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제출문

에너지·자원기술개발사업 최종보고서 초록

요약문

목차

제1장. 과제의 개요 16

제1절. 국제협력의 목적 및 필요성 16

1. 국제협력의 개요 16

제2절. 본 국제협력의 목적 및 필요성 17

1. IEA-IETS 국제협력 17

2. IETS Implementing Agreement 18

3. Annex 18

4. 국제협력 참여의 혜택 18

제2장. 국내외 기술개발 현황 20

제1절. 국외 기술개발현황 20

제2절. 국내 기술개발현황 20

제3절. 국제협력의 중요성 21

1. IETS 국제협력 사업의 파급효과 21

제4절. 앞으로의 전망 21

제3장. 국제협력 프로그램 수행 내용 및 결과 22

제1절. 진행중 혹은 종료된 Annex 분석 22

1. Annex VI: 흑액 및 바이오매스의 기체화 기술 22

2. Annex VII: 펄프 및 종이 산업의 온실가스 방출과 에너지사용실태 조사 23

3. Annex VIII: 목재 과학 및 공학 조사 24

4. Annex IX: 분리공정의 에너지효율 증대 25

5. Annex X: 고효율 건조 및 탈수 기술 26

6. Annex XI: 산업용 바이오정제기술 28

7. Annex XII: 분리막 기술 28

제2절. 계획중인 Annex 분석 29

1. 알루미늄 산업에서 에너지 효율 및 재회수 29

2. 제강산업에서 공정집적화 및 고효율화 에너지 절감. 30

3. 산업폐열 31

4. 산업용 이산화탄소 분리 31

5. 중소기업의 공정집적화 32

제3절. 7th ExCo Meeting 32

1. 회의 개요 32

2. 주요내용 33

3. 관찰 및 평가 34

4. 차기 회의 일정 34

제4절. 8th ExCo Meeting 35

1. 회의 개요 35

2. 주요내용 35

3. 관찰 및 평가 37

4. 차기 회의 일정 38

제4장. 향후 활용계획 40

제1절. 7th ExCo Meeting의 한국개최 효과 40

1. 대외적 효과 40

2. 대내적 효과 40

제2절. IETS 성과 확산 41

1. 소개 및 보급 41

2. 국제협력 41

부록 44

1. Ongoing Annex Reports 45

Annex IX: Energy efficient separations systems: Methodological aspects, demonstration and economics 45

Annex X: Energy efficient drying and dewatering technologies 61

Annex XI: Industry-based biorefineries 67

Contents 69

1. Background 70

2. Technical/Scientific sector 71

3. Objectives and Scope 79

4. Means 80

5. Results 82

6. Program Annex plan 83

7. Dissemination 89

8. Duration of Annex 89

9. Resources 89

10. Obligations and Responsibilities of the Participants 90

11. Funding 90

12. List of participants 91

13. Annex Manager 92

2. Proposed Annex 93

Industrial Excess Heat 93

Energy efficiency and energy recovery in the aluminium industry 94

Contents 96

1. Background 97

2. Technical/Scientific sector 98

3. Objectives and Scope 98

4. Means 99

5. Results 100

6. Program Annex plan 101

7. Dissemination 101

8. Duration of Annex 102

9. Resources 102

10. Obligations and Responsibilities of the Participants 102

11. Funding 102

12. List of participants 103

13. Annex Manager 103

Development and use of process integration in the iron-and steel industry 104

Contents 106

1. Background 107

2. Technical/Scientific sector 108

3. Objectives and Scope 109

4. Means 111

5. Results 112

6. Program Annex plan 112

7. Dissemination 114

8. Duration of Annex 115

9. Resources 115

10. Obligations and Responsibilities of the Participants 115

11. Funding 115

12. List of participants 116

13. Annex Manager 116

Industrial CO2 separation 117

Contents 119

1. Background 120

2. Technical/Scientific sector 120

3. Objectives and Scope 121

4. Means 121

5. Results 122

6. Program Annex plan 122

7. Dissemination 122

8. Duration of Annex 122

9. Resources 122

10. Obligations and Responsibilities of the Participants 122

11. Funding 122

12. List of particlpants 122

13. Annex Manager 122

Process Integration in Small and Medium Enterprises (SMEs) 123

Industrial heat pump[내용누락;p.123] 124

I. 제목 : IEA-IETS 집행위원회 국제협력

II. 연구개발의 목적 및 필요성

○ IETS(Industrial Energy Related Technologies and Systems, 산업에너지 기술 및 시스템) 실행합의서(Implementing Agreement)는 국제에너지 기구(IEA) 에너지절약 분야 (EUWP: End Use Working Party)에 속해있는 신생조직이다.

○ IETS의 목적은 OECD 회원국과 비회원국이 함께 산업에너지 관련 기술과 시스템에 관한 기술개발과 연구를 활성화시키기 위한 국제협력을 증진하는 데 있다.

○ IETS의 임무는 OECD의 회원국 및 비회원국들 간의 산업에너지와 관련된 기술 및 시스템에 관한 연구 및 기술개발을 가속화할 수 있도록 국제협력을 촉진하는 것이다.

○ 본 연구는 IEA-IETS의 정식 회원국 자격으로서 집행위원회에 참여하고 이에 부속하는 국제협력을 수행함으로써 다음과 같은 효과를 얻기 위함이다.

- 에너지의 효율이 향상된 새로운 산업기술 및 시스템의 개발을 추구함으로써 생산성 및 경제성이 높고 우수한 품질의 제품 생산이 가능하다.

- 회원국간에 연구결과를 공유함으로써 연구개발에 필요한 중복투자를 줄이고 공동연구를 통해 시너지 효과를 얻을 수 있다.

- IETS 프로그램에 의해 개발된 연구 결과 및 조사 결과들을 열람할 수 있다.

- 국제적으로 선도적인 연구개발 그룹의 파악이 용이하며 이를 통한 네트워크 구축 및 직접 협력이 가능하다.

- 국제협력을 통해 자국의 연구개발 능력 중 취약한 부분을 보완할 수 있다.

- 국가 및 기업간에 현재 진행중인 연구개발 방향, 산업계의 에너지 소비 경향, 에너지 효율 향상과 관련된 기술 잠재력, 정책 결정과 관련된 경험 등의 공유가 가능하다.

III. 연구개발의 내용 및 범위 (결과 포함)

1. 진행중 혹은 종료된 Annex 분석

○ Annex VI: 흑액 및 바이오매스의 기체화 기술- 종료

- 흑액 및 바이오매스의 기체화 장치의 상업생산을 위한 기술적인 장벽의 극복

- 참여국의 시행착오를 줄이고 정보를 교환할 수 있는 국제적인 장치 마련

- 부가가치를 높일 수 있는 연구와 개발 활동을 지원하고 진정한 연구협력이 가능하도록 지원

○ Annex VII: 펄프 및 종이 산업의 온실가스 방출과 에너지사용실태 조사 - 종료

- 현재의 에너지 사용실태와 온실가스 방출을 분석하고 정확하게 파악할 수 있는 기법과 도구를 보고하고 이를 위한 유효한 자료를 수집하는 경험을 공유.

- 현존하거나 개선된 기법에 근거한 보고방법과 합리적이라 판단되는 자료 수집방안을 제안

- 조사비용을 최소화할 수 있도록 에너지와 온실가스 조사를 하나로 통합할 수 있는 기법을 개발

○ Annex VIII: 목재 과학 및 공학 조사 - 종료

- 본 프로그램은 삼림과학과 공학의 영역에서 삼림 기반의 산업의 경쟁력을 높이고 지속성을 유지하는 것을 목적으로함.

- 이를 통해 회원국 내학 툭화된 연구역량을 결집함으로써 혁신적이고 환경친화적이며 가격경쟁력을 갖춘 제품, 공정, 서비스등을 개발

○ Annex IX: 분리공정의 에너지효율 증대

- 분리공정분야에서 개별 물리적 현상의 깊은 이해에 국한하지 않고 복잡성과 다현상적 전개, 용량의 크기에 따른 변화 등의 폭넓은 이해에 대한 조사 및 연구의 단계를 촉진하기 위함이다.

- 또한 각 나라의 분리공정 시스템의 디자인과 그 도구에 대한 유사성과 차이점을 조사하여 이를 회원국 간에 정보 공유하도록 하여 효율 향상에 노력한다.

○ Annex X: 고효율 건조 및 탈수 기술

- 효율이 높고 환경친화적인 기술을 파악하는데 있어서 개별기술의 상대적인 분석뿐만 아니라 연구개발 우선순위와 회원국간 격차를 파악한다.

- 건조분야에서 수행중인 프로젝트에 대한 정보를 획득하기위해 참여국의 관련 에너지 소모량을 조사하여 제시하고 여러형태의 건조기에 대한 성능검토 방법을 확보한다.

- 바이오폐기물, 고체형 바이오연료, 슬러지 등의 건조 비용을 계산하고, 건조방법들을 기술적으로 비교 분석한다.

- 슬러지와 바이오폐기물, 고체형 바이오 연료 등의 기계적 건조량을 증가시킬 수 있는 방안에 대한 정보를 분석한다.

○ Annex XI: 산업용 바이오정제기술

- 바이오 정제기술 및 장치를 바이오매스가 자재로 쓰이거나 폐기물로 생산되는 다양한 분야에 채용하도록 돕는 것을 목적으로 한다.

- 연료 및 에너지를 생산함과 동시에 바이오 생산품을 생산할 수 있도록 한다.

○ Annex XII: 분리막 기술

- 본 Annex의 목적은 탄화수소 분리 산업에서 에너지 효율이 높은 기술로서 분리막기술의 사용을 확대 진전시키는 것이다.

2. 계획중인 Annex 분석

○ 알루미늄 산업에서 에너지 효율 및 재회수

- 본 프로그램의 목적은 알루미늄 생산 관련 산업에서 발생하는 열손실을 줄이고 에너지 효율을 높이는 것이다.

○ 제강산업에서 공정집적화 및 고효율화 에너지 절감.

- 프로그램의 주요 목적으로는 생산시스템과 관련 사회에서의 에너지 집적화, 제강중의 이산화탄소 저감, 제강산업에서 경제적 장치들의 에너지 변환에 미치는 영향 및 경쟁력 제고에 관한 정보획득 등이다.

○ 탄화수소 분리를 위한 고효율 분리막 기술

- 본 Annex의 목적은 탄화수소 분리 산업에서 에너지 효율이 높은 기술로서 분리막기술의 사용을 확대 진전시키는 것이다.

○ 산업폐열

- 활용가능한 waste heat을 excess heat으로 정의하고 다양한 온도영역의 미활용 열을 재활용함으로써 전체 시스템의 에너지효율을 향상 시킨다

- 현재 그리고 미래에 활용할 수 있는 산업에서 발생하는 과잉열의 온도 및 용량을 조사한다.

○ 산업용 이산화탄소 분리

- 연소전 분리기술 및 시스템

- 연소후 분리기술 및 시스템

- 여러산업에 적용가능한 사례조사

- 필요로하는 순도와 압력 그리고 이에 필요한 설계 및 운전 조건

○ 중소기업의 공정집적화

- 각국의 수행중인 관련 연구과제의 파악

- 중소기업형 공정집적의 나라별 방법 및 수단의 차이 파악

- 사례조사

3. 7th ExCo Meeting

○ 실행중인 Annex에 대한 활동사항 점검과 계획승인

- Annex IX: Energy efficient separation technologies and systems

- Annex X: Energy efficient drying and dewatering technologies

- Annex XI: Industry-based biorefineries

○ 제안중인 Annex에 대한 진행상황 점검 및 승인여부 결정

- Membrane technologies

- Energy efficiency and energy recovery in the aluminium industry

- Process integration and energy efficiency for the steel industry

- Industrial CO₂ separation

- Clean Development Mechanism (CDM)

- Life Cycle Assessment (LCA)

- Industrial Combustion

4. 8th ExCo Meeting

○ 실행중인 Annex에 대한 활동사항 점검과 계획승인

- Annex IX: Energy efficient separation technologies and systems

- Annex X: Energy efficient drying and dewatering technologies

- Annex XI: Industry-based biorefineries

- Annex XII: Membrane technologies

○ 제안중인 Annex에 대한 진행상황 점검 및 승인여부 결정

- Industrial excess heat

- Energy efficiency and energy recovery in the aluminium industry

- Process integration and energy efficiency for the steel industry

- Industrial CO₂ separation

- Process integration in small and medium enterprises

- Industrial heat pump

○ CERT 및 EUWP과의 협조사항

- WP의 회의결과를 각 IA가 쉽게 접근할 수 있도록 정보공유의 방법을 확대

- EUWP에 IETS-Combustion 그리고 IETS-HPP 간의 공동협력 Annex를 추진

○ IEA 사무국 협조사항

- 발행예정인 "Energy Technology Transition for Industry"의 Aluminium, Steel, Cement, Pulp&Paper, Chemical, PetroChemical 부분의 감수

○ Annex Workshop

- 새로운 Annex를 발굴하기 위하여 각국의 제안된 Annex를 중심으로 그 취지와 진행상황 및 각국의 참여의지와 의견 청취

- 기술전문가로 영입한 IETS 사무국 Mr. Franck로부터 각 Annex의 개선 방향 및 IA간 협력방안 의견 청취

IV. 연구개발결과의 활용계획

○ 7차 집행위원회를 서울에서 개최함으로써 IETS 프로그램 및 Annex에 참여할 수 있는 기회를 높일 수 있다.

○ IETS 프로그램 및 Annex참여의 결정적인 계기는 정부의 프로그램 참여 의지이며 이에 따른 제정적 지원이다. 따라서 프로그램 참여를 위한 최소한의 제정적 지원이 선결되는 경우 국내 산업체 및 연구자들의 국제협력 프로그램 참여의 기회는 성숙되었다고 하겠다.

○ 특히 IETS와 같은 신생 프로그램은 조기에 국가의 위상에 맞는 국제사회에서의 지위를 확보하기에 적기라고 판단된다.

V. 기대효과

1. 국제협력 및 집행위원회 회원국으로서의 효과

가. 기술적 측면

○ IETS에 적극적으로 참여함으로써 선진국의 산업에너지 기술 및 시스템에 대한 이해를 높이고 국내 연구 및 산업계에 소개함으로써 선진기술도입이 가속화 될 수 있다.

○ 국내의 우수한 산업에너지 관련 기술 및 시스템을 적극적으로 소개하고 국제협력을 도출해 냄으로써 한국주도의 국제공동연구 주제 개발에 기폭제가 될 수 있다.

나. 산업·경제적 측면

○ 선진국의 에너지기술 협력사업에 적극 참여하여 선진 에너지 기술을 조기확보함으로써 대체 에너지 개발 등 에너지기술 개발을 효율화할 수 있다.

○ 우리나라의 에너지 자원 자급률을 제고하고 경제 발전에 기여할 수 있다.

다. 정책적측면

○ 에너지 분야 국제 협력 기구에 적극 참여 해외 에너지 수급 및 기술 개발 현황을 신속하게 파악하고 에너지 정책 수립에 반영하고 우리나라의 에너지 안보 확보에 기여할 수 있다.

3. IETS 프로그램 및 Annex 참여에 따른 직·간접 효과

○ 연구의 효율성을 중시하는 경향이 높아짐에 따라 보다 효율적인 연구환경을 구축하고 기존의 선진국에서 개발된 연구결과에 대한 자국내 재개발의 불합리성을 극복하는데 IETS 프로그램의 참여에 의한 연구결과의 활용이 필요하게 될 전망이다.

○ 국제 에너지 협력 기구의 활동에 참여함으로써 국가의 위상을 제고하고 에너지 관련 정보를 확보하여 국내 에너지 수급의 안정화를 위한 정책 자료로 활용할 수 있다.

○ 국제 에너지 분야 기술 개발 현황 자료를 확보하여 국내 기술 개발 전략 수립을 위한 참고 자료로 활용할 수 있다.

○ 국내에서 개발된 에너지기술을 해외에 홍보하여 해외 진출에 기여한다.

○ 7차 집행위원회를 한국에서 개최함으로써 IETS 프로그램에 참여하고 있는 회원국내 한국의 위상을 높일 수 있을 뿐만 아니라 신규 Annex를 제안하고 이를 승인 받을 수 있는 유리한 조건을 획득하는데 도움이된다.

○ IETS 프로그램 최초로 아시아권에서 개최되는 집행위원회로서 특히 일본, 중국, 인도 등의 에너지 다소비 국가의 IETS 참여에 한국이 주도적인 공헌을 할 수 있음을 국제적으로 인정받은 결과라고 평가할 수 있다.

○ 국내의 분리공정 관련 기술은 석유화학산업에서 에너지 효율을 극대화시키는 사례로서 최근 성공적인 연구개발 및 그 상용화가 성공한 바 있다. 따라서 이러한 기술의 우위성을 IEA 차원에서 홍보할 수 있는 기회가 될 수 있다.

○ 국내에서 산업에너지기술에 대한 국제협력의 필요성을 소개할 수 있는 기회가 될 수 있다. 이는 단시간에 에너지 사용의 효율을 높임으로써 생산성을 향상시킬 수 있는 기술의 개발을 기존의 단독연구를 통한 조달방식에서 벗어나 보다 위험이 적고 비용이 적게 소요되는 국제공동 연구방식이 최선책임을 홍보할 수 있는 기회가 될 수 있다.

○ 정부기관의 정책결정자 또한 산업에너지기술의 세계적 기술개발 동향을 쉽게 파악할 수 있는 기회를 제공할 수 있어 향후 정책결정의 효율성과 정확성을 높이는데 도움이 될 것으로 판단된다.