앞서 살펴본 특허분석을 통한 세계 수소 연료전지 기술개발 동향에 대한 분석결과를 종합하면 다음과 같다. 먼저 2019년까지 수소 연료전지 기술과
관련하여 출원된 전체 특허건수는 25,630건으로서, 1 9 7 0 년 대 부 터 출 원 되 기 시 작 해 서 1 9 9 0 년 대 하반기부터 크게 증가하다가, 2000년대에 가장 활발하게 출원되었으며, 2008년부터는 소폭 감소한 이후에 현재까지 꾸준하게 출원되고 있다. 이중 특히 일본특허가 10,732건(42%)으로 가장 높은 점유율을 차지하고 있어 수소 연료전지 기술개발은 일본에서 가장 활발한 것으로 보인다. 이 같은 일본 주도의 수소 연료전기 기술개발 추세는 다출원 1위인 TOYOTA MOTOR 1,825건, 2위 PANASONIC 1,320건등 [그림 15] 수소 연료전지 특허 주요 출원인 세부 기술별 특허출원 동향
수소분리 연료처리장치 전력공급보조장치 수소흡수용탄소질재료 전해질
가스(수소)센서 연료전지전극
충전장치 가스발생장치 연료전지 금속산화물 촉매 혼합기체수소정제 전해질막 수소공급, 충전방법 전기에너지변환장치 연료전지시스템 TOYOTA MOTOR(JP)
PANASONIC(JP) NISSAN MOTOR(JP) HONDA MOTOR(JP) SAM SUNG SDI(KR) HYUNDAI MOTOR(KR) MATSUSHITA ELECTRIC IND(JP) JX NIPPON OIL & ENERGY(JP) TOSHIBA(JP) GM GLOBAL TECH OPERATIONS(US) SANYO ELECTRIC(JP) FUJI ELECTRIC(JP) LG ELECTRO NICS(KR) MITSUBISHI HEAVY IND(JP) OSAKA GAS(JP)
기술별
자료: 저자 작성
다출원 상위 출원인 15인 중 일본 국적 출원인이 11인인 것으로도 확인이 가능하다. 그리고 TOYOTA MOTOR 등 주요 일본 출원인들은 전반적으로 연료전지 시스템 기술개발에 역점을 두고 있지만, 연료전지 전극, 혼합 기체 수소 정제 기술에 대한 특허도 다수 보유하고 있으며, 특히 상대적으로 PANASONIC은 혼합 기체 수조 정제 기술에, MATSUSHITA ELECTRIC IND은 연료전지 전극 기술에 우세함을 확인할 수 있다. 반면 다출원 상위 출원인 중 국내 출원인은 SAMSUNG SDI, HYUNDAI MOTOR 및 LG ELECTRONICS 등이 있으며, 주로 연료전지 시스템 개발에 매진하고 있음이 확인되었다.
현재 전 세계적으로는 수소 연료전지 세부기술 분야 중 연료전지 시스템 출원특허가 18,787건(73%)으로 가장 높은 비중을 차지하고 있으며, 혼합 기체 수소 정제도 2,531건(10%)로서 주요국들은 공통적으로 연료전지 시스템 기술과 혼합기체 수소 정제 기술을 역점기술로 삼고 있음을 볼 수 있었다. 그러나 수소 공급/충전, 가스(수소) 센서, 수소흡수 탄소, 전해질막, 충전장치에 대한 특허가 적어서, 이 기술에 대한 연구개발이 공백기술로 평가되어 해당 세부기술에 대한 연구개발도 투자가 요구되며, 특히 충전 장치 기술 또는 수소흡수용 탄소질 재료 관련 기술의 점유율이 극히 낮은 편인데, 그만큼 연구된 바가 크지 않기 때문에 새로운 특허를 발표할 가능성이 크고, 앞서서 개발을 시작한다면 기술적 우위를 선점할 수 있는 분야로 평가된다. 또한 특허점유율은 낮지만 증가율이 높은 것은 잠재적 가능성이 있는 분야로서 전력공급 보조 장치, 충전장치, 가스(수소) 센서, 수소 공급/충전 방법, 전해질, 전해질막 기술이 미래에 유망할 것으로 나타났다.
앞서 살펴본 바와 같이 현재까지, 수소 연료 전지 기술은 발전용, 가정용, 수송용, 휴대용 연료전지 등의 다양한 분야에서 세계적으로 수소 연료 전지 관련 제품, 예를 들어, 수소연료전지 제조, 저장, 수송, 차량용/선박용 등 이동 제품, 고체산화물 연료전지, 전극/촉매, 분리막/전극접학체, 전해질/이온교환막 등 관련 기술 개발이 증가하고 있는 추세이다.
이와 관련하여 고효율의 수소 연료전지의 사용을 높이고 환경 문제의 대안을 해결할 수 있도록 연료전지, 부품에서 시스템에 이르기까지 연료전지 제조 방법에 대한 추가적인 연구 개발이 꾸준히 진행되어 왔으며 보다 더 확대될 것으로 예상됨에 따라 수소차 등의 운송 및 휴대용/소형화 관련 기술이 미래 유망 기술로 보인다. 따라서 국가적인 차원에서도 수소 연료전지 관련 생산, 제품 제조를 통한 정책 및 수출 확대를 위한 지원과 협업이 더욱 필요할 것으로 보인다.
앞서 언급한 바와 같이 이를 지원하기 위해 작년 10월 「수소 기술개발 로드맵」이 수립, 발표되었다.
그리고 로드맵에 따라 ‘범부처 수소 R&D 협의체’는 주기적으로 조정할 수 있도록 국내·외 기술개발 동향 등을 상시 검토하고, 이를 토대로 5년을 주기로 로드맵 상의 기술개발 전략을 재검토하기로 하였다. 본고를 통해 제시된 특허분석을 통한 세계 수소 연료전지 기술개발 동향 분석결과는 이러한 기술개발 전략 재검토를 넘어 전략을 상세기술별로 확장하여 보다 구체화하는데 일조할 수 있을 것으로 사료된다.
참고문헌
<국내 문헌>
관계부처 합동a, 「수소경제 활성화 로드맵」, 2019.1 관계부처 합동b, 「수소 기술개발 로드맵」, 2019.10.
김재경, 수소연료전지 자동차(FCEV) 충전용 수소 시장조성을 위한 정책연구, 2017
김재경, 친환경 CO2-free 수소생산 활성화를 위한 정책연구, 2018
이주영, “수소전기차 바람이 분다 - ②수소전기차 부품, 어디에 어떤 제품 사용되나”, 「월간수소경제」
2017년 10,11월호, 2017. pp.28-32
<외국 문헌>
Shell ( Shell Deutschland Oil GmbH), Energy of the Future?: Sustainable Mobility through Fuel Cells and H2, Shell Hydrogen Study, 2017.
주택 부문 신재생에너지 보급 동향과 설비 설치 가구의 특성 1)
조일현 에너지경제연구원 부연구위원 [email protected]
이성재 에너지경제연구원 전문연구원 [email protected]
1. 서론
정부는 재생에너지 보급을 확대하고자 2017년 12월 「재생에너지 3020 이행계획」2) 발표를 통해 2030년까지 재생에너지 발전 비중을 20%로, 2019년 6월 「제3차 에너지기본계획」에서는 2040년까지 30~35%로 제시하였다.3) 「재생에너지 3020 이행 계획」에서는 대규모 프로젝트가 재생에너지 보급 확대에 중심적인 역할을 하지만, 자가용 설비의 확대도 중요한 방안으로 2030년까지 자가용 태양광을 15가구당 1가구꼴로 총 2.4GW를 보급한다는 목표를 세웠다([그림 1]).4)
우리나라는 가정용 신재생 보급 확대를 위해 주택부문에서 2004년 「태양광주택 10만호 보급사업」을
시작으로 2009년 이를 확대 개편한 「그린홈 100만호 프로젝트」를 전개하였다. 이후 지원 방식이 다양해지고 지원규모도 확대되고 있다.
가정부문 신재생은 갈등 없이 재생에너지 보급을 확대할 수 있는 미활용 잠재량이 큰 분산형 자원으로 그 중요성이 점점 부각되고 있다. 현재 국내 가정용 신재생 설비는 태양광 중심으로 보급이 빠르게 증가하고 있으나 신재생 설비를 설치한 가구의 비중은 여전히 낮아 잠재량이 매우 큰 시장이다. 또한, 주택 소유자가 설비 설치 여부를 직접 결정하고 그에 따른 수혜를 보는 구조이기 때문에 재생에너지 확대의 걸림돌인 수용성 문제에서도 자유롭다. 에너지 소비자인 가구는 재생에너지 설비를 통해 직접 친환경 에너지를 생산하여 소비할 수 있을 뿐만 아니라,
1) 본고는 조일현(2019), 「에너지총조사 가정부문 자료를 활용한 신재생에너지 설비 설치 요인과 에너지 소비 특성 분석」의 일부 내용을 수정·보완한 것 으로 이하 “저자 작성”으로 표기된 표와 그래프도 해당 연구를 바탕으로 작성한 것임
2) 산업통상자원부(2017.12), p.2.
3) 산업통상자원부(2019.06), p.53.
4) 산업통상자원부(2017.12), pp.2~3.
본격적으로 논의되는 에너지 프로슈머 등 향후 에너지전환의 중요한 주체로서 잠재력도 크다.
따라서 신재생 설비를 설치하는 가구에 대한 연구와 분석이 필요한 실정이지만, 지금까지 자료가 부족하여 주택용 신재생에너지 설비 설치에 관한 연구가 진행되기 어려웠다. 하지만, 2017년 통계청 승인통계로는 처음으로 에너지총조사의 가정부문에서 신재생에너지 설비를 설치한 1천여 가구를 표본 조사하였다.
그 리 하 여 본 고 에 서 는 다 양 화 된 주 택 부 문 신재생에너지 지원 정책 및 보급 동향에 대해서 살펴본 후 2017년 에너지총조사 자료를 활용하여 신 재 생 에 너 지 를 설 치 하 는 가 구 에 대 한 이 해 를 높이고자 한다.