KISTI MARKET REPORT Vol.2 Issue 5

Vol. 2 Issue5 May 2012

콘텐츠 / SW

소셜게임 생체인식시스템

탄소저감 에너지

청정석탄 에너지

발전용 가스터빈 고온부품

신소재·나노융합

그래핀

contents

2012 KISTI MARKET REPORT

Vol. 2 Issue 5 May 2012

발행일 2012년 5월(통권 15호) ISSN 2233-8756 발행인 박영서 편집인 박창걸 기획위원 유재영, 문영호, 손종구, 한 혁, 권오진, 김강회, 박창걸, 김기일 발행처 한국과학기술정보연구원 분원 130-741 서울특별시 동대문구 회기로 66 정보분석본부 산업정보분석실 구독 문의 02) 3299-6019 팩스 02) 3299-6041

콘텐츠 / SW

게임

소셜게임 : 엔터테인먼트 산업계의 총아, 소셜게임 시장의 현황과 전망

03

사회안전시스템

생체인식시스템 : 스마트시대의 새로운 기회

08

탄소저감 에너지

청정석탄 에너지

향후 지속적 성장가능성

12

발전용 가스터빈 고온부품

발전용 가스터빈 부품 국산화를 위한 제언

16

신소재, 나노융합

나노탄소융합소재

그래핀(Graphene) : 꿈의 신소재 그래핀의 오늘 그리고 내일

20

다음 호(Vol.2 Issue 6) 안내

분 야 주 제

방송통신/IT 융합 브로드밴드 해외진출을 위한 제언

IT융합시스템 MEMS 센서 차세대 센서의 미래

바이오매스 생체분해성 고분자 생체재료 Polylactic acid 시장 및 바이오 플라스틱의 생체재료 응용 가능성

로봇응용 교육용 로봇 스마트러닝 시대에 대응한 진화가능성

바이오제약(자원)·의료기기 RNAi(RNA Interference) Delivery System Drug Delivery System 기술동향

많은 게임 업체와 투자자가 주목하고 있는 SNS를 바탕 으로 한 소셜게임 시장

소셜게임(Social Game) 또는 소셜 네트워크 게임(Social Network Game)은 페이스북, 마이스페이스, Mixi, 싸이 월드 등의 국내외 대표적인 소셜 네트워크 서비스(Social Network Service) 플랫폼을 기반으로, 사용자의 온라인 인 맥과 유대관계 증진을 위해 사용자 참여 및 관계 맺기를 극 대화한 새로운 형태의 사회적 인맥 기반 게임이다.

게임 자체가 목적인 일반 온라인 게임과는 달리 손쉬운

인터페이스를 통해 모든 연령층의 사용자를 대상으로 해당 SNS 네트워크 사용자 간 친밀감과 동질성을 증대시키는 것 이 특징이다. 이처럼 소셜게임은 기존의 게임들과는 다른 게임 환경을 제공하여 혼자서 컴퓨터를 상대로 게임을 하 거나 온라인상의 경쟁자와 대결하는 구도를 이루지 않는 것이 특징이다. 즉, 게임 자체의 목적보다는 소셜 네트워크 이용자들 간 상호작용을 촉진하는 데 초점을 맞춰 게임이 설계되며, 실제 인맥을 이용하여 네트워크를 형성하고 확장 하는 것을 목적으로 한다.

소셜게임이 과거의 게임 시장과 구분되는 또 하나는 게

소셜게임

엔터테인먼트 산업계의 총아, 소셜게임 시장의 현황과 전망

기술사업화정보실 선임연구원 김한국 | Tel 02-3299-6065 e-mail hgkim712@kisti.re.kr

콘텐츠 / SW_ 게임

유형 SNS에 게임 요소 접목 기존 게임에 SNS 기능 적용 SNS 기능 + 현실적 요소

특징

• 기존 SNS에 게임 기능 추가

• 단순 캐주얼 게임이 대다수 차지

• 주로 SNS 활동 중 친구 초대 등을 통해 시작

• 기존 게임에 SNS 요소를 활용하여 커뮤니티 형성

• 전통적인 인기 게임 타이틀 활용

• 선호하는 게임 타이틀 중심으로 선택하여 플 레이

• SNS 기능에 현실적 요소를 포함하는 게임

• 휴대전화 SMS 등 현실세계의 매체 활용

• 현실적 내용 구성으로 게임에 대한 몰입감 강 화 사례

사례

피버스튜디오의 에브리타운(농장 경영 게임) 모바게(DeNA)를 통한 파이널 판타지(RPG) Zynga의 마피아워즈(미션 수행)

▶ SNS와의 관계에 따른 소셜게임의 분류 ▶

게임

임 제작 및 배급의 수익 판도가 게임 소프트웨어의 구입에 서 시작되고 끝나는 일회성 소비 상품이 아니라 수익 창출 에서 다양한 채널 구축이 가능하다는 점이다. 게임 업체들 은 SNS를 통해 기존 게임에 별로 관심을 보이지 않던 이용 자들을 게임으로 유입시킬 수 있으며, SNS 사이트 및 포털 사이트는 게임을 통해 추가적인 이용자와 매출 확보가 가 능하다. 이처럼 장기간에 걸쳐서 지속적인 수익을 올릴 수 있다는 가능성 때문에 많은 게임 업체와 투자자가 SNS를 바탕으로 한 게임 시장에 주목하고 있다.

소셜게임을 SNS와의 관계에 따라 분류하면 기존의 SNS 에 게임적인 요소를 접목한 유형, 기존 게임에 SNS 기능을 적용한 유형, SNS 기능에 현실적 요소를 결합한 유형(예를 들어, Zynga의 마피아워즈는 게임에서 SMS를 통해 친구들 에게 직접 지령을 내릴 수 있음)으로 나눌 수 있다. 특히, 세 번째 유형인 SNS 기능에 현실적 요소를 결합한 소셜게임 은 게임과 현실 세계의 장벽을 허물어 이용자들에게 강한 몰입감을 줄 수 있기 때문에 향후에는 이 같은 유형의 게임 이 더 많이 개발될 것으로 전망된다.

지속적으로 활성화되고 있는 소셜게임 세계 시장은 2014년 86억 달러, 국내 시장은 2013년 485억 원까지 확대 전망

현재 전 세계 소셜게임 시장은 높은 증가세를 보이고 있 으며, 향후 지속적인 성장세가 기대된다. SuperData(2011)의 보고서에 따르면 2011년 전 세계 소셜게임 시장 규모는 50 억 달러를 기록했으며, 2014년에는 36억 달러 성장한 86억 달러에 달할 전망이다.

『북미 시장은 대표적 SNS인 페이스북, 마이스페이스를 기반으로 게임 시장 내 입지가 더욱 확대되고 있다.

일본은 모바일 소셜게임 시장 성장으로 2014년에는 2,500억 엔 규모의 시장이

될 것으로 전망된다』

소셜게임이 가장 많이 활성화돼 있는 시장은 미국을 필 두로 한 북미 시장이다. 미국의 온라인 시장조사 기관인 Inside Social Games에서 발표한 보고서에 따르면, 2010년 북미 소셜게임 시장의 규모는 8억 5,000만 달러에 달하며 앞으로 지속적인 성장을 통해 5년 내에 150%에 달하는 수

▶ 전 세계 소셜게임 시장 매출성장 전망 ▶

자료： SuperData, 2011.

2010 2011E 2012E 2013E 2014E 100

50

-

(단위 : 억 달러)

Non-Facebook Social Gaming Market Facebook Social Gaming Market

익 증가율을 보일 것이라는 전망이다. 북미 시장은 대표적 SNS인 페이스북, 마이스페이스 등을 기반으로 성장했으며, MMO 멀티플레이 영역과 연동된 시장의 일원화를 통해서 기존 온라인 게임 업체의 영역을 잠식하기도 했다. 단시간 용 캐주얼 게임에 불과했던 이전의 모습과는 달리 HTML 5 환경과 다양한 플랫폼의 지원 하에 게임 시장 내 입지가 더 욱 확대되고 있다.

이러한 소셜게임 시장의 성장세를 확인할 수 있는 또 하 나의 지표는 이용자 수다. e-Marketer의 조사에 의하면 2010년 5,300만 명이었던 미국 소셜게임 이용자 수는 2011 년 6,100만 명으로 늘어난 것으로 나타났다. 실제로 인터넷 이용자 중 소셜게임 이용자들이 차지하는 비중이 2010년 24%에서 2011년에는 27%로 늘어났다. 이와 같은 성장세는 2012년에도 계속 이어져 이용자 수는 6,870만 명, 이용 비 율은 29%에 이를 것으로 예상하고 있다.

소셜게임의 거대 시장으로 불리는 북미와 더불어 게임 종주국 일본에서도 소셜게임 열풍이 불고 있는데, 특히 모

▶ 일본 소셜게임 시장 규모 추이 ▶

자료： Seed Planning, 2011.

2010

2009 2011 2012 2013 2014

3,000

2,000

1,000

-

(단위 : 억 엔)

301 1,219

1,820

2,188 2,382 2,514

소셜게임

바일 소셜게임 시장 성장률이 매우 높은 것으로 나타났다.

일본의 시장조사 기관인 Seed Planning사의 조사에 의하 면 2011년 일본의 소셜게임 시장은 2010년 대비 49.3% 성 장한 것으로 나타났다. 향후 스마트폰을 기반으로 한 풍부 한 표현 방법과 다양한 기능을 갖춘 매력적인 게임 콘텐츠 가 등장할 것이다. 이를 통해 지속적으로 이용자를 끌어들 임으로써 중장기적으로 시장이 확대돼 2014년에는 2,500 억 엔 규모의 시장이 될 것으로 전망된다.

『국내 소셜게임 시장 규모는 2011년 110억 원을 기록했으며, 2013년에는 485억 원까지 확대될 전망이다』

한편, 우리나라에서는 인터넷 접속이 용이하고 무료 게임 이 많아 소셜게임의 확산이 쉽지 않았다. 페이스북이나 트 위터처럼 개방형 SNS의 이용이 활발하지 않았기 때문에 소셜게임이 자리 잡을 수 있는 기반 또한 제대로 마련되지 않았다. 따라서 전체 게임 시장의 규모는 다른 나라에 비해 비교적 큰 규모임에도 소셜게임 장르는 그동안 온라인게임 의 한 종류로 분류돼왔다.

한국콘텐츠진흥원이 발표한 ‘2011 대한민국 게임백서’에 따르면 2010년 국내 게임 시장 규모는 7조 4,312억 원, 2011 년에는 8조 4,549억 원을 기록했다. 매년 10%대의 고속 성 장을 이어가고 있으며, 2012년에는 11조 4,666억 원을 기록,

‘10조 원 시대’가 열릴 것으로 전망된다.

구분 2009 2010 2011(E) 2012(E) 2013(E)

매출액 매출액 성장률 매출액 성장률 매출액 성장률 매출액 성장률

온라인게임 37,087 47.673 28.5% 57,208 20.0% 71,510 25.0% 85,811 20.0%

소셜게임* 1 38 370% 110 189% 195 77% 485 149%

비디오게임 5,257 4,268 -18.8% 5,335 25.0% 6,402 20.0% 7,042 10.0%

모바일게임 2,608 3,167 21.4% 3,800 20.0% 4,636 22.0% 5,796 25.0%

PC게임 150 120 -20.0% 112 -6.7% 106 -5.4% 104 -1.9%

아케이드게임 618 715 15.6% 758 6.0% 815 7.5% 872 7.0%

PC방 19,342 17,601 -9.0% 16,545 -6.0% 15,221 -8.0% 14,156 -7.0%

아케이드게임장 744 768 3.3% 791 3.0% 835 5.5% 885 6.0%

합계 65,806 74,312 12.9% 84,549 13.8% 99,525 17.7% 114,666 15.2%

* 소셜게임 데이터는 온라인게임에 포함되는 값이며, 네이트 앱스토어 매출 자료를 바탕으로 추정함.

자료： 2011 대한민국 게임백서, 한국콘텐츠진흥원, 2011.9.

▶ 국내 게임 시장의 규모와 전망 ▶

(단위 : 억 원)

경영·육성 시뮬레이션 게임 등 최근 다양한 장르의 소 셜게임이 개발되는 추세

현재 소셜게임 대부분은 SNS 플랫폼을 통해 제공되며, 대표적인 SNS 업체인 페이스북이 전 세계 소셜게임 매출의 33%를 차지하고 있다. 특히 북미 시장은 페이스북이 79%

라는 압도적인 시장 점유율로 2위인 마이스페이스와 큰 차 이를 보이고 있다. 그러나 최근 구글 플러스 등 다양한 소 셜게임 플랫폼이 등장함에 따라 페이스북의 시장 점유율이 하락할 것으로 예상된다. 가장 인기 있는 소셜게임으로는 City Ville, The Sims Social, Farmville 등이 있다. 최근 다양 한 장르의 소셜게임이 개발되는 추세지만 아직까지 경영이 나 육성 시뮬레이션 게임이 주를 이루고 있다.

순위 게임명 월 이용횟수 개발사

1 CityVille 15,264,849 Zynga

2 The Sims Social 9,451,014 EA Playfish

3 FarmVille 7,404,335 Zynga

4 Texas Holdem Poker 6,243,374 Zynga 5 Empires & Allies 4,883,470 Zynga 6 Words With Friends 3,977,291 Zynga 7 Adventure World 3,556,691 Zynga 8 Gardens of Time 3,161,210 Playdom 9 Bejeweled Blitz 2,774,391 EA PopCap 10 Pioneer Trail 2,330,235 Zynga 자료： Inside Social Games, 2011.

▶ 소셜게임 2011년 10월 순위 ▶

게임

『북미 시장에서는 Zynga가 39.1%라는 압도적으로 높은 시장 점유율을 보이며,

그 외 EA Playfish, Disney Playdom, Crowdstar가 뒤따르고 있다.

일본 시장에서는 GREE, DeNA, Mixi 등이 독보적인 입지를 다지고 있다』

2011년 시점에서는 Zynga가 톱 10 게임 중 7개를 차지하 는 등 압도적으로 높은 시장 점유율을 보이고 있다. 그러나 최근 EA 같은 거대 자본을 바탕으로 새롭게 시장에 뛰어든 후발 주자들도 좋은 성적을 나타내고 있다. 향후 소셜게임 시장 확대에 따른 후발업체들의 지속적인 시장 참여가 예 상된다.

보적인 입지를 자랑하고 있지만 매출액 면에서는 두 업체 에 비해 크게 뒤지고 있다.

『SK커뮤니케이션즈는 ‘싸이월드’라는 국내 최대 SNS 서비스 보유로 대규모 이용자층을

확보하고 있으며, Daum과 NHN 역시 소셜게임 이용자 확보와 서비스 활성화에 나서고 있다』

국내는 SK커뮤니케이션즈의 ‘네이트 앱스토어’, NHN의

‘소셜앱스’ 그리고 Daum의 ‘요즘 소셜게임’ 3개 메이저 포털 을 중심으로 서비스가 이뤄지고 있다. 이 중 SK커뮤니케이 션즈의 네이트 앱스토어가 국내 소셜게임 시장에 가장 먼 저 진출했고 현재 규모도 가장 크다. 앱스토어에 첫 유료 애플리케이션이 등록된 지 5개월 만에 매출 2억 원을 기 록했으며, 2011년 5월에는 누적 매출액 73억 원을 돌파했 다. 이런 성과는 ‘싸이월드’라는 국내 최대의 SNS 서비스와 이를 바탕으로 한 대규모 이용자층의 확보에서 비롯된다.

‘Nate Appstore Weekly Report’에 따르면 2012년 2월 현재 약 400만 명의 네이트 앱스토어 회원을 보유하고 있다. 또 한 최근에는 NHN, Daum과의 차별화를 위해 소셜게임을 모바일에서도 즐길 수 있는 서비스를 준비 중이다.

Daum은 카페 등을 중심으로 소셜게임을 제공하고 커뮤 니티 활성화를 추진해왔는데, 최근 소셜게임을 다양한 서비 스로 확대하고 있다. 단문 블로그인 ‘요즘’과 어린이 서비스

‘키즈짱’에도 소셜게임을 추가해 사용자 확보와 서비스 활 성화에 나섰다. ‘소셜앱스’라는 이름으로 소셜게임을 제공해 온 NHN은 그동안 카페나 블로그, 미투데이 등 서비스에 접 속해야만 이용할 수 있었던 소셜게임을 네이버 회원이라면 누구나 편리하게 이용할 수 있도록 개방했으며, 소셜게임 이용자 간에 서로 친구가 될 수 있도록 ‘초대’ 기능을 추가 했다.

소셜게임 비즈니스 모델의 다각화, 스마트폰 사용 환경 에 대한 대응, 이용자의 니즈에 맞춘 게임 개발 필요

소셜게임 시장의 성장 잠재력에 대해 업계 전문가들은 대체로 긍정적인 전망을 내고 있다. 일각에서는 전 세계 사 용자 규모가 2010년 5,000만 명에서 2011년 2억 5,000만 명으로 5배 가량 급증했다는 조사 결과를 발표하고 있으며, 앞으로도 계속 늘어날 전망이라고 한다. 이 같은 기대감을 반영하듯 2011년 한 해에만 9,800만 달러의 벤처캐피탈 자 일본 시장에서는 2007년 GREE가 처음으로 소셜게임 서

비스를 시작한 후, 2009년 Mixi가 플랫폼을 오픈하면서 국 내외 SAP(Social Application Provider)를 통해 더욱 많은 게임 타이틀이 제공되기 시작했다. 또한 DeNA는 모바게 (Mobage)를 오픈하기 전에 공전의 히트를 기록한 ‘괴도 로 얄’을 포함한 자사 개발 게임을 제공함으로써 시장이 급속 히 확대됐다. DeNA의 2011년 매출액은 약 1,354억 엔을 기 록했으며, 영업 이익도 전년 대비 21% 성장한 약 600억 엔 을 달성했다. DeNA와 함께 일본에서 모바일 소셜게임의 양대 산맥을 형성하고 있는 GREE의 2011년 매출액은 약 1,094억 엔이며 영업이익은 약 571억 엔을 기록했다. 한편 월간 활동 이용자 수가 1,500만 명에 달하는 일본의 대표적 인 SNS 업체인 Mixi는 일본에서 마치 페이스북과 같은 독

▶ 북미 시장의 소셜게임 시장 업체 점유율 ▶

자료 : IHS Screen Digest, 2011을 토대로 KISTI 재구성 2011

Zynga 39.1%

EA Playfish 6.5%

RockYou 2.6%

Crowdstar 4.2%

Disney Playdom 5.5%

기타 43.1%

소셜게임

금이 소셜게임 분야에 투입됐다.

소셜게임의 성장 가능성을 가장 단적으로 보여주는 것 은 SNS 플랫폼 자체의 막대한 사용자 기반이다. 대표적 사 례인 페이스북은 이미 전 세계적으로 2억 명 이상의 가입 자를 확보했고, 실질 게이머만으로도 ‘World of Warcraft’와

‘Xbox Live’ 사용자 전체를 합한 것보다 훨씬 많은 수를 확 보했다. 게임 콘텐츠 자체가 SNS의 가입자 유인 요소로 작 용하며 상호 성장의 선순환을 이어왔다는 점도 긍정적인 전망을 뒷받침한다. 불황이 장기화되면서 상대적으로 저렴 한 소셜게임의 인기가 높아질 개연성 역시 배제할 수 없어 보인다.

또한, 소셜게임 시장의 확대가 스마트폰 등 개인 모바일 기기의 진화와 함께 급속도로 이루어지고 있는 것도 주목 할 만한 사실이다. 전 세계적으로 소셜게임 시장은 현재 빠 르게 변화하고 있으며, 급속하게 발전하고 있는 스마트폰 사용 환경에 따라 향후에도 큰 변화를 겪을 것으로 예상 된다. 다만, 향후 소셜게임 비즈니스 모델의 다각화와 국내 SNS 이용자들의 니즈에 맞는 새로운 게임의 개발, 비게이 머들을 소셜게임 시장으로 끌어들일 수 있는 전략적 접근, 게임 산업에 대한 각종 규제 해제 등이 선행적으로 이루어 진다면 국내 시장의 확대는 물론, 보다 더 활발한 해외 시 장 진출도 가능할 것으로 전망된다.

일반적으로 물체가 2배 커지면 그 물체의 무게는 8배 증가하는데, 물 위를 걷거나 뛰 는 소금쟁이는 무게에 상관없이 새끼나 어미가 물 위에 떠서 미끄러지듯 빠른 속도로 이 동한다. 이러한 소금쟁이의 움직임을 모방하여 수면 위를 자유롭게 다니는 로봇을 만들 기 위한 연구가 미국, 일본, 중국, 한국 등 많은 나라에서 이뤄지고 있다. 소금쟁이의 다 리에는 털이 나 있으며 미세한 돌기모양 계층구조의 초방수성으로 수면 위에 설 수 있다.

또한 다리 끝에는 손톱 같은 것이 있어 수면 밑으로 들어가 소용돌이를 뒤쪽으로 밀어내 1초에 1미터를 이동할 수 있다. 미국 매사추세츠공대(MIT)에서 초고속 비디오카메라의 영 상분석 결과, 이러한 소금쟁이의 추진력은 초방수성에 의한 것이 아닌 소용돌이로 발생 하는 것임이 밝혀졌다.

미국에서는 소금쟁이의 행동을 참고하여 표면장력과 몸무게의 이상적인 조건을 설정, 로보스트라이더를 만들어 실험했으며, 일 본에서는 영상을 바탕으로 무게 1그램 정도의 소금쟁이 로봇을 실 험 제작했다. 또한 중국에서는 1.5kg에 초당 15cm의 속도로 물 위 에서 움직이는 로봇을 내놨고 한국(부산대)에서는 마이크로 로봇 설계기술 및 제작에 집중하고 있다. 향후 이러한 로봇이 개발되면 광범위한 수상 감시활동과 수질오염 감시작업을 원활하게 할 수 있을 것으로 기대된다.

물 위를 걷는 소금쟁이에서

새로운 마이크로 로봇 개발 기대

자연에서 배우는 아이디어 세계

출처 : 동아사이언스

▶ 소금쟁이의 움직임 ▶

출처 : 동아사이언스

▶ 중국 하얼빈대 연구팀 구성 로봇 ▶

신체적·행동적 특징을 이용해 개인정보를 식별하는 생체인식시스템

생체인식시스템은 생체정보를 이용하여 개인을 식별하 는 정보 시스템이다. 생체정보는 지문, 홍채, 얼굴 등 개인 이 가지고 있는 신체적 특징이나 서명, 음성과 같은 행동 특징에 관한 정보를 말한다.

이러한 생체인식시스템에 이용되는 생체정보는 만인부 동의 원칙과 평생 불변해야 한다는 특징을 지녀야 한다.

생체인식을 위한 신체적 특징으로는 각 개인의 얼굴 모 양, 홍채, 망막, 정맥, 지문, DNA 등이 활용되며, 행동 특징 으로는 서명, 음성, 걸음걸이 등이 이용된다. 이 중 지문과

생체인식시스템

스마트시대의 새로운 기회

기술사업화정보실 선임연구원 최붕기 | Tel 02-3299-6011 e-mail boongkee@kisti.re.kr

콘텐츠 / SW_ 사회안전시스템

얼굴인식을 이용한 생체인식시스템이 시장의 대부분을 차 지하고 있으며, 생체인식의 정확도를 높이기 위해 두 가지 이상을 복합활용한 생체인식이 주목받고 있다.

PC 보안, 휴대폰 사용자 인증, 콘텐츠 거래 인증, 차량 운전자 인식 등 ‘스마트 시대’ 다양한 응용이 가능

생체정보는 도난, 분실, 위조의 위험성이 없으며 휴대가 편리하다는 특징을 지니고 있다. 이런 특징이 있어 미국 9.11 사건을 계기로 주요국에서 생체인식시스템 관련 시장 이 크게 성장할 수 있었다.

2000년대 중반 이후에 는 국경관리나 공항출입통 제시스템 같은 군사적 보 안이나 치안문제 이외의 영역으로 관련 시장이 확 대되고 있다. 생체인식 기 술은 PC 보안, 휴대폰 사 용자 인증, 콘텐츠 거래 인 증, 차량 운전자 인식 등 점차 다양한 분야로 넓혀 지고 있다. 세계적으로 유 행하는 신종플루의 검역에 도 얼굴인식 등의 생체인 식 기술이 활용된다. 생체 인식시스템은 도난이나 분

부문 어플리케이션 사례

전자금융 • 인터넷을 이용한 금융거래, 전자상거래에서의 개인인증

의료정보 • 원격 진료

자동차 • 생체인식 자동차 열쇠

모바일/정보기기 • 네트워크 로그인, 스마트폰 보안 체계, 디지털 사진 관리, 음성인식 개인비서

검역 • 안면인식을 통한 신종플루 감염자 식별

공문서 발급기 • 무인민원 발급기

출입통제시스템 • 기업의 근태 관리, 전자여권을 통한 출입국 관리, 디지털 도어락

전자투표 • 전자투표 시스템

시험시스템 • 수험표 본인 확인

복사기 • 생체인식 복사기

▶ 생체인식시스템의 다양한 응용 사례 ▶

생체인식시스템

실 또는 도용의 위험이 없기 때문에 금융거래의 안전성 확 보를 위한 주요한 수단으로 등장하고 있으며, 인터넷, 스마 트폰, 스마트 TV 등의 등장으로 펼쳐지는 ‘스마트 시대’에 도 다양한 응용이 기대되고 있다.

2011년 기준 생체인식시스템의 세계 시장은 52억 달러 규모·성장률 17.6%, 국내 시장은 1.3억 달러 규모·성 장률 15.5%

주요 시장예측기관의 예측치를 평균하면, 2011년 기준 으로 생체인식시스템의 세계 시장 규모는 52억 달러다.

‘IBG(2009) 분석보고서’는 2009년 세계 생체인식 기술 시 장 규모는 34억 달러 수준으로 추정하고 이후 2014년 96 억 달러로 확대될 것으로 전망했다. Frost & Sullivan(2012) 은 세계 시장 규모를 2010년 44.9억 달러에서 연평균성장 률(CAGR) 14.1%로 성장하여, 2019년 146.8억 달러에 이를 것으로 전망하고 있다. 그러나 2008년 이후 세계 금융 위 기가 가져온 경제침체 영향 등을 고려하면 이러한 전망치 는 다소 하향 조정되는 것이 보다 타당하다.

생체인식 기술의 종류별 시장 점유 현황은 지문 및 지문 자동검색시스템 관련 기술이 60% 이상을 차지하고 있다.

2009년 기준으로 지문이 28.4%, 얼굴 11.4%, 홍채 5.1% 순

이며, 지문자동검색시스템(AFIS)/라이브 스캔이 38.3%이다 (IBG, 2009).

2010년의 지역별 세계 시장 분포는 북미 35%, 유럽이 25%이며, 인도는 6%, 중국은 9%를 점유하고 있다. 2016년 에는 중국 시장의 크기가 세계 시장의 11%로 확대될 것이 라는 전망이 있지만 인도 시장은 큰 변화가 없을 전망이다 (Frost & Sullivan, 2012).

인도는 생체인식시스템 시장에서 최근 주목받는 지역으 로 부상했다. 인도 정부가 2009년부터 인도 전체 28개 주 를 대상으로 단계적으로 생체정보를 포함하는 전자주민 증(UID, Unique Identification) 사업을 진행 중이기 때문이 다. 이 사업에서는 기본적인 인구통계와 홍채, 지문 등 생 체 정보를 수합하여 개인 식별을 위한 12자리 번호를 발행 한다. 1차 등록사업과 2차 인증사업으로 구분되며 현재 1차 등록사업을 진행 중이다. 인도의 생체인식시스템 시장이 부상함에 따라 국내 기업의 인도 시장 진출도 증가하고 있 다. 국내 기업으로는 슈프리마가 220만 달러 규모의 지문 라이브스캐너를 공급할 예정이며, 아리스아이디가 홍채인 식 시스템 iCAM TD100을 공급한 바 있다.

* 시장전망을 비교하기 위하여, 원자료에서 제공하지 않는 년도에 해당하는 시장규모는 이전 년도 시장 성장률에 기초하여 KISTI에서 재작성하여 추가함. 즉, IBG시장 전망자료에서 없는 2015, 2016년의 시장규모는 2010년도 이후의 성장율인 21.1%로 추정하여 반영하였으며, 한국인터넷진흥원(2009)의 2015~2016년 데이터는 성장율 12%를 적용하고, 한국정보 통신기술협회(2009)의 2013-2016년 데이터는 성장율 14%를 적용하여 2016년까지 시장 예측범위를 확장함.

자료： “Golbal Civil and Military Biometrics Market Assessment”, Frost & Sullivan, 2012 ; “Biometrics Market and Industry Report 2009-2014”, IBG, 2009 ; “국내지식정보 보안산 업 시장 및 동향조사”, 한국인터넷진흥원, 2009 ; “2009년도 정보통신표준화전략포럼 최종연구보고서”, 한국정보통신기술협회, 2009.

16,000 14,000 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000 0

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

▶ 생체인식 기술 세계 시장 전망 ▶

(단위 : 백만 달러)

FS(2012) IBG(2008) 세계(평균)

400 350 300 250 200 150 100 50 0

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

▶ 생체인식 기술 국내 시장 전망 ▶

(단위 : 백만 달러)

국내 시장(세계 시장 2.5%, KISTI 추정) 한국인터넷진흥원(2009)

국내(평균)

한국바이오인식포럼(2009)

사회안전시스템

『세계 시장을 선도하는 기업은 Morpho, NEC, Gemalto, Accentrue, 3M Cogent 등이며, 이들 5개 사의 시장 점유율은 43%에 달한다.

국내에서는 슈프리마, 유니온커뮤니티, 니트젠앤컴퍼니 등 40여 개

기업이 활동 중이다』

생체인식시스템의 세계 시장을 선도하는 상위 5개 기업 은 Morpho(25%), NEC(6%), Gemalto(5%), Accentrue(4%), 3M Cogent(3%)다. 2010년 기준으로 이들 5개 사의 세계 시장 점유율은 43%에 달한다(Frost & Sullivan, 2012). 특히 Morpho는 Sapharan 그룹의 하이테크 기업으로, 지난 2011 년 7월에는 연매출액이 4.5억 달러의 생체인식시스템 전문 기업인 미국의 L-1 Identity Solution을 10.9억 달러에 인수 하여, 세계 생체인식시스템 시장의 대표적인 기업이 됐다.

신원식별, E-다큐먼트, 탐지부문 사업을 진행하고 있으며, 최근 DNA를 이용한 신원식별 솔루션을 개발했다. 생체정 보 관리 소프트웨어인 MorphoCivis와 손가락 정맥과 지문 을 동시에 식별하는 복합기능을 탑재한 MorphoSmart, 생 체정보를 저장한 Biometric VISA 등의 생체인식 제품을 판 매하고 있다.

일본의 NEC는 1982년부터 지문인식시스템을 실용화했 다. 2011년 지문과 손가락 정맥 인식을 동시에 할 수 있는 비접촉 손가락 스캐너(HS100-10)를 개발했으며 2012년에 판매에 들어갔다. 이 기기는 중요 정보를 취급하는 컴퓨터 의 사용자 인증을 돕는다. 얼굴인증제품인 소프트웨어개발 키트 NeoFace도 판매 중이다.

국내의 생체인식시스템 시장은 2011년 1.3억 달러로 추 정되고, 15.5%로 고성장이 예측된다. 한국인터넷진흥원 (2009), 한국정보통신기술협회(2009)의 예측치와 국내 시 장의 세계 시장 점유율 2.5%를 적용한 예측치를 산술 평균 하여 추정했다.

부문별 국내 시장은 지문부문이 압도적이다. 2009년 기 준 지문부문의 시장 점유율은 92.9%로 대부분을 차지했다.

얼굴, 정맥, 홍채부문 기술 점유율은 2% 수준이다. 당분간 이러한 분포는 크게 달라지지 않을 전망이다. 2014년에도 얼굴부문 5.2%, 홍채부문이 3.5%를 차지할 것으로 전망되 지만 지문부문이 여전히 전체 시장의 대부분인 88.5%를 차지할 것으로 전망되고 있다. 현재 생체인식시스템에 대 한 국내 시장현황을 보다 상세하게 조사하기 위하여 한국 인터넷진흥원(KISA)에서 바이오인식산업 조사 용역 과제를 발주해 추진 중이다.

국내의 생체인식시스템 전문기업은 슈프리마, 유니온커

년도 개요

시장 규모 연평균복합성장률

(CAGR)

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

세계 시장 4,425 5,267 6,203 7,215 8,415 9,914 11,708 17.6%

국내 시장 112 134 151 176 201 230 265 15.5%

※ 산출근거 : 세계 시장 전망은 Frost & Sullivan(2012), IBG(2009)의 세계 시장 전망치의 산술평균 적용, IBG 시장 예측치 중에서 2015년, 2016년은 성장률 21.1%로 추정하여 적용함.

국내 시장은 한국인터넷진흥원(2009), 한국정보통신기술협회(2009)의 예측치와 국내 시장의 세계 시장 점유율을 2.5%로 가정하여 적용한 예측치를 산술 평균함.

▶ 생체인식시스템의 세계 및 국내 시장 규모 전망 ▶

(단위 : 백만 달러)

NEC의 비접촉 손가락 하이브리드 스캐너 HS 100-10

Morpho의 지문 및 정맥 스캐너 MorphoSmart™

슈프리마의 바이오스테이션 T2

▶ 생체인식시스템 기술 적용 제품(예) ▶

생체인식시스템

뮤니티, 니트젠앤컴퍼니 등 40여 개 기업이 활동 중이다.

이들 3개 기업의 매출합계는 700억 원 수준이며 중국, 인 도, 일본 등 해외 시장 진출 비중이 30% 이상으로 수출비 중이 매우 높다. 슈프리마는 지문과 얼굴인식을 통한 근태 관리 시스템인 바이오스테이션 T2, 두 개의 지문과 얼굴을 인식하는 D-station 등을 판매하고 있다.

생체인식시스템 시장은 지문과 얼굴인식에 기초한 보 안 분야뿐 아니라 IT기기의 성능고도화 등으로 새로운 응용분야 진출도 기대

생체인식시스템 시장은 개인 프라이버시 보호 같은 기 술외적인 요소들로부터 강한 제약을 받는다. 국제표준화 기구(ISO)는 생체인식 정보를 보호하는 기술에 대한 국제 표준을 제정하기도 했다. 우리나라가 주도하여 채택된 ‘생 체인식 정보보호기술’은 지문, 얼굴영상 등 생체인식 정보 를 보호하기 위한 암호방법 및 생체인식 정보의 침해위협 대응기법 등을 정의했다. 또한 지난해 제정된 ‘개인정보보 호법’은 개인정보의 관리를 엄격히 통제하고 있다. 개인의 성명, 주민등록번호 및 영상뿐만 아니라 개인을 식별할 수 있는 지문, 홍채, DNA, 신장, 가슴둘레 등 신체정보가 개인 정보에 포함된다. 따라서 생체인식시스템의 도입과 관리가 보다 엄격해질 전망이다.

실제 이러한 제도적 환경이 생체인식시스템의 시장확대 에 실질적인 제약요인으로 작용하고 있다. 국가인권위원회 는 2011년 11월 행정중심복합도시건설청이 세종시에 스마 트스쿨 구축을 위한 지문인식시스템을 도입하는 것이 인 권 침해 소지가 있다고 밝혔다. 이에 따라 스마트스쿨 구 축을 통해 도입하고자 했던 지문인식시스템의 설치가 철 회됐다. 근태관리시스템으로 도입된 지문인식기 역시 일부 사업장에서 설치가 철회되고 있다.

『전통적으로 생체인식시스템은 지문과 얼굴모양 인식 기술에 기반하고 있으며,

당분간 이러한 추세는 지속될 전망이다.

다종의 생체정보를 동시에 인증하는

‘기술의 복합화’가 진행 중이며, 지문-얼굴형상, 지문-정맥 등 두 개 이상의

생체정보를 체크하는 시스템이 시장에 출시되고 있다』

생체인식시스템의 최근 동향은 ‘기술의 복합화’가 가속 화되면서 두 개 이상의 생체정보를 체크하는 시스템의 시 장 출시가 대세다. 그러나 개인 프라이버시 문제를 비껴가 면서, 엔터테인먼트와 의료 분야 등에서 새로운 생체인식 기술의 응용이 예고되고 있다.

애플(apple)의 사진관리 소프트웨어인 iPhoto는 사진에 있는 얼굴을 자동으로 인식하고 분류하는 기능을 탑재하 고 있다. 스마트폰에서는 유명인과의 얼굴형태 비교를 제 공해주는 앱(app)이 서비스된다. iPhone 4s에서 제공하는 음성 인식에 기반을 둔 개인비서(Siri) 기능도 주목 받고 있 다. 애플은 Siri를 사용하면 음성 요청만으로도 전화를 걸 거나 메시지를 보내거나 노트를 받아쓰거나 심지어는 음 식점을 찾을 수도 있다고 홍보한다. 구글(google)은 애플의 Siri와 대응하는 ‘Majel’을 개발 중이며, MS는 ‘Ask Ziggy’

라는 음성인식 서비스를 제공하고 있다. 또한 모바일 디바 이스를 통한 체온, 심박수 등을 측정하여 개인별 행동패턴 을 모니터링하는 시스템을 연구하고 있다. 삼성과 LG도 음 성과 손동작으로 소통하는 새로운 스마트 TV 모델을 준비 중이다.

즉, 생체인식시스템 시장은 당분간 지문과 얼굴인식에 기초한 보안 분야에서 성장할 것으로 전망되지만, IT기기 의 성능고도화와 스마트폰 등의 등장으로 새로운 응용분 야 진출도 기대된다. 스마트시대의 새로운 기회가 소리 없 이 지나가는 중이다.

환경 영향을 줄이기 위한 청정석탄 기술은 석탄 업그레 이드 기술, 발전 효율 향상 기술, 오염 저감 기술로 구분

청정석탄 기술(Clean Coal Technology, CCT)이란 석 탄 발전에 따른 환경 영향을 줄이기 위해 개발된 기술로, SOx, NOx 및 입자상 물질 제거 기술을 생각할 때 그 역사 는 꽤 오래됐다고 할 수 있다. 이 기술은 다양한 분류가 가 능하지만 크게 석탄 업그레이드 기술, 발전 효율 향상 기 술 및 오염 저감 기술(또는 에미션 저감 기술)로 구분한다.

주요 기술로는 CO2 포집 및 저장(CO2 Capture & Storage, CCS) 기술, 석탄가스화 복합발전(Integrated Gasification Combined Cycle, IGCC)을 포함한 석탄가스화 기술, 연

소 기술로는 초초임계압(Ultra-Supercritical, USC) 기술, 유동층 연소(Fluidized Bed Combustion, FBC) 기술 그리 고 배기가스 탈황 기술 및 저 NOx버너, 선택적 촉매 환원 (Selective Catalytic Reduction, SCR) 기술 등의 탈질 기술 을 들 수 있다.

석탄 업그레이드 기술은 석탄연소를 방해하는 미네랄 성분을 제거하는 기술로서 미국, EU, 일본 등 선진국은 이 미 기술을 채용하고 있으나, 개발도상국의 대부분은 아 직 미채용 중인 기술이다. 현재 발전 효율 향상 기술 중에 는 미분탄을 이용한 USC 기술, IGCC 기술 및 순환 유동층 (Circulating Fluidized Bed, CFB) 기술이, 오염 저감 기술 중에는 CCS 기술이 기장 진보한 기술로 이 기술들에 대한 기술 개발, 실증 플 랜트 건설이 선진 국을 중심으로 진 행 중이다. 발전 효 율 향상 기술 중 연 소 시 스 템 측 면 에 서 가장 진보된 형 태의 기술은 USC 로 유럽과 일본에 서 가장 먼저 사 용됐고 2007년에 는 중국에도 보급 됐다. 그러나 USC 기술의 적용에 따 른 비용문제 때문

청정석탄 에너지

향후 지속적 성장가능성

기술사업화정보실 선임연구원 배국진 | Tel 02-3299-6063 e-mail baekj@kisti.re.kr

탄소저감 에너지_ 청정석탄 에너지

▶ 청정석탄 기술의 기술 전개 방향 ▶

1950 ’60 ’70 ’80 ’90 ’00 ’10

2014

2009

2005 1985

’20 ’30

Sub, PCPP SC PCPP

Sub, CFB(~300MW)

Nox, Sox, PM, Hg 등 IGCC(~350MW)

USC PCPP A-USC(HSC)

SC, CFB

CO₂ Advanced IGCC

* PCPP : Puverized Coal Powe Plant

* CFB : Circulating Fluidized Bed

* IGCC : Integrated Gasification Comoined Cycle Spiral wall Sliding pressure control Advanced start up procedure

Development Start

OFA, FGR, SCR, SNCR FGD, ESP

고급신소재기술 스팀 Oxidation 방지 Creep, Lifecycle analysis

Availability 향상 대용량화, 추가 전열면 설계

CCS 기술

* OFA : Over Fire Air

* PM : Particulate Matter

* FGR : Flue Gas Recirculation

* SCR : Selective Catalytic Reduction

* SNCR : Selective Non-Catalytic Reduction

* FGD: Flue Gas Desulfurization

* ESP : Electrostatic Precipitator

자료：“석탄화력발전의 신기술 개발 동향”, 2010년도 한국연소학회 제40회 춘계학술대회, 2010.6.

청정석탄 에너지

에 많은 기업이 아임계(Subcritical) 기술보다 오염 발생이 적고 USC 기술보다는 저렴한 초임계(Supercritical, SC) 기 술을 채용하고 있는 상황이다. IGCC 시스템은 청정석탄 기 술 중 가장 청정하고 효율적인 기술로 평가받고 있다. 이 시스템은 물과 석탄을 반응시켜 생산한 합성가스를 이용 해 발전을 하며, CCS 기술의 채용이 용이한 것으로 알려 져 있다. 또 다른 중요한 가스화 기술은 지하 석탄가스화 (Underground Coal Gasification, UCG) 기술로 채굴되지 않 은 석탄층에 산화물(Oxidants)을 주입하여 석탄을 가스화 하는 기술이다.

현재 가장 비용이 많이 들긴 하지만 주목받고 있는 청정 석탄 기술은 발전소에서 방출되는 CO2를 포집하고 파이프 라인을 통해 이송한 후 현무암과 같은 지질 구조에 영구적 으로 저장하는 것을 목표로 하는 CCS 기술이다. 기존 석탄 화력 발전소에 CCS 기술을 적용할 경우 80〜90% 정도의 CO₂ 방출을 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 하지만 CCS 기술은 아직 대규모 상용규모의 검증이 이루어지지 않은 상태다.

세계적으로 전력 생산에 사용되는 석탄의 비중은 매년 1.9% 정도 증가, 2035년까지 가장 큰 비중을 차지하는 발전 에너지원으로 예상

EIA 자료를 바탕으로 세계적으로 전력생산에 사용되 는 연료별 증가 추이(2008〜2035년)를 살펴보면 재생 에 너지가 3.1%로 가장 빠르게 증가하고, 그 다음으로 천연 가스(2.6%), 원자력(2.4%) 순이다. 석탄은 매년 1.9% 정도 밖에 증가하지 않지만 2035년까지 가장 큰 비중(36.6%) 을 차지하는 발전 에너지원이 될 것으로 예상되고 있 다. ExxonMobil사의 자료¹⁾도 유사한 결과를 보여준다.

ExxonMobil사는 현재 많은 국가에서 발전용 연료로 석탄 을 선택하고 있지만 보다 청정한 연료를 요구하는 환경정 책의 영향으로 2030년경부터 석탄에 대한 수요가 줄어들 것으로 예상했다. 국가별로 볼 때 미국, EU는 이미 저탄소 에너지원으로 옮겨가고 있지만 중국은 석탄 사용이 2030 년 이후에나 줄어들 것으로 보고 있다. 국내도 제5차 전력 수급기본계획에 따르면 향후 원자력, 신재생 에너지 및 집 단 에너지 설비 비중은 증가하고 석탄 및 LNG 비중은 소 폭 감소할 전망이며, 석탄발전 설비에 대한 투자비 전망은

1) “2012 Outlook for Energy : A View to 2040”, ExxonMobil(2012), 2011.12.

2010〜2014년에 약 8.8조 원, 2015〜2019년에 1.2조 원 규 모다. 이와 별도로 우리나라에서 IGCC와 CCS는 신재생 에 너지 범주에 속해 있는데 2010〜2024년에 900MW 규모의 설비에 대해 사업자가 건설 의향을 나타내고 있다.

15

10

5

0

2008 2015 2020 2025 2030 2035

▶ 세계 연료원별 전기 생산량 전망 ▶

(단위 : Trillion KW)

Coal Renewables Nuclear Natural gas Liquids

자료： “International Energy Outlook 2011”, US Energy Information Administration, 2011.9.

350,000 300,000 250,000 200,000 150,000 100,000 50,000 0

2010 2015 2020 2024

▶ 국내 에너지원별 발전량 전망 ▶

(단위 : GWh)

원자력 석탄

신재생 LNG 유류 양수

자료： “ 제5차 전력수급기본계획(2010〜2024년)”, 지식경제부, 2010.12.

청정석탄 에너지

석탄의 방대한 매장량, 저렴한 가격 등은 시장 성장요 인, 높은 기술 비용과 기술에 대한 대중의 의구심 등은 시장 제한요인

청정석탄 기술 시장을 견인하는 가장 큰 두 가지 요인 중 하나는 방대한 석탄 매장량과 저렴한 가격이고, 다른 하나는 석탄이 지구온난화에 미치는 영향에 대한 인식이 다. 이 두 가지 요인은 환경과 인간에 미치는 유해한 영향 을 줄이고 계속적으로 석탄을 통한 발전 가능성을 열어주 는 청정석탄 기술에 대한 투자에 동기를 부여한다. 이러한 요인 때문에 세계 각국의 정부는 CO2를 감소시키는 가장

중요한 기술로 인식되고 있는 CCS 기술을 포함하여 수많 은 청정석탄 기술 프로젝트에 기꺼이 지원을 하고 있으며, 일부 정부는 CO₂ 방출에 대한 높은 세금을 부과함으로써 보다 청정한 기술에 대한 투자를 유도하고 있다. 이외에도 중국, 인도를 중심으로 한 가파른 전력수요 증가를 견인요 인으로 들 수 있다.

하지만 청정석탄 기술 시장을 제한하는 요인도 존재한 다. 이러한 요인은 크게 네 가지로 나뉜다. 첫째, 높은 비용 (초기설치 및 운전비용) 문제, 둘째, CCS를 포함한 일부 기 술들의 상업적 미검증 문제, 셋째, 가스, 원자력 및 재생 에 너지와 같은 경쟁 에너지원의 존재, 넷째, 환경단체를 포함 한 일반 대중들의 ‘석탄은 결코 청정에너지가 될 수 없다’

는 청정석탄 기술에 대한 의구심 등을 들 수 있다.

청정석탄 기술의 도입은 불가피, 시장의 지속적인 성장 예상

지금까지 청정석탄 기술 시장은 주로 북미와 유럽이 주 도했다. 당분간 북미와 유럽이 CCS와 IGCC 기술 분야에서 세계 시장을 주도하겠지만 다른 국가들도 청정석탄 기술 시장에서 역할을 증대시키기 시작했다. 이러한 국가들로는 남아공, 호주, 중국, 인도가 있다. 석탄이 주요 수출 품목이 며 주된 국내 에너지원인 남아공과 호주는 청정석탄 기술 에 대한 투자를 늘리기 시작했으며, 향후 10년 동안 투자를 꾸준히 늘릴 가능성이 높다. 하지만 향후 급속히 늘어나는 전력 수요에 대응하여 저렴하게 공급할 에너 지원이 필요한 중국과 인도가 가장 큰 시장으 로 부상할 가능성이 있 다. 인도는 신규로 SC 석탄화력 발전소를 건 설하는 동시에 청정석 탄 기술을 결합하여 낙 후된 발전소를 업그레 이드할 것으로 예상된 다. 중국은 청정에너지 프로그램의 일환으로 청정석탄 기술에 대한 투자를 높이고 있으며, 2020년경에는 가장 큰 청정석탄 기술 시장이 될 것으로 예측되고 있다. 국내에서도 최근 2011년 11월에 두산중공업 을 주건설사로 하여 국내 최초의 300MW급 IGCC 실증 플 랜트가 착공됐고, 포스코는 연간 50만 톤 규모의 석탄합성 천연가스 생산 설비를 광양제철소에 건설해 2014년 가동 할 예정이다. 또한 SK이노베이션은 미국에서 저급탄 가스 화 기술을 도입해 시험라인 구축을 끝내는 등 첨단 청정석 탄 기술에 대한 다양한 기술개발 및 실증화 노력이 이루어 지고 있다.

『세계 청정석탄 기술 시장 규모는 매년 평균 4.1%씩 증가해

2011년 230억 달러에서 2021년에는 344억 달러 규모의 성장이 예상된다』

강점 약점

• 지구온난화 위험에 대한 중요성 인식

• 저렴한 석탄의 방대한 매장량

• 에너지 안보에 대한 열망

• 청정석탄 기술의 높은 비용

• 석탄에 반대하는 환경 여론

• 여전히 취약한 글로벌 경제 상황

• 환경 규제의 불확실성

• 지속적 경제 성장·유지를 위한 투자 위축 가능성

기회 위협

• 청정석탄 기술에 대한 정부 지원

• 오염 처리 비용 증가(예 : 탄소세)

• 잠재적으로 높은 유가

• 재생 에너지와 같은 경쟁 기술의 존재

• 선진국 및 개발도상국 간의 의견 불일치

• 상업적으로 입증되지 않은 일부 청정 기술에 대한 문제

• 토지수용 문제

(예 : CCS 적용 시 이송파이프라인 구간의 토지수용 문제) 자료：“The Clean Coal Technologies(CCT) Market 2011~2021”, Visiongain, 2011.6.

▶ 청정석탄 기술의 SWOT 분석 ▶

청정석탄 에너지

새로운 청정석탄 기술 R&D, 설치 및 운전에 소요되 는 비용에 근거하여 향후 청정석탄 기술 시장을 분석한 Visiongain사의 자료에 따르면 세계 청정석탄 기술 시장 규 모는 향후 10년간(2011〜2021년) 연평균 4.1%씩(2011〜2016 년 3.5%, 2016〜2021년 4.7%) 증가해 2011년에 230억 달러 에서 2016년에는 273억 달러로 성장하고, 2021년에는 344 억 달러에 이를 것으로 예상된다. Visiongain사는 이 자료 에서 세계 청정석탄 기술 시장이 2021년까지 지속적으로 성장할 것이며, 특히 2019〜2021년 사이에 가장 큰 증가율 을 기록할 것으로 분석했다. 이 예측 자료를 바탕으로 우 리나라 청정석탄 기술 시장을 추정해보면 대략 2011년에 3.3〜4.9억 달러, 2021년에는 5.0〜7.4억 달러 정도의 시장 이 형성될 것으로 예상된다.²⁾

하지만 시장 상황을 변하게 할 변수는 늘 존재한다. 예 를 들어 작년 말 뉴스³⁾에 따르면 중국 당국은 예상과 달리 비싸진 석탄가격으로 많은 석탄 발전소가 폐쇄됐으며, 이 때문에 발생한 최소 16GW 이상의 전력공급 부족을 충당 하기 위해 청정에너지를 확대한다고 발표했다. 이는 중국 이 당장 석탄화력 발전을 포기하는 것은 어려운 일지만 풍 력, 태양광과 같은 재생 에너지가 장기적으로 석탄화력 발

2) 2010년 기준으로 우리나라의 석탄발전 설비용량은 미국 대비 약 7%, 발전량은 약 11% 수준으로, 이 비중을 미국의 청정석탄 기술 시장 규모에 적용하고 2011〜2021 년까지 이 비중이 변하지 않는다는 가정하에 추정했음.

3) “석탄수급 부족이 중국 청정에너지 보급 촉진”, 그린데일리, 2011.9.

전보다 경쟁력이 있을 것이라고 판단하고 있다는 점을 시 사한다. 이는 향후 가장 큰 청정석탄 발전 시장으로 성장 할 중국의 에너지믹스 정책에 변화가 있을 수도 있음을 보 여주는 것이다.

반대로 후쿠시마 원전사고 이후 세계 각국은 여건에 따 라 원전 정책을 유지 또는 재검토하고 있는 상황이다. 우 리나라도 민주통합당이 3.11 총선을 앞두고 발표한 과학기 술정책 7대 과제에 원전 확대정책을 전면 재검토했다. 또 한 정책 가운데 에너지 소비 절감 및 신재생 에너지 개발 및 보급 사업 확대의 내용이 포함돼 있는데다가 정부도 대 내외 환경을 고려하여 2013년 수립될 제2차 국가에너지기 본계획의 수립 시 1차 계획내용의 에너지믹스 부분을 수 정·보완할 예정이다.

따라서 현재 에너지믹스 정책의 투자비용 및 신규 원전 건설 계획 변경 시 대체비용을 비교하여 적정한 에너지믹 스 정책의 검토가 필요한 상황에서 원전의 빈자리를 메우 기 위해 석탄의 비중을 줄이려던 계획을 선회하여 늘릴지 도 모를 일이다.

또한, 정부의 장기적인 석탄 에너지 감축 의도와는 달리 민간기업들의 석탄발전에 대한 관심이 최근 부쩍 늘어난 것으로 나타났다. 이는 석탄발전이 원전과 더불어 기저부 하로서 상시적으로 가동되기 때문에 발전 설비의 이용률 을 보장받을 수 있고, 보장받은 이용률은 수익성과 직결되 기 때문인 것으로 해석된다.⁴⁾

『여러 국가에서 석탄발전 비중을 단기간에 낮추는 것은 어렵기 때문에 청정석탄 기술의 도입은 불가피할 것으로 보인다.

전문가들은 2020년경 CCS 기술의 상용급 실증화 검증이 시장성장의 분기점이 될 것으로 보고 있다』

이와 같이 청정석탄 기술 시장의 전망은 매우 낙관적이 지도 너무 비관적이지도 않다. 현재 상황을 고려할 때 여러 국가에서 전력의 기저부하를 담당하고 있는 석탄발전 비중 을 단기간에 낮추는 것은 현실적으로 어려운 일이기 때문 에 이에 따른 청정석탄 기술의 도입은 불가피할 것으로 보 인다. 따라서 청정석탄 기술 시장은 당분간 소폭이나마 지 속적으로 성장할 것으로 예상되며, 전문가들은 CCS 기술의 상용급 실증화 검증이 판가름 날 것으로 예상되는 2020년 경이 시장성장의 분기점이 될 것으로 보고 있다.

4) “민간기업 너도나도 석탄발전사업 도전”, 에너지타임즈, 2012.1.27에서 발췌 재구성

구분 2011년 2021년 CAGR(2011~2021)

미국 4.6 7.0 4.2

중국 4.0 7.0 5.7

캐나다 2.5 3.7 4.1

호주 1.6 2.5 4.3

일본 1.4 1.9 2.8

독일 1.3 1.8 3.0

영국 1.2 1.4 1.8

남아공 0.8 1.1 3.2

인도 0.7 1.3 5.9

이탈리아 0.7 0.9 1.9

나머지 국가 4.2 5.8 3.2

세계 23.0 34.4 40.1

자료：“The Clean Coal Technologies(CCT) Market 2011~2021”, Visiongain, 2011.6.

▶ 청정석탄 기술 선도 10개국 및 세계 시장 예측 ▶

(단위 : 10억 달러, %)

발전용 가스터빈 고온부품

발전용 가스터빈 부품 국산화를 위한 제언

기술사업화정보실 연구원 장종문 | Tel 02-3299-6069 e-mail pindick@kisti.re.kr

탄소저감 에너지_ 발전용 가스터빈 고온부품

발전용 가스터빈 고온부품 시장은 높은 기술력이 요구 되는 기술집약형 고부가가치 시장

발전용 가스터빈 고온부품이란 화력발전소에서 사용하 는 가스터빈¹⁾을 구성하는 각종 부품류를 가리킨다. 가스 터빈을 구성하는 블레이드, 베인 등의 회전익, 고정익 부 품은 고온·고압 환경에 노출돼 강한 내구성이 요구되는 부품이다. 이러한 운행조건은 최근 가스터빈의 효율성 개 선 니즈와 함께 더욱 고온·고압화되고 있다. 이런 측면에

1) 가스터빈은 압축부, 연소부(연소노즐, 연소기 라이너, 트렌지션 덕트)로 구성된 ‘연 료와 공기의 연소과정을 통하여 생성된 고온·고압의 연소가스로부터 기계적 에너 지를 생산하는 열동력 시스템’을 의미함.

구분 주요 기능

케이싱 터빈 회전체를 덮고 있는 기밀실로서, 쉘(Shell) 및 실 린더(Cylinder)라고도 함.

블레이드(회전익) 고온의 연소가스를 고속으로 받아 터빈을 회전시키 는 회전날개

베인(고정익) 팽창된 고온의 연소가스를 고속으로 블레이드에 흐 르게 하여 회전시키는 고정된 노즐

베어링 로터를 지지하거나(저널 베어링) 축 방향 이동을 막 아줌(축 베어링).

밸브 고압유에 의해 열리고 스프링 힘으로 닫히며 고압 터 빈에 공급되는 증기를 제어

터닝기어

기동하기 전에 축을 서서히 회전시켜서 축의 온도분 포를 균등히 하고 굽었던 축을 바르게 하여 로터의 편심을 줄여주는 역할

▶ 가스터빈 주요 부품 및 기능 ▶

서 해당 부품 시장은 높은 수준의 기술력이 요구되는 기 술집약형 고부가가치 시장이라 할 수 있다.

일반적으로 발전용 터빈은 크게 압축기, 연소기, 터빈 장 치로 구성돼 있는데 유입되는 연료에 따라 가스터빈과 증 기터빈으로 나눠진다. 이 중 가스화력발전 또는 복합화력 발전에 사용되는 핵심 설비 중 하나가 가스터빈 설비다.

구체적으로 주요 가스터빈 부품을 살펴보면 케이싱, 블 레이드(회전익), 베인(고정익), 각종 베어링 및 벨브류, 터 닝기어, 발전기, 변압기 등 다양한 부품들이 존재한다.

『일부 터빈 부품의 유효수명은 보통 3~4년으로 정기적으로

부품을 교환해야 한다.

이러한 교체수요를 중심으로 한 After Market(교체부품 시장)이

상당한 비중을 차지한다』

▶ 가스터빈의 구성 ▶

터빈 연소기 압축기

발전용 가스터빈 고온부품

기본적으로 발전용 가스터빈 부품 시장은 화력발전설 비 산업의 가치사슬의 흐름에 비추어 살펴볼 수 있다. 화 력발전설비 산업의 벨류체인은 기계설비소재 분야에서 발 전설비 부품과 중공업 분야를 거쳐, 가장 전방 산업인 발 전소로 가는 이동방향을 가지고 있다. 이 중 가스터빈 부 품 시장은 발전설비 부품 부문에 해당한다. 즉 해당 시장 의 잠재적인 수요처는 우선적으로 터빈을 생산하는 국내 외 중공업체다. 하지만 고온·고압 환경에 노출된 일부 터빈 부품은 유효수명이 보통 3~4년으로 정기적으로 부 품을 교환해야 한다. 이러한 교체수요를 중심으로 After Market(교체부품 시장)이 상당한 비중을 차지하고 있어 시장에 대한 전략적 대책이 필요하다. After Market의 경 우 가스터빈을 통해 전력을 생산하는 화력발전소가 직접 적인 수요처다.

2015년 발전용 가스터빈 세계 시장 규모는 146억 달러, 국내 시장 규모는 7억 달러 예상

발전용 가스터빈 부품 시장은 전방산업이 국가 에너지 정책, 특히 전력수급정책에 의존적인 특징을 가지고 있다.

예컨대 가스터빈이 사용되는 가스화력과 최근 가장 일반 화되고 있는 복합화력발전소의 건설은 가스터빈 부품 시 장의 시장 규모에 직접적인 영향을 주는 결정요인이다. 특 히 국내에서 운영 중인 복합화력발전소에는 설비용량 기 준 12,696MW 규모로 대략 100여 대의 가스터빈이 설치돼 있는 것으로 파악된다. 현재 건설 중인 복합화력발전소에 설치될 가스터빈도 약 24대 규모로 향후에도 안정적인 성 장세를 보일 것으로 예상된다.

세계 발전용 가스터빈 시장은 매년 꾸준히 성장했으며 2011년 117억 달러 규모에서 2015년 약 146억 달러 규모로 성장할 것으로 추정된다. 국내 시장은 제5차 전력수급계 획에 따르면 화력발전용 터빈 중 가스터빈이 약 5억 8천 만 달러 규모의 시장이 형성된 것으로 파악되며, 연평균성 장률은 2015년까지 약 3% 수준으로 평가됐다. 하지만 현

재 건설 중인 발전소에 약 25기의 가스터빈이 도입될 예 정인 것을 고려하면 성장률은 이보다 높은 5% 내외 수준 으로 2015년에 7억 달러 규모의 시장이 형성될 것으로 예 상된다.

『가스터빈 고온부품 세계 시장은 2011년 55억 달러 규모에서 2015년 72억 달러 규모로 성장하고, 국내 시장은 2011년 3억 5천만 달러에서 2015년 5억 3천만 달러에 달할 것으로 예상된다』

가스터빈은 운행 조건과 효율에 따라 D, F, G, H Class 로 나뉘며, 특히 본고에서 관심 있는 것은 현재 가장 널리 도입되고 있는 F-Class기종의 일방향응고 고정익, 회전익 부품이다. 이들 부품은 가혹한 운행 조건에 노출된 고온·

고압 부품 중 시장이 가장 큰 부품이자 부가가치가 높 은 핵심 부품류다. 또한 3년 주기로 정비되거나 교체되는 After Market이 큰 비중을 차지하는 시장이므로 특히 주목 할 만하다.

해당 부품류의 시장 규모는 2011년 세계 55억 달러, 국 내 3억 5천만 달러에서 2015년 세계 72억 달러, 국내 5억 3천만 달러에 달할 것으로 여겨진다. 국내 시장의 주요 부 품 시장 규모를 보면, 회전익(블레이드)과 고정익(베인)의 경우 2011년 각각 1억 3천만, 5천만 달러에서 2015년 2억 달러, 8천만 달러 규모로 견고한 성장세가 예상된다.

GE, Siemens 등 가스터빈 제작사와 협력·자회사들이 과점적으로 지배하고 있는 국내 가스터빈 고온부품 시장

세계적으로 가스터빈 시장은 지역별로 유럽과 미국, 일 본 업체들이 과점적으로 주도하며, 2010년 기준 상위 5개 업체가 전체 시장의 약 80%를 점유하고 있다. 해당 시장 은 기술적 장벽과 초기 R&D 비용이 많이 드는, 규모의 경 제가 존재하는 시장이면서 높은 부가가치가 보장되는 시장이다.

가스터빈 고온부품 시장 역시, 터빈 제작사가 직접 공 급하는 유형과 GE처럼 PCC 와 같은 Supply Vendor를 이 용하는 유형이 전체의 75%

년도 개요

시장 규모 연평균

2011 2012 2013(E) 2014(E) 2015(E) 성장률

세계 시장 11,719 12,207 12,870 13,747 14,598 5.65%

국내 시장 579 608 638 670 700 5%

자료： Frost & Sullivan, 2009 ; 제5차 전력수급계획 및 전문가 자문

▶ 가스터빈 시장 규모 전망 ▶

(단위 : 백만 달러)

발전용 가스터빈 고온부품

이상을 차지하고, Non-OEM업체들이 직접 공급하는 유형 은 전체 25% 이하로 파악된다.

『국내 가스터빈 자체 기술은 해외 선진 업체와 비교해 많이 부족하며, 터빈 부품의 수요처인 터빈제작 분야 또한 해외에서 독점하고 있어 적극적인 투자가 부족한 상

황이다. 최근 이 부품의 국산화 필요성에 대한 각계 의 문제제기와 정부의 지속적인 지원에도 현재까지

시장성과는 미미한 편이다』

부품의 수요자라 할 수 있는 발전용 터빈을 생산하는 국내 업체로는 두산중공업이 있는데, 대체적으로 증기터 빈 생산수준에 머물러 있다. 가스터빈도 엄밀한 의미의 자 체기술은 해외 선진 업체 대비 여전히 많이 부족하며, 그 동안 국내 업체들은 해외 업체들의 면허생산 형태를 통해 사업에 참여해온 정도다.

이러한 시장환경은 고온부품 시장에도 그대로 반영되 는데, 한국로스트왁스, 성일SIM, 캐스텍 등 몇몇 진공정밀 설비를 갖춘 중소기업들이 정부과제를 중심으로 기술개발

에 힘쓰고 있다. 하지만 터빈 부품의 수요처인 터 빈제작 분야를 해외에서 독점하고 있는 환경이므 로 적극적인 투자가 일어 나지 못하고 있다.

현재 국내 언론을 통 해 가스터빈 블레이드와 같은 핵심 고온부품의 국 내 개발사례 등이 소개되 고 있다. 하지만 국내외 터빈제작사와의 공급계약 체결 소 식이 없는 것을 고려하면, 아직까지 수요처가 신뢰할 만한 기술수준을 보유하고 있는 것은 아닌 것으로 판단된다. 특 히 F-Class 이상의 가스터빈 블레이드나 베인과 같은 부 품은 현재까지도 해외 OEM업체들이 국내 모든 수요를 대 체하고 있다.

비록 해외 터빈제작업체를 대상으로 한 직접적인 판 로개척이 현실적으로 어려운 일이더라도, 일정한 기술력 과 양산 시스템을 갖춘 업체의 경우 1차적으로 접근할 수 있는 수요처는 한국전력발전 자회사를 중심으로 한 After Market일 것이다. 하지만 이 수요 역시 여러 가지 문제로 해외 공급업체들에 의해 전량 수입되고 있다.

국내 기술 기반 제품의 품질 및 안정성 인증을 위한 공 공의 역할이 시장 실패를 막는 대안으로 부상

발전용 가스터빈 고온부품 시장은 After Market을 포함 하여 상당이 규모가 큰 고부가가치 시장임에도 대부분 해 외 터빈제작사 및 관련 OEM사들이 공급을 맡고 있는, 공 급자 중심의 시장구조에 머물러 있다.

만약 국내 중소업체들이 해당 부품 시장에 성공적으로 진출한다면 연간 수조 원의 수입대체효과를 기대할 수 있 으며, 국내 터빈제작사와 협력해 국내 터빈기종의 도입에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 예상된다.

기술적으로 해당 시장에 진출하기 위해서는 우선 진공 정밀주조 설비를 이용한 일방향응고 이상의 기술이 개발 및 상용화돼야 한다. 정부도 이 같은 상황을 인지하여 그 동안 많은 R&D 과제를 지원한 것이 사실이다. 그러나 현 재 정부의 R&D 지원에도 그 성과가 미약하다는 비판이 제기되고 있는데 R&D 과제 수행기관과 관련 기업들도 이 러한 비판에 귀를 기울여야 한다.

년도 개요

시장 규모 연평균

2011 2012 2013(E) 2014(E) 2015(E) 성장률 세계 고온부품 시장 5,500 5,885 6,296 6,737 7,209 7%

국내 고온부품 시장 352 390 433 481 534 11%

국내 회전익(블레이드) 시장 138 153 170 188 209 11%

국내 고정익(베인) 시장 53 58 65 72 80 11%

자료： Freedonia Group, 2010 ; “그린에너지 전략로드맵”, 한국에너지기술평가원, 2011과 전문가 자문을 토대로 KISTI 추정

▶ 가스터빈 고온부품(블레이드, 베인) 시장 규모 전망 ▶

(단위 : 백만 달러)

▶ 세계 발전용 가스터빈 시장 점유율 ▶

GE 계열 40%

Non-OEM 23%

미쓰비시 계열 9%

알스톰 계열 10% 지멘스 계열

18%

발전용 가스터빈 고온부품

또한 해당 시장에서 사업성과가 나타나지 않는 가장 큰 원인과 주요 이슈에 대해 고민할 필요가 있다. 관련 전문 가들의 견해를 종합해볼 때 해당 시장의 가장 큰 이슈는 기술적 장벽 그 자체라기보다 국내 기술을 기반으로 한

▶ 국내 업체들의 고온부품 취급능력_다결정 터빈 부품 ▶

Equlaxed

Crystal Structure Directionally Solidified Structure Incressing Reelatance to Creep Deformation

Single Crystal

다결정 D-Class

일방향응고 F-Class

단결정 G-Class

이 강조될 수밖에 없다. 이미 이 시장의 가치를 공유하고 R&D 지원에 앞장서왔던 정부로서는 이 같은 이슈에 대해 좀 더 깊이 있는 고찰을 해야 할 것으로 보인다.

제품의 품질 및 안정성을 어떻게 보장 할 것인가에 집중되고 있다. 하지만 산 업의 특성상 테스트 설비의 부담이 막 대하고 중소기업이 관심을 두고 있는 시장 영역인 만큼 공급자인 기업이 해 당 비용을 부담하는 것은 현실적으로 어려워 보인다. 표면적으로 수요처인 발전소에서 공공의 이익을 위해 일부 유휴설비를 이용하여 관련 부품들의 안 정성을 테스트할 수도 있으나 수요처에 서 이러한 적극적인 행동을 할 유인이 없으므로 이 또한 쉽지 않은 문제라 생 각된다.

결과적으로 실패의 가능성이 높은 해당 시장의 경쟁을 제고하고 수입대체 효과를 누리기 위해서는 공공의 역할

브라질이 원산지인 이름이 ‘Lamprocyphus augustus’라는 딱정벌레는 아름다 운 초록색을 띤 외골격을 갖고 있다. 이 외골격은 어느 각도에서 보아도 같은 초록 색으로 보이는데 이 비밀은 외골격을 형성하는 키틴질 분자의 초미세 배열 방법에 있는 것으로 밝혀졌다. 키틴질 분자는 다이아몬드 탄소원자와 똑같은 배열 방법을 취하고 있어 특정 파장의 빛이 어느 방향에서 들어오더라도 투과시키지 않고 반 사시킴으로써 동일한 색으로 보이게 하는 것이다. 키틴질로 구성된 딱정벌레의 등 껍질은 광학 컴퓨터 칩을 실현하기 위한 이상적인 결정으로 여겨져 이 구조를 모 형으로 하여 키틴질 부분을 반도체 재료로 바꾸기 위한 연구가 미국에서 진행되고 있다. 현재의 컴퓨터 심장부인 반도체는 전기신호를 연산처리하고 있다. 그러나 전 기신호가 아닌 빛을 이용한 연산처리를 하면, 몇 주일 걸리는 데이터 처리를 몇 초 에 마칠 수 있게 될 것이다. 향후 연구 개발이 이루어지면 미래의 컴퓨터는 광컴퓨 터가 주류를 이루게 될 것이며 다이아몬드와 같은 결정구조의 반도체 칩이 심장부 를 담당하게 될 것으로 기대된다.

컴퓨터 칩으로 활용될 수 있는 딱정벌레 등껍질

자연에서 배우는 아이디어 세계

출처 : http://www.photonics.com/Article.

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▶ 딱정벌레 외관 ▶

출처 : http://www.photonics.com/Article.

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▶ 등껍질 골격의 전자현미경 형상 ▶