초록 ▼

제1장 추진배경 및 현황 분석
<미래기술 선점을 위한 재자원화 원천 융합 공용 기술개발>
‘폐기물 재활용 분야’에서 현재 거의 지원되고 있지 않은 미래기술 선점을 위한 “첨단제품에 대한 원천기술”, “타분야 기술과의 융합기술” 등에 대하여 관계부처의 공동사업을 추진하여 관련 기술개발 시너지를 극대화
제1절 추진배경 및 사업 필요성
□ (정부주도 필요성) “유용폐자원 재활용기술”은 ‘자원확보’ 및 ‘환경보존’과 관련된 ‘지속가능한 발전(Sustainable development)을 위하여 반드시 필요한 기술로

제1장 추진배경 및 현황 분석
<미래기술 선점을 위한 재자원화 원천 융합 공용 기술개발>
‘폐기물 재활용 분야’에서 현재 거의 지원되고 있지 않은 미래기술 선점을 위한 “첨단제품에 대한 원천기술”, “타분야 기술과의 융합기술” 등에 대하여 관계부처의 공동사업을 추진하여 관련 기술개발 시너지를 극대화
제1절 추진배경 및 사업 필요성
□ (정부주도 필요성) “유용폐자원 재활용기술”은 ‘자원확보’ 및 ‘환경보존’과 관련된 ‘지속가능한 발전(Sustainable development)을 위하여 반드시 필요한 기술로 특히 기초ㆍ원천 기술분야는 정부 주도의 지원 필요
○ (자원확보) 천연자원 가채연수 감소 및 보유국 자원무기화 확대에 따른 자원의 가격변동 및 수급 불안정성 증가에 대한 대비책 필요
○ (환경보존) 전 세계적으로 폐기물 매립 및 유해물질 사용을 최소화하는 정책을 강화
○ (경쟁국가 동향) 최고 기술보유국인 일본과 후발 추격국가 중국은 정부차원의 기초 과학분야의 기술개발 투자를 강화
□ (정책 타당성) “유용폐자원 재활용기술”은 미래 신성장동력 창출과 삶의 질 향상 등에 필요한 5대 분야 30개 기술에 선정
○ ‘국가중점과학기술 전략로드맵’수립을 통하여 범부처 차원의 종합적인 계획을 수립하여 국가과학기술심의회에서 심의 의결(‘14.4.23, 미래창조과학부)
○ 정부 국정과제 96번인 ‘자원에너지가 선순환하는 자원순환사회 실현’을 위하여 기술개발이 필요
□ (현안 시급성) 유용 폐자원 재자원화 기술분야에서 ‘글로벌 No.1 달성’을 위해서는 전세계 시장 경쟁력 확보의 초석이 되는 기초ㆍ원천 기술의 선점이 필요
○ (약점) 폐자원의 재자원화 관련 기업들은 대부분 영세하고 기술개발 내용은 선도 기술보다는 최고 기술보유국가(일본)의 추격 기술에 집중
○ (위협) 많은 선진국들의 유용 폐자원의 재자원화에 대한 관심 증가로 야기된 경쟁 심화에 따라 국내 재자원화 기업들의 이익 감소로 투자심리 위축 참여 필요성이 높은 분야
○ 120개 전략기술 중 중소기업 연구주도 비율 상위 5개 기술로서 정부 지원을 통한 중소기업의 참여 필요성이 상대적으로 큰 기술 분야로 조사
※ “2012년도 기술수준평가 결과, -120개 국가전략기술-”, 미래창조과학부, 2013.7.
◆ ‘지속가능한 발전’을 위해서는 “유용 폐자원의 재활용 기술” 분야의 최신 기술개발에 대한 정부주도의 차별화된 기초 원천기술에 대한 꾸준한 지원이 필요
제2절 현황분석
(국내 연구개발 동향) 현재 발생하는 폐자원에서 전처리-추출-정련공정을 통한 전통적인 유가금속 회수 상용화 기술에 집중(연구과제 중 47%)
○ (연구개발 내용) 폐자원의 적정 전처리(27%)와 추출공정(26%)를 통하여 최종적으로는 금속회수(60%)하는 상용화 연구(82%)에 집중
○ (대상 폐자원) 회수하여 재활용할 의무가 법률상 명시되어 있는 전기 전자제품과 자동차에 대한 재활용 연구개발 비율 높음.(17.3%)
□ (해외 연구개발 동향) 전통적인 재활용 기술개발 방향에서 벗어나 부가가치를 극대화하는 Win-win 솔루션 기술, Value-up 재자원화 기술, 첨단 ICT 융합 기술개발 등을 새롭게 추진
○ (Win-win 솔루션 기술) 유해한 성분을 제거하지 않고 직접 재활용 원료로 사용하여 환경 유해성 문제도 해결하면서 가격 경쟁력이 높은 첨단제품을 생산하는 win-win 솔루션 재활용 기술 개발
○ (Value-up 재자원화 기술) 기존의 재활용 방법과 달리 폐자원의 특성을 살려 부가가치를 극대화 시키는 재활용 기술개발을 진행
※ (열전소자 소재화) 일본의 Nagaoka 대학에서는 주철 스크랩칩을 이용하여β-FeSi2 열전소자 소재화를 통하여 업그레이드된 재활용 기술을 개발 중
○ (융합기술) ICT, 생명 분야 등에서 새롭게 개발된 기술과 융합을 통하여 재활용 기술개발 분야의 확대 추진
※ (ICT 융합) 미국 조지아 대학에서는 GPS 등과 연계하여 수집통에 모여진 재활용 자원 정보를 제공하는 WeRecycle을 연구개발 중
□ (국내 연구개발의 문제점) 국내 재활용 기술은 해외와 달리 경제성이 높거나 법률적으로 관리하고 있는 폐자원에 대한 상용화 기술개발에 집중
○ 상용화 연구가 기초적인 선행연구를 기반으로 발전되는 환경을 전제할 때, 기초연구의 지원이 없을 경우 5~10년 후 기술개발 아이템의 고갈 우려
○ 향후 폐자원 배출량 급증이 예상되는 미래첨단제품, 성공 가능성은 낮지만 성공 시 파급효과가 큰 미래시장 선도기술에 대하여 정부 지원 시급
◆ 국내 폐자원 재활용 기술도 미래지향적인 ‘기초-원천기술’, ‘융합기술’, ‘플랫폼기술’에 대한 기술개발 지원이 필요

제2장 다부처 추진 필요성
<부처 간 협업을 통한 ‘폐기물=자원’이라는 패러다임의 정착>
‘법 제도 관리(환경부)’와 ‘경제성 추구(산업부)’라는 개별적 수행 구조에서 벗어나 새로운 가치인 ‘창조적 아이디어(미래부)’를 추가하여 부처 간 협업을 통한 전체적인 시너지를 극대화
제1절 부처별 기존사업 현황
□ (기존 사업) 현재 진행 중인 사업은 2개(산업부, 환경부 각 1개)이고 종료사업 1개(‘10년 종료, 교육과학기술부-환경부 공동)
○ (차별성) 기존 진행사업은 기술실증 및 상용화 사업 위주인데 반하여 제안사업은 5~10년 후 미래 제품에 대한 재자원화 기초 원천기술
- 대상 제품을 5년 후 대량 배출이 예상되는 미래 첨단제품군*과 설계부터 재자원화를 고려한 DfEoL(Design for End of Life)을 적용토록 함.
※ 3D 프린터, 로봇, 신 재생에너지, 그린카, 플렉서블 디스플레이, 유비쿼터스, LED 등
○ (연계성) 제안사업에서 개발된 공용 기초 원천기술에 대하여 부처별 개별사업에서 상용화 기술로 연계 지원하여 기술완성도 향상
- ‘기초 원천기술→상용화 기술’로 연계는 ‘폐자원 재활용분야 협의체’에서 운영하는 “기술검증위원회”(가칭)에서 논의하여 선정
◆ 교과부 환경부의 「21C프론티어연구개발사업」‘자원재활용기술 개발사업단’(‘00~’10) 종료 이후 “유용 폐자원 재활용 기술”의 기초 원천기술 개발에 대한 실질적인 지원 미약
○ (문제점) 향후 5~10년 후에 상용화 기술로 성장할 기초 원천기술에 대한 지원이 부족할 경우, 선진국 대비 기술 낙후가 우려
제2절 다부처 추진 타당성
□ (부처 공통 관심사) 폐자원 재활용 분야는 미래부, 환경부, 산업부 모두 기술개발에 관심이 높은 부분
○ (미래부) 폐기되는 폐자원을 통하여 유용 금속 및 자원을 생산하는 기술개발 내용은 새로운 미래먹거리 신사업을 창출하고자 하는 미래창조과학부의 목표와 일치
○ (환경부) 재활용을 통해 매립 또는 소각되는 폐자원을 최소화하는 것은 환경부의 주임무 및 목표와 일치
○ (산업부) 유용 폐자원의 재활용을 통하여 첨단산업용 희소금속의 확보 및 무역수지 개선, 재활용 산업 및 관련 설비산업의 매출액 증대 측면에서 산업부 목표와 일치
□ '14년 초부터 “폐자원 재활용 R&D 협의체”를 구성하여 신규 R&D 공고 전 산업부-환경부 상호간 내용을 검토하여 중복 문제를 사전 제거
○ 하지만, 국가적으로 중요한 핵심사안에 대해서는 다부처 공동 기획 사업으로 추진할 필요성 대두
※ 양 부처에서 공통으로 필요로 하는 공용기술에 대해서는 부처간 중복성 문제가 대두 될 수 있어 상대적으로 지원이 취약
□ 기초ㆍ원천에서 상용화 단계까지 종합적 체계적인 전주기 R&D 추진 체계 확립 필요
○ 기술개발은 혁신성 측면(미래부), 환경적 측면(환경부), 경제적 측면(산업부)이 모두 병행 검토되어 기획될 때, 상용화 및 사업화의 성공 확률 향상
○ 관계부처 합동의 “폐자원 재활용 R&D 협의체”의 확대 강화 필요
※ 현재 환경부-산업부에서 미래부를 추가하고, 민간전문가의 참여 확대 (해외사례) 일본에서는 문부과학성, 경제산업성, 환경성이 연계하여 “자원 문제 해결을 위한 희소금속의 순환/대체연료 제조기술 개발” 추진 중
○ (예산) 계속과제 61.6억엔(590억원)과 신규과제 28.4억엔(270억원) 등 연간 약 90억엔(860억원) 지원(‘13년 기준)
◆ (시사점) 글로벌 No.1 폐자원 재활용 기술 확보를 위해서 기존 사업에서는 지원하지 못하는 신시장 창출 가능 분야에 대한 추가적인 지원이 필요
○ (다부처 연계필요) 기존 사업의 예산확대보다는 기술선진국(일본)과 같이 부처간 협업을 통한 새로운 R&D와 시장개척에 총력을 기울일 필요

제3장 사업내용
제1절 사업목표 및 범위
□ 사업목표
○ (최종목표) 2025년 차세대 고부가가치 재자원화 원천 융합 공유 기술의 확보를 통하여 글로벌 No.1 기술수준 달성
□ (사업범위) 미래 첨단제품군의 전주기에 대하여 재자원화를 고려한 제품 설계 및 value-up 재자원화 기술, 첨단기술 융합 재자원화 기술, 재자원화 업계 공용기술 등을 포함
○ 부품 제품 설계과정부터 재자원화 단계를 고려한 DfEoL(Design for End of Life) 적용을 통하여 산업계 전반의 자원순환형 산업구조로 전환 촉진
- 미래 첨단제품의 value-up 고부가가치 재자원화 기술개발을 통하여 미래첨단제품 산업계 전반의 경쟁력 강화에 기여
○ 첨단기술과 융합을 통하여 폐자원을 이용한 신소재 및 신화합물 제조기술 개발을 통하여 재자원화와 관련된 연계 기술 분야 확대
○ 기업에서 직접 투자ㆍ개발하기를 꺼려하는 기술에 대하여 정부에서 선제적으로 지원ㆍ개발하여 리스크를 최소화시켜 자발적인 기업의 기술투자 여건 형성
○ 개별부처(환경부, 산업부) 관련 사업에서 중복성 우려로 지원이 어려운 공통기술에 대하여 부처가 협업하여 개발 후 공유하는 기반조성
○ 개방형 공용기술 체계를 구축하여 산업계 전반에 보급 확산을 극대화
제2절 세부사업 내용
□ (세부사업 1) 미래 첨단제품 대비형 기초 원천기술 개발
○ DfEoL(Design for End of Life) 적용 기능성 신소재 및 부품 제품 설계 및 개발(1단계: ‘17~’20) 및 현장적용 기술 개발(2단계: ‘21~’23)
※ 3D 프린터용 원료소재(재자원화가 용이한 SLS용 합금분말), 기능성 로봇 재질(재자원화가 용이한 고온작업용 산업로봇 소재), 신 재생에너지 모듈 소재(유니소재를 이용한 태양광 모듈), 그린카 전지 Stack(재자원화가 용이한 연료전지용 stack 설계기술) 등
○ 미래 첨단제품의 value-up 고부가가치 재자원화 기술개발(‘17~’23)
※ Cu recycling을 활용한 그래핀 합성 및 응용기술, 3D 프린터 생산 제품을 재활용한 친환경 Ti 및 Al 합금분말 제조기술 등
□ (세부사업 2) 신기술 융합 선도형 재자원화 기초기술 개발
○ 로봇, 센서 융합형 재자원화 공정 자동화 기술개발
- (로봇) 산업용 로봇시스템을 적용하여 재자원화 공정 효율성 향상
※ 중소형 폐가전제품 해체 스테이션, 대형 폐제품(선박, 철도 등) 해체 장치 등
- (센서) 플라즈마 분광, 3D 스캐닝 기술, 인공신경망 모델 등의 첨단 센서를 활용하여 폐자원의 분류 선별을 최적화
※ 레이저 플라즈마 분광분석 기술과 융합기술 개발, 인공신경망 활용 시스템 구축 등
○ 신기술 융합 neo-추출기술 개발
※ 미생물 이용 추출기술, 자원별 최적용매 설계 합성 기술, 용융염을 이용한 금속산화물 환원기구 개발 등
○ 융합기술을 활용한 폐자원의 고기능 소재화 개발
※ 신화합물 직접합성을 통한 고기능 소재기술 개발 등
□ (세부사업 3) 수요자 연계형 high risk 원천기술 개발
○ 재자원화가 불가능한 고가의 고기능성 소재 재자원화 기술개발
※ 항공기, 발전소 터빈용 초내열합금 재자원화 기술, 자동차용 경량 복합 소재 재자원화 기술 등
○ 재자원화가 불가능한 다량발생 폐기물의 재자원화 기술개발
※ 디스플레이용 유리 재자원화 기술, 폐기되는 슬러지 재자원화 및 무해화 기술 등
○ 에너지 준위별 순차적 금속 환원기술
※ 플라즈마를 활용하여 금속 원소의 에너지 준위별 차이를 이용하여 순차적으로 다종의 금속을 환원하는 기술 등
○ 미립자 활용 선택적 표면 개질기술
□ (세부사업 4) 부처 협업 재자원화 업계 개방형 공용기술 개발
○ 폐제품 및 공정부산물에서의 유가금속 추출기술
※ 예시) 2차 리튬전지에서 코발트 추출기술과 2차 리튬전지 제조 공정부산물에서 코발트 추출기술은 공동개발하여 공유
○ 폐제품 및 공정부산물에 모두 적용가능한 공통적인 전처리 기술
※ 함유된 유용자원 특성에 의해 폐제품 및 공정부산물에서 추출하기 전에 공통적으로 필요한 파ㆍ분쇄, 하소ㆍ배소 등 공용 기술 등
○ 자원 회수 2차 부산물의 무해화 처리 기술
※ 폐자원에서 유용자원을 회수한 후 발생하는 2차 부산물에 대한 무해화 처리기술을 플랫폼화하여 환경 친화적 요소를 강화
○ 개방형 공용기술 플랫폼 설계ㆍ구축
- 미래 첨단제품군의 DfEoL 적용기술 공용 플랫폼 설계ㆍ구축
- 신기술 융합 선도형 재자원화 원천기술 공용 플랫폼 설계ㆍ구축
- 부처 협업형 재자원화 업계 공통기술 플랫폼 설계ㆍ구축

제4장 사업 추진전략
제1절 사업 추진체계 및 역할 분담
□ 부처간 추진체계 및 역할분담
○ (참여부처) 미래창조과학부, 환경부, 산업통상자원부
○ (주관부처) 미래창조과학부
- (근거) 제안 사업은 기존 개별부처(환경부, 산업부)의 기존 사업의 범위에는 없는 미래 재자원화 기초ㆍ원천기술 및 융합기술을 담당하는 부처에서 담당
제2절 사업 추진방안 및 기술획득 전략
□ 단계별(2단계: 4년/3년) 사업추진을 통한 투자 안전성 확보
○ 1단계(‘17~’20)에서는 미래 첨단제품 재자원화 기술, 융합기술, high risk 기술 등에 대하여 성공 가능성이 높은 기술을 우선 실시
○ 기술개발 내용에 대하여 경제성, 성능 품질, 기술이전 빈도 및 금액 등에 대한 평가인자에 대한 결과를 토대로 2단계 추진여부 결정
□ 제안 사업의 부처간 역할 분담/연계 적용
○ DfEoL 기술개발, 신기술 융합 선도형 재자원화 기술, 부처 협업 공용기술은 사업 내에서 부처간 연계를 통하여 진행
□ 기존 사업과의 연계를 통한 전주기 기술개발 추진
○ 제안 사업에서 개발된 기초 원천기술을 기존 사업(환경부, 산업부)에서 연계하여 상용화 기술단계까지 개발을 진행하여 전주기 개발을 추진
□ “폐자원 재활용 R&D 협의체”의 전문화
○ 재활용 기술개발과 관련된 연구를 수행중인 정부출연연구기관*이 모두 참여하여 R&D 협의체를 구성 운영
* 대상기관 : 한국생산기술연구원, 한국지질자원연구원, 한국과학기술연구원, 한국화학연구원, 재료연구소 등
□ 제품 제조 기술개발자의 참여
○ 기존의 재자원화 관련 기술자만 참여하는 형식에서 벗어나 DfEoL 적용 등을 위하여 제품 설계·제조에 관련된 기술개발자를 포함
제3절 성과활용 및 기대효과
□ (성과활용) 제안한 사업결과를 토대로 법ㆍ제도 개선, 동반성장 기반조성, 광역별 유용 폐자원 순환이용 시스템 구축
○ (법 제도 개선) 생산자책임재활용제도(EPR) 및 환경성보장제도 대상제품 확대 및 재활용 효율성 개선
○ (동반성장 기반조성) DfEoL 및 value-up 기술개발 결과를 원제조업체에 적극 홍보하여 원제조/재활용 업계가 공동연구를 할 수 있는 동반성장 분위기 형성
○ (순환이용시스템 구축) 개발된 기술을 활용한 생활폐기물의 재활용을 위한 각종 시설 확충 및 산업단지 별 중요 공정부산물에 대한 재자원화 특성화 단지 구축
□ 기대효과
○ (기술적 효과) 미래 첨단제품군에 대한 재활용 및 신소재 관련 기술의 선점, 원가경쟁력 확보, 현재는 재활용하지 못하는 새로운 재활용 자원의 회수기술 등을 확보
○ (사회적 효과) 자원순환형 산업구조로의 전환 촉진, 첨단제품의 대중화에 기여, 조업 안전성 향상, 매립되는 폐기물의 양 감소 등의 효과 발생
○ (경제적 효과) 본 사업에서 추진하는 세부 기술개발 과제를 통하여 최소 약 7,000억원/년 이상의 경제적 이익 창출 기대
※ (DfEoL 적용) 3D 프린팅 적층가공 공정부산물의 재활용을 위한 염소화 및 직접환원 기술개발 등을 통하여 500억원/년 이상의 경제적 이익 창출
※ (Value-up 기술) 동제련 부산물을 활용하여 열전소자 소재 기술 등을 통하여 약 500억원/년 이상의 경제적 이익 가능
※ (융합기술) 용융염 열환원법을 이용하여 기존 금속열환원공정(Metallothermic reduction)을 개량 또는 신공정 개발할 경우 5,000억원/년 이상의 경제적 이익 가능
※ (High risk 기술) 국내 재활용하지 못하는 난처리성 합금 등에 대한 기술개발을 통하여 약 1,000억원/년 이상의 경제적 이익 창출 기대

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요약본 ... 3
• 목 차 ... 19
• 그 림 목 차 ... 20
• 표 목 차 ... 21
• 제1장 추진배경 및 현황 분석 ... 22
• 제1절 추진배경 및 사업필요성 ... 22
• 1. 추진배경 ... 22
• 2. 사업 필요성 ... 27
• 제2절 현황분석 ... 30
• 1. 국내 연구개발 동향 ... 30
• 2. 해외 연구개발 동향 ... 34
• 3. 국내ㆍ외 시장 동향 ... 38
• 4. 국내 연구개발의 문제점 ... 39
• 제2장 다부처 추진 필요성 ... 41
• 제1절 부처별 관련 기존사업 현황 ... 41
• 1. 관련 사업현황 ... 41
• 2. 기존 관련 사업과의 차별성ㆍ연계성 ... 51
• 3. 다부처 추진 해외 사례 ... 54
• 제2절 다부처 추진 타당성 ... 55
• 제3장 사업내용 ... 57
• 제1절 사업목표 및 범위 ... 57
• 제2절 세부 사업내용 ... 58
• 1. (세부사업 1) 미래 첨단제품 대비형 기초ㆍ원천기술 개발 ... 58
• 2. (세부사업 2) 신기술 융합 선도형 재자원화 기초기술 개발 ... 59
• 3. (세부사업 3) 수요자 연계형 high risk 원천기술 개발 ... 60
• 4. (세부사업 4) 부처 협업 재자원화 업계 개방형 공용기술 개발 ... 61
• 제3절 사업기간 및 사업비 ... 63
• 제4장 사업 추진전략 ... 64
• 제1절 사업추진체계 및 역할 분담 ... 64
• 1. 주관ㆍ협조부처 설정 및 역할 분담 ... 64
• 2. 부처간 연계 방안 ... 66
• 제2절 사업 추진방안 및 기술획득 전략 ... 67
• 1. 사업 추진방안 ... 67
• 2. 기술 획득전략 ... 71
• 제3절 성과활용 및 기대효과 ... 72
• 1. 성과활용 ... 72
• 2. 기대효과 ... 73
• 끝페이지 ... 75