초록 ▼

태양광 분야는 시장의 급격한 성장과 함께 정부 R&D 투자규모도 대폭 확대되어, 현재 11개 신재생에너지원 중 가장 높은 R&D 투자비중을 차지하고 있다. 하지만 R&D예산규모의 확대로 인해 유사중복투자, 부처 간 연계 미흡 등이 지적되어 왔다. 정부는 세계 3위 수준인 태양광 R&D 투자의 효율성을 제고하기 위해 태양광 분야 정부 연구개발 투자방향(’12.4) 을 수립하였다. 주요 내용은 민간 역량이 성숙된 1세대 기술(결정질실리콘)의 투자비중을 점진적으로 축소하며, 2 3세대 (CIGS박막, 염료감응, 유기태양전지 등) 태양광

태양광 분야는 시장의 급격한 성장과 함께 정부 R&D 투자규모도 대폭 확대되어, 현재 11개 신재생에너지원 중 가장 높은 R&D 투자비중을 차지하고 있다. 하지만 R&D예산규모의 확대로 인해 유사중복투자, 부처 간 연계 미흡 등이 지적되어 왔다. 정부는 세계 3위 수준인 태양광 R&D 투자의 효율성을 제고하기 위해 태양광 분야 정부 연구개발 투자방향(’12.4) 을 수립하였다. 주요 내용은 민간 역량이 성숙된 1세대 기술(결정질실리콘)의 투자비중을 점진적으로 축소하며, 2 3세대 (CIGS박막, 염료감응, 유기태양전지 등) 태양광 기술의 투자비중을 확대할 계획이다. 또한 소규모 분산투자에 따른 유사중복투자 방지 및 부처 간 연계 미흡을 제고하기 위해 협력시스템을 강화하기로 하였다. 본 연구에서는 태양광 분야 정부정책에 따른 R&D예산의 적절한 집행여부 등을 점검하고, 투자효율성 관련 핵심 키워드인 “연계성” 분석 방법론(PCI Map)을 개발하여 실제 적용함으로써 투자 및 성과 연계성 제고를 위한 구체적 방향(연계지수 산정, 연계 핵심기술군 도출 등)을 도출하고자 하였다. 그리고 SCI 논문 및 국내특허 분석을 통해 우리나라의 태양광 분야 현주소를 분석하고 협력 연계방안을 마련하고자 하였다.

태양광 분야 정부 R&D 투자규모는 2,089억원(’12년)으로 전년대비 4.4% 감소한 반면, 기초 응용연구의 투자비중은 최근 4년간(’09~’12)증가 추세이다. R&D 투자포트폴리오는 결정질실리콘(1세대)에서 CIGS박막/염료감응/유기태양전지(2 3세대)로 이동 중이며, 이는 태양광 분야 정부정책 방향과 부합되는 결과이다. 성과 측면에서 R&D예산 대비 태양광 분야 사업화 건수가 특히 낮으며, 이는 가격 기술 경쟁력 미흡이 주요 원인인 것으로 나타났다. 가격 및 기술경쟁력 제고를 위해 1세대 기술은 정부 보조금 지원정책강화 및 실증연구, 2 3세대 태양광 기술은 효율향상 및 양산기술 확보를 위한 R&D 투자 강화가 요구되었다. 더불어 예산규모와 전략적 중요도를 고려하여 투자확대 및 투자 축소가 요구되는 기술(안)을 도출하였다.

태양광 R&D를 직접 수행하는 연구책임자를 대상으로 한 설문조사 결과 42%는 연구 결과 연계정도가 낮다고 응답하였으며, 이는 본 연구에서 투자연계성 분석을 위해 신규로 개발한 과제연계맵(PCI Map) 분석 결과와 유사한 값을 나타냈다. 태양광 R&D 분야의 연계지수는 ’09년 0.41에서 ’11년 0.43으로 증가하다가 ’12년 태양광 분야 정부정책발표와 함께 0.41로 감소하였다. 연계지수는 연구과제의 유사성과 관련될 수 있으므로 ’12년 태양광 분야 정부정책 발표 이후 유사성이 다소 감소하는 긍정적 효과를 얻을 수 있었다. 그리고 연계강화를 위해 DSC TiO2, OPV 셀구조 BHJ형, 결정질실리콘 단결정웨이퍼 제조장비 등 핵심연계기술을 도출하였다.

태양광 분야 SCI 논문건수는 ’11년까지 지속적으로 증가하였으나, 태양광 산업 침체 이후 ’12년도에는 감소하였다. 양적 측면에서 중국, 미국, 한국 등이 SCI 논문을 많이 발표하였으며, 질적 수준으로는 미국, 영국, 독일 등의 영향지수가 높게 나타났다. 즉, 우리나라는 양적 순위는 높으나 질적수준은 상대적으로 낮아 핵심원천기술 확보를 위한 R&D 투자 강화가 요구된다. 염료감응 및 유기태양전지 분야에서 논문이 많이 발표되고 있으며, 아시아 국가는 2개 기술의 비중이 유사하나, 미국, 독일 등 선진국은 유기태양전지 관련 연구비중이 높게 나타났다. 성과 연계성 측면에서 우리나라는 미국, 중국, 일본 등과 협력네트워크가 강하며, KAIST/KIST/서울대/고려대/한양대 등을 중심으로 네트워크를 구축하고 있었다. 또한 SCI 논문건수가 많은 서울대와 고려대는 미국 국립 재생에너지 연구소와 스위스 로잔공과대와 연계를 많이 하고 있었다. 네트워크 밀도 및 지니계수를 통해 태양광 분야 국가 간 네트워크는 최근 4년 간 활성화되고 있으며, 균등도 또한 증가하고 있음을 알수 있었다.

태양광 분야 특허건수 또한 최근 3년 간 감소 추세이며, SCI 논문과 동일하게 미국, 중국, 일본 등과 제한적인 협력 네트워크를 구축하고 있었다. 태양광 분야 국내특허성과는 ’10년도에 가장 많이 발표된 후 지속적으로 감소 추세이다. 민간역량이 성숙된 BOS/시스템, 결정질실리콘, 연구장비 부품 분야에 국내특허가 많이 출원 등록되었으며, 외국인이 국내에 출원한 특허비중은 지속적으로 증가 추세이다. LG가 가장 많은 국내 특허를 등록하였으며, 고려대와 성균관대도 상위 10위권 기관에 포함되어 있었다.

태양광 분야 투자 및 성과 연계성 분석을 통해 다음의 정책과제를 제언하고자 한다. (1) 태양광 기술은 미래성장동력이며, 국가 전략분야이므로 정부정책과 예산집행이 부합되는지 상시 점검체계를 구축하고 이를 R&D 예산배분조정에 환류함으로써 정책-예산편성-예산집행 간 연계강화 노력이 필요하다. (2) 태양광 분야는 각 부처별로 분산되어 R&D 투자가 되고 있으므로 투자 효율성 제고를 위해 과제연계맵(PCI Map)을 통해 도출된 핵심연계기술들을 중심으로 연계방안 수립이 필요하다. (3) 우리나라 태양광 분야 연구성과는 양적 순위 대비 질적 수준이 낮으므로, 장기적 관점에서 태양광 분야 선진국의 특성을 벤치마킹하여 공동연구 활성화 및 협력국가의 다양화 추진이 필요하다.

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 요 약 문 ... 5
• 목 차 ... 8
• 표 목 차 ... 10
• 그 림 목 차 ... 11
• Ⅰ. 서 론 ... 13
• 1. 연구 배경 및 필요성 ... 13
• 가. 연구 배경 ... 13
• 나. 연구 필요성 ... 15
• 2. 연구 목적 및 내용 ... 16
• 3. 연구 방법 및 추진체계 ... 18
• 가. 연구 방법 ... 18
• 나. 추진 체계 ... 20
• Ⅱ. 태양광 분야 투자연계성 관련 선행연구 고찰 ... 21
• 1. 태양광 기술의 개념과 환경변화 ... 21
• 가. 태양광 기술의 정의 및 분류 ... 21
• 나. 태양광 분야 주요 환경변화 ... 23
• 2. 연계성 분석 관련 선행연구 고찰 ... 30
• 가. 국내연구 고찰 ... 30
• 나. 국외연구 고찰 ... 34
• Ⅲ. 태양광 R&D 투자연계성 분석 ... 38
• 1. 태양광 R&D 투자와 성과 ... 38
• 가. R&D 투자현황 ... 38
• 나. R&D 성과 ... 48
• 다. 투자효율성 저해요인과 투자전략 ... 50
• 2. 태양광 R&D 연계지수와 연계핵심기술군 ... 55
• 가. 과제연계맵(PCI Map) 분석 프레임 ... 55
• 나. 총괄현황 ... 57
• 다. 연도별 연계지수 및 핵심연계기술군 ... 59
• 3. 시사점 ... 63
• Ⅳ. 태양광 R&D 성과연계성 분석 ... 64
• 1. SCI 논문 ... 64
• 가. 총괄현황 ... 64
• 나. 국가 간 협력네트워크 ... 69
• 다. 연구기관 간 협력네트워크 ... 75
• 2. 국내 특허 ... 85
• 가. 총괄현황 ... 85
• 나. 국가 간 협력네트워크 ... 91
• 3. 시사점 ... 92
• Ⅴ. 결 론 ... 95
• 1. 연구결과 요약 ... 95
• 2. 정책적 제언 ... 97
• 참고문헌 ... 99
• 붙임 1 태양광 기술트리 ... 100
• 붙임 2 자문위원회 명단 ... 111
• 끝페이지 ... 111