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표제지 1

목차 9

요약문 4

제1장 서론 18

제1절 연구의 배경 및 필요성 18

1. 연구의 배경 18

2. 연구의 필요성 19

제2절 연구의 목적 및 내용 20

제3절 연구방법론 및 추진체계 21

제2장 기후문제 해결을 위한 융ㆍ복합 정보플랫폼 선행연구 분석 22

제1절 문제해결을 위한 R&D 및 정책 연구프로그램 추진현황 분석 22

1. 문제해결형 R&D 추진현황 분석 23

2. 문제해결형 R&D 지원 정책연구 프로그램 추진 현황 분석 30

제2절 문제해결형 데이터 정보 플랫폼 운영 현황 분석 34

1. 독일 - 수소 아틀라스 34

2. 영국 - 에너지 혁명 통합 서비스(Energy Revolution Intergration Service(ERIS)) 35

3. 스위스 - TD-NET 37

4. 일본 - 넛쉘(Nutshell) 38

5. 한국 - 사회문제해결플랫폼 38

제3절 융ㆍ복합 기후기술 정보플랫폼 구축 방향에 대한 시사점 40

제3장 에너지 관련 주요 이슈 및 기술패키지 41

제1절 기후문제 해결을 위한 신재생에너지 부문의 주요 이슈 42

1. 에너지믹스와 전환 손실 42

2. 신재생에너지 간헐성 46

3. 전력 수요-공급간 불일치 50

4. 전력 계통 한계 및 출력 제한 52

5. 주민 수용성 56

6. 에너지 저장 장치의 한계 및 안정성 66

7. 경제적 타당성 71

제2절 융ㆍ복합 기후기술 패키지 도출과 세부기술 인벤토리 75

1. 에너지 문제해결을 위한 국내 융ㆍ복합 기후기술 실증사례 79

2. 에너지 문제해결을 위한 국외 융ㆍ복합 기후기술 실증사례: P2G & HyBECCS 89

3. 에너지 문제해결을 위한 P2G 기술 패키지 및 주요 기술 인벤토리 98

제4장 융ㆍ복합 기후기술 데이터 정보플랫폼(PLANET) 개발 116

제1절 정보화전략계획(ISP)에 기반한 데이터 정보플랫폼 기획 및 개발 방향 116

제2절 기후변화 주요 이슈 분석을 통한 융ㆍ복합 연구 방향 제시 126

제3절 기후기술 데이터 수집 및 정보제공을 위한 데이터Lab 서비스 127

1. 데이터 표준화 정의 및 필요성 127

2. 신재생에너지 발전량 데이터 표준화 과정 128

3. 표준화 데이터 활용 135

4. 발전량 및 온실가스 배출량 141

5. 지자체 에너지 계획 147

제4절 융ㆍ복합 실증 사례 중심의 기술패키지 및 인벤토리 정보 152

1. 기술 패키지 152

2. 기술 인벤토리 153

3. 융ㆍ복합 실증사례 161

4. 국외 융ㆍ복합사례 161

제5절 융ㆍ복합 기후기술 R&D 협업 지원 시스템 구축 162

1. 기후문제제기 162

2. 융ㆍ복합기술제안 162

3. 신규사업정보 163

4. 협력제안 164

제5장 결론 165

제1절 융ㆍ복합 기후기술 데이터 정보플랫폼(PLANET) 활용과 시사점 165

제2절 향후 플랫폼 고도화 및 인프라 구축 방안 167

[별첨 1] 태양광 발전 사업소 총괄 데이터셋 168

[별첨 2] 융ㆍ복합 기후기술 데이터 정보플랫폼 전문가 설문조사 169

참고문헌 176

판권기 184

표목차 12

〈표 2-1〉 수소공화국 독일 공모에서 선정된 3대 프로젝트의 구성 현황 25

〈표 2-2〉 에너지시스템 캐터펄트에서 제공하는 주요 수단 36

〈표 3-1〉 제주도 신재생에너지 누적 보급용량(설비용량) 추이 52

〈표 3-2〉 연도별 제주 풍력발전 출력제한 현황 54

〈표 3-3〉 주요국의 분산에너지 정책 추진 현황 55

〈표 3-4〉 주민수용성 관련 장애요인 61

〈표 3-5〉 신규 신재생에너지 발전소를 반대하는 이유 조사 결과(바이오매스 분야) 61

〈표 3-6〉 고형연료 발전소에 대한 인식 62

〈표 3-7〉 수소와 관련하여 가장 먼저 떠오르는 연상-참여자가 가장 빈번하게 언급한 단어 수 62

〈표 3-8〉 재생에너지 수용성 저해 요인과 정부 정책 64

〈표 3-9〉 이익공유제도의 유형 64

〈표 3-10〉 비합리적 편향의 예 65

〈표 3-11〉 에너지 저장장치의 종류 67

〈표 3-12〉 P2G를 활용한 에너지 부문의 주요 문제 해결 76

〈표 3-13〉 국내 주요 융ㆍ복합 발전 실증사업 사례: 에너지 자립섬 사업 80

〈표 3-14〉 국내 주요 융ㆍ복합 발전 실증사업 사례: 도시 및 마을의 융ㆍ복합 발전 82

〈표 3-15〉 국내 주요 융ㆍ복합 발전 실증사업 사례: 에너지 산업의 융ㆍ복합 단지 84

〈표 3-16〉 국내 주요 융ㆍ복합 발전 실증사업 사례: P2G 기반의 그린수소 생산 86

〈표 3-17〉 JUPITER1000 실증사례 개요 89

〈표 3-18〉 JUPITER1000 실증사업의 주요 참여 기업 개요 90

〈표 3-19〉 H2MARE 실증사업 개요 92

〈표 3-20〉 Biohydrogen Greenhouse Gas Removal Demonstration 사업 개요 95

〈표 3-21〉 P2G와 Li-ion battery 비교 99

〈표 3-22〉 AEL, PEMEC, SOEC 개략도 및 반응식 99

〈표 3-23〉 수전해 기술별 기술경제적 특성 및 장기목표 100

〈표 4-1〉 정보화 추진 방향성 도출 결과 120

〈표 4-2〉 PLANET 메뉴 및 기능 124

〈표 4-3〉 신재생에너지 기반 전기 발전량 표준화 데이터셋 요약 133

〈표 4-4〉 연도별 한전 자회사 온실가스 배출량 144

〈표 4-5〉 연도별 한전 자회사 발전량 144

〈표 4-6〉 연도별 한전 자회사 발전단위당 온실가스 배출량 145

〈표 4-7〉 바이오매스기반 Carbon Negative 수소생산 융복합 기술 패키지 구성 기술 목록 예시 153

〈표 4-8〉 기후기술 분류체계 154

〈표 4-9〉 45대 기후기술 세부분류 목록 155

그림목차 14

[그림 1-1] 융ㆍ복합 기후기술 데이터 정보플랫폼 구성도 및 주요 기능 20

[그림 1-2] 융ㆍ복합 기후기술 데이터 정보플랫폼 연구 추진 체계 21

[그림 1-3] 융ㆍ복합 기후기술 데이터 정보플랫폼 비전 및 목표 수립 체계도 21

[그림 2-1] 단일학제, 복수학제, 참여, 다학제, 초학제 연구의 개념의 차이 22

[그림 2-2] 에너지전환을 위한 코페르니쿠스 프로젝트의 최초 구성 24

[그림 2-3] GCRF의 전체 구조 중 UKRI 소관 부분 29

[그림 2-4] 인도 쿠데드 거주 여성 그룹에서 수행된 SUNRISE의 공동체 참여 활동 30

[그림 2-5] 스위스예술과학한림원-취리히공과대학에서 공동개발한 도구상자(Toolbox) 예시 30

[그림 2-6] 목적별 적정 툴 매칭 32

[그림 2-7] Question Ladder 32

[그림 2-8] 독일 수소아틀라스 상의 P2X 인벤토리 35

[그림 2-9] 에너지시스템 캐터펄트의데이터 플랫폼 화면 36

[그림 2-10] Technology Data Repository 중미래수소 생산지 데이터 36

[그림 2-11] Toolbox 상의 방법론 37

[그림 2-12] 프로젝트 기획 단계별 점검사항및 적정 방법론 매칭 예시 37

[그림 2-13] 넛쉘 주요 기능 구성 38

[그림 2-14] 사회문제해결플랫폼 구성화면 39

[그림 3-1] WEF 관련 융ㆍ복합 기후기술 모델: 바이오매스를 활용한 수소생산 41

[그림 3-2] 국내 1차 에너지 및 발전원 믹스 43

[그림 3-3] 1990~2020년 우리나라의 에너지 수입 의존도 및 석유 의존도 43

[그림 3-4] 2020년 말 기준 전 세계 원자력 발전량 44

[그림 3-5] 2010~2020년 전 세계 석탄, 재생에너지, 가스 및 원자력 발전 비중 변화 추이 45

[그림 3-6] 국내 에너지 밸런스 현황 45

[그림 3-7] 전지구 수평일사량(좌)과 태양광 발전 잠재량 분포(우) 46

[그림 3-8] 계절별 연간 일조시간 47

[그림 3-9] IEA Wind 21개국의 연간 풍력발전 이용률(좌)과 우리나라 풍력발전 이용률(우) 48

[그림 3-10] 전지구 평균 풍속(좌)과 2021년 풍력 발전량(우) 48

[그림 3-11] 10m 고도 풍속의 월별, 시간별 시계열 49

[그림 3-12] 80m 고도 계절별 풍속 분포 49

[그림 3-13] 전력 수요와 신재생에너지를 통한 전력 공급 불균형 예시 50

[그림 3-14] 캘리포니아 독립 시스템 운영자(California Independent System Operator)의 순부하 변화 패턴 51

[그림 3-15] 미국의 1월 및 7월 전력계통 시간별 수요 패턴(높은 전기차 보급률 및 전기화 시나리오 가정) 51

[그림 3-16] 재생에너지 확대가 전력계통에 미치는 영향 52

[그림 3-17] 제주도 전력설비용량의 변화 53

[그림 3-18] 제주도 전력계통, 단위 만kW 54

[그림 3-19] 미국의 독립 시스템 운영자 별 신재생에너지 보급률 대비 출력 제어 비중: 풍력(좌), 태양광(우) 55

[그림 3-20] 재생에너지 혁신의 사회적 수용성 삼각형 56

[그림 3-21] 신재생에너지 보급 용량(신규) 58

[그림 3-22] 월별 태양광 발전 관련 민원 제기 건수의 월별추이 59

[그림 3-23] 민원유형별 비중 59

[그림 3-24] 장애요인별 풍력사업의 용량 및 개수 60

[그림 3-25] 유휴부지를 활용한 태양광 설치 사례 63

[그림 3-26] ESS 시스템 구성도 66

[그림 3-27] 에너지저장기술별 에너지용량(X), 에너지저장기간(Y) 68

[그림 3-28] 울산 SK에너지 에너지저장장치 화재 68

[그림 3-29] 한국전력시험센터 ESS 화재(전북 고창) 68

[그림 3-30] 글로벌 ESS 리튬이온전지 수요 전망 70

[그림 3-31] 탄산리튬 가격 70

[그림 3-32] 글로벌 리튬이차전지용 양극재 시장수요 전망 70

[그림 3-33] 신재생에너지 확대에 따른 전기요금 인상 설문조사 71

[그림 3-34] 유틸리티 규모의 에너지원별 LCOE 72

[그림 3-35] 그린수소 생산단가 절감 개요 73

[그림 3-36] 전해기 및 전력 비용에 따른 그린수소 생산단가 전망 73

[그림 3-37] 에너지 발전-전력망-소비 전단계별 7대 에너지전환 이슈 연관 맵 및 해결과제 78

[그림 3-38] 가사도 마이크로그리드 시스템의 구조 및 배치도 79

[그림 3-39] 에너지 자립섬 실증사업에 활용된 주요 기후기술의 빈도 81

[그림 3-40] 홍천 친환경에너지타운 실증사업 81

[그림 3-41] 국내 친환경 도시 및 마을의 융ㆍ복합 실증사업에 활용된 주요 기후기술의 빈도 83

[그림 3-42] 새만금 에너지산업 융ㆍ복합 단지 내 발전단지 개요 83

[그림 3-43] 산업단지의 융ㆍ복합 에너지 실증사업에 활용된 주요 기후기술의 빈도 86

[그림 3-44] (a) P2G 기반의 그린수소 실증사업에 활용된 주요 기후기술의 빈도, (b) 국내 주요 융ㆍ복합 발전 실증사업 사례별 기후기술 믹스 88

[그림 3-45] JUPITER1000 실증사업 현장 전경 90

[그림 3-46] JUPITER1000 실증사업 추진체계 91

[그림 3-47] JUPITER1000과 지역산업 연계 91

[그림 3-48] JUPITER1000의 CO₂ 조달 경로 91

[그림 3-49] JUPITER1000 실증사업 추진 일정 92

[그림 3-50] H2MARE 실증사업 개념도 93

[그림 3-51] 고온 수증기 수전해 반응 개념도 94

[그림 3-52] H2MARE 참여기관 구분 및 위치 95

[그림 3-53] H2MARE 실증 시행 장소 95

[그림 3-54] Biohydrogen Greenhouse Gas Removal Demonstration의 주요 공정 96

[그림 3-55] Advanced Biofuel Solution의 바이오 수소 생산 실증 플랜트 97

[그림 3-56] P2G 기본 개념 및 주요 반응식 98

[그림 4-1] 정보화전략계획(ISP) 구성 단계 116

[그림 4-2] 융ㆍ복합 기후기술 데이터 플랫폼 ISP의 환경분석 추진 체계 117

[그림 4-3] 융ㆍ복합 기후기술 데이터 플랫폼 환경 분석 시사점 도출(안) 117

[그림 4-4] 융ㆍ복합 기후기술 데이터 플랫폼 ISP의 현황분석 추진체계 118

[그림 4-5] 융ㆍ복합 기후기술 데이터 플랫폼 ISP의 현황 분석 결과 119

[그림 4-6] 목표 시스템 비전 및 주요 기능 120

[그림 4-7] 융ㆍ복합 기후기술 데이터ㆍ정보플랫폼 명칭 및 로고 디자인 121

[그림 4-8] PLANET 구성 핵심 3요소 121

[그림 4-9] 참여한 융합연구의 성공적 진행 여부 123

[그림 4-10] PLANET 시스템 구성도 124

[그림 4-11] PLANET 데이터 수집 및 활용 프로세스 모식도 125

[그림 4-12] PLANET 메인 화면 PC 버전(좌)과 모바일 버전(우) 125

[그림 4-13] PLANET 메인 화면 및 기후문제 메뉴 내 에너지믹스와 전환손실 이슈 인포그래픽 예시 126

[그림 4-14] 공공데이터포털(data.go.kr)에서 시간별 태양광 발전량 원 데이터 수집 과정 예시 129

[그림 4-15] 발전사별 신재생에너지 기반 전기발전량 원 데이터 형식 (1) 한국남동발전, (2) 한국남부발전, (3) 한국서부발전 130

[그림 4-16] 발전사별 신재생에너지 기반 전기발전량 원 데이터 형식 (4) 한국농어촌공사, (5) 한국동서발전, (6) 한국중부발전, (7) 한국지역난방공사 130

[그림 4-17] 표준화 데이터 예시 131

[그림 4-18] 신재생에너지 기반 전기발전량 데이터 표준화, 데이터 품질 관리 및 데이터베이스 구축 132

[그림 4-19] 신재생에너지 기반 시간별 전기 발전량 데이터 품질 관리 Python 코드 133

[그림 4-20] 태양광 발전 사업소 총괄 데이터셋 예시 134

[그림 4-21] 신재생에너지 사업소 ID 지정 규칙 134

[그림 4-22] GIS 기반 태양광 발전소 위치, 세부 정보, 발전량 제공 예시 135

[그림 4-23] 기간별 태양광 발전량 예시 (1) 시간별, (2) 일간, (3) 주간, (4) 월간 136

[그림 4-24] 사용자 선정 위치, 반경 및 설치용량에 따른 예상 일 태양광 발전량 산정 예시 136

[그림 4-25] 연간 온실가스 예상 감축량 및 전기(수소)차 전환 효과 예시 139

[그림 4-26] 사용자 지정 이용량에 따른 예상 그린수소 생산량 표출 방식 예시 141

[그림 4-27] 회사별 발전량 데이터 수집 과정 예시 142

[그림 4-28] 회사별 온실가스 배출량 데이터 수집 과정 예시 143

[그림 4-29] 환경부 광역지자체 기준 지역별 온실가스 인벤토리 예시(서울) 145

[그림 4-30] 태양광ㆍ풍력 발전사업에 의한 지자체별 온실가스 감축량 산정 결과 146

[그림 4-31] 지자체 에너지 계획 요약본 예시(서울 및 충청남도) 147

[그림 4-32] 융ㆍ복합기술 내 기술패키지 메뉴 예시 152

[그림 4-33] 기술 인벤토리 예시 160

[그림 4-34] 융ㆍ복합기술 내 융ㆍ복합 실증사례 메뉴 예시 161

[그림 4-35] 융ㆍ복합기술 내 국외 융ㆍ복합사례 메뉴 예시 161

[그림 4-36] 온라인 협력 내 기후문제제기 메뉴 예시 162

[그림 4-37] 온라인 협력 내 융ㆍ복합기술제안 메뉴 예시 163

[그림 4-38] 신규사업정보 메뉴 예시 163

[그림 4-39] 온라인 협력 내 협력제안 메뉴 예시 164

[그림 5-1] PLANET 메뉴 간 연계 예시 166

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