[논문]멤브레인을 이용한 이산화탄소 포집기술의 특허정보분석과 기술전략

이정구

문제 정의

따라서 본 논문에는 현재 전 세계적으로 연구 및 기술개발이 활발하게 진행되고 있는 CCS 포집기술 중 막분리법인 멤브레인을 이용한 이산화탄소 포집기술에 대한 특허정보를 분석하고 이를 통해 연구개발 동향 및 기술 전략을 제시하고자 한다.
이러한 서지정보에 기반한 특허지표는 객관적이고 자동화된 산출이 용이하다는 점에서 널리 활용되어 왔다. 수많은 서지 정보 기반의 특허지표들이 개발되어 활용되어 왔지만, 정량적 특허분석 과정에서 활용된 특허지표들을 중심으로 이론적 개념에 대해 살펴본다.

제안 방법

검색식의 구성은 먼저 CCS 멤브레인에 대한 공통 검색식을 작성하였으며, 그 다음으로 세부 기술별 검색 식을 작성하였다. 공통검색식과 세부 기술별 검색식을 연산자(AND)를 이용하여 검색 결과를 수행하였다.
검색식의 구성은 먼저 CCS 멤브레인에 대한 공통 검색식을 작성하였으며, 그 다음으로 세부 기술별 검색 식을 작성하였다. 공통검색식과 세부 기술별 검색식을 연산자(AND)를 이용하여 검색 결과를 수행하였다. <표 3>은 멤브레인을 이용한 이산화탄소 포집기술의 세부 기술별 검색식을 나타낸 것이다.
출원건수와 관련된 정량분석 이외에도 인용도-피인용도, 특허 패밀리 규모 등을 활용하여 출원인 별 특허 영향력 지수, 국가별 기술력 지수, 국가별 시장-영향력 관계, 특허 인용-피인용 관계 등을 파악할 수 있다. 다만, 한국, 일본, 유럽 등에서는 인용-피인용 관계 정보가 없거나 명확하지 않기 때문에 본 논문에서는 미국에서 출원된 특허만을 대상으로 하여 분석을 수행하였다. 따라서 인용 관계에 기반한 특허 지표 분석은 미국 시장에서의 해석이며 전체 국가의 특징을 보여주는 것은 아니므로 유의할 필요가 있다.
앞선 단계에서 수행한 특허출원 분석, 특허지표 분석. 특허 정성분석을 통해 기술분석 결과를 도출하였고, 이를 통해 미래기술 전략을 제시하였다.
앞선 단계에서 수행한 특허출원 분석, 특허지표 분석. 특허 정성분석을 통해 기술분석 결과를 도출하였고, 이를 통해 미래기술 전략을 제시하였다. (그림 7)에서는 특허 분석 결과와 기술전략 간의 상관관계를 나타내었다.
본 논문에서는 기술발전의 대리변수로 특허를 분석대상으로 하였다. 특허출원동향 분석, 특허지표 분석, 특허정성분석을 통해 기술분석 결과를 도출하였고, 이를 통해 기술전략을 제시하였다. 그러나 본 논문은 여전히 도전적인 과제들을 지니고 있다.

대상 데이터

노이즈 제거는 노이즈 처리 기준을 세워놓고 초록 및 기술개요에 대한 스크리닝 과정을 거쳐 관련성이 낮은 특허들을 제거하였다. 노이즈 제거 후에 총 827개의 특허건수를 대상으로 특허정보 분석을 수행하였다.
고분자 분리막은 중국의 Tianjin University(12건), 미국의 Membrane Technology and Research(7건)이었다. 무기막은 중국의 Tianjin University(9건), 미국의 General Electric(6건)으로 나타났다. 천연가스 정제공정은 미국의 UOP LLC(33건), Global Res Technologies LLC(9건)으로 나타났으며, 중공사형 모듈은 미국의 UOP LLC(6건), 일본의 Fuji film(3건), Hitachi(3건) 순으로 나타났다.
그러나 본 논문은 여전히 도전적인 과제들을 지니고 있다. 본 논문에 사용된 특허데이터의 범위는 1994.1∼2013.12년으로 특허분석 결과가 현재의 기술양상과 일치하지 않을 수 있다. 따라서 추후 연구에서는 최신이 특허를 수집하여 동일한 절차에 따라 연구를 수행해야 할 것이다.
중장기적인 관점에서의 기술전략의 수립은 기업과 국가의 연구개발 프로세스에서 필수적인 단계가 되어가고 있다. 본 논문에서는 기술발전의 대리변수로 특허를 분석대상으로 하였다. 특허출원동향 분석, 특허지표 분석, 특허정성분석을 통해 기술분석 결과를 도출하였고, 이를 통해 기술전략을 제시하였다.
본 논문은 과 같이 분석대상 데이터베이스 및 분석 기간을 선정하였다.
본 논문은 <표 1>과 같이 분석대상 데이터베이스 및 분석 기간을 선정하였다. 특허분석은 CSS를 활발하게 연구하고 있는 국가들인 한국, 미국, 일본, 유럽, 중국, 캐나다를 대상으로 하였으며, 분석대상 DB는 LexisNexis Patent을 사용하였다. LexisNexis는 세계 최대 법률 관련 DB를 보유하고 있는 특허 포탈서비스 기업으로 KISTI에서 Source를 도입하여 사용하였다.

이론/모형

LexisNexis는 세계 최대 법률 관련 DB를 보유하고 있는 특허 포탈서비스 기업으로 KISTI에서 Source를 도입하여 사용하였다. 본 논문의 특허정보 분석을 위한 Tool은 KISTI에서 구축한 정보분석시스템인 KITAS를 사용하였다.

성능/효과

본 그래프에서 보듯이 노르웨이 및 네덜란드는 시장확보 지수와 특허당 피인용도가 모두 높아 특허의 시장성과 기술력 모두가 우수한 것으로 판단된다. 독일 및 캐나다의 경우는 피인용도가 높아 기술력이 우수한 것으로, 그리고 영국의 경우는 시장성이 우수한 것으로 나타났다. 반면에 한국, 프랑스, 일본은 다른 나라에 비해 시장성과 기술력이 낮은 것으로 나타났다.
(그림 5)는 멤브레인을 이용한 이산화탄소 포집기술의 국가별 시장확보 지수와 특허당 피인용도를 맵핑한 결과이다. 본 그래프에서 보듯이 노르웨이 및 네덜란드는 시장확보 지수와 특허당 피인용도가 모두 높아 특허의 시장성과 기술력 모두가 우수한 것으로 판단된다. 독일 및 캐나다의 경우는 피인용도가 높아 기술력이 우수한 것으로, 그리고 영국의 경우는 시장성이 우수한 것으로 나타났다.
세부기술별로 살펴보면 분리막 공정분야 중에서는 막접촉 공정(182건), 천연가스 정제공정(124건), 바이오가스 정제공정(116건) 순으로, 분리막 소재분야 중에서는 고분자 분리막(132건), 무기막(128건), 혼성막(13건) 순으로, 분리막 모듈분야에서는 중공사형 모듈(51건), 평판형 모듈(32건), 관상현 모듈(11건) 순으로 나타났다.
<그림 7>과 같이 출원인별로 살펴보면 특허수는 미국 자국인이 37건, 프랑스인이 8건, 일본이이 6건순으로 나타났다. 피인용 지수 (CPP)는 NO 특허가 43, DE 특허가 42, NL 특허가 31, CA 특허가 19, US 특허가 12순이며, 영향력지수(PII) 는 NO 특허가 8.88, DE 특허가 8.68, NL 특허가 6.4, CA 특허가 3.93, US 특허가 2.48 순으로 나타났다. 특허 영향력 지수는 노르웨이, 독일, 네덜란드, 캐나다, 미국 순으로 나타났다.

후속연구

12년으로 특허분석 결과가 현재의 기술양상과 일치하지 않을 수 있다. 따라서 추후 연구에서는 최신이 특허를 수집하여 동일한 절차에 따라 연구를 수행해야 할 것이다. 또한 기술발전의 대리변수로 논문을 대상으로 분석을 수행한 후 논문 및 특허 기술의 상관 관계를 분석함으로써 2020년 발효될 신기후체제에 대한 전략을 마련하고 기술 개발 전략을 제시할 필요가 있다.
따라서 추후 연구에서는 최신이 특허를 수집하여 동일한 절차에 따라 연구를 수행해야 할 것이다. 또한 기술발전의 대리변수로 논문을 대상으로 분석을 수행한 후 논문 및 특허 기술의 상관 관계를 분석함으로써 2020년 발효될 신기후체제에 대한 전략을 마련하고 기술 개발 전략을 제시할 필요가 있다.
(그림 7)에서는 특허 분석 결과와 기술전략 간의 상관관계를 나타내었다. 미래기술 전략으로는 유/무기 나노소재 및 복합소재, 이온성 액체를 대상으로 한 고투과성, 고선택성막소재 개발에 대한 연구, 기체분리막 모듈을 이용한 이산화탄소 회수를 위한 다단분리막 공정 및 혼성공정에 대한 연구, 그리고 향후 소재개발을 대비한 중대형 막모듈 개발에 대한 연구가 필요한 것으로 제시되었다.

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