저가 유상 115개·무상 58개 등 173개 기술 소개
기술이전·보증제 상담회…中企에 기술이전 모색

한국에너지기술연구원(원장 이기우)는 10일 코엑스에서 ‘사업화 유망 에너지 기술 컨퍼런스’를 열고 에기연 보유 기술의 수요 중소기업 이전을 통해 기술의 공익적 확산, 산업계의 기술 경쟁력 확보, 산·연·상생 동반성장 지원 방안을 모색했다.

▲ 윤기동 에기연 기술사업화실장이 기술나눔 제도에 대해 설명하고 있다.

이날 에기연은 저가 유상 115개 기술과 무상 58개 기술 등 총 173개 나눔기술을 소개했다.
저가 유상 115개 기술은 합성연료·바이오연료·폐기물·수소·연료전지 등에 관한 기술로 각 특허건 별 500~1000만원(연평균 750만원)의 선급기술료를 받고 중소기업에 이전하게 된다. 이 기술들의 경상 기술료(Running Royalty)는 없다.

연료전지·태양열·태양광·바이오연료·수처리 설비 기술 등 58건의 무상양도 기술은 에기연이 특허권 이전을 통해 말 그대로 ‘공짜’로 중소기업에게 양도하게 된다. 단 올해 특허료는 양수기업이 부담해야 한다.

특히 이날 컨퍼런스에서는 173개 나눔기술에 대한 1:1 기술이전 및 보증제도 상담회와 함께 태양에너지·전지·온실/유해가스·청정연료 분야 등 이전가능한 에너지분야 10개 유망기술에 대한 소개도 이어졌다.
다음은 이날 에기연이 소개한 이전가능한 에너지분야 10개 유망기술 주요 내용.

◆ 플렉서블 CIGS 박막 태양전지 = 에기연은 Na-doped Mo을 사용한 CIGS계 광수층 내의 Na 조절방법(대한민국) 외 국내외 특허 20건이상을 자체 보유하고 있다. 이 기술은 금속 또는 플라스틱 유연기판을 이용한 고효율 CIGS 박막 태양전지 제조기술로 진공 또는 비진공 방식의 증착공정 사용이 가능하다. BIPV(Building Integrated PV), BAPV(Building Applied PV), VIPV(Vehicle Integrated PV), 휴대용 및 군사용 이동기기 전원 등에 사용이 가능해 모듈제조업체, 태양광설비업체, 건설업체, 자동차업체, 모바일 기기업체 등의 기업들이 주요 잠재 고객이 될 전망이다.
플렉서블 CIGS 박막 태양전지는 가볍고 유연하며 깨지지 않는 기판 사용으로 태양광발전의 응용분야 확대가 가능하며 저가·고효율의 박막 태양전지 제조로 태양전지 경제성 확보가 가능하다. 다결정 실리콘 태양전지에 버금가는 높은 효율을 보이며 양산성이 우수하며 설치 및 이송이 용이한 특징이 있다.
태양전지 시장은 2005년 이후 평균 50%이상의 성장세를 지속하고 있으며 2012년 신규설치량은 31GW에 달한다. 기존의 대용량발전 중심의 시장에서 BIPV, VIPV, DIPV와 같은 새로운 시장이 형성되고 있다. 플렉서블 박막 태양전지는 저가화 및 고효율화에 매우 유리하며 다양한 적용이 가능해 시장잠재력이 매우 클 것으로 기대된다.

◆ 섬유강화 세라믹 복합소재 태양열 흡수기 제조기술 = 이 기술은 CSP 흡수기 및 여러 분야에 응용 가능한 섬유강화 복합소재의 허니컴 구조물을 제조하는 기술로 기존 세라믹 흡수기 대비 인성이 크게 증가해 열 및 충격 저항성이 매우 향상된 특성을 지닌다.
이 기술을 통해 제작된 장섬유강화 허니컴은 세라믹화 공정을 통해 CSP 흡수기용 허니컴 소재로 이용됨은 물론 구조강화용 허니컴으로 응용될 수 있는 범위가 매우 넓다. 태양열 설비 및 장치 업체, 항공우주, 고온 산업용 부품 등에서 활용이 기대된다.
복합소재는 고비중의 수퍼합금 소재의 경량화 대체재로 이용되는 소재로서 우주발사체나 로켓 엔진용 소재로 적용되기 시작해 항공기용 엔진 노즐, 연소기 챔버, 가스 터빈, 열교환기나 고온 화학공업용 소재로 광범위하게 활용되고 있다.

◆ 수소제조용 마이크로 채널 반응기 = 마이크로 반응기 기술은 미세유로를 갖는 금속박판을 다층으로 적층하고 가열체와 피가열체가 연소용 박판과 열전달용 박판으로 교차 공급되는 시스템에서 탄화수소 개질 반응과 연소반응이 동시에 진행되는 마이크로연소·개질반응기다. 이 기술은 탄화수소 수증기 개질 반응을 통한 수소제조 분야, 연료전지 분야 및 합성가스 제조 등의 다양한 용도로 적용이 가능하다.
천연가스 및 오일을 통한 수소 제조는 세계 생산 비율의 약 80% 정도를 차지하고 있으며, 메탄수증기 개질법(천연가스 원료)의 제조가격은 ㎏당 0.65~1.35달러로 저가다. 수소가 자동차의 연료로 사용되는 수소경제가 도래하면 수소 수요는 기하급수적으로 증가될 전망이며, 2020년 세계 수소시장 규모는 연간 총 2억1000만톤으로 현재 규모의 약 5배까지 증가할 것으로 전망된다.

◆ 경제성이 향상된 슬림형 바나듐 레독스 플로우 전지 = 레독스 흐름전지는 U자형 유로설계 및 매니폴드-바이폴라플레이트 일체화 기술을 적용 전력 손실이 저감된 슬림형으로 구현됐다. 이 전지는 가정용 전력저장, 산업·상업용 중형 전력 저장, 발전소·변전소용 대형 전력저장, 신재생에너지(태양광, 풍력) 전력저장으로 사용이 가능하다.
전력수요 증가에 따른 수요자원 관리 및 운용 효율 향상의 필요성이 증가하고 있어, 대용량 전력저장 장치의 시장은 급성장할 것으로 예상된다. 2020년의 대용량 전력저장 장치 시장은 24조원으로, 이 중 레독스 흐름전지 점유율은 30%(7조2000억원)에 달할 것으로 Pike Research는 전망한 바 있다. 레독스 흐름전지의 핵심 부분인 스택 제조 기술을 확보할 경우 레독스 흐름전지 시장을 주도할 수 있을 것으로 보인다.

◆ 리튬이차전지 음극소재 적용을 위한 SiOx 나노입자 제조 기술 = 이 기술은 특수하게 설계·제작된 도가니구조를 적용, 고품질의 SiOx 나노분말을 저가대량생산 가능한 제조 장치, 제조 방법, 나노분말 등으로 구성된다. 이 기술은 대용량 정체형 또는 전기자동차(EV)용 전력저장시스템(ESS)에 적용하기 위한 리튬이차전지 음극 소재에 사용이 가능하다.
이 기술을 적용하면 미세한 미세구조 제어를 통한 고품질의 다양한 특성을 갖는 SiOx 나노분말(초기용량 1000~1500mAh/g, 용량유지율 80~90%) 제조가 가능하다.
이차전지 시장은 전체 연평균 15%의 고성장을 전망하며, 이 중 리튬이차전지는 연평균 20 %이상의 고속 성장할 것으로 예측된다. 특히 중대형 전지는 연평균 82% 가량 성장할 것으로 추측하며, 이를 위해서 리튬이차전지의 고용량, 저가화 등의 기술적 요구가 절대적이다. 기존 흑연계 음극소재의 대체물질로 SiOx가 가장 유력한 후보로 대두되고 있으며, 이에 대한 소재기술의 선점이 매우 중요하다.

◆ 재생에너지를 최소화하는 연속 이산화탄소 포집 방법 = 이 기술은 이산화탄소 흡수공정에서 염의 생성을 최소화하고 발생된 염을 효과적으로 제거해 재생에너지를 최소화하는 기술로 이산화탄소 포집 및 저장(CCS) 기술에 적용 가능하다.
알칼리 탄산염을 사용해 재생에너지를 크게 줄일 수 있으며 과도한 염의 생성을 억제하면서 이산화탄소 흡수과정에서 발생한 염을 효과적으로 제거할 수 있는 공정을 제공한다.
전세계 CO2 배출량의 49%인 137억9900만톤이 발전, 시멘트, 정유, 철강 등 대량배출원에서 배출되고, CO2배출 규제가 강화됨에 따라 CCS 기술시장은 확대될 것으로 전망된다. 2020년 탄소 가격은 CCS 기술을 적용한 포집 비용(avoidance coast)와 비슷한 수준으로 증가할 것으로 예상된다.

◆ 마이크로파 이용 휘발성 유기화합물 및 악취물질 제거장치 = 이 장치는 마이크로파에 의한 세라믹 가열의 특성을 이용해 휘발성 유기화합물 및 악취물질을 효율적 제거하고 에너지효율 극대화할 수 있다. 중·소형 규모의 플랜트 및 장치의 VOCs 제거 등에 활용이 가능하며 장치가 간단하고 초기장치비용이 저렴하며 유지비가 낮고 에너지효율이 높다는 게 가장 큰 특징이다. 또한 발생된 열원을 시스템 내 재사용이 가능하다.
대기유해물질 처리용 설비시장은 환경규제의 강화로 인한 설비의 의무화로 인한 수요가 증가하고 있는 추세다. 이 중 대량의 VOCs를 배출하지 않는 중·소 규모의 수요처가 대부분으로, 이를 대상으로 한 고효율성 및 경쟁력을 갖춘 상품화가 가능하다. 2020년의 대기오염 제어 관련 시장 규모는 연평균 14%의 성장률로 증가해 850억 달러에 이를 것으로 전망된다.

◆ 바이오매스(왕겨) 가스화 장치 = 이 장치는 왕겨에 공급되는 공기량을 조절해 왕겨가 완전 연소되지 않고 일부만 연소시키고 연소되지 않고 남은 숯으로 합성가스를 제조해 타르성분이 적은 가연성 연료인 합성가스를 생산할 수 있다. 이 기술은 짧은 시간에 대량 배출되는 왕겨로 미곡처리장에서 사용되는 열과 가연성가스를 생산하거나, 소규모 열병합 발전에 적용해 인근 난방 및 전기 생산에 적용될 수 있다. 특히 그레이트 및 스크레이퍼를 통해 회재를 연속적으로 배출 가능해 타르와 수트 발생을 최소화하면서 합성가스를 생산할 수 있는 특징이 있다.
바이오에너지 전체 세계시장은 2010년 564억달러에서 2020년 1128억달러로 성장할 전망이다. 2010년 국내 가용 바이오매스는 1300만톤으로 이는 연간 547만toe의 에너지 생산이 가능한 양이다. 바이오매스 에너지화시 신재생에너지 생산은 물론 높은 CO2감축 효과로 국가 경쟁력 향상은 물론이며 RPS·RFS 규제로 바이오매스 에너지활용도 상승할 것으로 전망된다.

◆ 마이크로웨이브 플라즈마 탈황 기술 = 이 기술은 천연가스, 원유 정제가스, 가스화 합성가스로부터 황화수소를 마이크로웨이브 플라즈마를 이용해 제거할 수 있으며 합성천연가스 및 합성원유생산, 가스화 복합발전(IGCC), 메탄올, DME, 우레아, 암모니아 등 화학원료 생산 등 다양한 공정에 적용이 가능하다. 황 원소(S)와 수소를 사이클론으로 분리 수취해 추가적인 가연성 가스와 황 원소(S) 수취를 위한 공정을 수행하지 않아 공정효율 및 경제성을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.
석탄가스화 발전시장은 2030년까지 400GW 1200조원으로 추정되는 블루 오션이며, GE, MHI 등 글로벌 발전설비 업체들이 상용화 및 시장선점 경쟁을 벌이고 있다. 석탄가스화 이용 산업은 셰일가스 개발과 함께 지속적인 성장이 기대되고 있다.

◆ 코발트 금속 폼 촉매 및 F-T 합성반응에 의한 액체연료 생산 기술 = 코발트 금속 폼 촉매를 이용한 열매체 순환 열교환형 반응기 및 이 열매체 순환 열교환형 반응기를 이용한 피셔-트롭쉬 합성 반응에 의한 액체 연료의 생산 방법으로 피셔-트롭쉬 합성 반응에서 고효율 반응열 제어를 통한 안정적인 반응 온도 조절과 촉매 층에서의 물질 전달 특성 개선에 의한 낮은 CO 전환율에서도 높은 액체 연료 생산성을 보이는 촉매 및 그 촉매의 제조방법과 이러한 촉매가 충전된 반응기와 이 반응기를 통한 액체 연료의 생산 방법이다. 이 기술은 오일(석유 대체) 생산 공정, 액체 연료 등에 활용이 가능하다.
세계 촉매 시장 수요는 연평균 5.5% 증가해 2016년에는 195억 달러로 증가할 것으로 전망된다. 바이오가스 국내 시장규모는 2020년 6300억원이 예상되며, 2015년 이후 신재생에너지의무혼합제도(RFS) 도입 확정으로 시장규모는 더욱 증가해 2030년 3조9600억원에 달할 것으로 예상된다.


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