에너지·자원 기술개발 추진현황 및 전망

 

 

 

 

1999. 4

         

1. 에너지·자원기술개발의 국·내외 여건

가. 국제여건

(1) 에너지 다량 투입형 기술체계와 경제구조에 기인한 자원제약, 환경제약은 현 세계의 당면 2개 과제임.

(가) 자원제약 : 에너지 공급역량(Capability)의 문제

(나) 환경제약 : 에너지 비효율적 소비체계 및 이용기술의 문제

 

(2) 환경제약의 인식제고를 통한 에너지 수급체계의 근본적 개혁 필요성 대두

(가) 지구 온난화 요인중 약 50%는 에너지 소비에 의한 이산화탄소에 기인하고, 그중 80%는 화석연료의 사용에 의한 것임

(나) 기후변화협약에 따라 화석연료 기술체계의 개편 불가피로 국익보호 차원에서 에너지·자원 분야의 기술개발 시급성 인식확산

 

(3) 에너지·자원 기술체계의 개발여부는 과거와 달리 국가 경쟁력과 직결

(가) 선진국들은 자국이 보유하고 있는 에너지·환경기술의 우위를 이용하여 기술수출등 국가 경쟁력을 높이고자 의도

1) TBT, TRIPs등, 기술종속 우려

가) 기술개발 시책의 국제화 현상 대두

- 기술개발에 대한 국가지원의 공정성 문제 논의

·OECD 기술전략 채택 → 단기간내 집중지원 경쟁

- Global/Strategic Allience 현상고수→ 기술 Cartel 대두

- 선진국들의 에너지·자원기술 부문의 기술이전 기피로 인한 Royalty 상승, 기술 독점적 소유에 따른 불공정 무역행위 증대, 경쟁력 미비로 인한 기술개발 포기등 개발도상국들의 막대한 피해 예상

* 1) TBT (Technical Barriers to Trade : 무역에 대한 기술장벽)

2) TRIPs (Trade Relations of Intellectual Property Rights : 지적소유권 협상)

나) 중점기술개발 대상 분야

- 화석연료 사용시 Entropy 저감기술

- 궁극 에너지기술(Back-stop Technology) 개발의 중간 단계기술인 속칭「신에너지/대체에너지」기술 : Mid-phase strategy의 중요성 인식

  

나. 국내여건과 기술개발의 역할 및 필요성

(1) 국내 여건

(가) 경직적인 에너지 수급구조의 지속

1) 에너지 수입의존도의 심화

가) 97년 현재 전체에너지 소비중 59.1%를 석유에 의존하고 있고, 전체에너지의 수입 의존도는 97.5%로 에너지안보 및 국제수지 방어에 막대한 부담으로 작용

나) 또한 석유소비량의 67%를 정세가 불안정한 중동지역에 의존하고 있어 에너지수급의 불안요인 상존

 (나) 저 효율적인 에너지소비 구조

국내 총생산의 부가가치 한 단위를 창출하기 위하여 다른 나라에 비해 2배이상의 에너지 투입

 (다) 에너지수요의 선진국형 고급화 추세 가속

1) 석유, 가스, 전력등 고급에너지 수요는 급속하게 증가하는 반면, 국내 유일의 에너지원인 무연탄 수요는 격감

2) 이에따라 97년 에너지수입액은 271억$에 달해 총수입액(1,446억$)의 18.7%를 점유

 (라) 에너지 환경제약의 증대

1) 내년에는 세계 10대 이산화탄소 배출국에 포함 될 것이 예상되며, 이럴 경우에 환경규제에 대한 국제적 압력가중 우려

2) 국제 환경규제가 실현 될 경우에 자주적 에너지정책에 대한 제약 심화로 경제성장에 저해요인으로 작용

 (마) 에너지 공급설비의 개·증설의 제약성 심화

1) 에너지 설비 투자의 수요는 증대하는 반면, 재원조달은 국내에너지 산업구조, 저에너지 가격정책, 국내 경제여건에 비추어 어려운 실정

2) 발전시설과 같은 주요에너지 공급설비의 입지 확보는 지역이기주의 등에 의해 갈수록 전반적으로 어려워지고 있는 추세

 

(바) 기술개발기반 축소 및 연구개발 의욕저하

1) 국내 경제여건의 악화로 기술개발 기반 축소 및 연구인력의 의욕저하 초래

가) 정부출연 연구기관 및 기업체 연구부서의 구조조정에 의한 연구개발기반 위축

나) 연구개발비 감소 및 연구인력 감축에 의한 연구의욕 저하

  

2. 에너지기술 정책의 역할과 필요성

가. 에너지기술에 대한 문제의식

 

  

나. 수급상 해결과제와 연계한 에너지기술개발의 역할

(1) 에너지 소비증가율의 적정수준 조정 역량 제공

단위 소비량당 효용수준 증대 기술개발은 에너지소비증가율억제 역량제고

 

(2) 국내 에너지 자급도 제고수단 제시

신·재생에너지개발 확대 및 원자력의 국산에너지화 촉진등으로 에너지자급도 제고

 

(3) 화석연료의 사용체계 개선

(가) 환경요인을 극소화한 소비기술개발로 화석연료의 사용체계 개선에 기여

(나) 이를 위한 CO₂배출규제(연간 규제범위 설정등) 등에 부합하기 위한 기술개발 집중 지원 필요

<예>

Clean Coal Technology

I.G.C.C(복합가스화 발전)

재생에너지 등

 

(4) 구조적으로 해외에 지나치게 의존하고 있는 우리의 에너지 수급구조를 근본적으로 개선하기 위해서는 지속적인 연구개발을 통한 에너지기술혁신이 가장 필요

(가) 이에 실패할 경우 에너지 공급안정성 상실, 산업 경쟁력 약화, 경제적 기술적 종속심화 등으로 인한 경제정책 및 에너지정책의 시행에 심각한 난항을 초래

 

(5) 그러나, 기술개발사업은 효과의 발현을 가시적으로 평가하기 어렵고, 실현에 소요되는 기간의 장기성으로 인하여 특히 안정적인 추진체계와 적정한 평가체계 및 재원의 안정성이 확보되어야 함

  

다. 에너지 기술정책의 필요성

(1) 에너지기술의 특성

(가) 공공기반기술로서의 에너지기술

1) 에너지는 생산과 소비를 포함한 모든 경제활동에 반드시 투입되는 주요요소

2) 에너지기술의 발전은 전후방 파급효과 및 환경비용의 감소 등 긍정적 외부효과가 다른 어떤 기술보다 더 크게 나타나며,

3) 이와같은 거대 외부효과로 인해 시장기능만으로서는 민간의 자발적 투자를 유인할 수 없는 대표적인 분야임

 (나) 복합기술로서의 에너지기술

1) 에너지기술은 핵융합기술과 같은 미래원천기술의 개발에서 고효율조명기기와 같은 실용화기술의 개발에 이르기까지 기술개발의 전 주기가 광범위하게 포함되는 기술분야

2) 따라서 산·학·연간의 적절한 역할분담과 협력이 긴요하게 요구되는 분야임

 (다) 소비자와 공급자간의 이해 조정

1) 에너지부문은 생산원가 및 가계지출비 중 에너지비용의 상대적 열위로 소비자의 관심이 저조한 부문

가) 우리나라의 제조업 에너지 비용 : 총생산원가의 5% 수준

나) 우리나라의 가계지출 중 광열비 비용 : 2.7% 수준

 2) 반면 공급자는 독과점체제하에서 기존 투자를 합리화하려는 경향이 있어 정부의 합리적 관리자역할이 불가피

가) 국가규모의 기술개발 체계 확립

나) 미래의 민간기술수요를 충족시키기 위한 공공부문의 사전기획 및 선행투자 요구

 

(2) 정부개입의 타당성

(가) 에너지기술은 단기적으로는 에너지수급을 지원, 장기적으로는 오히려 국가 에너지정책을 리드하는 역할을 함

1) 장기 에너지 수급예측에서 기술적 변수가 가장 중요한 요인으로 작용

 (나) 효과적인 에너지기술정책을 수립하기 위해서는 국가 에너지정책과의 연계성과 상호 보완성이 확보되어야 함

 (다) 또한 에너지기술은 개발된 기술의 시장보급시 일반 산업기술과는 달리 국가 에너지정책목표의 달성(일정상의 목표관리 등)을 위해 에너지부문 보조금 지원이 요구되는 부문

 (라) 에너지기술개발의 기대효과

- 발전부문 등 공공투자 계획 축소기능 (통합자원계획 : IRP)

- 국제환경 오염방지 요구에 대처 (기후변화협약 : FCCC)

- 에너지 공급안정도 증대로 경제안보 기능 (국가경쟁력)

- 고효율 제품 실용화시 국민 실질소득 향상에 기여 (국민복지)

 (마) 결론적으로 에너지기술개발은 정부의 주도적 역할이 요구되는 대표적인 영역으로 원하는 것이 무엇인지 알고 연구의 목적을 분명히 정한 중앙정부에 의해 지원·수행되어야 함

  

3. 주요 선진국의 에너지기술 개발동향

가. 주요 선진국은 기후변화협약(FCCC)과 관련, 탄산가스(CO₂)감축의무를 준수하고 환경과의 조화로운 경제발전을 위한 에너지기술개발이 필수적이라는 인식하에 에너지절약 및 대체에너지기술개발에 중점투자 하고 있음

나. 각국은 경제규모 및 에너지수급여건에 따라 중점기술개발 분야를 선정하여 집중추진

(1) 미국, 일본은 제반 에너지기술분야에서 선도적 역할을 꾸준히 추구하여 왔으며, 핵융합, 우주발전, 수소에너지, 석탄액화 등 첨단 미래기술을 포함하는 모든 기술분야에 광범위하게 투자

(2) 경제규모가 작은 대부분의 OECD 선진국들은 각국의 실정에 따라 실현가능성이 높고 파급효과가 큰 분야에 한정된 재원을 집중 투자하고, 장기간 대규모 투자가 요구되는 첨단미래 기술에 대해서는 공동연구방식을 취함

(3) 국제 에너지기구(IEA)의 경우, 각 회원국들이 공유할 수 있는 전략적 기술 증심으로 회원국간 에너지기술정보의 공유 및 공동연구를 통한 예산절감 및 전문인력활용을 위하여 에너지기술 공동연구개발사업을 활발히 추진중임.

 

(가) IEA 공동연구개발사업 내용

  

4. 우리나라 에너지기술개발의 추진현황

가. 추진경위

(1) 1970년대 : 2차례의 석유파동으로 기술개발 중요성의 인식 및 기술력 배양노력 시작

* KIST를 중심으로 태양열, 풍력 개발착수

 

(2) 1980년대 : 국제 에너지 시장의 안정으로 에너지공급기술 위주로 개발

(가) 대체에너지기술

1) 「대체에너지기술개발 촉진법」제정(87.12),

「대체에너지기술개발 기본계획(88∼2001)을 수립 추진

2) 주요목표 : 2010년까지 총 에너지수요의 3% 공급

 

(3) 1990년대 : 「기후변화협약」과 관련, 국제적 에너지사용 규제의 움직임이

대두됨에 따라 에너지절약기술과 청정에너지기술 등의 중요성 증대

(가) 에너지절약기술

1) 「에너지절약기술개발 5개년계획(92∼96)」을 수립 추진

2) 주요목표 : 에너지소비 탄성치를 1이하로 향상

 (나) 청정에너지기술

1) 「기후변화협약」발효(94.3)를 계기로 「청정에너지기술개발 5개 년계획(94∼98)을 수립 추진

2) 주요목표 : 화석연료(석유, 석탄, CO₂)의 청정연소기술 확보

  

나. 추진실적 및 성과( ∼98년 기준)

(1) 그간 총 820개 과제의 기술개발에 3,242억원(정부2,047억원, 민간1,195억원)을 투자하여 국내 기술수준의 향상과 기술개발 기반구축에 크게 기여

(가) 에너지자원기술 투자 실적

(98년말 기준)           

 

(2) 기술분야별 추진성과

(가) 대체에너지기술

1) 97년말 기준 총에너지의 0.82%(1,421천TOE) 공급

가) 태양열 온수기, 산업폐기물 소각시스템 등은 상업화 되어 보급 중

나) 태양광발전은 소규모 도서지역을 중심으로 보급을 확대하는 등 일부 부문은 기초 연구단계를 지나 실용화 단계에 진입

 (나) 에너지절약기술

1) 34개 과제 실용화단계

가) 98년말 기준 개발종료된 422개 과제중 34개 과제가 실용화단계로, 98년 연간 수입대체효과는 약 2,685억원으로 예상(고효율전자식안정기, 산업용 촉매연소기기, 고효율냉장고 등)

 (다) 청정에너지기술

기술개발 초기단계로서 기초연구 중

 (라) 자원기술

기술개발 초기단계로 기초연구중이며 일부 기술은 상용화 준미

 (바) 에너지기술 실용화 내용

 

  

5. 향후 기술개발 추진방향 및 전망

가. 향후 추진방향

(1) 기후변화협약에 적극 대응이라는 목적지향적 사업 추진

(가) CO₂저감효과가 큰 기술개발프로그램 위주로 집중지원 개발

 

(2) 정부 부처별 기술개발 사업을 상호연계하여 중복지원 배제 및 효용성 강화

 

(3) 기술개발과 함께 개발된 기술의 실증실험, 실용화 보급을 체계적으로 지원하여 기술개발의 투자효과 극대화

  

나. 기술개발 및 적용방향

(1) 2000년까지의 대응

(가) 기존 기술의 적용·보급, 미래신기술의 발굴

 

(2) 2006년까지의 대응

(가) 기존 기술의 고효율화 적용, 보급

(나) 현재 개발중인 기술의 적용과 기술개발의 가속화

 

(3) 2006년 이후의 대응

(가) 현재 개발기술의 대형화 및 보급

(나) 초전도, 초임계 유체공정등 미래 신기술의 개발

  

다. 추진전략

(1) 목적지향적 사업추진으로 국가 NEED에 기여

(가) 국가 에너지 정책과의 연계 강화

 

(2) 기술별 특성을 감안한 기술획득 방식 및 전략의 최적화

(가) 기술개발 사업방식의 다양화 및 탄력적 운용

(나) 단계별 목표 설정에 의한 기반기술/상용화기술의 균형적 확보

 

(3) 전 주기적 운용으로 사업관리체계의 효율성 제고

(가) Program 방식의 중점 추진으로 기획 - 집행 - 평가로 운용

(나) 목표관리지향의 관리체계 확보

 

(4) 시장중심적 기술개발 추진으로 사업의 실효성 제고

(가) 민관 협력체계를 근간으로 시장원리를 존중하는 사업추진

(나) 기술개발 과 보급사업의 유기적 체계구축

  

라. 투자계획 및 중점개발 분야

(1) 에너지기술개발

(가) 2010년까지 총 3,575억원 지원하여 에너지절약 잠재량이 크고 개발가능성이 높은 공업로등 12개 기술분야 중점 추진

 

(2) 대체에너지기술개발

(가) 2010년까지 총 980억원 지원하여 기술자립이 가능하고 연료 대체효과가 큰 태양광발전시설등 4개 기술분야 집중지원

(나) 총에너지 사용량중 대체에너지 비중 제고

(97년) 0.8% → (2006년) 2.0% → (2010년) 3.0%

 

(3) 청정에너지기술개발

(가) 2010년까지 총 500억원을 지원하여 이산화탄소의 원천적 저감기술의 확보등을 위한 기술개발을 중장기적으로 추진

  

마. 향후전망

(1) 에너지자원기술개발이 순조롭게 추진 될 경우에 2010년 CO₂예상배출량(2.19억 탄소톤)의 약 12% 절감효과 기대

(가) 에너지이용효율 향상 및 절약 : CO₂약 11% 절감(산업 6%, 전기

1.4%, 건물 1.2%, 일반 1.4%)

(나) 대체에너지기술 : CO₂약 1.12% 절감(대체에너지 보급에 의한

이산화탄소 감축율을 약 40%로 추정)

(다) CO₂분리처리기술 : CO₂0.01% 절감

 

(2) 기후변화 대응기술의 선진화 이룩

(가) 우수한 에너지자원기술의 확보는 우리에게 FCCC 대응을 위해 보다 다양하고 폭넓은 대응방안을 갖게하여 국가 경쟁력 강화의 기회 제공

1) 지속적인 성장을 위한 저배출 산업구조의 구축에 크게 기여

2) 배출권 거래제, 공동이행 수단등 실시에 있어 우리의 산업경쟁력 확보