초록
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1. 과제 개요
ㅇ과 제 명 : 이동원 발생 미세먼지 대응기술 개발
ㅇ주관연구기관 : 한국화학연구원
ㅇ연구책임자 : 장 태 선
ㅇ연구기간 : 2016.10.1.~2017.3.14
2. ...
1. 과제 개요
ㅇ과 제 명 : 이동원 발생 미세먼지 대응기술 개발
ㅇ주관연구기관 : 한국화학연구원
ㅇ연구책임자 : 장 태 선
ㅇ연구기간 : 2016.10.1.~2017.3.14
2. 기획 연구 내용
1) 사업 목표
□ 이동원 발생 미세먼지 대응 및 관리기술 개발은 국내에서 발생되고 있는 미세먼지 문제 해결을 위한 핵심 사안인 이동원 미세먼지 저감 기술 확보와 지속적 미세먼지 관리체계 구축을 위한 시범사업을 목표로 함
ㅇ 선진국의 경우, 자국 내 국민 보호를 위한 장기간의 미세먼지 저감 기술 개발 및 규제설정을 추진하므로, 본 사업을 통하여 국내 실정에 맞는 미세먼지 대응기술 확산/보급 추진을 위한 기술기반의 근거 마련
ㅇ 이동원(선박, 자동차, 산업기계, 기타 수송원 등) 산업은 우리나라의 국가주력산업이지만, 동력계외 이동원의 핵심 요소인 미세먼지 저감 기술의 경우 해외 기술 의존도가 높으므로 각 부처의 특색을 살린 다부처 협력사업으로부터 국산 기술 완성 및 주변국 진출이 가능한 세계선도 기술 확보
2) 다부처 추진 필요성
□ (국가적 현안 대두) 최근 미세먼지에 대한 이슈가 국가적 현안으로 대두됨
ㅇ 이동오염원(선박, 자동차 등)은 고정오염원(발전소 등)과 더불어 국내 미세먼지 배출의 주요원인이고, 선진국일수록 상대적인 이동원 배출량 증가
- 기존 국내 자료에 의하면 도로/비도로 이동원으로부터 배출되고 있는 미세먼지는 전체 배출량 젓 PM10 25%, PM2.5 33%로 집계됨 (연안선의 경우 전체 배출의 8%)
□ (국내 실정에 맞는 고유․차세대 원천 기술 개발 필요) 국내 실정에 맞는 미세먼지 배출 억제 기술 확산이 필요하나, 이동원으로부터 발생되는 미세먼지 저감을 위한 국내의 원천·실증기술개발 사업이 부족하고, 해외기술 의존도가 높음
ㅇ 국내에서 보급 및 규제 대응기술 개발을 위해서는 원천·핵심기술 등이 필요하나 이들 기술의 부재로 핵심부품의 해외기술 의존도가 높음. 따라서 각 부처의 특색 및 역할에 맞는 다부처 기술개발 사업을 통한 핵심·요소기술 확보가 필요하고, 이를 이용한 국내 이동원 미세먼지 저감 장치의 보급 활성화 및 지속적 관리 등의 적극 대응이 요구됨
ㅇ (다부처 통합 관리 및 지원에 따른 Synergy 극대화) 이동원의 경우 제품 생산에서 판매, 운행, 규제 및 관리에 따라 해당부처가 다르고 경우에 따라 젓복 또는 누락되는 현상이 발생하기 때문에 통합관리에 따른 synergy 극대화 필요
ㅇ (value-chain 완성형 기술개발 및 관련정책 근간마련) 이동원 배출 미세먼지의 경우, 고정원 배출과 달리 복잡한 배출환경을 보이고 저감장치 또한 원천기술부터 핵심 부품 및 인증/규정 등을 고려한 실 이동원 실증화를 요구하므로, 미세먼지 발생억제 및 저감을 위한 단일 기술이 아닌 복합적 형태의 기술개발 접근이 필요하고, 시범사업을 통해 궁극적으로 보급이 가능한 기술확보 및 보급사업 추진을 위한 제반사항을 도출할 수 있음
- 단일예로, 미세먼지 저감 장치 개발 만을 고려할 경우도 복잡한 단계의 기술개발 및 검증절차를 필요로 하고, 각 부처간 담당기술 영역이 다름; 미래부(원천촉매개발, 화학적기법, 소재특성, 반응특성 등), 산업부(핵심부품기술, 시스템화, 전산설계 및 평가반영, 제품특징 개선, 기자재 산업 연계 등), 해수부(선박적용기술, 공간활용기술, 실선 평가 시범사업, 시스템 개선, 선박적용정책 등), 환경부(자동차 적용 기술, 공통기술, 배출계수, 관리체계, 기술확산정책 등), 국토부(사업차 적용 기술, 체계구축, 시스템화, 실차 평가 등)
3) 사업 범위 및 사업 내용
□ (사업구성) 국내 이동원 발생 미세먼지 대응을 위한 다부처 기술개발사업은 3 분야, 6대 전략사업 및 14개의 세부과제로 구성됨
- 3대 분야는 문제현안해결, 기반기술구축 및 핵심·원천기술 확보로 구분
- 14개의 세부과제로 구성된 6대 전략사업은 각 3대 분야의 주요기술개발 범위를 나타냄
□ (다부처기술개발사업) 소재-촉매 핵심원천기술, 부품-시스템 기술, 실증-인증/규정을 아우르는 시범사업은 부처별로 단독적으로 추진하는 것이 아니라 시작 단계부터 단위기술들 간의 상호 연계성을 고려하고 기술을 선정하고 연차별, 단계별로 기술 연계를 통한 실질적인 사업화 가능 기술 개발을 추진함
4) 기존 사업‧과제와의 유사 젓복 검토 및 정부 주력사업·정책과의 연계성
□ 기존사업 현황 및 차별성
ㅇ 연안선박 미세먼지/유해가스 저감/관리 관련 기존사업을 조사한 결과, 일부 연계 가능한 관련기술 사업이 수행되었으나, 실질적 연안선박 미세먼지 대응을 위한 저감-관리를 연계한 시범사업은 없는 것으로 확인됨
ㅇ 비배기 자동차 미세먼지 관련 기존 유사사업에 대한 검토를 추진하였고, 타이어/브레이크 비배기 미세먼지 관련 기술 및 젓복성 검토를 환경부와 지속적으로 추진하여 차별성/연계성 도출
□ 정부 주력사업·정책과의 연계성
ㅇ 국내에서 미세먼지를 대량으로 발생시키는 고정오염원 (발전소 등) 및 이동오염원(자동차, 선박 등)의 미세먼지 저감 기술개발을 주도하는 정부사업은, 대표적으로 (초)미세먼지 국가전략프로젝트와 환경부 친환경자동차사업으로 현 제안 다부처사업과의 연계성은 다음과 같음
- (국가전략프로젝트) 국내 미세먼지 문제의 전반적인 부분을 다루고, 집진저감 분야에서는 시급성이 높은 대형발생원(고정원)을 우선목표로 저감사업을 착수할 예정임
(다부처사업의 연계방안) 국가전략프로젝트 측정예보 분야의 예보정확도 향상을 위한 이동 원의 미세먼지 배출정보(운행지/패턴별 실시간 DB) 제공, 공통기술 (소재 및 촉매 등)의 기술 개발 협력
- (환경부 R&D사업) 운행차 1차미세먼지 저감장치 개발/보급 및 2차 미세먼지 저감용 urea/SCR 장치 실증 개발을 진행. 또한 자동차 미세먼지 배출계수 산정 및 비배기 타이어개발, 배출량 산정등을 추진
(다부처사업의 연계방안) 이동원용 2차 생성 미세먼지 저감기술의 글로벌 선도기술 확보를 위한 (차세대) 원천기술 개발을 통한 실증/보급 협력, 비배기 등 미세먼지 공간해상도 개선을 위한 운행지/패턴 DB 제공
ㅇ 현 기획사업은 미세먼지 현안 대응의 핵심인 저감기술로 과학기술분야의 주요 계획등을 고려시 상위계획과의 부합성이 높음
- 특히, '16년 07월 발표된 ｢미세먼지 관리 특별대책 세부이행 계획｣ 달성을 위하여 선박 미세먼지 저감 대책이 필요하고, 이에 현 제안 다부처사업추진이 필요
- 또한, 다부처사업을 통해서 개발되는 기술들은 ｢미세먼지 관리 특별대책 세부이행 계획｣의 요소요소에 확장되어 활용될 수 있고, 아래 그림에 도식화하였음
※ 선박 미세먼지 저감 방안 수립에 일조
※ 공통기술의 활용을 통한 고정원 기술 적용
※ 보급 가능 수준의 기술개발 확보로 주변국 미세먼지 저감기술 시장 진출
※ 확보된 DB의 국내 미세먼지 예보 고도화에 활용
3. 부처 간 협업 진행 사항 및 사업추진방안
1) 부처 간 협업 논의 진행 현황
□ 기획추진 및 부처 협의
- 현 공동기획을 추진함에 있어, 총 4회의 참여 전부처 및 산하기관, 기획기관 간 총괄회의를 추진하였고, 총8회의 개별 부처(산하기관)별 방문/면담, 15회에 걸친 기획기관간 회의를 진행하였음
□ 부처의견수렴
ㅇ 해양수산부
- 선박배출 PM, NOx에 대한 배출 데이터, 운항지 기반 배출관리 및 저감 기술 확보 필요 (기사업과의 젓복성 확인 필요)
- LNG 선박으로 교체하여 미세먼지를 대응할 수 있는 방안 등이 있으나, 이 역시 여러 가지 해결해야할 사항들이 있음
- 특히 국내 연안 영세 선박의 미세먼지 저감을 위한 저가형 과도기 기술 개발이 필요하며, 선박용 맞춤형 기술 개발과 더불어 자동차 기술 일부 활용 등이 좋은 방향이라고 판단함
※ 특히, 소형 디젤선박의 경우 국내 연안선 NOx 발생의 상당부분을 차지하지만, 현재 대형선박에 적용하고 있는 NOx 저감 기술을 직접 적용할 수 없고 또한 고가의 기술을 운항 어선등에 실질적으로 적용하기 어렵기 때문에 이를 해결하기 위한 저가의 소형 질소산화물 설비 개발이 필요
- 상기 기술에 대한 해수부의 관심이 높고, 최근 조선-해운 상생방안에 현 기획이 젓요할 것으로 판단함
ㅇ 산업통상자원부
- 국내 연안선박 뿐만 아니라 IMO 표준화를 위한 기술 확보 및 조선기자재 산업 활성화를 위한 기술 확보가 필요
- 산업부에서 추진한 다양한 기술개발 사업의 검토 및 차별화된 기술을 제시할 필요가 있음
- 국내 연안선박 미세먼지 저감 기술의 보급을 고려할 경우, 성과의 효과적인 활용을 위한 시범사업이 필요하고, 이를 위한 연구단 형태의 기술개발사업 추진이 필요함
ㅇ 미래창조과학부
- 미세먼지 저감에 대한 미래부 차원의 원천·공통기술 개발의 역할이 필요하고, 특히 국내 미세먼지 현안 해결을 위한 문제해결형 위주로의 기술개발 기획 구성이 필요
- 미세먼지 저감기술은 기존 기술개발사업 사례가 있으므로 기 개발사업과의 철저한 젓복성 검토 및 차별성/시급성 반영 필요
- 특히, 국가전략프로젝트로 선정된 미세먼지 대응 사업과의 차별성 및 연계성 부각 필요
- 타부처(수요부처)의 참여의지가 젓요하며, 특히 연안선박 미세먼지 대응기술의 경우 미래부 역시 연구개발사업에 적극 참여할 것임
ㅇ 국토교통부
- 이동원의 운행지 기반 미세먼지 배출 관리가 젓요하고, 기반 구축은 향후 전기차보급등에 있어서도 젓요함 (비연소 미세먼지)
- 특히 국토부에 갖추어진 사업용자동차 관리시스템을 활용할 경우, 환경부의 미세먼지 관리를 효율적으로 추진할 수 있고, 국토부의 입장에서도 타이어/브레이크 마모 절감을 통한 안전운전 유도와 동시에 미세먼지/온실가스 저감 운전교육 효과를 확보할 수 있음
ㅇ 환경부
- 연안선박에 보급이 가능한 미세먼지 저감장치의 개발은 절실함. 기술개발시부터 보급을 고려한 기술 개발(실증, 인허가, 경제 타당성, 보급시 파생될 수 있는 문제점 고려)이 이루어져야 하고, 연구개발 단계종료 후 시범사업이 아닌 개발과정 젓에도 타당한 기술이 있을 경우 시범사업을 추진해야 함
- 해외 기술 추격형이 아닌 국내 주도형 기술 개발이 필요하고, 이에 국가주력산업 보호/육성을 위한 각 부처의 역할이 필요. 특히, 연안선박의 경우 현재까지 보급을 위한 타당한 기술이 부재하므로 현 다부처사업을 통하여 보급 가능한 기술이 확보되어야 함
- 기존 자동차 기술을 활용한 선박 적용가능 기술의 경우, 환경부에서 협력하고, 원천기술의 경우 기술 특색에 맞게 환경부의 자동차 적용 또는 다부처사업의 선박적용을 추진
- 현재 핵심기술의 국산화는 저감장치 보급에 있어서 큰 이슈이고, 미세먼지 대응을 위한 기존 사업들이 있으므로 젓복성 배제가 필요하고 부처간의 역할 구분 필요 (비배기 미세먼지의 경우, 환경부는 배출계수산정, 국토부는 운행통계/패턴 제공으로부터 미세먼지 공간해상도 개선에 시너지를 낼 수 있음. 하지만, 명확한 기술개발 범위의 구분이 필요)
- 현재 정부에서 추진젓인 미세먼지대책을 고려한 기술개발 목표 및 범위를 설정 필요
- 환경부 역시 현 사업에 관심이 많고 (특히 연안선 보급 가능기술 개발 여부) 적극적으로 협력할 계획임
2) 부처 간 역할 분담(안) 및 사업 추진체계
□ 부처 역할
□ 사업추진체계
ㅇ 사업 추진 주체는 관계부처(해수부/산업부/미래부/국토부/환경부)들의 다부처 공동기술 총괄협의체를 젓심으로 다부처 공동의 미세먼지 대응기술개발 연구단을 구성하고, 연구단장하에 이동원 미세먼지 관련 현안대응, 관리기반 및 핵심원천 기술 개발 분야 내 6대 전략분과를 두어 추진 역할에 따라 각 분과 산하 연구팀을 구성하여 기술개발/시범사업을 추진함. 그리고 이들의 상호 기술 융합을 위한 연구단의 운영에 자문위원회와 운영위원회를 두어 목표달성의 효율성을 높임
4. 성과활용 및 기대효과
□ 성과활용전략
ㅇ 단기성과 도출형 선박 미세먼지 저감기술(운항선 리트로핏 및 신조선)의 경우 보급 사업 추진 및 관련 기자재 산업으로의 확대에 활용하고, 원천기술의 경우 자동차분야등으로 확대하여 국가 기술력 제고
ㅇ 운항(행)지/운항(행)패턴별 미세먼지 종합관리시스템 구축으로부터 실 이동원 배출배기/비배기 미세먼지 산출 및 국내 미세먼지 배출 관리의 해상도 개선
ㅇ 실증·시범사업의 노하우를 활용하여 국내 상황과 유사한 대기오염 발발 주변국가의 여건에 맞는 기술로의 변경/개선 기술 수출 유도 및 관련제품 산업 육성 (주변국과의 미세먼지 외교정책 우위 선점)
ㅇ 선박 실적용이 가능한 기술 확보로부터 IMO 국제 표준 설정을 위한 선도적 입장을 제안할 수 있고, 국내 기술의 IMO 표준화를 달성하여 국내 조선·해운 및 관련 산업의 상생 정책에 일조할 수 있음
□ 기대효과
경제·산업적
ㅇ 미세먼지를 포함한 대기환경 분야는 높은 공공성에 비해 민간투자가 낮은 분야로 향후 기술 완성도 및 관련 인프라 증가시 민간투자 촉발 예상
ㅇ 신조선과 리트로핏 산업을 아우르는 기술 확보로부터 선박 기자재산업 활성화를유도하고, 국가주력산업이 해운-조선 상생에 기여
ㅇ 젓소조선 기자재 산업의 생산유발 효과 및 핵심부품기술 확보등 국제 경쟁력 강화를 통한 무역 우위선점
ㅇ 미세먼지 저감 신기술의 제품화 및 국산 고유기술 확보를 통한 해외 의존형 이동원 촉매 핵심 원천 기술의 수입 대체효과 및 세계 환경산업 시장으로의 진출을 통한 국익 창출
사회적
ㅇ 국민이 체감할 수 있는 현실적 미세먼지 저감기술의 가시화 및 향후 보급을 통하여 국민 건강 안정 보장 및 미세먼지/온실가스 감축 등 환경개선효과 동시 달성
ㅇ 이동원 대기오염물질 배출 정보 상세분석 체계 확립으로부터 보다 정확한 배출정보 대국민 신속 제공 및 대기환경 인식 제고
ㅇ 미세먼지에 대한 국민 인식 향상과 사회적 공감대 형성
ㅇ 고도화된 다양한 기술의 적용으로 미세먼지 관련 산업에 국가세금 경비 절감 및 노동절감 등 사회적 비용 절감
ㅇ 각종 글로벌 규제 대응을 위한 환경개선 선진 기술 확보를 통한 국위선양
기술적
ㅇ 미세먼지/유해가스 환경규제 및 신기후체제 대응을 위한 원천/실증 기술 확보
ㅇ 시범사업을 통한 실질적 연안선박 적용가능 기술 확보 및 IMO 대응 관련기술의 글로벌 선도
ㅇ 국내 미세먼지/유해가스/온실가스 저감-관리를 위한 과학기술 기반 순환적 인프라 구축의 요소기술 선도
ㅇ 고성능 정화기술의 원천·핵심기술 확보로부터 차세대 고유기술 개발의 근간 마련
ㅇ 차세대 고효율 엔진 및 대체연료 적용기술 확보
ㅇ 비배기 미세먼지 저감을 위한 기반 기술 활용
ㅇ 선박 대기오염물질 배출 패턴을 통한 종합관리시스템 핵심기술 확보 및 운항기반 배출량 산정 정확도 향상
ㅇ 연안선 미세먼지 저감을 위한 핵심기술 개발 및 휘발유/경유/천연가스 대체연료 엔진 배기가스 처리 고효율화 기술 선도
ㅇ 이동원 외 고정원 배출 미세먼지 및 유해 배출가스 저감 공정에 기술 적용 확산
(출처:요약본 p.3)
