미국 정보기술혁신재단은 본 보고서에서 청정에너지 기술에 대한 미국과 아시아 주요 경쟁국의 공공 투자 현황을 비교함. 미국과 중국, 일본 한국을 대상으로 청정에너지 기술의 연구와 혁신 및 6대 기술의 생산역량을 비교하였으며, 선진국의 사례를 통하여 우리 정부 또한 전략적으로 녹색기술에 대한 투자를 확대하고, 기술 수준을 높여야 할 필요성을 제시하고 있음. 현재 우리나라의 청정에너지 기술 수준은 다른 선진국에 비하여 매우 미미한 수준이므로, 정부 차원의 지원이 필요함.
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1. 개요
□ 정보기술혁신재단*은 청정에너지 기술(Clean Energy Technology)에 대한 미국과 아시아 주요 경쟁국의 공공투자 현황을 비교
○ 본 보고서는 미국과 중국, 일본, 한국을 대상으로 청정에너지 기술의 연구와 혁신(Research & Innovation) 및 생산역량(Manufacture Capacity)*을 분석
* 자본‧설비 등을 갖추고 있는 생산요소가 전부 가동되었을 때의 생산량
2. 청정에너지 기술의 연구와 혁신
○ 한국, 일본, 중국은 5년간(2009~2013) 청정에너지* 기술분야에 총 5,090억 달러를 투자할 계획인 반면, 미국은 1,720억 달러를 투자할 계획
- 중국은 3,970억 달러, 일본은 660억 달러, 한국은 460억 달러로 아시아의 청정에너지 기술 공공투자는 미국의 3배에 달함
* 환경유해물질을 배출하지 않는 에너지원. 풍력, 태양에너지(태양광,태양열 등), 수소연료전지, 조력 및 파력, 생체에너지(biomass) 등
※ 자료는 HSBC Global Research의 "A Climate for Recovery: The Colour of Stimulus Goes Green"(’09.2), "Global Green Recovery? Yes, but in 2010"(’09.8), 일본 종합과학기술회의의 ｢저탄소사회 만들기 행동계획｣(’08.5)을 근거로 작성
1) 한국
○ 정부는 국가 에너지 혁신 시스템을 구축하여 청정에너지 기술 개발을 위해 점진적으로 투자를 확대
- ｢에너지절약기술개발계획(’92~’96)｣을 시작으로, ｢국가에너지기본계획(’08~’30)｣을 수립하고, ｢에너지이용합리화 기본계획｣, ｢신재생에너지 기술개발 및 이용‧보급 기본계획｣ 등을 수립
※ 계획 수립을 통해 에너지의 해외 의존도를 줄이고, 주요 청정에너지 공급에 대한 국내 기술의 기여를 증대시킴으로써 에너지원의 다양화를 추진
○ 국제에너지기구(IEA) 통계에 따르면, 에너지 R&D에 대한 공공투자는 ’05년부터 지속적으로 증가하여 ’08년에 6억 달러에 달함
- ’08년 에너지 R&D의 주요 지출 분야는 원자력발전이 41%, 재생에너지가 17%, 에너지 효율화가 15%를 차지
○ 한국의 에너지 R&D에 대한 공공투자는 일본과 미국에 비해 절대적 수치로는 적으나, 국내 총생산(GDP) 비중 측면에서는 미국(0.03%)의 두배인 0.06% 수준
○ 미국 특허청에 등록된 ’09년 2/4분기 청정에너지 특허 274건 중 한국 특허는 15건이며, 이는 미국, 일본, 독일에 이어 세계 4위
※ 한국 청정에너지 특허는 ’02년 1/4분기 1건에 불과했으나, 높은 증가율을 보이며 ’06년 1/4분기에 5건, 2/4분기에 15건에 달함
- 또한, OECD 국제특허통계에 따르면, ’05년 출원된 700건의 재생에너지 특허 중 2.5%가 한국 특허로, 이는 세계 12위의 수치
2) 미국
○ 지난 20여 년간(1985~2005) 공공 및 민간의 에너지 R&D 투자는 모두 급격히 하락
- ’05년에는 1980년대 최고 투자액 대비 절반수준으로 감소
- 민간부문의 에너지 R&D 투자액은 30억 달러 미만으로, 이는 혁신집중산업의 다른 분야와 비교하여 현저히 낮은 수준
※ 혁신집중산업 분야별 R&D투자는 바이오 20%, 반도체 16%, 정보공학 15% 등으로 평균 2.6%인데 반해, 에너지 분야는 0.23%로 현저히 낮은 수준
○ ’08년 에너지 R&D 투자액은 GDP의 0.03%에 불과한 43억 달러
※ 일본의 0.08%보다 크게 못 미치는 수준이며, 한국(0.06%)의 절반 수준
○ OECD 특허통계에 따르면, 2005년 전세계 재생에너지 기술 특허 중 미국의 특허는 20.2%
○ 아시아 국가들과는 달리 미국은 산업기술 정책연구를 직접적으로 책임‧관리하는 정부기관이 없음
※ 일본의 신에너지 및 산업기술개발기관(NEDO), 한국의 한국에너지연구기관(KIER)과 같은 정부관리 기관이 부재
3) 일본
○ 일본은 2008년 에너지 R&D분야에 39억 달러를 투자(IEA)
- 이는 미국 다음으로 큰 투자 규모이며, 일본은 지난 4년간(2005~2008) 일정한 수준의 규모를 투자
- 2008년 에너지 R&D의 주요 지출 분야는 원자력발전이 65%로 가장 많았고, 에너지 효율화 12%, 재생에너지 5%를 차지
○ 2008년 일본의 공공 에너지 R&D투자는 GDP의 0.08%
○ ’05년 전세계 재생에너지 기술 특허 중 일본이 20%를 차지하며 미국과 동등한 수준(OECD 국제특허통계)
- ’09년 1/4분기 동안에만 미국 특허청(USPTO) 청정에너지 기술 특허 등록의 27%를 차지
4) 중국
○ 중국은 국가첨단기술의 개발과 기초연구개발을 위해 정부에 의해 투자‧관리되는 두 개의 프로그램을 수립하였고, 이러한 개혁을 통해 에너지 분야의 R&D 집중화를 촉진
- ｢863 프로그램｣(1986)은 국가첨단기술분야의 R&D자금을 지원하는 대표적인 사업으로 중점육성기술* 및 우선순위기술의 개발 성과를 통해 경제적 효과를 창출
* 6대 중점육성 기술분야(’04)는 에너지 기술을 포함한 생명공학 및 첨단농업기술, 신소재, 정보기술, 생산․자동화기술, 자원 및 환경 개발기술
- 1997년에는 원천기술의 혁신을 통한 경제사회 발전 및 과학기술 문제를 해결하기 위해 ｢국가중점 기초연구 개발계획(973계획)｣을 수립
※ 2008년에 두 프로그램에 5.85억 달러를 투자하였고, 추가로 생물연료(Biomass)에 대한 연구개발과 실증을 위해 2.9억 달러 투자
○ 이를 통해 ’20년까지 신재생에너지를 전체 에너지 소비량의 15%까지 확대하겠다는 목표를 제시
- ｢재생가능에너지법｣(2006)은 재생가능에너지로 ’10년까지 총 에너지의 10%, ’20년까지 15% 충당을 목표
- 중국국가개발개혁위원회(NDRC)는 ｢재생에너지 중장기개발계획｣(’07.8)을 발표하고, ’20년까지의 목표생산량*을 제시
* ’07년에 수립된 계획은 ’20년까지 연간 생산규모를 수력 300GW, 풍력 30GW, 태양광 1.8GW를 목표로 제시하였으나, ’09년에 상향조정하여 태양광은 10배 높은 20GW, 풍력은 100GW, 원자력 분야는 86GW을 목표
3. 청정에너지 생산역량
○ 한국, 미국, 일본, 중국의 6대 청정에너지 기술의 생산역량* 비교
※ 6대 분야 : 태양광(Solar Power), 풍력(Wind Power), 원자력(Nuclear Power), 탄소 포집‧저장(Carbon Capture & Storage), 첨단 자동차‧전지(Advanced Vehicles & Batteries), 고속철도(High-Speed Rail)
1) 태양광(’08년 기준)
| 구 분 | 주 요 내 용 |
| 한국 | ○ 연간 생산역량은 60MW에 달하며, 2012년까지 4,500MW로 확대할 계획 ※ 2009년에 삼성, LG가 태양전지 생산에 참여 |
| 미국 | ○ 연간 생산역량 375MW로 전세계 태양광 시장점유율의 7% 차지 ※ 태양광 총생산 점유율은 쇠퇴하는 반면, 태양광 필름기술 분야에 있어서는 강세를 보이며, 2008년 전체 시장의 13%까지 성장 |
| 일본 | ○ 중국, 독일에 이어 세계 3위로 연간 생산역량 1,200MW를 보유하고 있으며, 전세계 태양전지 생산량의 13%를 차지 |
| 중국 | ○ 연간 생산역량 1,800MW로 전세계의 생산역량의 42.9%를 차지하고 있으며, 태양전지 생산량의 98%를 수출 ※ 세계 최대 태양전지 공급업체 선테크는 전세계 생산량의 9.5%를 차지 |
2) 풍력(’08년 기준, 중국은 ’07년)
| 구 분 | 주 요 내 용 |
| 한국 | ○ 국내 기업 유니슨은 향후 5년간 중국 랴오닝성에 연간 생산량 2GW 터빈을 공급할 계획 ※ 삼성중공업은 500MW급 생산 플랜트를 구축하고, 현대중공업은 2010년에 연간 생산량 800MW의 플랜트 구축을 추진 |
| 미국 | ○ 연간 생산역량 4.2GW을 보유하고 있으며, 세계 메이저급 10대 업체 중 미국업체는 하나만 존재 ※ 풍력발전 설비의 수입액은 ’03년 3.65억불에서 ’08년 25억불로 증가한 반면, 동기간 0.85억불 이상을 수출 못함 |
| 일본 | ○ 4개의 제조사가 있으며, 미쓰비시, 후지, 일본철강은 각각 연간 생산량 2MW의 터빈을 제작 ※일본 최대의 제조사 미쓰비시는 국내시장 수요의 19%를 공급 |
| 중국 | ○ 70여개의 풍력터빈 업체가 존재하며, 연간 생산량 8GW의 터빈을 제작하였으며 2010년에 12～20GW까지 확대할 계획 |
3) 원자력(’08년 기준)
| 구 분 | 주 요 내 용 |
| 한국 | ○ 한국형표준 원전 2세대 기술(OPR-1000)의 연간 생산역량 1,000MW 원자로 6개를 보유하고 있으며, 2013년까지 3세대 기술(APR-1400)의 1,450MW급의 원자로를 운영할 계획 |
| 미국 | ○ 가압수형 원자로(PWR) 69개, 비등수형원자로(BWR) 35개로 총 104개의 원자로를 운영중 ※ 현재 원자로 압력 용기를 생산하는 업체는 리하이(Lehigh heavy forge)뿐이며 증설 계획은 없음 |
| 일본 | ○ 대부분의 원자로는 2세대 기술을 사용중이며, 1996년부터 외국기업과 합작하여 3세대 기술을 개발 ※ 히타치는 GE와 3세대 가압수형 원자로(PWR)를, 미쯔비시는 3세대 비등수형 원자로(BWR, Boiling Water Reactor)를 개발 중 |
| 중국 | ○ 11개의 원자로가 존재하며, 자체 제작한 친산 발전소Ⅱ(1,2호기)는 연간 생산역량 600MW을 보유 ※ 자체제작한 발전소는 3개이고, 8개는 프랑스, 캐나다 등과 합작 ※ 3세대 PWR 기술을 미국 웨스팅하우스社로 기술이전 |
4) 탄소 포집‧저장(’08년 기준)
| 구 분 | 주 요 내 용 |
| 한국 | ○ 2013년까지 8,500만불을 투자하여, 2015년에는 연간 생산량 500MW의 플랜트 구축 계획을 발표(’09.10) |
| 미국 | ○ GE, 바텔연구소 등이 일본과 컨소시엄을 구성하여 플랜트 사업을 추진 중 ※ 에너지부(DOE)는 ’17년 CCS 상용화를 목표로 추진 |
| 일본 | ○ 미쓰비시는 KM-CDR 프로세스인 0.5MW급의 CCS기술을 개발하였고, 이를 미국(앨라배마주)에서 실증할 계획이며, 세계 최초로 CCS주식회사*를 설립(2008) * 일본 29개 업체가 참여해 출자한 세계 최초 CCS 전문 민간기업 |
| 중국 | ○ 화력발전연구소가 개발한 CCS기술은 연간 생산역량 275MW로 미국 퓨처젠(FutureGen) 실증 프로젝트와 라이센스를 계약 ※ 2007년 EU-중국 간 협력 프로젝트 NZEC(Near Zero Emission Coal)의 1단계로 CCS시범 플랜트 구축 |
5) 첨단 자동차 및 전지(’08년 기준)
| 구 분 | 주 요 내 용 |
| 한국 | ○ 현대社는 세계 최초로 리튬이온 화합물 전지기술을 활용한 LPG-전기 자동차 아반떼를 2008년 생산 ※ 전기자동차 i10은 2010년, PHEV Blue-Will은 2012년 생산될 계획 ○ LG화학은 미국 GM에 리튬이온 전지를 공급하고 있으며, 2010년 미국에서 가솔린 전기 하이브리드 자동차 생산을 계획 ※ LG화학과 삼성SDI가 2020년까지 하이브리드 자동차전지 시장(360억 달러)의 30% 이상을 차지할 것으로 평가 |
| 미국 | ○ 2007년 미국 내에서 팔린 100만대 이상의 플러그인 하이브리드 전기자동차(PHEV) 중 93%이상이 외국업체에 의해 제조 |
| 일본 | ○ 세계 첫 상용 전기차 I-MiEV(미쓰비시)를 2009년 생산하였고, 글로벌 메이저급 10개의 전지 제조업체 중 8개를 보유 ※ PHEV Prius(도요타)는 2012년 생산될 계획 ※ 파나소닉社는 전세계 니켈수소전지 시장의 83%를 차지 |
| 중국 | ○ BYD社는 2008년 세계 최초로 PHEV(F3DM)를 생산하였고, 리튬이온 전지의 생산은 전세계 시장의 41%를 차지 ※ BYD社의 전기자동차(EV) E6은 ’10년 생산될 계획 |
6) 고속철도
| 구 분 | 주 요 내 용 |
| 한국 | ○ 아시아에서 일본에 이어 두번째로 ’04년에 고속철도(KTX)를 개통하였고, ’08년에는 고속철도(KTXⅡ)의 58%를 국내기술로 제작 ※ KTX는 알스톰(프랑스)에 의해 제작되었으나, KTXⅡ는 58%를 현대로템의 국내기술로 제작 |
| 미국 | ○ 고속철을 생산하는 미국 업체는 전무 ※ 현재 일본이 캘리포니아 고속철도 사업 관련 선두 |
| 일본 | ○ 1964년 세계 최초로 고속철 기술을 보유하였으며, 중국 씨팡 철도회사와 기술 이전 및 건설 계약을 체결 |
| 중국 | ○ 외국기업과 조인트 벤처를 통해 기술을 개발‧축적하고 있으며, 국내 생산을 이루기 위해 노력 중 ※ 현재 운행중인 고속철은 봄바디어(캐나다), 지멘스(독일), 알스톰(프랑스), 가와사키중공업(일본)의 컨소시엄 라이센싱 기술에 기반 |
4. 결론 및 정책적 시사점
□ 글로벌 경제위기 이후 세계 각국은 지속성장을 위한 에너지‧자원, 녹색기술 등에 대한 투자를 경쟁적으로 확대
○ 저탄소 성장경로 구축을 통해 성장 잠재력 확충을 도모
□ 우리 정부도 전략적으로 녹색기술에 대한 투자를 확대
○ ｢녹색기술 연구개발 종합대책｣(’09.1)을 통해 2008년 1.4조원 수준인 녹색기술 R&D투자를 2012년에는 2.8조원으로 배증하고, 선택과 집중에 의거 집중 육성해 나갈 27개의 녹색기술을 선정
○ ｢녹색성장 국가전략 및 5개년 계획｣(’09.7)을 통해 녹색경쟁력 전반에서 ’20년까지 세계 7대, ’50년까지 세계 5대 녹색강국 진입을 목표
○ 녹색‧신성장동력 분야 기술개발 투자에 대해 정부가 의지를 갖고 수립된 계획에 따라 지속적으로 투자하며 민간을 효과적으로 지원하는 것이 중요
□ 현재 우리나라의 청정에너지 기술 수준은 미국, 일본, EU 등 선진국에 비해 낮은 상황
○ 우리나라의 에너지‧자원분야의 기술수준은 궁극 기술수준* 대비 세계 최고기술보유국이 76.3%, 우리나라는 53.0%
* 궁극 기술수준(100%) : 해당기술의 수준이 최고 정점에 도달한 상태
※ 세계최고기술 보유국의 기술수준을 100%로 할 때, 우리나라 기술수준은 69.5%(기술격차는 6.6년)
※ 실선(―)은 현재 세계최고 기술수준 평균, 점선(…)은 현재 우리나라 기술수준 평균
| 중점과학기술 | 46. 차세대 전지(2차전지, 연료전지) 및 에너지저장 변환재료 기술
47. 에너지 이용 고효율화 기술
48. 자원활용 고효율화 기술 | 49. 신재생 에너지 기술(태양, 풍력, 바이오 등)
50. 수소에너지생산·저장기술
51. 에너지·자원 개발기술 | 52. 핵융합에너지기술
53. 차세대 원자로 기술
54. 원자력 안전성 향상 기술
55. 핵연료주기 기술
56. 방사선 기술 |
※ KISTEP은 ｢과학기술기본계획(577전략)｣의 90개 국가중점과학기술에 대한 기술수준을 평가하여 국과위에 보고(’08.11.25)
<그림 : 에너지‧자원분야의 기술수준 및 기술격차 비교>
○ 선진국과의 청정에너지 기술수준 및 격차 해소를 위해서는 신재생에너지 보급률 제고와 관련 산업 육성을 위한 정책 추진 필요
- 향후 시장 성장이 전망되는 기술분야의 정부 R&D투자 확대
- 청정에너지 산업에 대한 규제와 인센티브를 강화하여 민간의 R&D 투자 확대를 유도
※ 가스배출량 규제와 동시에 청정에너지 기술혁신 제품‧서비스에 대해서는 공공구매 확대와 세제 혜택 등의 인센티브 제공
* 도표 등과 관련된 상세 내용은 첨부파일을 참조하시길 바랍니다.
* * 본 자료는 교육과학기술부 과학기술기반과와 KISTI 정보분석본부, KISTEP 정책기획실 등에서 분석한 내용을 바탕으로 한 것입니다.
- 저자 : 글로벌 과학기술정책 정보서비스
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