초록 ▼

[추진 필요성]
□ 세계 각국은 ‘탄소중립’을 통해 갈수록 심각해지는 기후위기를 극복할수 있는 생존전략을 장기 추진계획 수립
ㅇ 유럽은 `50년까지 순 제로 탄소배출 목표를 달성하기 위해 55개의 기술탐구 주제를 제시하고 산업부문은 고탄소 제조업 핵심 신기술 개발을 선정
ㅇ 일본은 `50년까지 온실가스 80% 감축을 위한 에너지환경분야 혁신기술개발 전략을 제시하고 산업부문에서 디지털화 기반의 에너지효율화 추진 계획
□ EU, 미국, 일본, 중국의 탄소중립 달성 시나리오는 공통적으로 에너지 효율 향상을 통한 수요

[추진 필요성]
□ 세계 각국은 ‘탄소중립’을 통해 갈수록 심각해지는 기후위기를 극복할수 있는 생존전략을 장기 추진계획 수립
ㅇ 유럽은 `50년까지 순 제로 탄소배출 목표를 달성하기 위해 55개의 기술탐구 주제를 제시하고 산업부문은 고탄소 제조업 핵심 신기술 개발을 선정
ㅇ 일본은 `50년까지 온실가스 80% 감축을 위한 에너지환경분야 혁신기술개발 전략을 제시하고 산업부문에서 디지털화 기반의 에너지효율화 추진 계획
□ EU, 미국, 일본, 중국의 탄소중립 달성 시나리오는 공통적으로 에너지 효율 향상을 통한 수요저감을 포함하며 에너지효율화 기술에 지속적인 투자 계획
ㅇ 기후위기의 주범인 온실가스 배출을 감소하기 위한 주요 수단으로 에너지효율 혁신이 부상
□ 우리나라는 산업부문 2050 탄소중립 전략(`20.12)에서 에너지효율의 혁신적인 향상를 언급하고 있으며, 고탄소 제조업(철강, 시멘트, 석유화학 등)을 대상으로 신기술 개발 계획
□ 올해 3월에 발표한 2050 탄소중립 연구개발 투자전략(안)에서는 산업부문 탄소의 획기적 감축을 위한 혁신적인 기술로 산업공정 혁신/고도화 제시
ㅇ 고효율·저소비 구조 혁신을 위해 산업부문 에너지효율 향상 및 진단/실증에 연구비 집중 투자
ㅇ 업종으로는 철강, 석유화학, 시멘트와 같은 고탄소 제조업과 반도체·디스플레이, 전기·전자 등 전력 다소비 업종에 집중 투자 계획
□ 에너지효율은 공정/유틸리티와 같은 중요 에너지사용처(SEU)*의 에너지 사용을 분석하고 손실을 줄이는 것에서부터 시작하므로, 산업부문 에너지효율 혁신을 위해서 공정/유틸리티의 분석/절감에 초점을 둔 에너지 효율기술이 요구됨
* SEU: significant energy usages
□ 탄소중립 달성을 위한 고탄소 제조업의 에너지효율 혁신기술 필요
ㅇ 효율혁신 전략의 산업부문 효율향상을 통한 목표(`30년)* 달성 및 2050 탄소중립을 위한 핵심기술 확보 필요
* 에너지절감: 10.7백만TOE, 온실가스감축: 37.8백만tCO2
ㅇ 우리나라는 `17년 기준 세계 8위의 에너지다소비 국가로 산업부문 철강, 석유화학 등과 같은 고탄소 제조업을 중심으로 에너지사용 증가세
ㅇ 산업부문 상위 3개 업종의 고탄소 제조업에 해당하는 철강, 석유화학(나프타 포함) 등의 최종 에너지사용량은 105.7백만TOE(산업부문 80.8% 차지)이고 온실가스 배출량은 239.5백만tCO2(산업부문 69.1% 차지)
ㅇ 데이터활용 수요관리 디지털화 촉진사업*에 다수의 에너지효율 고도화 및 실증 사업을 추진 중에 있으나, 중요 에너지사용처인 공정/유틸리티를 대상으로 에너 지사용 절감에 기여할 수 있는 개발 기술은 미흡**
* 산업단지 스마트에너지플랫폼 구축(`20~`22), 공장에너지관리시스템 고도화 (`20~`24), 산업·건물분야 에너지 소비 데이터 통합 관리(`20~`24) 등
** 계측 인프라 중심의 EMS 적용으로 획기적인 수준의 에너지절감은 어려움
□ 에너지효율을 향상시키고 온실가스배출을 감소시킬 수 있는 현장 중심의 수용성 높은 리빙랩 에너지기술 필요
ㅇ 에너지를 사용하는 수요자(사업장) 중심의 문제해결법을 통한 에너지솔루션 도출 필요
ㅇ 사업장에 적합한 에너지 全주기(공급-이용-회수-배출) 솔루션을 통해 에너지효율 극대화*
* 전력사용량 중심 미터링 및 부하관리의 에너지절감 성능을 뛰어넘는 혁신기술
□ 설비 위주의 에너지효율시장을 솔루션 기술개발을 통해 확대 및 보급 활성화
ㅇ 개별 기기를 넘어 사업장 규모의 에너지사용 최적화가 가능한 솔루션 제공
ㅇ 고도화된 에너지효율기술의 높은 절감효과를 통해 수요자의 자발적 참여 유도
ㅇ 에너지플랫폼 전문기업의 기술력 고도화를 통해 에너지신사업 및 일자리창출 기회 제공
□ 현재 제시되고 있는 산업부문 저탄소 전환전략은 대부분 공정 자체를 변경, 저탄소 원료로 대체 또는 사용에너지원의 전기화와 같은 방식이어서 기축 사업장에 단기 적용이 어려움
□ 탄소중립 `30년 목표 달성을 위해서는 현재 공정과 유틸리티를 유지하면서 에너지효율을 극대화할 수 있는 혁신적인 에너지기술이 요구됨
ㅇ 탄소중립 중장기 전략은 에너지효율화와 공정기술 개발 병행이 필요
□ 기존 에너지 관리 시스템의 현황 및 한계
ㅇ 기존 산업부문 온실가스 저감방법은 철강·석유화학·시멘트와 같은 고탄소 제조업을 주요 대상으로 新공정 개발 또는 전기화를 위한 新설비로 변경 (출처: 2021, 탄소중립 산업·에너지 R&D 전략,산업통상자원부)
- 산업분야 대표 감축 방향 및 기술 10개 중 신공정 개발 또는 신설비 9개, 에너지효율 관련 기술 1개
ㅇ 상기와 같은 전략은 기축 사업장에 단기간 적용이 불투명, 투자 여력이 부족한 중소기업은 더욱 적용이 어려움
ㅇ 산업부문은 업종별로 온실가스·에너지 관리 시스템의 차별화가 필요하나, 업종이 고려된 기술개발은 단위기술 수준에 머무르고 있음

[사업목표 및 내용]
□ 사업 목적
ㅇ 고탄소 제조업 대상 에너지 데이터 기반 에너지 분석과 절감이 가능한 혁신적인 리빙랩 에너지효율 솔루션을 개발하여 현장에 적용 및 성능평가(M&V)하고 서비스 플랫폼 이용 에너지효율 관리
- 에너지의 효율적 사용을 위해서는 먼저 최종 에너지 수요를 줄여야 하며, 에너지소비 부문에서의 효율향상과 수요 감축이 이루어져야 함
- 우리나라는 `17년 기준 세계 8위의 에너지다소비 국가로 산업부문 철강, 석유화학 등과 같은 고탄소 제조업을 중심으로 에너지사용 증가세
ㅇ 에너지효율 솔루션은 사업장의 에너지효율을 지속적으로 유지시켜 에너지 감축목표 달성할 수 있게 하므로 기술 및 정책에 힘을 실어 줄 수 있는 에너지 레버리지 역할
- 탄소중립을 위해 제시되고 있는 산업부문 저탄소 전환전략*은 기축 사업장에 단기 적용이 어려워 탄소중립 `30년 목표 달성을 위해서는 기존 공정을 유지하면서 효율을 극대화하는 혁신적인 에너지기술이 필요
* 대부분 공정을 바꾸거나, 저탄소 원료로 대체 또는 에너지원의 전기화 같은 방식

□ 최종 목표
ㅇ 사업장 전체 에너지효율 향상을 위한 에너지효율 솔루션 개발 및 현장적용 (사업장 규모 에너지효율 향상 8%(1단계-5%, 2단계-3%))
- 업종별/규모별 에너지 진단 기술 개발
- 업종별 데이터-역학모델 이용 에너지 분석 기술 개발
- 사업장 생산공정 및 유틸리티 에너지손실 최적 절감 기술 개발
- 에너지 전주기 서비스형 플랫폼 기술 개발
※ 에너지진단의 절감 잠재량 약 4.3%를 바탕으로 사업장 규모로 확대시켜 목표 산정

□ 제안기술 요약
ㅇ 사업장의 에너지 데이터를 기반으로 에너지 진단을 통해 도출된 생산공정 및 유틸리티를 대상으로 「시스템 모델링과 역학모델을 통한 에너지 분석을 실시」하고 「실효성 높은 절감방안을 도출」하여 현장에 적용함으로써 사업장의 에너지효율을 향상하는 솔루션을 서비스 플랫폼을 통해 사업장에 제공

[사업 추진방법]
□ 제안 연구관련 이슈
ㅇ 현 정부의 기후변화 대응에 대한 정책의지를 반영하여 국내 감축 규모를 확대하고 해외감축량을 축소 조정, 실질적인 감축 강화(’18.7)
ㅇ 2030 NDC 수정 및 UN 제출(’20.12)
- 감축목표 표기법 변경(임의 변동 가능성이 있는 BAU방식→ 고정불변하는 절대치 방식)* 등 온실가스 감축 의지 명확화(’19.12) → UN 제출(`20.12)
ㅇ 2030년까지 온실가스 35% 이상 감축 탄소중립기본법 국회 통과(`21.09)

□ 기술전략을 통한 대응 방안
ㅇ 기술혁신 추진전략의 무탄소공정전환전략*은 기축 사업장에 단기 적용이 어려워 탄소중립 `30년 목표 달성을 위해서는 현재 공정/유틸리티를 유지하면서 에너지효율을 극대화하는 혁신적인 기술이 필요
* 공정 자체를 변경하거나, 저탄소원료로 대체 또는 사용에너지원의 전기화 위주
ㅇ 현재 개발 중인 대부분의 수요관리기술은 에너지원(전기 등)의 부하/운영 관리를 위한 디지털 기반 관리에 집중되어 있어서 에너지사용 주체인 공정/유틸리티의 에너지효율 향상에 한계가 있음
ㅇ 제안 연구는 온실가스 감축 목표량은 상향 되었으나, 新공정으로의 대체와 같은 단기 적용이 어려운 현재 기술전략에 지렛대 역할

□ 부처별 역할 분담
ㅇ 국가온실가스감축목표(NDC) 달성을 위해 부처별로 기술혁신 사업계획을 추진 중이며, 산업수요에 대응 가능한 현장특화기술과 원천기술의 효율적 개발을 위해서는 부처 간 협력이 필수
※ 산업부-중기부, 산업대전환기 중소·중견기업 지원 맞손(보도자료, `21.07.03)
- (산업부) 화석연료 의존도를 줄이고 최종에너지 수요 목표*를 달성하기 위한 주요 수단으로 에너지 효율향상을 제시한 바 있음
* `40년까지 최종에너지 수요 목표를 `17년 대비 18.6% 감소한 171.8백만TOE로 설정(제3차 국가에너지기본계획)
⋅ 2050 탄소중립을 위해서 목표의 상향 조정이 예상되며 이를 대비한 사업장 규모의 에너지 다소비부문의 효율혁신 기술 필요
- (중기부) 산업부문 업종‧지역을 고려한 중소기업형 에너지효율화 기획과 탄소중립 실현을 위한 핵심기술 및 인프라* 지원
* 전통 뿌리기업의 저탄소 경영전환 지원 및 그린혁신 협동화단지 구축
⋅ 에너지효율 혁신기반 중소기업형 에너지효율화 기술을 통해 中企기술혁신지원하고 기반 구축

[성과 활용 및 기대효과]
□ 단계별 개발 전략을 통해 얻어진 성과물을 수준별 패키지화할 수 있으며, 사업장에 적합한 수준의 솔루션 제공
ㅇ 성과물은 다양한 고객(에너지 수요처/공급처, 설비업자, 컨설팅/진단기관, 에너지신산업 등)을 대상으로 제공하여 효율시장 활성화에 기여
ㅇ 제안 기술은 현재 산업부와 중기부에서 추진 중이거나 계획 중에 있는 지원사업의 고도화를 위한 솔루션으로 활용
- (산업부) EnMS/FEMS 인프라, 스마트플랫폼 구축 지원사업 등
- (중기부) 탄소중립 경영혁신 바우처, 중소사업장 저탄소 생태계 구축 등
□ 제조업 중에서 에너지사용과 온실가스배출이 많은 철강, 석유화학, 시멘트 업종과 같은 고탄소 제조업 적용 리빙랩 에너지효율 솔루션을 통해 탄소중립 달성을 위한 레버리지로 활용
ㅇ 성과물은 다양한 고객(에너지 수요처, 공급처, 기기/설비업자, 컨설팅/진단기관, 에너지신산업 등)을 대상으로 제공하여 효율시장 활성화를 위한 기술로 활용
ㅇ 성과물은 EERS* 추진체계를 참고하여 솔루션/서비스 사업에 활용 가능
* 에너지효율향상의무화제도(Energy efficiency resource standard)
□ 제조업 중에서 에너지사용과 온실가스배출이 큰 철강, 시멘트, 석유화학 업종과 같은 고탄소 제조업의 에너지효율 혁신기술을 통해 탄소중립 보급기술 제공
□ 고탄소 제조업의 공정과 유틸리티의 에너지효율 향상을 위해, 에너지분석 기술 개발하고 현장 검토 후 유사 사업장의 보급·확대 방안 제시
□ 에너지솔루션의 효율적 이행은 비용절감, 효율개선, 환경영향의 완화,효과적이고 지속적으로 향상되는 에너지 성과, 에너지 이슈에 대한 조직의 참여와 역량 확대, 조직 내·외부의 에너지 경영관리에 대한 의사소통 향상, 에너지공급 업체와의 연계 강화 등의 이익 제공
□ 제안 기술인 에너지솔루션은 현재 지원사업을 통해 보급 중에 있는 EnMS 및 FEMS 인프라와 연계 가능하며, 관리산업 및 집단융합산업에 활용 가능
□ 유사 업종에 대한 에너지 참조모델을 제공함으로써 벤치마킹 기회 제공
□ 에너지솔루션을 도입한 사업장은 중요 에너지이용에 대한 모든 데이터를 수집 및 체계화하여 정보화시킴으로써, 정부 규제정책에 따른 에너지사용량, 온실가 스배출량 등의 자료 제출요구에 원활한 대응이 가능
□ 지속적인 에너지서비스 제공은 사업장 특성에 맞는 여러 요소의 방대한 에너지 데이터를 모니터링하고 분석을 가능하게 함으로써 이전에 발견할 수 없었던 낭비요인 및 비효율적인 대상에 대한 조치

(출처 : 요약본 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 요 약 본 ... 5
• 목차 ... 15
• 그림목차 ... 16
• 표목차 ... 17
• 제1장 다부처공동R&D 추진 필요성 ... 18
• 제1절 사업 추진 배경 ... 18
• 제2절 관련 정책‧사업 및 인프라 현황 ... 24
• 제3절 다부처공동R&D 추진 타당성 ... 29
• 제2장 사업목표 및 내용 ... 30
• 제1절 사업목표 ... 30
• 제2절 성과목표 및 지표(공통/개별) ... 31
• 제3절 사업내용 ... 32
• 제3장 사업 추진방법 ... 37
• 제1절 사업 추진전략 ... 37
• 제2절 사업 추진체계 ... 38
• 제3절 사업 기간 및 소요예산 ... 40
• 제4장 성과 활용방안 및 기대효과 ... 41
• 제1절 사업 성과 활용방안 ... 41
• 제2절 기대효과 ... 43
• 양식1. 제11차 다부처공동기획연구 참여부처 현황 및 사업예산 구조 ... 45
• 양식2. 제11차 다부처공동기획연구 기술규제 진단 Toolkit - 연구 핵심 프로세스의 해당하는 부분 중심으로 기술 ... 46
• 양식3. 기존 검토의견 반영현황 (공동기획 선정/중간점검 검토의견) ... 47
• 양식4. 다부처공동기획연구 과제별 공청회 개최결과 ... 48
• 끝페이지 ... 48