전방 산업
해운 철강 기계 전자 화학 설비 산업 수산 유전 가스 개발 심해 산업후방 산업
IT 융합Vol. 3 Issue 9 September 2013
그린 조명 LED용 형광체 / 바이오(자원) 기능성 식품 소재 / 센서 네트워크 응용 시스템 에너지관리게이트웨이(EMG) /
u시티 스마트 창조도시 / 신재생 에너지 해양플랜트
해양플랜트 산업의 시장과 경쟁 구도
2010 0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 2015 2020 2030 1,452 2,303 3,275 5,039 372 630 450 749 1,165 1,361 1,056 1,898 2,085 547 793963LED용 형광체
그린 조명
외부에서 흡수된 에너지를 빛 에너지로 변환시키는 ‘형광체’
LED(Light Emitting Diode)는 친환경·고효율·장수명 등의 장점이 있어 현재 조명, 디스플레이, 수송기기, 의료, 농수산 업 등 다양한 산업 분야에서 활발히 활용되고 있다. LED는 사용된 반도체 재료의 전자 에너지 준위에 따라 태생적으로 한 가지 특정 색깔의 빛을 발생시키는데, 이를 다양한 색깔의 빛이 혼합된 백색광으로 변환시킴으로써 그 활용성이 더욱 확대된다. 그 이유는 가정용 조명은 물론 LED BLU(Backlight Unit), 카메라 플래시 램프, 차량용 헤드램프, 농업용 인공조 명, 수술 장비에 장착된 조명 등 대부분의 경우에서 백색광 이 필요하기 때문이다. 백색광을 구현하기 위해, 현재는 청· 녹·적색의 LED를 혼합 배열하는 방식보다는 근자외선(near ultraviolet) 혹은 청색 LED에 형광체를 혼합하여 제조한 백색 LED 방식이 주로 활용되고 있다. 이는 형광체를 이용한 백색 LED 방식의 공정이 단순하고 광 효율과 균일도가 높으며 광 특성 제어가 용이하기 때문이다. 형광체는 외부로부터 흡수된 에너지를 가시광선 영역 의 빛 에너지로 변환시켜주는 무기 발광 물질(Inorganic luminescence materials)을 일컫는다. 형광체는 백색 LED 에서 직접적으로 빛을 내는 역할을 하는 핵심 소재로, 백 색 LED 전체의 발광 특성에 큰 영향을 미친다. 전기 에너지 를 빛 에너지로 변환시켜주는 비율인 광 변환 효율과 빛이 얼 마나 밝은지를 나타내는 휘도(Brightness), 백색광이 태양으 로부터 오는 자연광에 얼마나 가까운지 나타내는 연색지수(Color Rendering Index), 사람들의 감성에 영향을 주는 색온 도 등도 사용된 형광체의 종류에 크게 좌우된다. 형광체는 산화물, 황화물, 질화물 등의 무기 소재를 모체(host lattice)로 하여, 발광에 직접적인 역할을 하는 활성이온이 소량 첨가된 조성(composition)을 가진다. LED용 형광체의 경우 활성이온 으로는 Eu2+ 이온과 Ce3+ 이온이 주로 활용되는데, 이들 이온 이 LED에서 발생된 근자외선 혹은 청색광을 흡수하며 사용 된 모체의 조성에 따라 청·녹·황·적색 빛을 발생시킨다.
『형광체는 백색 LED에서 직접적으로 빛을 내는
역할을 하는 핵심 소재로, 백색 LED 전체의 발광
특성에 큰 영향을 미친다』
형광체의 발광 특성은 형광체를 구성하는 원소들의 조합, 즉 조성에 따라 크게 좌우된다. 주요 업체들은 이미 다양한 형광체 조성 자체에 대한 지식재산권을 확보하고 있어, 형광 체 산업에서는 광 특성이 우수한 새로운 조성의 형광체를 찾 아 지식재산권을 확보하는 것이 가장 큰 관건이다. 백색 LED 에 관한 원천 특허(US 5,998,925)는 Nichia사가 보유하고 있 는 특허로, 청색 LED와 황색 발광 YAC:Ce 형광체를 혼합하 여 백색광을 구현한다는 내용을 담고 있다. Nichia사는 2017 년 7월 만료되는 본 특허를 통해 그동안 국내외 수많은 경 쟁 기업의 발목을 잡아왔다. LED 업계에서 독자적인 형광체 확보 여부는 백색 LED를 이용하여 만들어지는 모든 제품의 생산·판매에 영향을 주었고, 경우에 따라 회사의 존망에까LED용 형광체
글로벌 경쟁 현황 및 국내 대응 방안
그린 조명
지 큰 영향을 미쳐왔다. 따라서 많은 경쟁 기업이 Nichia사의 특허를 회피하기 위해 새로운 조성의 형광체를 앞다투어 개 발했다. 그 중 Osram사의 TAG:Ce 형광체와 Intematix, GE사 의 실리케이트 계열 형광체가 YAG:Ce 형광체를 대체할 황색 형광체로 주목을 받았으나, YAC:Ce 형광체를 완전히 대체할 만한 광 특성을 보여주진 못했다. 그 후 연색지수를 개선하 기 위해 청색 LED에 녹색과 적색 형광체를 혼합하는 방식이 대두되면서, 황화물계와 (산)질화물계 형광체가 각광을 받았 다. 그러나 황화물계 형광체는 수분과 LED 구동 중 발생하는 열에 대한 안정성이 떨어져 사용이 제한적이다. 반면 2000년 대 들어 일본이 선점하기 시작한 (산)질화물계 형광체는 안정 성이 매우 높고 광 변환 효율이 뛰어나 기존의 가넷계와 실리 케이트계 형광체를 대체할 물질로 많은 관심을 끌었다. 그러 나 (산)질화물계 형광체는 고온·고압의 열처리를 통해 생산되어, kg 당 판매 가격이 기존 산화물 형광체에 비해 10배 이상 비 싼 3,000~4,000만 원에 이르고 있어 사용에 제한이 있다. 따라서 아직도 기존 특허에 저촉되지 않으면서 우수한 발광 특성을 보이는 형광체 조성을 찾기 위한 노력이 전 세계적으 로 계속되고 있다.
『형광체 산업에서는 광 특성이 우수한 새로운 조성의
형광체를 찾아 지식재산권을 확보하는 것이 가장 큰
관건이다』
LED용 형광체 세계 시장 규모, 2016년 12.7억 달러 규모로
전망
LED용 형광체는 후방 산업인 원료 소재 산업에 대한 종속성 이 매우 큰 특징을 가진다. 대부분의 상용화된 LED용 형광체는 주로 원료 물질인 고체 무기분말 소재를 혼합하여 고온에서 열처리하는 고상 합성법을 통해 제조된다. 형광체의 조성은▶
상용화된 주요 LED용 형광체의 종류 구분 조성 발광 색 주요 특허 보유 기관 가넷 (Garnets) Y3Al5O12:Ce 3+ (YAG:Ce) 황색 Nichia(일) Tb3Al5O12:Ce 3+ (TAG:Ce) 황색 Osram(독) 실리케이드 (Silicates)(Sr,Ba,Ca)2SiO4:Eu
2+ 녹·황색 Toyoda Gosei(일)
BOSE 컨소시엄 (Sr,Ba,Ca,Mg,Zn)2Si(OD)4:Eu
LED용 형광체 다양한 전이금속과 희토류금속 원소들을 포함하므로, 형광체 제조를 위해 이러한 원소들을 포함하는 고순도(High purity)의 무기 소재를 안정적인 가격에 확보하는 것이 매우 중요하다. 특히 희토류 활성이온의 주요 원료 물질인 Eu2O3와 CeO2가 상대적으로 가격이 비싼 편이고, Ca3N2, EuN 등 질화물 원 료 물질도 가격이 매우 비싸고 취급이 어려운 편이어서, 이들 원료 물질에 대한 안정적인 공급원을 확보하는 것이 필수적 이다. 이러한 관점에서 향후 LED용 형광체 산업에서 희토류 금속의 매장량이 풍부한 중국 소재 업체들이 큰 영향력을 행 사할 것으로 예상된다. 반면 LED용 형광체에 대한 지식재산 권을 독자적으로 보유한 업체의 경우, 백색 LED를 패키지하 거나 모듈화하는 작업은 상대적으로 쉬운 편이다. 또한 우수 한 품질을 갖는 새로운 조성의 형광체를 확보하면 백색 LED 와 이를 이용한 응용 제품의 성능도 크게 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라 매우 큰 부가가치를 창출할 수 있으므로 수요자 교섭력은 작은 편이다. 2012년 LED용 형광체 세계 시장 규모는 5.1억 달러 규모 로 추정되며, 향후 25.5%의 연평균 성장률로 2016년에 12.7억 달러 규모에 이를 것으로 전망된다. 전체 LED 산업에서 국 내 시장의 규모가 세계 시장 규모의 2.5% 수준인 점을 감안 하여 동일 비율로 추정한 결과, 2012년 LED용 형광체 국내 시장 규모는 140억 원 수준인 것으로 추정되며 2016년까지 350억 원 규모에 달할 것으로 전망된다. LED용 형광체 시장 규모 추정에 있어 가장 큰 변수로는 형광체 플레이트(plate)와 (산)질화물 형광체의 사용을 꼽을 수 있다. 형광체를 에폭시 수지와 혼합하여 칩 바로 위에서 경화시키는 일반적인 백색 LED와 달리 형광체를 별도의 플 레이트로 제작하여 조립하는 방식이 내열 특성을 개선할 수 있는 대안으로 관심을 받고 있다. Intematix사에서 올해 초 출 시한 ‘크로마트리’ 제품이 대표적인데, 형광체 플레이트는 기 존 방식에 비해 100배 이상의 형광체를 사용하게 된다. 따라 서 2012년 전체 백색 LED의 0.5%에 미치지 못했던 형광체 플레이트의 채택률이 LED용 형광체 시장에 큰 영향을 줄 것 으로 예상된다. 또한 앞서 언급한 바와 같이 현재 (산)질화물 계 형광체 가격은 기존 산화물계 형광체에 비해 10배 이상 비싼 편인데, 공정 기술 발달로 생산 단가가 하락하더라도 향 후 비슷한 비율을 유지할 것으로 예상된다. 따라서 2012년 사 용량 기준 약 10% 수준에 머물고 있는 (산)질화물계 형광체 의 채택률의 변화 추이 역시 전체 LED용 형광체 시장 규모에 큰 영향을 미칠 것으로 판단된다.
LED용 형광체 시장, 소수 글로벌 기업이 전체 시장의 90%
선점
LED용 형광체 시장은 우수한 광 특성을 보이는 형광체 조 성에 대한 특허권을 확보한 Nichia, Osram, Toyoda Gosei, Intematix, Mitsubishi, Lumileds, GE 등의 소수의 글로벌 기업 들이 전 세계 시장의 90% 수준을 선점하고 있다. 뿐만 아니 라 확보된 LED용 형광체 기술을 기반으로 현재 전 세계 LED▶
LED용 형광체의 전후방 산업 구조 후방 산업⇨
LED용 형광체⇨
전방 산업 무기 소재 (산·황·질화물 등), 희토류금속 등 가넷계, 실리케이트계, 황화물계, (산)질화물계, 알루미네이트계 등 백색 LED (패키지, 모듈), 백색 LED 응용 산업▶
LED용 형광체 시장 규모 전망 년도 개요 시장 규모 연평균 성장률 (’12~’16) 2010 2011 2012(F) 2013(E) 2014(E) 2015(E) 2016(E)세계 시장 2.94 4.12 5.13 6.90 9.86 11.85 12.72 25.5%
국내 시장 80.9 113.3 141.1 189.8 271.2 325.9 349.8 25.5%
자료: “LED Phosphor 2012”, Yole Developpement를 바탕으로 KISTI 추정. 형광체 플레이트의 채택률이 2016년까지 4%에 이를 것으로 가정. 국내 시장은 LED 시장 규모를 감안하여 세계 시장의 2.5% 수준으로 추정. 환율 1,100원 적용.
기능성 식품 소재
건강기능식품에 대해 기능성을 인정받은 ‘기능성 식품 소재’
기능성 식품 소재는 2002년 8월 제정되어 2004년부터 시 행된 「건강기능식품에 관한 법률」에 근거하여 관리되는 건강 기능식품에 대해 기능성을 인정받은 소재를 의미한다. 본 법 률 제정의 취지는 ‘국민 건강 증진과 소비자 보호’를 위하여 식품 분야에서도 기능 인허가 제도를 도입하고자 하는 것으 로 현재 미국, 유럽, 중국 등에서도 비슷한 제도를 운영하고 있다. 효능에 대해 신뢰도가 높은 소재인 인삼, 홍삼, 녹차 추출 물 등은 고시형 소재로 분류되었으며, 새롭게 개발 및 발견된 소재는 개별인정을 받도록 하고 있다. 초기 시행 시에는 개별 인정으로 등록되고 일반화되면 루테인 및 은행잎 추출물 등 처럼 고시형 소재로 전환된다. 이 경우, 제조 및 수입이 자유 로워져 참여 업체가 증가하는 등의 효과로 인해 시장이 활성 화되기도 한다. 2012년 고시형 소재는 영양소 28종과 기능성 원료 55종으로 구성되어 있으며, 개별인정 소재는 25개의 기 능성 분야에 대해 140개의 소재가 인정받았다.1) 본 보고서는 기존 내수 중심의 식품 소재를 탈피해 바이 오 산업 재편 및 활력 부여를 위한 촉매제로서의 기능성 식 품 소재의 가능성에 초점을 맞추고자 하며 이를 위해 현재의 시장을 참조하였다. 1) 고시형 전환 소재 포함, 동일 원료 복수 기능 인정 포함.건강기능식품의 국내와 해외 시장 규모
기능성 식품 소재는 액상 및 분말 형태로 가공되어 건강기 능식품으로 판매되며, 해외에서는 식이보조식품이 유사한 개 념이다. 2012년 국내 건강기능식품 시장 규모는 생산액 기준, 1조 4,091억 원으로 수출액은 584억 원 규모로 집계되고 있다(건 강기능식품 생산액 발표, 식약처, 2013). 이는 2011년 대비 약 3% 정도 증가한 것으로 2007~2011년 성장률인 14.2%에 비 해 감소하였는데, 경기 침체로 인한 소비 심리 위축으로 성장 세가 주춤해진 탓으로 분석된다. 2008~2012년 연평균 성장 률(6.1%)보다 다소 낮은 5.0% 성장률로 성장할 경우, 국내 건 강기능식품 시장 규모는 2016년 약 1조 7,128억 원에 달할 것 으로 보인다. 건강기능식품 개념인 식이보조식품 세계 시장 은 2012년 약 47,032백만 달러에서 4.1%의 성장률로 성장하 여 2016년 약 55,232백만 달러 규모에 이를 것으로 전망된다.『건강기능식품의 해외 시장은 2016년 약 55,232백만
달러 규모로, 국내 시장은 약 1조 7,128억 원 규모로
성장할 것으로 전망된다』
국내 건강기능식품 시장은 홍삼(46.0%), 비타민 및 무기 질(11.7%), 개별인정형(12.8%), 알로에(4.9%), 프로바이오틱스 (3.2%)가 시장의 대부분을 차지하고 있다. 해외 건강기능식품 시장은 비타민과 무기질이 시장의 대부분인 약 41% 정도를기능성 식품 소재
바이오 산업 성장 발판으로서의 가능성
산업정보분석실 선임연구원 임종연 | Tel 02-3299-6068 e-mail jylim@kisti.re.kr
바이오(자원) 차지하고 있으며, 천연물 소재에 해당되는 허브/식물류 시장 이 27% 정도, 그 외의 소재가 32%를 차지하고 있어 문화권 의 특성에 따라 특정 단일 소재에 대한 점유율이 높은 것으 로 분석된다. 기능성 식품 소재는 건강기능식품의 주원료일 뿐 아니 라, 일반 식품의 기능성 강화를 위한 첨가제로 활용 가능한 데, 이를 포함하여 산출한 해외 시장 규모는 2012년 49,186 백만 달러에서 약 4.2%의 성장률로 성장하여 2016년에는 약 57,911백만 달러 규모로 성장할 것으로 전망된다.
『현재 식품 분야에서 기능성 식품 소재는 건강기능식품,
기능강화식품 및 음료에 활용될 수 있으며 해외 시장
규모는 2012년 49,186백만 달러 규모에서 4.1%
성장률로 성장하여 2016년 57,911백만 달러에
이를 것으로 전망된다』
국내의 경우, 생산액 규모는 기업의 신고액에 기초하기 때 문에, 기능성 식품 소재 인정을 받은 기업이 건강기능식품 생 산액 규모를 따로 구분하여 신고하지 않는다면, 해당 기능성 소재 활용 제품인 기능성 식품 및 일반 식품(기능강화식품 및 음료)의 매출을 포함한 시장 규모일 수도 있다. 또한 국내 기 업의 기능성 식품 소재가 상당 부분 이미 화장품 등에도 적 용되고 있기 때문에 해당 소재를 활용한 화장품 매출이 포함 되어 있을 수도 있다. 일반적으로 건강기능식품 기업이 기능성 식품 소재를 발 굴하여 제품화하며, 일반 식품 산업과 마찬가지로 국가별 내 수 시장의 경쟁이 치열하다. 국내 시장은 한국인삼공사의 홍 삼 매출이 전년도에 비해 줄었음에도 불구하고 전체 시장의 33%(4,744억 원)를 차지하고 있어, 특정 기업, 특정 브랜드, 특 정 소재의 점유도가 매우 높다. 그 외 한국야쿠르트(4.9%), 코 스맥스바이오(3.5%), 마임(3.5%) 순으로, 1위 업체와의 차이가 매우 크다. 이에 반해 건강기능식품 업체 수는 꾸준히 증가 (4.8%, 2012년)하고 있으며, 최근 LG생명과학 CJ 등의 식품 및 의약품 업체들도 진출하고 있어 경쟁이 더욱 치열해지고 있다. 미국 시장에는 세계 50여 개의 식품 상위 기업의 1/3 정 도가 진출해 있으며 주요 기업은 Royal Numico, GNC, Herbal life, NBTY, Wyeth 등이다. 최근 Kellog, Heinz, Quaker, Unilever, Dupont, Novartis, Abbott Laboratories, GlaxoSmithKline 등의 식품회사 및 제약회사가 진출하는 움 직임을 보이고 있다.▶
건강 기능성 식품 시장 규모 전망 년도 개요 시장 규모 연평균 성장률 2012 2013 2014 2015 2016 세계 시장 47,032 48,960 50,967 53,057 55,232 4.1% 국내 시장 14,091 14,796 15,535 16,312 17,128 5.0%자료: “Global supplement & nutrition industry report”, NBJ, 2012. “Global Nutraceutical Industry”, Frost and Surlivan, 2010. “건강기능식품 국내 생산액”, 식약처, 2012. *신고된 생산액은 건강기능식품이 아닌 기능성 식품 소재 등을 포함하고 있을 가능성 있음. (단위: 백만 달러, 억 원)
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세계 기능성 식품 소재 적용 분야별 시장 규모 전망 년도 개요 시장 규모 연평균 성장률 2012 2013 2014 2015 2016 기능성 식품 소재 시장 49,186 51,235 53,369 55,594 57,911 4.1% 기능강화식품* 1,124 1,187 1,253 1,324 1,281 5.6% 기능강화음료* 1,030 1,088 1,149 1,213 1,281 5.6% 건강기능식품 (식이보조식품) 47,032 48,960 50,967 53,057 55,232 4.1%자료: “Global supplement & nutrition industry report”, NBJ, 2012. “Global Nutraceutical Industry”, Frost and Surlivan, 2010.
*기능강화식품 및 기능강화음료는 기능성 식품 소재가 주원료가 아닌 첨가제로 사용되므로 해당 시장의 2% 비중으로 추산하였음.
센서 네트워크 응용 시스템
에너지관리게이트웨이(EMG)
국가적인 에너지 위기 어떻게 해결할 것인가?
산업시장분석실 선임연구원 김상국 | Tel 02-3299-6294 e-mail sgkim@kisti.re.kr
센서 네트워크 응용 시스템 알려주는 스마트미터 디스플레이 기기, 그리고 설비의 동작 을 제어하는 액추에이터로 구성된 시스템을 말한다.
『EMG는 에너지 절감형 생활공간을 만들고자
에너지를 효율적으로 관리하기 위하여 고효율
기기와 IT 기술을 융합하여 에너지 사용을 줄이는
기술을 말한다』
EMG 산업은 크게 센서 네트워크 응용 통신 모듈, 스마트 미터 게이트웨이, 클라우드 기반 관제 및 운영 시스템으로 구 성되며, 주요 제품으로는 스마트미터 측정기, 관제 시스템, 클 라우드 서비스, 빅데이터 관리 서비스로 요약될 수 있다. 특 히 자가발전 기술에 대한 요청으로 인해 센서 네트워크 기반 의 수요 반응(Demand Response) 기술과 스마트화 및 사용 자 편의성, 그리고 홈(home)/빌딩(building)/공장(factory) 형태 등 다양한 저가 보급형 스마트미터 EMG가 요구되고 있다.『EMG 산업은 크게 센서 네트워크 응용 통신 모듈,
스마트미터 게이트웨이, 클라우드 기반 관제 및 운영
시스템으로 구성되며, 주요 제품으로는 스마트미터
측정기, 관제 시스템, 클라우드 서비스, 빅데이터
관리 서비스로 요약된다』
이처럼 EMG 분야는 지능형검침 인프라와1) 함께 스마트그 리드2) 인프라를 기반으로 에너지 관리 서비스를 통합 제공하 고, 다양한 요금제 기반의 수요 반응과 신재생 발전원/에너지 저장 장치 등을 활용하여 에너지 사용을 효율화하는 방안으 로 홈, 빌딩 등 에너지 소비처의 에너지 사용 효율을 최적화에너지관리게이트웨이(EMG) 국내 EMG 시장 규모는 2012년 22,770억 원, 2016년 33,580억 원 규모로 성장할 것으로 전망되며, 세계 시장 규 모는 2012년 201,200백만 달러, 2016년 307,700백만 달러 규 모로 성장할 것으로 전망된다.
글로벌 업체, 국내 다수 기업과 중견 IT 서비스 업체들이
시장 공략 진행
ITRON사는 EMG의 기반이 되는 스마트그리드 인프라 구 축 사업의 핵심 구성 요소인 에너지 정보를 수집, 처리 및 전 송하는데 사용되는 장치를 개발하였으며, TRON사가 개발한 유틸리티를 활용하면 지능형 수요 관리(DR), 홈네트워킹 및 기타 여러 스마트그리드 응용 프로그램에 활용할 수 있는 장 점을 보유하고 있다. 특히 이 기업의 스마트미터는 양방향 통 신을 제공함으로써, 선택적 부하 제한 네트워크를 통해 원격 서비스 스위치, 정지 및 변조 감지와 원격 업그레이드 기능을 제공하고 있다. Texas Instruments사의 스마트그리드 기술은 응용 프로그램을 효율적으로 사용할 수 있게 완벽한 하드웨 어 및 소프트웨어 솔루션을 제공하고 있으며, PLC3) 기술을 이용하여 스마트 전기미터, 충전 조명, 태양 전지, 전기 자동 차 등에 다양한 응용 프로그램을 활용하여 스마트 가전, 홈 자동화, 지능형 빌딩 제어, 그리고 네트워크 서비스를 제공할 수 있다. 이런 솔루션은 스마트 계량 및 제어 응용 프로그램 과 같은 프로그램에 적합하며, 전력 소비를 절감하고 시스템 비용을 줄일 수 있는 장점을 갖는다. EMG의 수요처 형태 중에 빌딩 분야에서 두각을 나타내고 있는 글로벌 업체인 IBM, 시스코, 지멘스, 슈나이더와 SKT, KT, 삼성 등 국내 다수 기업들이 빌딩 에너지 절감 솔루션을 개발 중이며, 최근에 SDS, LG-CNS, SK C&C, 포스코 ICT,센서 네트워크 응용 시스템 에너지를 탄소배출량으로 환산해 보여줌으로써 경제적인 효 과를 표시하도록 설계하여야 하며, 신재생 에너지 장치나 에 너지 소비 장치 등과 쉽게 연동할 수 있는 표준화된 인터페이 스로 개발하여 지능형 수요 관리와 부하 제어(Load Control) 기능도 제공해야 한다. 이처럼 지능형검침 인프라는 스마트 그리드의 스마트 미터를 기초로 최종 소비자와 에너지 공급 자 간의 지능형 수요 관리를 통해 적극적으로 에너지 절약을 할 수 있는 인프라를 말하며, 수요측 전력 자원을 통합 관리 하고, 이에 대한 효율적인 운용 및 배분을 통하여 전력 회사 와 소비자가 효율적 에너지 사용이 가능하도록 정보 및 서비 스를 제공해야 한다. EMG의 범위는 그 성능 향상과 구성에 센서 네트워크 기 술을 활용한 기술을 영역으로 하고 있으며, 공급망 기준으로 센싱 모듈, 통신 모듈, 사용정보 디스플레이, 스마트미터 디 스플레이 등 전 영역을 포함하고 있다. 기술적으로는 시스템 구성의 효율 향상 기술과 시스템 성능 향상을 위한 HW, SW, 홈/빌딩의 개별적 에너지 사용기기와 연동까지를 포함한다.
『게이트웨이 기반의 지능적이고 능동적인 수요 반응
에너지 절감과 공동 주택 및 빌딩 등의 종합 관리
센터를 통한 집합체 에너지 절감 및 효율 향상을
이루어 국가적인 에너지 절감 게이트웨이가 완성되면
에너지 위기를 극복할 수 있을 것으로 기대된다』
사용자가 인지하지 못하는 사이 이루어지는 게이트웨이 기 반의 지능적이고 능동적인 수요 반응 에너지 절감 기술을 통 해 기존의 에너지 절감 효과를 극대화할 수 있다. 그리고 공 동 주택 및 빌딩의 종합 관리 센터를 통한 집합체 에너지 절 감 및 효율 향상을 이루고 나아가 스마트그리드의 최종 완성 단계로서의 지능형 수용가(需用家)를 구축함으로써 국가적인 에너지 절감 게이트웨이가 완성될 수 있을 것이다. 2013▶
에너지관리게이트웨이 공급망 분석 공급망 단계 센서 네트워크 응용 통신 모듈 스마트미터 게이트웨이 클라우드 기반 관제 및 운영 시스템 주요 내용 양방향 통신 실시간으로 발생하는 전력 사용 정보 제공 전력 장비에 대한 모니터링 및 제어 주요 제품/기술 칩세트, 모듈 칩세트, 모듈 통신 인프라해외 기업 Zensys, Echelon, Ember, Jennic. Atmel, WGN. Telegisis Itron, PRI, ecoMeter, Alektrona, Eister, Trilliant, Landis+Gyr
창조도시, 혁신적이고 유연한 도시경제 시스템을 갖춘 도시
창조경제의 첫 출발점은 민간 부문의 창조적 아이디어와 활력이다. 따라서 민간 부문에서 자율적으로 혁신이 일어날 수 있는 창조경제 생태계 구축이 무엇보다 중요하다. 한편, 창조도시는 창의적인 방법으로 문제를 해결할 줄 아는 시민 들을 기반으로 창조 계급이 매력을 느껴 모여들게 되고 문 화 산업과 창조 산업이 발달하고 이에 따라 활력이 넘치는 살기 좋은 도시를 의미한다. 이러한 창조도시에 ICT를 결합 한 도시 개념인 스마트 창조도시는 다양성, 개방성 및 장소성 (Locality) 등의 요소를 기반으로 집단 지성을 표출하고 발전 시키는 방식으로 새로운 경제 활동을 창출하고 지역에 내재 한 사회적 자본, 기업가 정신 등은 기술 변화 및 경제의 글로 벌화에 대응하여 새로운 혁신을 출현시키며, 다른 지역으로 전파하는 창조경제 플랫폼인 것이다.『창조도시는 창의적인 방법으로 문제를 해결할
줄 아는 시민들을 기반으로 창조 계급이 매력을
느껴 모여들게 되고 문화 산업과 창조 산업이
발달하고 이에 따라 활력이 넘치는 살기 좋은
도시를 의미한다』
본 글에서는 아직까지 정체가 불분명한 창조경제 ICT 플 랫폼의 의미를 스마트 창조도시의 생태계 구성을 통해서 새 롭게 제안코자 한다. 창조경제는 자연 발생적으로 나타나는 것이 아니라 지역 단위의 생산-소비 양식에 의해 차별화되 고 특화된 도시 경제 속에서 발현된다. 찰스랜드리는 창조도 시를 ‘독자적인 예술 문화를 육성하고, 지속적, 내생적 발전 을 통해 새로운 산업을 창출할 수 있는 능력을 갖춘 도시, 인 간이 자유롭게 창조적인 활동을 함으로써 문화와 산업의 창 조성이 풍부하며 혁신적이고 유연한 도시경제 시스템을 갖춘 도시’로 정의한 바 있다(다음 그림 참조).스마트 창조도시와 ICT 융합 플랫폼
최근 안양시가 ‘스마트 창조도시’를 선포하면서 외국에서 좋은 호평을 받은 사례는 그동안 침체기를 겪었던 u시티 구 축 사업뿐만 아니라, 창조경제에 구심점이 될 ICT 플랫폼 구 축에 큰 전기가 될 것으로 기대된다. 기존의 IT 융합은 전통 산업에 IT 기술을 접목· 활용해 생산성과 효율성을 제고하 는 측면이 많았다. 그러다 보니 산업 구조 자체의 틀은 크게 바뀌지 않았다. 반면 스마트 컨버전스는 단순한 ICT 융합을 넘어 새로운 창조와 급속한 진보를 의미한다. 즉 고도화된 스 마트 ICT 인프라를 바탕으로 지능형 융합 서비스와 제품 산 업이 탄생할 수 있기 때문이다. 차세대 지능형 도시의 컴포넌 트 시스템을 제공하는 ‘스마트시티’ 산업이 그런 사례다. 이제 중요한 것은 방법론이다. 어떻게 실천하느냐 하는 것이다. 지 역의 ‘작은 변화’가 중앙정부의 ‘큰 정책’보다 창조경제 발전에 유리하다. 그리고 일반적으로 창조적 생태계는 소규모 커뮤스마트 창조도시
스마트 창조도시, ICT 융합 플랫폼
가능한가?
산업시장분석실 책임연구원 원동규 | Tel 02-3299-6053 e-mail dkwon@kisti.re.kr
스마트 창조도시 이들 3개 도시 개발 전략 개념의 차이를 살펴보면, 창조도 시 모형과 기존 도시 개발 모형 비교표와 같다. 개발의 대상 이 되는 도시 유형 측면에서는 u시티는 한국적 상황을 반영 한 스마트 도시 개념답게 주로 신도시 개발 전략으로 활용되 어 왔다. 그래서 주민의 수요보다는 공급자 중심적인 서비스 가 개발될 수밖에 없는 구조였다. 이것과는 대조적으로 창조 도시 개발 전략은 주로 구도시의 도시 재생 개념으로 활용되 고 있으며, 스마트시티는 기능 중심의 컴포넌트 개발 개념이 기 때문에 관련성이 적다고 할 수 있다. 한편 주력 산업 측면 에서는 u시티 산업은 신도시 건설과 같이 계획되고 적용되기 때문에 주로 건설 분야를 주축으로 한 ICT 분야에 활용된다. 스마트시티 산업은 ICT, 네트워크, 빅데이터 분석, 에너지, 환 경, 교통과 같이 도시 기능과 인텔리전스를 결합한 산업에 관 련된다. 반면에 창조도시 산업은 사회적 자본 형성에 주로 기 여를 하지만 창조 계급에 의해 만들어진 산출물인 문화 산업 (문화, 예술), 과학, ICT, 콘텐츠 산업 등이 주력 산업이라고 할 수 있다.
『창조도시는 창조성에 중점을 두는데 일반적인
문화뿐 아니라 도시의 역사, 창조적 인재 유입,
기술 발달 등을 모두 포함한다. 이러한 u시티,
스마트시티 및 창조 도시의 특성을 모두 포괄하는
도시를 스마트 창조도시라고 한다』
창조경제 플랫폼 구축을 통한 ICT 시장 기회 전개
중국의 경우 향후 10년간 총 100조 원을 투입하는 중국 스 마트 창조도시 건설 사업을 시작했다. 지난해 말 중국 정부 는 2023년까지 총 100조 원을 투입해 320개 도시를 u시티로 연도 국내 스마트 창조도시 산업 세계 스마트 창조도시 산업 국내 ICT 산업 세계 ICT 산업 국내 스마트 창조도시/국내 ICT 세계 스마트 창조도시 /세계 ICT 2012 482 11,351 2,939 35,840 0.164 0.317 2013 558 13,506 3,008 37,210 0.186 0.363 2014 644 15,608 3,078 38,280 0.209 0.408 2015 740 17,929 3,151 39,400 0.235 0.455 2016 710 20,896 3,227 40,580 0.220 0.515 2017 811 24,365 3,303 41,860 0.246 0.582 2018 927 28,421 3,381 43,181 0.274 0.658 2019 1,059 33,164 3,461 44,543 0.306 0.745 2020 1,209 38,714 3,543 45,948 0.341 0.843▶
스마트 창조도시 시장 및 ICT 산업 시장 예측 (단위: 억 달러)자료: Smart Cities Market(2011 - 2016) (Projects, Advanced Technologies, Adoptions and Transformations - Worldwide Market Report By: marketsandmarkets.com Publishing Date: May 2012, Report Code: TC 1745)의 자료를 근거로 KISTI에서 자체 시뮬레이션 분석(인구 및 성장률 참조), Gartner(2012. 9) 참조하여 이동 평균 성장률 연장 추계, 방송통신위원회(2013년 ICT 시장 전망, 2012. 11) 참조하여 연장 추계.
구분 u시티 스마트시티 창조도시
ICT 기술 활용 특성 HOW(운영 관리) WHY(타깃 분석) WHAT(정체성, 창조성)
혁신 단계별 중점 분야 좁은 의미의 혁신 혁신 확산 아이디어 발굴
중점 목표 도시의 완결성(관리) 도시 내외부 간의 연결, 데이터 분석 도시의 고유 특성, 창조성, 실행성
수행 주체 주로 중소기업 위주 대기업 위주 창조 계급(예술인, 과학기술자 등) 도시 유형 주로 신도시 신도시, 구도시 주로 구도시
주력 산업 건설, ICT ICT, 네트워크, 빅데이터 분석, 에너지, 환경, 교통 등 문화 산업(문화, 예술), 과학, ICT, 콘텐츠 산업 도시 기능 도시 관리 도시 및 도시 간 문제 해결과 인텔리전스 결합 도시 재생, 도시 통합
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창조도시 모형과 기존 도시 개발 모형 비교신재생 에너지
석유나 천연가스 등 해양자원 개발 활동에 필요한 건조,
설치, 관리, 유지하는 산업, ‘해양플랜트 산업’
해양플랜트 산업은 석유나 천연가스 등의 해양자원을 발 굴, 시추, 저장 생산하는 자원 개발 활동에 필요한 장비들을 건조, 설치, 관리, 유지하는 산업으로 해양 에너지 개발 과정 에서 발생하게 되는 유전의 탐사, 시추 및 생산에 이르는 모 든 과정을 포함하게 된다. 해양플랜트는 크게 해상플랫폼과 해저 시스템 및 이송 설비로 구성되어 있으며, 해상플랫폼은 형태에 따라 고정식과 부유식으로 구분되고, 용도에 따라 시 추용과 생산용으로 구분되는 것이 일반적이다.1)1) FPSO(Floating Production storage and Offloading), FPU(Float Production Unit).
해양플랜트는 안정적인 해양자원을 생산하는 것을 최종 목적으로 하기 때문에 각 개발 광구의 지형, 기후, 생산자원 특성 등에 맞추어 최적화되어야 하며 가격보다는 검증된 기 술과 품질을 최우선으로 한다는 특징을 갖고 있다. 그리고 각 각 갖고 있는 개발 광구 상황과 연계되어 진행되어 온 까닭에 북해, 멕시코만을 중심으로 미국, 영국, 노르웨이 등의 국가 에서 발전해 왔으며, 자연스럽게 오일 메이저가 발주처가 되 어 FEED(Front End Engineering Design) 단계에서 각종 사 양, 기자재 등을 결정하게 됨으로써 모든 과정에 오일 메이 저가 절대적인 영향력을 갖고 있다는 점도 특징으로 꼽을 수 있다. 또한 이러한 해양플랜트는 전방 산업인 해운, 수산, 유 전 및 가스 개발 및 심해 산업 발전을 촉진시킬 뿐 아니라 철 강, 기계, 전자, 화학 및 각종 설비 산업과 함께 최근에는 IT
해양플랜트
해양플랜트 산업의 시장과 경쟁 구도
산업시장분석실 책임연구원 나도백 | Tel 02-3299-6111 e-mail nahdb@kisti.re.kr
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해상플랫폼의 용도별 구분1)연안
Jack-up Drillship Semisubmersible
신재생 에너지 융합 등 후방 산업 발전을 견인하는 산업이 되기 때문에 오 늘날 선진국을 비롯한 신흥국가들이 높은 관심을 갖고 있으 며, 우리나라도 조선업을 배경으로 적극적 진출을 계획하고 있다. 그러나 해양플랜트는 무엇보다 진입 운영에 충분한 자 본이 우선되어야 하며, 높은 품질과 기술력 요구에 대응할 수 있는 설비 제작 기술이 필요하다. 따라서 수요자 중심의 시장 구조 형성에 대한 이해와 원유 시추 채굴에 국가 위험도가 존재한다는 점을 인식해야 한다.
『해양플랜트 산업은 전방 산업인 해운, 수산,
유전 및 가스 개발 및 심해 산업 발전을 촉진시킬
뿐 아니라 철강, 기계, 전자, 화학 및 각종 설비
산업과 함께 최근에는 IT 융합 등 후방 산업 발전을
견인하고 있다』
에너지 수요 증가 등으로 해양플랜트 시장, 연평균
약 6.4% 성장할 것으로 전망
2) 해양플랜트 시장 규모는 에너지 수요와 밀접한 관계가 있 는데, 에너지 수요는 2008년부터 지속적으로 증가하고 있으 며, 2035년까지 계속적으로 증가할 것으로 전망된다. 특히 세 계 에너지 수요는 신흥국의 에너지 수요 증가 등으로 쉽게 줄어들지 않고 고유가가 지속되면서 해양 에너지를 발굴, 시 추, 생산하려는 해양플랜트 시장은 2010년 1,400억 달러에 서 2020년 3,200억 달러로, 2030년에 5,000억 달러로 연평 균 6.4% 정도 성장할 것으로 전망되고 있다. 또한 국내 3사의 수주 실적도 매년 증가세를 보이고 있다. 이와 같이 해양플랜트2) URL: Umbilicals, Risers & Flowlines(생산된 원유와 가스를 해상플랫폼에서 이송하 는 장비).
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해양플랜트의 생애 주기 조사 및 예비 탐사 시추 탐사 설계 (기본, 세부) 건조 및 제작 운반 현장 설치 운영 및 유지관리 철거▶
세계 에너지 수요 증가 예측 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 1965 1975 1985 1995 2005 2015 2025 2035 자료: Douglas Westwood, 2013. 3.자료: 기획재정부, 2012, Douglas Westwood, 2012, KISTI 재작성. 자료: 각사 자료 수집 작성, 2013. 6.
해양플랜트 산업은 2000년 이후 높은 성장을 유지하면서 새로운 성장 동력으로 부상하고 있다. 최근 해양플랜트 산업의 두드러진 변화는 몇 가지로 요약 할 수 있다. 하나는 해양자원 개발 지역이 확대되면서 플랜 트 종류도 많아지고 광물 종류도 많아졌다는 점이다. 그리고 심해, 극해 등에서는 안전이 우선되면서 부유식 플랜트를 제 작하는 조선사의 영향력이 커지고 있다. 또 핵심 고객이 국제 석유기업(IOC)에서 국영석유기업(NOC)으로 이동하면서 산업 의 사업 구조가 달라지는 변화를 보이고 있다. 따라서 이러한 변화에 대응하기 위해서는 트렌드 변화와 함께 사업 방식 변 화를 동시에 수용해야 한다. 특히 사업 방식이 특화된 전문 업에서 종합적 기획업의 형태로 바뀌면서 기업들은 사업 역 량 강화를 위한 다양한 전략과 대응이 필요하게 되었다.
해양플랜트 산업을 둘러싼 한국, 일본, 중국 간 경쟁 심화
예상
한국은 2012년 5월 해양플랜트 수주 목표액을 2020년까 지 800억 달러, 기자재 국산화율을 50%, 엔지니어링 국내 수행률을 60%까지 끌어올린다는 해양플랜트 산업 발전 전 략을 발표한 바 있다. 이어 지난해 핵심 기자재와 요소 기술 을 중심으로 100대 전략 품목을 선정했으며, 기자재 시험인 증센터와 함께 핵심 기자재 로드맵 계획도 발표했다. 그러나 가치사슬 구조상 국내 해양플랜트 산업은 빅3 대 형조선사를 중심으로 생산이 치중하여 다양한 분야 업체들 의 시장 접근이 용이하지 못한 실정이다. 또한 해양플랜트 생 산 부문에서 상위를 달리고 있다고는 하지만 내용을 보면 상 세 설계, 선체, 시공 등 수익은 낮고 리스크는 큰 문제를 갖고 있다. 또한 해양플랜트 설계의 핵심이 되는 엔지니어링, FEED 의 원천 기술 부족, 핵심 기자재 기술과 국산화율의 저조 등 으로 인한 기술 역량 부족도 고수익 분야로 진입하기 위해 넘 어야 할 장벽이 되고 있다. 각국별 기술 가치사슬별 기술 경 쟁력을 살펴보더라도 건조, 제작과 상세 설계를 제외하고 향 후 보완해야 할 부분과 신규 융합 기술을 활용한 서비스 분 야를 선택하여 집중해야 할 필요가 있음을 알 수 있다.▶
해양플랜트 산업 변화와 대응자료: 삼성경제연구원 CEO Info.(no.877, 2012. 12) 참고, KISTI 재작성.
신재생 에너지
『가치사슬 구조상 국내 해양플랜트 산업은 빅3
대형조선사를 중심으로 생산이 치중되어 다양한
분야 업체들의 시장 접근이 용이하지 못한 실정이다』
중국은 2011년 9월에 국가발전개혁위원회, 과학기술부, 국 가 에너지국 등 범부처 공동으로 ‘해양플랜트 산업 혁신 발전 전략’을 마련한 데 이어 2012년 3월 ‘해양플랜트 제조업 중장 기 발전 계획’의 전격 발표를 계기로 이들 산업을 기간 산업 으로 육성하기 위한 대폭적인 지원을 시작했다. 반면 일본은 국토교통성을 중심으로 2012년에 육성 전략을 수립하고 재 생 전략 및 그린 성장 전략의 핵심 프로젝트로 정책 방향을 상류(광구 운영사), 중류(시추, FEED, EPCI/EPCM3), 수송 등), 하류(조선 업체 및 기자재 업체) 등의 공급 체인을 통해 상류 부터 하류까지 일본 주도의 해양 개발 체제 구축을 골자로 하고 있다. 특히 자국 유정이 없음에도 세계적인 해양플랜트3) EPCI/EPCM: Engineering, Procurement, Construction & Installation/Engineering, Procurement, Construction & Management.
오퍼레이터인 MODEC, INPEX를 육성, 경쟁력을 갖춘 정부 차원의 전략을 제시하고 있어 해양플랜트 산업을 둘러싼 한 국, 일본, 중국 간의 경쟁은 피할 수 없는 상황으로 예고되고 있다.4)5)6)
『해양플랜트 산업을 둘러싼 한국, 일본, 중국 간의
경쟁은 피할 수 없는 상황으로 예고되고 있으며, 이에
대한 대응전략이 필요한 시점이다』
해양플랜트가 갖고 있는 다양한 시장에서 특정 부문에
집중·특화시켜 부가가치를 높여야 할 때
해양플랜트 산업은 정부에서도 성장 산업의 하나로 꼽고 있다. 이에 대한 육성과 지원을 지속적으로 하고 있으며 최 근 해양플랜트 성장 추세와 함께 하나의 기회로 다가오고 있 다. 지원 전체 예산은 적지 않지만, 업계는 기술지원센터 및 기자재에 대한 국산화 진행보다 최근 조선해양 시장의 불경4) LNG-FSRU: LNG Floating, Storage, Re-gasification Unit(부유식 가스 저장, 재기화 설비).
5) OSV: Offshore Support Vessel.
6) ROV/AUV: Remotely Operated Vehicle/Autonomous Underwater Vehicle.
해양플랜트 기로 매출이 급격하게 감소하고 있는 상황에서는 현재 보유 기술의 판로 개척을 위한 시장 개척 및 구매 상담 부분의 지 원과 배려가 적절하게 이루어져야 한다고 요구하고 있다. 특 히 대기업이 이끌고 있는 해양플랜트 산업은 세계적이라고 하 지만 하부에는 중소업체가 대부분이다. 이들 중소 해양 기업 의 경쟁력 제고와 수출 확대를 지원할 방안이 필요한 시점이 며 현재까지보다 앞으로의 성장 가능성이 더 크다는 측면에 서 R&D 투자 확대가 포함되어야 한다고 지적하고 있다7). 최 근(2013년 7월) 부산조선해양기자재공업협동조합(BMEA)은 KOTRA와 함께 국내 해양플랜트 기자재 기업들의 글로벌 시 장 교두보가 될 말레이시아 시장 공략을 위한 한-말레이시아 오프쇼어(Offshore)협의회를 출범, 산업 협력을 통한 해외시장 진출 기획은 시사하는 바가 크다고 볼 수 있다. 해양플랜트 산업은 차세대 국가의 성장 동력의 하나임에는 분명하다. 그 7) 한국해양과학기술진흥원, ‘MT 산업 동향분석 및 발전방안연구’, 2010. 2. 러나 이 산업 분야는 국가와 기업의 장기적인 투자와 지원이 절대적으로 필요하며, 핵심 인력 양성과 높은 진입 장벽 돌파 가 이루어져야 성장할 수 있다. 따라서 우리는 해양플랜트가 갖고 있는 다양한 부문의 시장(제작 시장, HUC 시장8), 플랫폼 해체 시장, 기타 OSV 시장 등)에서 특정 부문에 집중·특화시 켜 시장의 부가가치를 높여야 할 것이다. 지금까지의 제작 시 장에서의 우위를 바탕으로 고부가가치의 경쟁 우위가 요구되 는 요소 산업(예, 해양플랜트 서비스 등)에 진입하는 전략과 검토가 어느 때보다 필요하다고 본다. 다만, 시장은 항상 모니 터링과 적절한 대응이 필요하기 때문에 기업은 시장에 대해 능동적인 자세와 유연한 계획 운영을 하고 외부 현황과 내부 요인을 주의 깊이 관찰하여 시장 진입을 수정해 나가야 할 것 이다. 2013
8) HUC시장: Hook-up and Commissioning(시운전) 시장.
안녕하십니까? 한국과학기술정보연구원(KISTI)에서 제공하는 Market Report을 이용해 주셔서 감사합니다.
KISTI Market Report 서비스를 더욱 이용자 중심의 정보를 생산·제공하고자 이용자 여러분들께 정보서비스에 대한 만족도 조사를 실시하오니 이용자 여러분들의 적극적인 답변과 의견 부탁드립니다. 설문 응답 및 기타 개인 정보들은 법에 의해 철저히 보호되며, 객관적이고 전문적인 분석을 위하여 ㈜밸류애드에서 실시합니다. ◇ 설문 조사 기간: 2013. 9. 26. 00시 ~ 2013. 10. 6. 24시 ◇ 설문 응답 사이트: www.forecastpro.net ◇ 본 설문은 총 16개 문항으로 설문 응답에 소요되는 예상 시간은 약 10분입니다. ◇ 성실하게 설문에 응답해 주시는 모든 분들에게 감사의 뜻으로 답례품을 보내드립니다. (5천 원 이메일 문화 상품권, 10월 말 일괄 이메일로 배송 예정) ◇ 조사 기관: ㈜밸류애드 ◇ 주관 기관: 한국과학기술정보연구원 ○ 문의처: 이은재 연구원 (TEL: 02-896-4291, FAX: 02-6455-4290) ○ 이메일: cobacos@naver.com
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