로드맵 개편
(2) 다양한 유형의 건축물 맞춤형 확산 추진
(3) 지구·도시단위로 제로에너지 확산
2) 건물부문의 에너지효율 혁신전략
(1) 서론
(2) 건물의 에너지효율혁신 전략
가. 한국형 에너지스타제도
나. 고효율 가전제품 보급 및 백열등 퇴출
다. 건물에너지관리시스템(BEMS)
라. 냉방에너지원 다양화
3) 제로에너지 건축 상용화 및 사례
(1) 제로에너지건축물의 이해와 기술현황
(2) 녹색건축 산업의 미래이슈
가. 건축물 에너지 컨설팅 비즈니스
나. 건축물 에너지원 변화에 따른 건축 산업계의 대응 및 정책적 혁신 필요
다. 실효성을 바탕으로 한 녹색건축물 부동산가치 산정
(3) 신기술 적용 건축물 사례검토
가. 한국토지주택공사 본사 사옥 (경상남도 진주시)
나. 청라국제도서관 (청라국제도시 문화공원 내)
다. 명지대산학협력단(서울 노원구)
3. 산업 에너지효율 개선 및 발전방안 연구
1) 국내외 산업부문 에너지 효율제도
(1) 국내 산업 부문 에너지 효율(에너지 관리) 제도
가. 배출권거래제와 목표관리제
A) 배출권거래제
B) 목표관리제
C) 배출권거래제 참여기업 온실가스·에너지 감축설비 지원사업
나. 산업 부문 에너지 효율제도
A) 에너지이용합리화 자금 융자지원 및 세제지원 제도
B) 에너지경영시스템 지원
C) 에너지공급자 수요관리 투자
D) 에너지진단의무화제도와 에너지진단사업
다. 기기 효율제도
A) 고효율에너지기자재 인증제도
(2) 해외 산업 부문 에너지효율 제도
가. 의무 효율 규제(mandatory energy code and standards)
나. 기기효율 규제: 최저소비효율기준(MEPS)
다. 에너지경영시스템
2) 에너지사용 기기의 4차 산업혁명 핵심기술 융복합 추세
(1) 에너지효율관리제도 대상 기기
가. 주요 에너지효율관리 대상 기기의 기술 변화
A) TV
B) 냉장고
C) 에어컨
D) 세탁기
E) 청소기
F) 공기청정기
G) 전기밥솥
H) 컴퓨터
I) LED 조명
J) 가정용 가스보일러
K) 변압기
L) 삼상유도전동기
M) 융복합 가전기기
나. 에너지사용 기기의 4차 산업혁명 핵심기술 융복합 전망
(2) 에너지사용 기기의 IoT 기반 시스템화 사례
가. 스마트 홈
A) 스마트 홈 주요 분야
B) 스마트 홈 사이버 보안
C) 스마트 홈 시장 규모
나. 스마트 홈의 에너지 영향
A) 스마트 홈의 에너지사용량 증가 요인
B) 스마트 홈의 에너지 절감 효과
3) 에너지사용 기기의 기술 표준화 및 인증동향
(1) 에너지효율 정책 이행과 표준의 필요성
가. 에너지효율 표준의 필요성
나. 에너지효율과 국제표준의 역할
(2) 국제 표준화 및 인증 동향
가. 국제표준화기구
나. 국제전기위원회
(3) 국내 최근 에너지효율 표준화 동향
가. 개요
나. 4차 산업혁명과 에너지효율 연계 표준화
4) 공장에너지관리시스템(FEMS) 주요동향
(1) 공장에너지관리시스템(FEMS)
(2) 시장 동향
(3) 특허 기술 동향
가. 산업시설의 에너지 관리 시스템
나. 제조현장용 에너지 관리 시스템
다. 자원 거래 방법 및 에너지 관리 시스템
4. 수송 에너지효율 개선 및 발전방안 연구
1) 전기차 충전 인프라 현황
(1) 전기자동차 및 충전 인프라 보급 동향
가. 국내외 E-Mobility 현황 및 전망
A) 국내 E-Mobility 현황
B) 전 세계 E-Mobility 보급 현황
C) 전 세계 E-Mobility 보급 전망
나. 전기자동차 충전 인프라 구축 동향
(2) 국내·외 전기차 충전 시장 분석
가. 충전 비즈니스 모델 유형 및 특성
A) 전기차 제조사의 충전 서비스 비즈니스 모델
B) 전력회사, 정유회사 등의 에너지 회사의 비즈니스 모델
C) 자동차 제조사와 에너지 회사의 파트너십
D) 충전서비스 전문 기업의 비즈니스 모델
나. 국내·외 전기차 충전 시장 제도
A) 해외 충전 시장 제도
B) 국내 충전 시장 제도
(3) 전기자동차 보급 확대와 신재생에너지 산업의 대응
가. 스마트 충전(Smart Charging)
나. 재생에너지 기반 P2G
(4) 전기차 무선충전기술 특허동향
가. 무선충전 방식
2) 수소 충전인프라 현황
(1) 수소 충전인프라의 구성 및 유형
가. 수소충전소의 구성
나. 수소충전소의 부지확보 전략에 따른 유형
(2) 국내 수소전기차 보급 및 수소 충전인프라 구축 현황
가. 국내 수소전기차(수소전기버스 포함) 개발 및 생산 동향
나. 국내 수소충전인프라 구축 현황
(3) 수소차 충전용 수소의 이송수단
5. 에너지분야 빅데이터 활용 및 플랫폼 구축현황
1) 에너지분야 빅데이터 활용현황 및 육성방안
(1) 에너지 분야의 빅데이터 중요성
(2) 국내외 기술개발 현황 및 국내외 사례 분석
가. 선진국 에너지 분야 빅데이터 기술개발 현황
나. 국내 에너지 분야 빅데이터 기술개발 현황
2) 국내외 에너지부분 플랫폼 구축현황
(1) 에너지 플랫폼 유형
가. 디지털 비즈니스 지원 플랫폼
나. 에너지 플랫폼 유형
(2) 해외 에너지 플랫폼 사례
가. 데이터 공유 플랫폼 : Share My Data
나. 마켓플레이스 플랫폼 : Marketplace
다. DER 플랫폼 : CONnectED Homes Platform
라. IRENA의 Sustainable Energy Marketplace
(3) 국내 에너지플랫폼 사례
가. 산업통상자원부의 스마트 E-Market
나. 한국전력 공사
A) Open P-Meter 플랫폼 : 전력 빅데이터 공유 플랫폼
B) EV 플랫폼
C) 파워플래너 : ‘우리집 맞춤형 전력서비스’
D) 전기가계부
다. LG 유플러스
A) 에너지절감 솔루션(U+Biz EMS) : 건물/공장 에너지관리 플랫폼
B) 홈 IoT 플랫폼(IoT@home)
라. KT
A) 통합 에너지관리 플랫폼 : KT-MEG
B) 기가 에너지 매니저(GiGA energy manager): 건물에너지 절감 서비스플랫폼
C) 기가 에너지 DR
D) 기가 에너지 Gen : 재생에너지 발전소, ESS 구축·운영
E) 기가 에너지 충전: EV 충전 플랫폼(Charging Mate)
F) IoT 홈서비스 : 스마트 홈 및 미터링


제 4장 깨끗하고 안전한 에너지공급 -원자력/청정화력/안전/자원-

1. 원자력 해체산업 자립·고도화 추진동향
1) 배경
2) 국내외 원자력 해체 기술동향
(1) 원전해체 기술
(2) 해외 기술동향
가. 미국
나. 영국
다. 프랑스
라. 일본
(3) 국내 기술동향
가. 해체 준비 기술
나. 제염 기술
다. 절단 기술
라. 폐기물 처리기술
마. 환경복원 기술
3) 국내외 원자력 해체산업 동향
(1) 국외 산업동향
가. 산업 전망
나. 산업 특징
다. 국가별 동향
(2) 국내 산업동향
4) 국내외 정책동향
(1) 국외 정책동향
가. 글로벌 원자력 발전 정책
나. 글로벌 원전해체 정책
(2) 국내 정책동향
5) R&D 투자동향
(1) 총괄
(2) 부처별
(3) 연구수행주체별
6) 사고저항성핵연료(Accident Tolerant Fuel)의 국내외 기술개발동향
(1) 주요국의 ATF 개발 현황
가. 미국
나. 유럽연합 (EU)
다. 국제기구 (NEA, IAEA)
라. 기타 (러시아, 중국, 일본 등)
(2) 우리나라의 ATF 개발 현황
(3) 현재 개발 중인 ATF 핵심기술 개발 현황 요약
(4) 우리나라의 ATF 기술개발을 위한 향후 과제
가. 상용 경수로 핵연료 부문
나. 핵연료 재료 부문
다. 핵연료 피폭관 부문
라. ATF 기술개발을 위한 향후 과제
2. 청정화력 발전 관련 주요동향
1) 청정화력발전 기술동향 및 사례연구
(1) 청정화력발전 기술
(2) 고효율 청정화력발전 기술 동향
(3) 청정화력발전 테스트베드 사례연구 : 스페인 CIUDEN
(4) 중국 청정화력발전 주요동향
가. 주요 저탄소 화력발전 기술 현황 및 특성
A) 2차 재열(double reheat) 기술
B) 저탄소 가스발전 기술
C) 저탄소 열공급 기술
D) 분산에너지 저탄소 발전기술
나. 초저배출(Ultra low emission) 표준 및 성과
다. 사례 연구 : 장쑤성(在江苏)-고효율 발전기술 실행 및 응용
A) 고효율석탄발전 기술 적용 사례
B) 가스복합발전 구축 사례
라. 중국 청정화력발전 추진 현황
(5) 국내 청정화력발전 기술 테스트베드 추진전략
가. 청정화력발전 기술 테스트베드 구축사업 필요성
나. 청정화력발전 기술 테스트베드 구축사업 추진전략 및 추진체계
다. 청정화력발전 기술 테스트베드 구축사업 기대효과
2) 한국형 가스터빈 독자모델 국산화 개발
(1) LNG 복합발전 확대에 따른 미세먼지 및 온실가스 저감 효과
(2) 현 기술 추격자에서 Top Tier로의 성장 방안
3) 천연가스 수요부문 경쟁력 강화
(1) 효율 개선 사업
(2) LNG 벙커링
(3) 냉열사업
(4) 연료전지
(5) CCUS 기술과 시사점
3. 자원개발/순환자원 대응 관련동향
1) 에너지전환에 대응하는 자원확보 전략
(1) 비상시 대응을 위한 비축
가. 우리나라 광물자원 비축 현황
나. 국내 희소금속 비축 적정성 평가 기준
다. 에너지전환 관련 소재광물의 비축
A) 메탈실리콘의 비축
B) 리튬 및 코발트의 비축
(2) 도시광산
가. 국내외 도시광산 현황
나. 재활용을 위한 사용 후 제품의 관리체계 구축
(3) 소재광물 개발을 위한 금융, 세제 등 재정적 지원 수단
2) 전기차 사용후 배터리 재사용 ․ 이차사용 유형 및 사례분석
(1) 전기차 사용후 배터리 처리방식 유형
가. 전기차 사용후 배터리 처리방식: 재활용(Recycling)
나. 전기차 사용후 배터리 처리방식: 재사용(Reuse)
다. 전기차 사용후 배터리 처리방식: 이차사용(Second use)
(2) BMW의 전기차 재사용·이차사용 배터리 비즈니스 사례
가. BMW i-Charge Forward Project
나. BMW의 전기차 이차사용 배터리 기반 가정용 ESS 제품 출시 계획
다. Second Life Batteries Alliance (BMW 및 Bosch, Vattenfall 결성)
(3) Daimler의 재사용·이차사용 비즈니스 사례
가. 독일 뤼넨 프로젝트
나. 독일 하노버 프로젝트
(4) Renault의 전기차 재사용·이차사용 배터리 비즈니스 사례
가. Advanced Battery Storage Program
나. E-STOR 시스템 연계 프로그램
(5) General Motors의 전기차 재사용·이차사용 배터리 비즈니스 사례
(6) Nissan의 재사용·이차사용 비즈니스 사례
가. 전기차 이차사용 배터리 기반 가정용/상업용 xStorage 사업
나. The Light Reborn 프로젝트
다. 전기차 이차사용 배터리 기반 V2G 등 전력 연관서비스 사업
(7) Toyota의 전기차 재사용·이차사용 배터리 비즈니스 사례
가. Toyota Battery Re-Purposing Pilot
나. 전기차 이차사용 배터리 기반 대규모 BESS 개발 검증 프로젝트
다. Seven-Eleven 매장 연계 프로젝트
3) 셰일혁명과 향후 대응방안
(1) 셰일 혁명
(2) 미드스트림 기업
(3) 자체 규제
(4) 오일필드 서비스 기업
4) 셰일가스의 미래 생산량 예측기술
4. 에너지 인프라 및 융복합시설 안전기술 대책방안
1) ESS 안전대책(′20)
(1) 추진 배경 및 추가 안전대책
(2) 「ESS 추가 안전대책」 시행
가. 충전율 제한조치(80% 또는 90%) 시행
나. 옥내설비의 옥외이전 지원
다. 사고원인 규명을 위한 운영데이터 보관 (블랙박스 설치)
라. 인명피해 예방을 위한 철거‧이전 등 긴급명령 제도 신설 등
(3) 현재 진행중인 안전조치의 신속한 완료
(4) ESS 운영제도 개편 및 활성화 방안 추진
가. ESS 운영제도 개편
나. ESS 산업 활성화 지원 
2) 수소 안전관리 종합대책(′19)
(1) 수소 안전관리 현황 및 문제점
가. 수소사용 확대 및 시설의 복잡ᆞ다양화에 따른 안전기준 정비
나. 전문인력, 안전기술 등 안전관리 역량 미흡
다. 수소에 대한 국민인식 및 주민 수용성 문제
(2) 추진과제
가. 글로벌 수준의 안전시스템 구축
A) 상용시설 : 안전기준과 관리체계의 선진화
B) R&D시설 : 안전관리제 시행 및 사후관리 강화
나. 3대 핵심시설(충전소ᆞ·생산기지ᆞ·연료전지)의 중점관리
A) 국민생활 안전과 관련된 수소충전소
B) 안정적인 수소공급을 위한 수소생산기지 (‘21.下)
C) 가정-건물-발전용으로 활용되는 수소연료전지 (‘21.下)
다. 지속가능한 안전생태계 조성
A) 안전관리 전문인력 양성
B) 안전관리 핵심기술 개발 추진 (‘20. 上~)
C) 부품·제품의 안전성 실증지원(Test Bed)
D) 수소안전관리 지원 프로그램 추진 검토
라. 소통․협력을 통한 안전문화 확산
A) 충전소 등 인프라 구축에 대한 이해와 수용성 제고 (‘21.上~)
B) 실생활 체험 위주의 수소교육·홍보 (‘21.上~)
C) 기업의 자발적 안전문화 확산 (‘21.上~)
3) 가스안전관리 기본계획(′19)
(1) 1차 계획 평가 및 새로운 과제
가. 그간의 성과
나. 보완 및 새로운 과제
A) 보완해야 할 점
B) 새로운 과제
(2) 추진 과제
가. 국민생활 밀착형 가스안전 확보
A) 서민층 안전복지 확대
B) 생활주변 LPG소형탱크와 부탄캔 안전관리 강화
C) 일산화탄소(CO) 중독사고 예방
나. 3대 핵심 시설 관리체계 고도화
A) 장기사용 도시가스배관
B) 대형 LNG 저장탱크
C) 산업용 가스 설비
다. 소통과 협력을 통한 안전문화 확산
A) 실생활 맞춤형 안전정보 제공
B) 안전 정보공개 및 사고 빅데이터 관리
C) 가스안전 체험관 구축
(3) 향후 계획


제 5장 분산형 에너지 확산 -지능형전력망/에너지저장/보안-

1. 국내외 스마트그리드 산업동향
1) 해외
(1) 시장현황 및 전망
가. 전력산업 현황
나. 투자 현황
다. 품목별 시장현황
A) 지능형검침인프라(AMI)
B) 배전망관리시스템(DMS)
C) 에너지관리시스템(EMS)
D) 에너지저장시스템(ESS)
(2) 글로벌 밸류체인 변화
가. 전통 유틸리티 사업모델의 변화
나. 전력산업 개방
다. 산업생태계 변화
라. 기술동향
A) 전력망 고도화
B) 전력산업의 디지털 기술 접목
C) 개방형 플랫폼 개발
(3) 권역별 스마트그리드 유망 분야 
2) 국내
(1) 시장동향 및 전망
가. 전력수급 현황
나. 스마트그리드 시장규모
(2) 주요 품목별 시장현황
가. 지능형검침인프라(AMI)
나. 에너지관리시스템(EMS)
다. 에너지저장시스템(ESS)
라. 배전망관리시스템(DMS)
(3) 국내기업의 기술경쟁력
가. 기술선도 분야
나. 기술추격 분야
다. 기술열위 분야
2. 지능형 전력망 관련 핵심기술 개발동향
1) 전력계통 안정화 기술개발 방향
(1) 수·화력 발전기의 출력조정 기술
(2) 신재생발전기의 출력조정 기술
(3) 풍력발전기 회전력 이용 기술
(4) 풍력발전기단지 단위의 통합제어
(5) 풍력발전기단지 단위의 통합제어
(6) 풍력발전기 장주기 제어
(7) 전압안정화 기술
(8) 에너지저장장치(ESS, Energy Storage System) 기술
(9) 파워컨디셔너(PCS) 제어 기술
(10) 신재생발전기를 고려한 수급운영 컨트롤 타워
(11) 신재생발전기의 출력 예측
(12) 인버터 공진문제
2) 계통연계형 스마트 PCS 기술
(1) 기술개발의 필요성
(2) 기술 내용
가. 기술의 특징
A) 기술의 특장점
B) 기술의 상세 규격
나. 경쟁기술과 차별성
A) 국내외 유사·경쟁 기술 현황
B) 기술의 상세 규격
C) 경쟁기술과 차별성
(3) 기술의 시장성
가. 기술 응용분야 및 제품
나. 시장이슈
다. Supply chain
라. 수요전망
(4) 주요 연구성과
가. 기술의 완성도
나. 특허 출원 및 등록 현황
(5) 기대 효과
가. 기술 도입 효과
나. 기술·산업적 파급 효과
3) 직류 배전 기술개발 현황 및 성과
(1) 직류 배전 현황 및 전망
가. 직류 배전 기술개발 추진 경위
나. 직류 배전 해외 기술개발 현황
다. 직류 배전 핵심 기술
라. 직류 배전 시장 전망
(2) 한전의 직류 배전 추진 방향
가. 직류 배전 실 선로 최초 적용을 위한 시범선로 구축
나. 서거차도 직류 아일랜드 실증 완료
다. 특고압 직류(MVDC) 기술개발
4) 2세대 디지털변전소 기기 검증기술 개발
5) 제2차 지능형전력망 기본계획(2018-2022)
(1) 국가별 동향
가. EU : CO2 감축목표 달성 ⇒ 국가간 전력망 통합, 소비자 권한 강화
나. 미국 : 노후 전력망 현대화, 전력효율화
다. 일본 : 수요관리, 마이크로그리드
(2) 추진 계획
가. 스마트그리드 新서비스 활성화
A) 계절별·시간대별 요금제 확대
B) 국민 DR 시장 도입
C) 전력 빅데이터 기반 新사업모델 확산
D) 전력중개사업 도입·시행
나. 스마트그리드 서비스 체험단지 조성
다. 스마트그리드 인프라 및 설비 확충
A) AMI 인프라 확충
B) 실시간 기반 전력망 운영체계 구축
C) 전력망의 ICT 인프라 확충
라. 스마트그리드 확산 기반 조성
A) 민·관 정책 협력 네트워크 강화
B) 5대 부문별 기술개발 및 표준화
C) 상호운용․표준 기반 확충
D) 산업진흥 및 수출산업화 지원
E) 소비자 권리 및 개인정보 보호 강화
F) 융합형 혁신인력 양성
(3) 투자 계획
3. 에너지 저장장치(ESS) 구축사례 및 기술환경 분석
1) 에너지 저장장치(ESS) 비즈니스모델 구축사례
(1) ESS 활용분야
가. 전기차용
나. 주파수조정용(Frequency Regulation. FR)
다. 수요관리용(Demand Response, DR)
라. 신재생에너지용 ESS
(2) ESS 구축사례
가. 한국전력공사의 주파수 조정용 ESS 시범사업
나 .한국전기연구원의 수요관리용 ESS
다. 한국전기연구원의 ESS 시험평가시스템
2) 업계 기술 환경 분석
(1) 해외업체 동향
가. 일본/NGK
나. 미국/EnSync Energy Systems
다. 미국/A123 Systems, LLC
라. 중국/BYD
마. 일본/Panasonic Corporation
바. 미국/Tesla
사. 스위스/ABB Ltd.
아. 캐나다/Eguana Technologies
(2) 국내업체 현황
가. 삼성SDI(주)
나. (주)LG화학
다. (주)코캄
라. SK이노베이션(주)
마. 효성중공업(주)
바. 두산중공업(주)
사. 현대일렉트릭(주)
아. SK D&D(주)
자. 현대에너지솔루션(주)
차. 한화에너지(주)
카. LS산전(주)
타. (주)피앤이솔루션
4. 에너지 인프라 사이버공격 대응기술 및 보안대책
1) 스마트에너지 보안위협
(1) 첨단계량인프라(AMI) 보안위협
가. 비인가 기기 접근
나. 비인가 통신 데이터 유입
다. 교환 메시지 유출 및 변조
라. 분산서비스거부공격(DDoS)
마. 메시지 부인
바. 프라이버시 침해
사. 물리적 접근 공격
(2) 에너지저장장치(ESS) 보안위협
가. 비인가 기기 접근
나. 교환 메시지 유출 및 변조
다. 비인가 통신 데이터 유입
라. 불법 제어명령 전송
마. 불법적인 침입 시도
(3) 전기차(EV) 충전시스템 보안위협
가. 비인가 기기 접근
나. 비인가 사용자 접근
다. 교환 메시지 변조 및 유출
라. 비인가 통신 데이터 유입
마. 메시지 부인
바. 프라이버시 침해
(4) 셀프주유기 및 셀프충전기 보안위협
가. 중요정보 불법 접근
나. 암호키 유출
다. 전송데이터 유출
라. 보안기능 우회
(5) 댁내 에너지 기기 보안위협
가. 저장 데이터 유출
나. 저장 데이터 삭제
다. 저장 데이터 변조
라. 통신 데이터 유출
마. 통신 데이터 위·변조
바. 네트워크 부당 접속
사. 동작 행위 부인
아. 불법적 기능 사용
자. 물리적 기기 조작
차. 서비스 거부 공격
카. 스프트웨어·펌웨어 변조
(6) 에너지관리시스템(EMS) 보안위협
가. 서비스 위장
나. 실행코드 및 데이터 위·변조
다. 메시지 부인
라. 정보 유출
마. 서비스 거부
바. 권한 상승
사. 프라이버시 침해
아. 운영센터 침해 공격
2) 스마트에너지 정보보호방안
(1) 첨단계량인프라(AMI) 보안대책
가. 기기 인증(Device Authentication)
나. 네트워크 접근제어(Network Access Control)
다. 상호인증(Mutual Authentication)
라. DDoS 공격 대응
마. 교환 메시지 기밀성 및 무결성
바. 부인방지(Non-Repudiation)
사. 프라이버시 침해 방지
(2) 에너지저장장치(ESS) 보안대책
가. 기기 인증(Device Authentication)
나. 상호인증(Mutual Authentication)
다. 네트워크 접근제어(Network Access Control)
라. 부인방지(Non-Repudiation)
마. 교환 메시지 기밀성 및 무결성
(3) 셀프주유기 및 셀프충전기 보안대책
가. 신용카드 정보 보호
나. 자체보호
다. 암호연산 및 암호키 관리
라. 안전한 소프트웨어 개발
마. 초기 암호키 주입
(4) 전기차(EV) 충전시스템 보안대책
가. 사용자 접근제어
나. 기기 인증(Device Authentication)
다. 교환 메시지 기밀성 및 무결성
라. 부인방지(Non-Repudiation)
마. 네트워크 접근제어(Network Access Control)
바. 상호인증(Mutual Authentication)
사. 프라이버시 침해 방지
(5) 댁내 기기 보안대책
가. 사용자 인증 및 접근제어
나. 중요 정보 기밀성 및 무결성 보장
다. 통신 개체 간 상호인증
라. 부인방지
마. 연계 구간 네트워크 보호 기능
바. 가용성 보호 기능
사. 물리적 공격 방지 기능
아. 보안 이벤트 관리기능
자. 재밍(jamming) 공격 대응
(6) 에너지관리시스템(EMS) 보안대책
가. 데이터 보호
나. 네트워크 보안
다. 인증 및 접근제어
라. 시스템 보안
마. 안전한 암호 알고리즘
5. 에너지부문 공유경제 적용 사례
1) 에너지부문의 공유경제
(1) 에너지 프로슈머 개념
(2) 에너지 프로슈머 등장 배경
가. 분산형 전원 확대
나. 전기요금 부담 완화 필요성
2) 에너지부문 공유경제 적용 해외 사례
(1) 네덜란드 반데브론(Vandebron)
(2) 영국 피클로(Piclo)
(3) 미국 커뮤니티 솔라(Community Solar)
(4) 독일 소넨커뮤니티(Sonnen Community)
(5) 미국 브루클린 마이크로그리드(Brooklyn MicroGrid)
(6) 미국 옐로하(Yeloha)
3) 적용 해외 사례 비교 시사점
6. 소규모 전력 중개시장 공급형 가상발전소(VPP) 사업모델
1) 국내 소규모 전력중개시장 및 관련 현황
(1) 소규모 전력중개시장
(2) 소규모 전력중개시장 활성화의 장애요인
2) 가상발전소 유형
(1) 가상발전소 유형 및 정의
(2) 가상발전소 유형별 장·단점
3) 공급형 가상발전소 사업 모델
(1) 사업모델 개요 및 기대효과
(2) 사업화 배경
(3) 공급형 가상발전소 사업 모델
(4) 공급형 가상발전소 사례: Next Kraftwerke(독일)
(5) 가상발전소 사업 및 정책 전망

 

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