초록 ▼

Ⅰ. 서 론
선진국과 개도국 모두가 국가 온실가스 감축에 대한 목표를 가지는 신기후체제의 출범에 있어 온실가스의 배출을 감소하기 위한 국가적 차원의 노력이 요구된다. 온실가스 배출은 지구온난화 등 기후변화에 대한 이슈와 직결되며 전 세계적으로 온실가스 배출량은 2000-2010년 사이에 절대적으로 증가한 것으로 나타나고 있다. 국제에너지기구에 따르면 전 세계적으로 온실가스의 감축을 위해 주요하게 고려하고 있는 것은 화석연료의 사용을 감소하는 것이다. 특히, 발전부문의 에너지로 인한 온실가스 배출이 전세계 배출량의 40%를 차지

Ⅰ. 서 론
선진국과 개도국 모두가 국가 온실가스 감축에 대한 목표를 가지는 신기후체제의 출범에 있어 온실가스의 배출을 감소하기 위한 국가적 차원의 노력이 요구된다. 온실가스 배출은 지구온난화 등 기후변화에 대한 이슈와 직결되며 전 세계적으로 온실가스 배출량은 2000-2010년 사이에 절대적으로 증가한 것으로 나타나고 있다. 국제에너지기구에 따르면 전 세계적으로 온실가스의 감축을 위해 주요하게 고려하고 있는 것은 화석연료의 사용을 감소하는 것이다. 특히, 발전부문의 에너지로 인한 온실가스 배출이 전세계 배출량의 40%를 차지하고 있으며, 탄소집약적 화석연료 기반의 발전에서 저탄소 발전으로 전이하는 것이 온실가스 배출 감소를 위해 매우 중요하다. 국제사회의 온실가스 감축 시나리오에서 화석연료의 사용을 감소하기 위해 주요하게 고려되는 것은 신재생에너지와 효율 향상, 연료대체이다. 이러한 흐름과 관련하여 우리나라의 경우 기후변화대응을 위한 과학기술의 중요성을 인식하고 관계부처 합동으로 최근 “에너지 신산업 활성화 및 핵심기술 개발전략 이행계획(2015)”과 “기후변화대응기술 확보 로드맵(안)(2016)”을 발표하였다. 이는 기후변화대응과 온실가스 감축이라는 국가적 당면 이슈를 과학기술을 통해 극복하고자 하는 의지를 보여주는 것이다. 한편, 온실가스 배출 분석에 있어 “IPCC(기후변화에 대한 정부간 협의체)”는 「기술과 운영」 수준을 고려해야 함을 강조하고 있으며, 정부의 기후변화대응기술의 개발과 활용에 있어 민관파트너십 형성 등 실질적으로 기술을 운영‧활용하는「민간부문의 적극적인 역할」을 중요하게 인식하고 있다. 이에, 본 연구는 녹색기후기술 중 발전부문의 저탄소 에너지기술인 “태양전지, 연료전지, 바이오가스, 바이오매스, 풍력”과 참조기술로서 연료 대체를 고려한 가스기반기술인 “LNG 복합화력” 등 6개 기술을 대상으로 실질적인 운영 수준을 고려한 온실가스 감축효과를 분석하고 해당 기술을 운영하는 기술현장의 현안 등을 분석하여 저탄소 에너지기술의 실질적인 온실가스 배출 감소에 대한 기여 정도와 기술의 육성을 위한 방안을 도출하고자 하였다.

Ⅱ. 온실가스 배출과 저탄소 에너지기술
우리나라의 온실가스 배출량은 매년 꾸준히 증가하고 있는 것으로 나타났으며, 에너지 부문이 87.3%로 가장 많은 온실가스 배출량 비중을 차지하였다. 에너지부문은 연료연소에 의한 온실가스 배출이 대부분으로, 연료연소가 국가 온실가스 배출에 상당한 영향을 주는 것으로 나타났다. 또한, 우리나라의 에너지공급량은 2010년 이후 꾸준히 증가하고 있으며, 신재생에너지 공급량 또한 2015년 대비 5.4% 증가하여 상대적으로 높은 증가율을 보였다.
2010년 이후 우리나라의 최종에너지 소비도 꾸준한 증가 추세를 보이고 있으며, 2015년 기준 신재생에너지는 4.6%의 에너지소비 비중을 보였다. 특히, 2004-2013년의 국가통계자료 기준 1차 에너지 소비패턴과 온실가스 배출량과의 관계는 약 98%로 나타나, 에너지소비와 온실가스 배출과의 높은 관계성을 확인하였다. 온실가스 감축에서 자연에너지를 이용하는 태양전지와 풍력 등은 운영 중에 온실가스 배출이 거의 없으며, 이외의 저탄소 에너지기술은 화석연료발전 대비 상대적으로 온실가스 배출이 현저히 적다. 이에 온실가스 감축 측면에서 전략적으로 저탄소 에너지기술에 대한 역할 확립과 함께 지속적인 보급·확산이 필요한 것으로 보인다.

Ⅲ. 저탄소 에너지기술 혁신을 위한 정책 메가트렌드
저탄소 에너지기술에 대한 글로벌 수준의 투자는 2015년에 2,859억 달러를 기록하였으며, 이는 전년대비 5% 증가한 수치이다. 2015년 기준으로 저탄소 에너지기술에 대한 신규 투자는 신석탄과 천연가스를 기반으로 하는 발전 용량의 합인 1,300억 달러의 2배를 넘어서고 있다. 저탄소에너지기술 R&D는 지난 10년간 전반적인 증가추세를 보이고 있으며, 특히 2013년 이후 천연가스 및 오일 가격의 하락에도 R&D는 최근 증가 추세에 있다. 2012년 기준으로 민간분야의 R&D 투자가 정부 주도의 R&D 투자를 추월하기 시작하였다. 저탄소에너지기술의 활성화를 위하여 2015년 기준으로 146개 국가에서 관련 장벽 제거, 투자 촉진, 보급 활성화, 기술혁신 강화 등을 목표로 정책을 시행하고 있다. 본 연구는 주요국의 저탄소 에너지기술에 대한 육성 정책의 동향을 살펴보기 위하여 미국, 일본, 독일, 영국, 중국, 한국 등 6개국을 대상으로 관련 내용을 조사‧분석하였다. 주요국의 정책 동향에 대한 특징은 규제적 정책과 재정적 인센티브에 대한 조합적 정책설계이며, 주목할 점은 우리나라를 제외하고 미국, 일본, 독일, 영국, 중국 등에서 발전차액지원제도를 시행‧개정하고 있는 점이다. 또한, 본 연구는 주요국의 정책 흐름의 변화를 분석하여 시사점을 도출하고자 하였으며, 이에 정책의 유형 분류 기준을 도출한 후 이를 토대로 1990년대부터 현재(2016년)까지의 데이터를 중심으로 흐름을 분석하였다. 특히, 최근 2010년 이후의 정책을 기준으로 살펴보면 일본과 중국은 수요창출 중심형의 정책적 특징을 보이고 있으며, 영국과 독일은 밸런스형의 특징을 보이고 있다. 미국은 선택적 기술촉진형의 특징을 보이며, 한국의 경우 포괄적 기술촉진형의 특징이 나타났다. 미국, 일본 등 5개국은 개별기술에 초점을 맞추는 정책을 활용하고 있는 반면 한국의 경우 종합적인 기술 관점에서 주로 정책을 펼치는 것으로 나타나 개별 기술 수준에 초점을 맞추어 기술혁신을 활성화하는 방식을 적극적으로 고려할 필요가 있다고 판단된다.

Ⅳ. 저탄소에너지 기술의 온실가스 감축효과 분석
상향식접근법을 이용하여 저탄소 에너지기술에 대한 운영자료(기술수준)를 수집하여 온실가스 감축량과 시나리오를 분석하였다. 저탄소 에너지기술에 대한 전체 온실가스 감축량은 2,457,572 tonCO_2eq/yr으로 산정되었으며, 세부기술별로 온실가스 감축량은 태양전지 225,275 tonCO_2eq/yr, 풍력 296,752 tonCO_2eq/yr, 연료전지 70,417 tonCO_2eq/yr, 바이오가스 1,632,630 tonCO_2eq/yr, 바이오매스 232,497 tonCO_2eq/yr로 산정되었으며, 기술별 온실가스 감축량에 차이가 있는 것으로 나타났다. 저탄소 에너지기술로 부터 감축되는 온실가스 배출물질은 바이오가스를 제외하고, 모든 기술에서 이산화탄소(CO2)가 가장 큰 비중을 차지하는 것으로 조사되었다. 저탄소 에너지기술별 온실가스 감축원단위 분석결과 태양전지 549 tonCO_2eq/yr.MW, 풍력 647 tonCO_2eq/yr.MW, 연료전지 917 tonCO_2eq/yr.MW, 바이오가스 32,653 tonCO_2eq/yr.MW, 바이오매스 1,530 tonCO_2eq/yr.MW로 나타났다. 발전효율, 가동률 및 보급량의 변화에 따른 시나리오 분석결과, 발전효율과 가동률이 향상될수록 온실가스 감축잠재량은 증가하였고, 보급량이 증가될수록 온실가스 감축잠재량이 증가하는 것으로 나타났다.

Ⅴ. 저탄소 에너지기술 기술현장의 현안 분석
저탄소에너지기술의 활성화를 위해 정부는 기술의 개발과 활용에 있어 국가의 주도를 넘어 산업 부문의 적극적인 역할을 중요하게 고려하고 있다. 따라서, 본 연구는 기술운영 수준을 고려한 온실가스 감축 분석과 같은 맥락에서 실질적으로 기술을 운영‧활용하는 기술현장의 현안을 중요하게 인식하고, 이에 대한 분석을 통해 정책적 고려사항을 도출하였다.
이를 위해 국가의 과학기술 정책에 대한 항목을 제공하는 OECD STI Policy의 프레임워크를 차용하였으며, 시스템 실패의 관점에서 기술현장의 현안을 분석하였다. 기술현장은 R&D의 수행여부에 따라 구분하였으며, 역량, 네트워크, 제도, 인프라 등 4가지 측면에서 현안을 살펴보았다. 또한, 제도적 수요에 대하여 조사하였다. 현안을 분석한 결과, R&D 수행과 미수행 모두의 경우 인력‧자금 등 역량이 충분하게 형성되지 않았으며, 특히 R&D 수행 기술현장의 경우 네트워크 부문에서 시장수요의 대부분이 국내이며, 대학/공공기관과의 기술이전이 활발하지 않아 상호 학습활동이 충분하지 않다. 강한(hard) 제도 부문은 정부의 제도 자체에 대한 인식이 높지 않은 것으로 나타났다. 유한(soft) 제도와 관련하여 온실가스 감축에 대한 가치를 R&D 활동 등으로 연결하는 것은 충분하지 않은 것으로 나타났다. R&D 미수행 기술현장의 경우 기술의 구입측면에서 국내가 많은 비중을 차지하고 있으며, 주력 시장등은 기술별로 다른 패턴을 보였다. 온실가스 감축과 관련해서 R&D 수행 기술현장에 비하여 상대적으로 관련 정보에 의한 영향이 더 큰 것으로 나타났으며, 정확한 온실가스 배출정보가 중요한 제도적 요인으로 작용될 것으로 나타났다. 제도적 수요와 관련하여 R&D 기술현장의 경우 기술‧자금 지원에 대한 부분이 중요하게 나타났으며, 이는 역량 부문의 현안과 맥을 같이 한다. 한편, 일부 기술의 경우 사회적 수용성에 대한 것이 주요하게 나타나 기술이 활용되는 측면에서 제도적 지원의 필요성이 나타났다. R&D 미수행 기술현장의 경우, 기술‧자금지원과 정책의 지속성에 대한 의견이 높게 나타났다. 다만, 기술‧자금 지원의 경우 R&D 수행 기술현장에 비하여 상대적으로 낮은 수준이다.

Ⅵ. 저탄소 에너지기술의 육성 방안
온실가스 감축을 위한 국가차원의 과학기술의 개발‧활용에 대한 중요성과 세계적인 논의의 흐름 속에서 온실가스 배출에 대한 정확한 분석의 필요성을 고려하여 국내 발전부문 저탄소에너지 기술인 “태양전지, 연료전지, 바이오가스, 바이오매스, 풍력” 등 5개의 신재생에너지와 “LNG복합발전” 등 1개의 가스기반 기술의 온실가스 감축효과를 “기술과 운영자료” 수준에서 분석하고 이와 더불어 해당 기술을 운영하는 기술현장의 현안을 고려하여 육성 방안을 검토하였다. 본 연구는 크게 3가지 측면에서 저탄소에너지 기술의 육성을 위한 방안을 제안하였다. 첫째는 저탄소에너지 기술에 대한 초점의 세분화이며, 둘째는 저탄소에너지기술의 지속적인 효율 및 운영가동률 혁신이며, 셋째는 국가혁신시스템 내 협력적 체계의 강화이다. 먼저, 온실가스 감축에 대한 분석 결과 기술별 온실가스 감축의 수준이 상이하게 나타났으며, 기술에 대한 효과적인 활용방향성에 차이가 있다. 또한 각 기술현장에 당면하고 있는 현안에 있어 기술분야별 패턴이 다르게 나타나고 있다. 따라서, 이러한 차이점들을 주요하게 인식하지 않고 종합적인 틀에서 펼치는 정책은 효과에 한계가 나타날 수 있다. 주요국의 정책에 대한 메가트렌드의 분석을 통해 도출한 주요국의 시사점도 개별 기술수준의 정책 특징으로 나타나 같은 맥락에서 이해할 수 있다. 다음으로, 국가 온실가스 감축을 위한 저탄소에너지기술의 활용을 위해 온실가스 배출 분석에 기반한 지속적인 효율과 함께 운영가동률을 혁신하는 것이 필요하다. 상향식 접근법을 적용하여 분석한 결과 분석범위의 차이가 존재할 수 있지만 기존의 CDM(청정개발체제) 프로젝트를 통해 알려져 있는 신재생에너지의 온실가스 감축 수준 대비 상대적으로 낮게 나타났다. 이는 실질적인 활용 측면에서 온실가스 감축 수준이 기대와는 다르게 나타날 수 있다는 것을 보여준다. 따라서, 온실가스 감축을 위한 신재생에너지의 개발‧활용에 있어 면밀한 분석을 통한 전략적인 접근이 필요하다. 온실가스 감축 수준의 향상을 위해 기술의 효율 향상이 중요하게 나타났으며, 실질적으로 기술현장의 효율적인 운영이 필수적으로 수반되어야 한다. 이는 기술자체의 특징을 넘어 기술현장의 역할이 매우 중요함을 의미한다. 마지막으로, 정부를 포함한 공공‧민간 등 국가혁신시스템 내 협력적 체계의 강화가 필요하다. 기술현장의 현안조사 결과 정부는 정책적 지원을 통해 중요한 역할을 하고 있는 것으로 나타났으나 기술현장의 지원정책에 대한 인식, 온실가스 감축에 대한 가치 인식‧정보 획득과 이로 인한 혁신 영향 등이 높지 않은 것으로 나타났다. 혁신주체들이 온실가스 감축을 위한 정부의 정책적인 목표와 지원제도 등에 대하여 상호 공유하고 목표의 달성을 위해 혁신적인 노력을 지속하는 것이 필요하다. 어느 한 주체의 노력만으로는 한계가 있으며, 혁신주체들의 역할에 따른 유기적인 협조와 노력을 통해 저탄소 에너지기술의 개발과 활용을 통한 효과적인 온실가스 감축이 가능할 것이다.
(출처 : 요약문)

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 5요 약 문 ... 7목차 ... 11표목차 ... 15그림목차 ... 21제 1 장 서 론 ... 25 제 1 절 연구의 필요성 및 목적 ... 25 제 2 절 주요 연구 내용 ... 29 제 3 절 연구의 추진체계 및 방법 ... 31제 2 장 온실가스 배출과 저탄소 에너지기술 ... 32 제 1 절 국내 온실가스 배출현황과 에너지믹스 ... 32 1. 국내 온실가스 배출현황 ... 32 2. 국내 에너지믹스 ... 36 제 2 절 저탄소 에너지기술개발 ... 45 1. 태양전지 ... 45 2. 풍력 ... 48 3. 연료전지 ... 52 4. 바이오가스 ... 55 5. 바이오매스 ... 62 6. LNG 복합 발전 ... 64 제 3 절 저탄소 에너지기술의 보급현황 ... 67 1. 국내 신재생에너지 보급 목표 ... 67 2. 국내 에너지 보급 현황 ... 68 제 4 절 온실가스 배출과 저탄소 에너지기술의 시사점 ... 76제 3 장 저탄소 에너지기술 혁신을 위한 정책 메가트렌드 ... 78 제 1 절 저탄소 에너지기술 성장의 글로벌 동향 ... 78 1. 저탄소 에너지기술 육성을 위한 국제적 노력의 흐름 ... 78 2. 저탄소 에너지기술에 대한 글로벌 투자 동향 ... 82 3. 저탄소 에너지기술 글로벌 보급 동향 ... 84 4. 저탄소 에너지기술의 글로벌 시장 현황 ... 85 5. 저탄소 에너지기술 정책 관련 글로벌 트렌드 ... 88 제 2 절 국내외 저탄소 에너지기술 관련 정책 동향 ... 91 1. 미국 ... 91 2. 일본 ... 98 3. 영국 ... 103 4. 독일 ... 109 5. 중국 ... 115 6. 한국 ... 118 7. 주요국 정책동향 비교 ... 122 제 3 절 국내외 저탄소 에너지기술 육성 정책의 흐름 분석 ... 125 1. 정책 데이터베이스 구축 ... 125 2. 정책 유형 분류 기준 ... 127 3. 국가별 정책 흐름 분석 ... 131제 4 장 저탄소 에너지기술의 온실가스 감축효과 분석 ... 144 제 1 절 선행연구 검토 ... 144 1. 선행연구 분석 ... 144 2. 기존연구와의 연계성 및 차별성 ... 146 제 2 절 온실가스 감축평가 연구방법 ... 147 1. 연구대상 ... 147 2. 온실가스 인벤토리 배출량 산정원리 및 산정방법 ... 147 3. 저탄소 에너지기술의 온실가스 감축량 산정방법 ... 161 제 3 절 저탄소 에너지기술의 온실가스 감축효과 분석결과 ... 169 1. 저탄소 에너지기술의 운영자료 ... 169 2. 저탄소 에너지기술의 활동자료 ... 172 3. 저탄소 에너지기술의 온실가스 감축분석 ... 173 4. 저탄소 에너지 세부기술 및 물질별 온실가스 감축분석 ... 176 5. 산정수준에 따른 온실가스 감축분석 비교 ... 178 6. 온실가스 감축 시나리오분석 ... 181 제 4 절 저탄소 에너지기술의 온실가스 감축효과 및 시사점 ... 190제 5 장 저탄소 에너지기술의 육성을 위한 기술현장 현안 분석 ... 191 제 1 절 분석 프레임워크 ... 191 1. OECD 과학기술혁신 정책 조사 ... 191 2. 정책분석을 위한 시스템적 접근 ... 197 3. 혁신시스템의 개념과 주요 논점 ... 200 제 2 절 기술현장 현안 조사 ... 208 1. 개요 ... 208 2. 조사 대상, 항목 및 방법 ... 208 제 3 절 기술현장 현안 및 제도적 수요 분석 ... 211 1. 분석결과 종합 ... 212 2. 기술별 분석결과 ... 216 3. 지원제도 수요 조사 ... 252 제 4 절 저탄소 에너지기술 육성을 위한 정책적 고려사항 ... 259제 6 장 저탄소 에너지기술의 육성 방안 ... 263 제 1 절 온실가스 감축을 위한 저탄소 에너지기술의 방향성 ... 263 제 2 절 저탄소 에너지기술 육성을 위한 정책/제도적 방안 및 시사점 ... 268 제 3 절 결론 ... 272참 고 문 헌 ... 276관련 자료 ... 287끝페이지 ... 292