신재생에너지 산업과 기술발전 동향
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신재생에너지 산업과 기술발전 동향. 2005.06 최 익 수. 목 차 . 신재생에너지의 개요. 신재생에너지 보급 현황. 신재생에너지 산업과 기술발전 동향. 신재생에너지의 미래. 정유공장. 풍력에너지. 신재생에너지. 신재생에너지란 ?. 석유 , 석탄 , 원자력 또는 천연가스 이외의 새로운 신에너지 , 자연에너지 또는 재생 가능한 에너지 자원 화석에너지와 비교하여 비고갈성 , 환경성 , 공공성 , 기술성 등의 특징 보유. 공급측면의 에너지. 수요측면의 에너지. 실 용 화 단

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Presentation Transcript

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신재생에너지의 개요

신재생에너지 보급 현황

신재생에너지 산업과 기술발전 동향

신재생에너지의 미래


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정유공장

풍력에너지

  • 신재생에너지

신재생에너지란?

  • 석유, 석탄, 원자력 또는 천연가스 이외의 새로운 신에너지, 자연에너지

  • 또는 재생 가능한 에너지 자원

  • 화석에너지와 비교하여 비고갈성, 환경성, 공공성, 기술성 등의 특징 보유


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공급측면의 에너지

수요측면의 에너지

석유

석유대체에너지

석탄

원자력

천연

가스

재생가능에너지

리싸이클에너지

수력

발전

열이용 분야

발전분야

천연가스

Cogeneration

연료

전지

태양열

폐기물

지열

태양광

풍력

그린

에너지

자동차

바이오매스

미활용

에너지

폐기물

바이오

매스

폐재료

바이오가스

연구

개발

단계

조력

발전

해양

온도차

발전

에너지작물

  • 신재생에너지의 종류

종류

  • 재생에너지 : 태양열, 태양광발전, 바이오매스, 풍력, 수력, 지열, 해양에너지,

    • 폐기물에너지(8개 분야)

  • 신에너지 : 연료전지, 석탄액화가스화, 수소에너지(3개 분야)


  • Slide5 l.jpg

    국내 신재생에너지 자원량

    단위 : toe/년

    (단위 : 1,000 TOE)

    출처 : 한국에너지기술연구원 자료(2004)


    Slide6 l.jpg

    2.3%

    97.7%

    2004

    • 국내 신재생에너지 보급현황

    보급수준

    • 2004년말 기준 총 1차 에너지 소비의 2.3%에 불과 (5백만 TOE)

    • 폐기물과 수력이 절대적인 비중을 점유 (95.8%)

    • 기술집약형 신재생에너지인 풍력, 태양광 등은 보급이 미비 (0.9%)

    신재생에너지 공급 비중

    신재생에너지원별 공급 구성

    신재생


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    자료 : IEA, 2004 (폐기물, 수력 포함)

    12.7%

    6.2%

    4.3%

    3.7%

    3.5%

    • 해외 신재생에너지 보급현황

    덴마크 12.7%, 프랑스 6.2%, 미국 4.3% 등 신재생에너지 보급 꾸준히 증가 추세


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    태양열

    해양에너지

    태양광발전

    폐기물에너지

    바이오매스

    연료전지

    풍력

    석탄액화가스화

    수력

    지열

    수소에너지


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    국 내

    국 외

    • 1998년부터 본격적인 기술개발 추진

    • 평판형 집열기, 태양열 온수급탕 상용화

    • 저온형 태양열시스템 중심

    • 진공관형 태양열시스템 개발

    • 상업용/태양열 발전용 중·고온 태양열

    • 시스템 개발 및 보급(미국,일본,EU 등)

    • 미국의 경우 고온용 집열기 보급

    • 태양열

    개요 및 보급현황

    • 태양 복사에너지를 흡수, 저장 및 열변환을 통해 얻어지는 에너지

    • 온수기 18만대, 급탕설비 3천대 (2004년 기준 신재생에너지 공급량 중 0.65%)

    기술동향

    산업동향

    • 신재생에너지 중 가장 먼저 상용화 되었으나, 심야전기보일러 보급에 따른

    • 경쟁력 상실 등으로 인해 산업기반 전반적으로 취약

    • 최근 진공관형 태양열 시스템 개발로 새로운 산업화 가능성이 제기


    Slide10 l.jpg

    국 내

    국 외

    • 단결정 실리콘 태양전지 기술 등 세계

    • 적인 수준의 핵심요소 기술 보유

    • 태양전지 양산 및 시스템 이용기술은

    • 선진국에 비해 미흡

    • 미국, 일본, EU 등 주요 선진국 중심으

    • 로 2010년 기준 약1$/W(현재 약5$/W)

    • 목표로 기술개발 추진

    • 태양광

    개요 및 보급현황

    • 태양빛을 반도체소자인 태양전지(Solar Cell)에 쏘여 전력을 생산

    • 태양광 발전의 총 설비용량은 약 5,500KW

    • (2004년 기준 신재생에너지 공급량 중 0.05%)

    기술동향

    산업동향

    • 태양전지는 실리콘을 원료로 한 대규모 장비산업으로 반도체산업과 유사

    • 세계 태양광 발전시장 : 2010년 기준 설비용량 2.5GW, 275억불 규모에 이를

    • 것으로 전망

    • 국내에서는 일반 주택을 중심으로 보급 중이며, 내수기반의 부족으로 아직

    • 산업화 단계에는 이르지 못하고 있음


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    국 내

    국 외

    • 1988년부터 본격적인 기술개발

    • 바이오디젤, 메탄발효기술 상용화 및

    • 기타 핵심기반 기술 확보

    • 에탄올 연료, 바이오가스화 발전기술은

    • 선진국에 비해 미흡

    • 미국, EU 중심의 바이오연료, 바이오매스

    • 및 LFG 발전기술 개발

      • LFG 발전소 760여개소 운영(1.4GW)

      • 유기성 폐기물(축산분료,음식쓰레기)

      • 의 메탄화를 통한 전력 생산

    • 바이오

    개요 및 보급현황

    • 생물자원, 유기성 폐기물 등을 생물학적/열화학적으로 전환한 에너지

    • 매립지 가스, 주정, 식품공정 등을 통하여 공급되고 있으며, 2004년 국내 총 신재생에너지

    • 공급량의 3.3%를 차지

    기술동향

    산업동향

    • 바이오에너지 시장은 세계적으로 2010년 280억불 규모에 이를 것으로 전망

    • 국내에서는 바이오디젤, 매립지가스(LFG) 등을 제한적으로 개발 활용하는 단계

    • 향후 국내 가용자원 활용을 위한 원료 및 제품의 수급체계 정비 등을 통해 보급 및 산업

    • 활동 활성화 모색


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    국 내

    국 외

    • 1988년 기술개발 추진, 20KW급,

    • 300KW급 소형 풍력 발전기 개발

    • 핵심요소기술 확보는 선진국에 비해 미흡

    • 독일, 스페인, 미국, 덴마크, 일본 등을

    • 중심으로 750KW→1MW→1.5MW 급으로

    • 점차 대용량화 되어, 현재는 2MW급을

    • 주력으로 채택

    • 발전단가 : 3¢/Kwh정도로 타 발전원과

    • 경쟁 가능한 수준에 진입

    • 풍력

    개요 및 보급현황

    • 바람의 힘을 회전력으로 전환시켜 전력 발생

    • 2004년 기준 국내 신재생에너지 공급량의 0.2%(약13.5MW)

    기술동향

    산업동향

    • 세계 풍력발전 시장은 2010년에 약 110GW에 이를 전망

    • 국내 풍력발전 산업을 생산설비의 실증단계 수준에 있으며, 상업적인 보급은 수입설비에

    • 의존하고 있는 상태(국내 제조업체 부재)

    • 국내외 풍향여건 등 육상 풍력단지 개발의 어려움 돌파를 위해, 해상풍력(3MW급) 개발을

    • 위한 사업 착수


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    국 내

    국 외

    • 소수력 자원조사, 저낙차용 수차기술

    • 개발 추진

    • 수차제조, 시스템 운영 기술은 선진국에

    • 비해 미흡

    • 수차제조 기술, 소수력발전 시스템 자동화

    • 기술개발 및 보급

    • 수력

    개요 및 보급현황

    • 수력은 10MW이하의 소수력과 그 이상의 대수력으로 구분하며, 2003년부터 신재생에너지

    • 통계에 대수력 포함

    • 2003년 기준 신재생 에너지 공급량의 25.0%

    • (소수력 1.12%, 수력 23.95%)

    기술동향

    산업동향

    • 국내 수차 제조 등을 위한 산업기반 미비

    • 향후 수차 국산화 개발 등에 따라 제조산업 기반 구축 전망


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    국 내

    국 외

    • 지열자원 조사

    • 중·저온 지열 열펌프 시스템에 대한

    • 초기단계 기술개발 추진

    • 미국, 일본, EU 중심으로 지열을 이용한

    • 열펌프 기술개발 및 시범보급 추진

    • 지열

    개요 및 보급현황

    • 태양에너지가 지표면을 통해 토양, 지표수, 지하수, 용암 등에 저장된 열원

    • 2003년 기준 국내 신재생에너지 공급량의 0.02%(약 0.8천 TOE)

    기술동향

    산업동향

    • 외국 제품의 수입을 통하여 현재 소규모의 수요를 충당

    • 공공기관 의무화로 보급이 크게 확대될 것으로 전망되며, 이에 따른 국내 기술개발 및

    • 산업기반 구축 필요


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    국 내

    국 외

    • 조력, 조류력, 파력, 기초조사 및 수치모델

    • 개발 등 기초 기술개발 단계

    • 에너지 집적·수출·변환, 발전시스템 기술

    • 선진국에 비해 미흡

    • 영국 : 2MW급 상용 풍력발전장치 개발

    • 프랑스 : 240MW급 조력발전소 운영

    • 일본 : 파력/조류발전 복합방식 개발 중

    • 해양에너지

    개요 및 보급현황

    • 조력, 조류, 파랑, 해수 수온 밀도차 등 다양한 형태로 해양에 부존하는 에너지

    • 2003년 현재 국내 보급 실적 없음

    기술동향

    산업동향

    • 국내 관련 산업은 현재 기술개발 단계로 산업기반 구축은 이루어지지 않음

    • 시화호 조력발전소 건설 추진 중(수자원공사)


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    국 내

    국 외

    • 폐기물 연소열, 폐유 재생연료유 및 RDF

    • 제조기술 상용화 단계(핵심요소기술 확보)

    • 열분해 연료유 양산, 재생연료유 고급화

    • 기술은 선진국에 비해 미흡

    • 미국, 일본, EU 등 RDF, 폐유 재생이용 및

    • 소각열 이용기술 개발 및 보급

      • 발전소 및 시멘트 소성로에서의

      • RDF 사용 확대

      • 폐유로부터 고급정제유 생산

    • 폐기물에너지

    개요 및 보급현황

    • 폐기물을 열분해, 고형화, 연소 등의 가공처리를 통해 연료, 폐열 등으로 변환하여

    • 사용하는 에너지

    • 2004년 국내 신재생에너지 공급량의 72.4%

    기술동향

    산업동향

    • 국내 신재생에너지 공급 중 절대적인 비중을 차지하고 있으나, 경제성을 확보할 수 있는

    • RDF, 고분자폐기물 열분해 연료유 등의 양산기술 부족으로 산업화를 이루고 있지는 못함


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    국 내

    국 외

    • 핵심기술은 상당부문 확보하였으나,

    • 시스템 제작 및 부품 소재기술은 선진국

    • 에 비해 아직 미흡함

    • 가정용 연료전지의 경우 소형(3kW이하)

    • 에 대한 실증연구 추진 및 본격 시범보급

    • 추진 중(2011년 10,000대)

    • 수소제조의 경우, 일본 미국 등이

    • 수소스테이션 실증 운전 중

    • 미국 : 발전용 MCFC(2MW) 실증 연구 단계

    • 일본 : 가정용 1kW 연료전지 보급초기

    • 단계로 모니터링 사업 추진

    • 일본, 독일 : 휴대용 DMFC 시제품 출시

    • 연료전지

    개요 및 보급현황

    • 수소와 산소의 화학에너지를 전기화학반응에 의해 전기에너지로 직접 변화하는 발전장치

    • 2003년 현재 국내 보급실적 없음

    기술동향

    산업동향

    • 세계시장은 2020년 1,000억불로 확대될 전망이며, 가정용 연료전지시스템(RPG)는

    • 240억불의 시장이 형성될 전망임

    • 발전용-이동용 연료전지를 중심으로 우선적인 산업화가 예상되며, 노트북용 연료전지 및

    • 관련부품 산업화 전망


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    국 내

    국 외

    • 3t/d 건식가스화로 및 1t/d 습식 가스화

    • 로 설치 및 운전 중

    • 공정 및 단위장치 분야는 선진국 수준이

    • 나 대형플랜트 설계 및 운전경험이 없음

    • 중질잔사유 가스화를 이용한

    • 300~600MW급 IGCC 타당성 검토 완료

    • 미국, 독일, 네덜란드, 일본 등 가스화 플랜

    • 실용화 직전

    • 석탄가스화 플랜 300MW급 운전 중

    • (미국2, 네덜란드1, 스페인1)

    • 중질잔사유 가스화는 이탈리아, 일본에서

    • 280~550MW급 운전 중

    • 석탄액화가스화

    개요 및 보급현황

    • 석탄을 합성가스로 정제하여 가스터빈을 돌려 발전하고, 배기가스열을 이용하여 보일러로

    • 증기를 발생시켜 증기터빈을 돌려 발전하는 방식

    • 2003년 현재 국내보급현황 없음

    기술동향

    산업동향

    • 국내의 경우, 2012년까지 800MW의 석탄, 중질잔사유 가스화 복합발전 시설을 보급할 전망

    • 기존 발전시설에 비해 효율이 높고, 석탄의 부존 자원량이 타 자원보다 많기 때문에 중장기적

    • 수요가 많을 것으로 예상되며, 이에 따른 대규모 산업기반 구축 전망


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    국 내

    국 외

    • 최근 들어 상당한 기술개발투자가 이루어

    • 지고 있으나, 상업적 보급 실적은 현재 전무

    • 천연가스 스팀 개질을 이용한 수소생산기술

    • 이 기술성숙단계에 있음

    • 수소스테이션 실증연구 착수

    • 수소스테이션의 경우는 미국이나 일본 등에서

    • 실증연구가 활발히 진행 중

    • 미국은 수소제조, 인프라 구축에 계속 투자할

    • 예정이며 IPHE를 통해 세계 주도권 선점노력

    • 천연가스개질, 전기분해(제조측면),

    • 고압(<500bar) 액체저장기술, 고압수소 스테

    • 이션 기술 등에 많은 연구개발 진행

    • 수소에너지

    개요 및 보급현황

    • 지구상에 존재하는 물질 중 가장 양이 많고 원자 구조가 가장 단순한 물질이며, 에너지로 활용

    • 시 공해를 방출하지 않는 청정원료

    • 2003년 현재 국내보급현황 없음

    기술동향

    산업동향

    • 아직까지 상업적 보급실적이 없기 때문에 구체적인 시장형성이 이루어지지 않았으나, 최근 대기업에

    • 서 많은 관심을 갖기 시작함

    • 국가적인 차원에서 수소경제로 가기 위한 인프라 조기 구축을 추진 중

    • 수송부문의 수소에너지 세계시장은 2020년 1,400억불에 이를 전망이며, 2030년대는 년간 5천만대를

    • 생산함으로써 세계수요의 10%를 차지할 것으로 전망



    Slide21 l.jpg

    기후변화

    협약과

    환경오염

    고유가시대

    신재생에너지

    산업구조

    변화

    수소경제

    • 에너지환경의 변화와 신재생에너지

    신재생에너지의 전 세계 에너지공급 및

    신 핵심산업으로 부상 전망


    Slide22 l.jpg

    국내

    국외

    자료 : 제2차 신·재생에너지 기술개발 및 이용·보급 기본 계획(2003~2012),2003,12,산업자원부


    Slide23 l.jpg

    경제성

    자연조건

    기술개발투자

    /보급제도

    신재생에너지

    보급·확대 지연

    기술개발

    /산업기반


    Slide24 l.jpg

    (%)

    30

    25

    20

    15

    10

    5

    기술개발투자

    5%

    3%

    2.06%

    2003

    2006

    2011

    • 신재생에너지의 미래


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