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과제현황 목록

과제기본정보

재생에너지 연계 공기액화를 통한 에너지 저장 및 활용 시스템 기술개발 기획1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통연구기획사업 과제번호 20RDPP-C159915-01
국가과학표준분류 1순위 보건·의료 | None | None 적용분야 에너지
2순위 화학공정 | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 보건·의료 | None | None 과제유형 개발
과제명 재생에너지 연계 공기액화를 통한 에너지 저장 및 활용 시스템 기술개발 기획
주관연구기관 (재단)한국기계연구원
총괄연구 책임자 성명 박성제
소속 (재단)한국기계연구원 직위 본부장
기관 대표번호 042-868-7414 FAX 042-868-7824
총 연구기간 2020-12-21 ~ 2021-10-20
당해연도 연구기간 2020-12-21 ~ 2021-10-20

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
1차년도 100,000,000 0 0 0 100,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 - 제로에너지 시티 구현을 위한 다목적 액화공기 에너지저장 시스템
* (기술대안 구체화 필요) 국토부는 제로에너지 건축물 인증 및 인센티브제의 3단계 추진계획(2030년)을 수립하였으나 기술적 대안은 구체화되지 않았음
* (기존기술 한계) 현재 화학적 ESS 설비(리튬이온)의 경우 재생에너지 출력변동 완화를 위해 사용되고 있지만 상대적으로 짧은 수명(10년)과 작은 용량 그리고 화재 위험성 및 폐기물 발생 등으로 인해 장주기, 대용량의 도심 연계형으로는 한계가 있음
* (친환경 다목적 에너지저장 장치) 액화공기 에너지저장 및 활용 시스템은 수명이 길고(30년 이상) 장주기/대용량 에너지 저장에 적합하며 안전하고 친환경적인 다목적 에너지저장 장치임
· 재생에너지 출력변동 보상을 위한 대용량/장주기 에너지 저장
· 도심, 상업지구, 주거지역의 청정공기 및 냉방 공급
· 이산화탄소 포집 및 유해가스(VOC) 제거를 통한 온실가스 저감 및 대기 오염물질 제거
* (제로에너지 시티 구현) 다목적 에너지 저장장치로서 액화공기 에너지저장 시스템은 국토부 제로에너지 건축물 사업의 기술적인 대안이 될 수 있음
최종목표 - 친환경 도시공간 구현을 위한 다목적* 액화공기 에너지 저장 및 활용 시스템 개발 사업 기획

*다목적
1) 초청정 공기 활용 도심 냉방(공기 냉열 활용) 및 공조(정제 청정 공기)
2) 이산화탄소 포집/액화(수출 연계형)
3) 도심 재생에너지 간헐 전력 대응 (공급 대응, 수요 대응)

- 세부 기획 내용
· 대용량 장주기 에너지저장 및 활용 통합 시스템 설계 기술 개발 기획
· 핵심기기(터보기계, 콜드박스, 냉열저장장치 등) 설계 기술 개발 기획
· 재생에너지 계통 연계 및 저온 청정 배출공기 공조 연계 기술 개발 기획
연구내용 및 범위 - ‘대용량 액화공기 에너지 저장 및 활용 시스템’의 연구개발 사업 범위 제시
* 국내외 연구동향, 기술 트렌드, 시장보고서 등 시장 및 기술개발 동향 분석
* ‘대용량 액화공기 에너지 저장 및 활용 시스템’ 개발의 사업 범위와 대상 제시
- 기존 사업과의 차별성 및 연계방안 상세 분석
* 기존 완료되었거나 진행 중인 유사 사업의 수행 내용 분석
* 기존 사업에 대한 차별화 및 연계방안 상세분석
- ‘대용량 액화공기 에너지 저장 및 활용 시스템’ 관련 기술개발 로드맵 수립
* 국내외 시장 및 기술개발 동향 분석을 통한 중점 기술개발 분야 선정
* ‘대용량 액화공기 에너지 저장 및 활용 시스템’의 중장기 기술개발 로드맵 수립
- 기술개발 사업전략 수립 및 연구내용 설정
* ‘공기 액화를 통한 에너지 저장 및 활용 시스템’ 사업의 타당성 확보를 위한 근거와 논리 제시
* 사업 추진 및 기술개발 전략 수립
* 중점 분야별 목표 달성을 위한 세부과제와 기술개발 내용 도출
* 과제별 추진체계(사업단, 연구단, 일반과제 등) 설정
* 세부과제 연차별·단계별 기술개발 로드맵 및 성과 로드맵 제시
* 인력투입계획 및 상세 소요예산과 연구 개발로 인한 편익 산정
- 사전타당성 검토
* (정책적 타당성) 국가 전략적 중요성, 상위계획과의 부합성, 연구개발 추진상의 위험요인과 대응방안 등에 대한 검토
· 국가 정책을 구체적으로 실현하기 위해 해당 사업이 정책적 일관성을 가지고 추진되는지 분석
· 국가계획의 추진전략과 중점추진과제 등을 비교
· 재정집행 및 연구개발 결과물의 실제 적용을 위한 정부 규제에 의한 쟁점사항과 국제통상 관점에서의 마찰 가능성 등을 검토
· 사업 추진상의 위험요인은 기술적 타당성에서 평가한 내부 위험요인 외에 환경적, 법적, 정치적으로 발생 가능한 외부 위험요인을 평가함
* (기술적 타당성) 기존 연구개발과의 중복성, 기술개발 계획의 우수성, 기술 수준 및 개발 성공 가능성 등에 대한 검토
* (경제적 타당성) 경제성 분석, 경제ㆍ사회적 파급효과, 과학 기술적 파급효과 등에 대한 검토
· 연구개발비용, 연구시설구축비용, 연구장비구축비용, 연구관리 및 기타 비용 등을 포함하는 총 비용 추정
· 유사 정부연구개발사업 또는 정책사업의 투자 규모와 비교하여 투자의 효율성 분석
· 최종소비재로서 가치창출에 기여하는 편익과 비용저감편익을 고려할 수 있으며, 연구개발 도출 성과유형 및 예상되는 효과에 따라 편익항목을 설정
· 가치창출편익의 경우 예비타당성조사 표준지침에 따라 미래시장규모, 사업기여율, R&D기여율, R&D사업화 성공률, 부가가치율을 고려
· 비용저감편익은 생산자 관점에서 생산비용 저감 부분과 공공 측면에서 개발기술로 인한 수혜를 받는 국민의 비용 저감 부분 등을 고려
- 사업의 개념, 개발기술, 개발의 효과 등에 관한 이해를 높이기 위한 자료 제작
* 기획 연구결과의 이해도 제고를 위한 홍보자료 제작
- 연구개발사업 성과 검증을 위한 테스트베드 추진 계획 제시
* 테스트베드의 실증 유형, 규모, 범위, 예상 적용 기술 등 제시
- 연구성과물의 활용·확산을 위한 관련 법·제도 개선 및 마련 계획 등을 제시
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 - 친환경 도시공간 구현을 위한 다목적* 액화공기 에너지 저장 및 활용 시스템 개발 사업 기획

*다목적
1) 초청정 공기 활용 도심 냉방(공기 냉열 활용) 및 공조(정제 청정 공기)
2) 이산화탄소 포집/액화(수출 연계형)
3) 도심 재생에너지 간헐 전력 대응 (공급 대응, 수요 대응)

- 세부 기획 내용
· 대용량 장주기 에너지저장 및 활용 통합 시스템 설계 기술 개발 기획
· 핵심기기(터보기계, 콜드박스, 냉열저장장치 등) 설계 기술 개발 기획
· 재생에너지 계통 연계 및 저온 청정 배출공기 공조 연계 기술 개발 기획
- ‘대용량 액화공기 에너지 저장 및 활용 시스템’의 연구개발 사업 범위 제시
* 국내외 연구동향, 기술 트렌드, 시장보고서 등 시장 및 기술개발 동향 분석
* ‘대용량 액화공기 에너지 저장 및 활용 시스템’ 개발의 사업 범위와 대상 제시
- 기존 사업과의 차별성 및 연계방안 상세 분석
* 기존 완료되었거나 진행 중인 유사 사업의 수행 내용 분석
* 기존 사업에 대한 차별화 및 연계방안 상세분석
- ‘대용량 액화공기 에너지 저장 및 활용 시스템’ 관련 기술개발 로드맵 수립
* 국내외 시장 및 기술개발 동향 분석을 통한 중점 기술개발 분야 선정
* ‘대용량 액화공기 에너지 저장 및 활용 시스템’의 중장기 기술개발 로드맵 수립
- 기술개발 사업전략 수립 및 연구내용 설정
* ‘공기 액화를 통한 에너지 저장 및 활용 시스템’ 사업의 타당성 확보를 위한 근거와 논리 제시
* 사업 추진 및 기술개발 전략 수립
* 중점 분야별 목표 달성을 위한 세부과제와 기술개발 내용 도출
* 과제별 추진체계(사업단, 연구단, 일반과제 등) 설정
* 세부과제 연차별·단계별 기술개발 로드맵 및 성과 로드맵 제시
* 인력투입계획 및 상세 소요예산과 연구 개발로 인한 편익 산정
- 사전타당성 검토
* (정책적 타당성) 국가 전략적 중요성, 상위계획과의 부합성, 연구개발 추진상의 위험요인과 대응방안 등에 대한 검토
· 국가 정책을 구체적으로 실현하기 위해 해당 사업이 정책적 일관성을 가지고 추진되는지 분석
· 국가계획의 추진전략과 중점추진과제 등을 비교
· 재정집행 및 연구개발 결과물의 실제 적용을 위한 정부 규제에 의한 쟁점사항과 국제통상 관점에서의 마찰 가능성 등을 검토
· 사업 추진상의 위험요인은 기술적 타당성에서 평가한 내부 위험요인 외에 환경적, 법적, 정치적으로 발생 가능한 외부 위험요인을 평가함
* (기술적 타당성) 기존 연구개발과의 중복성, 기술개발 계획의 우수성, 기술 수준 및 개발 성공 가능성 등에 대한 검토
* (경제적 타당성) 경제성 분석, 경제ㆍ사회적 파급효과, 과학 기술적 파급효과 등에 대한 검토
· 연구개발비용, 연구시설구축비용, 연구장비구축비용, 연구관리 및 기타 비용 등을 포함하는 총 비용 추정
· 유사 정부연구개발사업 또는 정책사업의 투자 규모와 비교하여 투자의 효율성 분석
· 최종소비재로서 가치창출에 기여하는 편익과 비용저감편익을 고려할 수 있으며, 연구개발 도출 성과유형 및 예상되는 효과에 따라 편익항목을 설정
· 가치창출편익의 경우 예비타당성조사 표준지침에 따라 미래시장규모, 사업기여율, R&D기여율, R&D사업화 성공률, 부가가치율을 고려
· 비용저감편익은 생산자 관점에서 생산비용 저감 부분과 공공 측면에서 개발기술로 인한 수혜를 받는 국민의 비용 저감 부분 등을 고려
- 사업의 개념, 개발기술, 개발의 효과 등에 관한 이해를 높이기 위한 자료 제작
* 기획 연구결과의 이해도 제고를 위한 홍보자료 제작
- 연구개발사업 성과 검증을 위한 테스트베드 추진 계획 제시
* 테스트베드의 실증 유형, 규모, 범위, 예상 적용 기술 등 제시
- 연구성과물의 활용·확산을 위한 관련 법·제도 개선 및 마련 계획 등을 제시
연구성과 기술적 기대성과 - 친환경 도시공간 구현을 위한 도심형 다목적 액화공기 에너지저장 및 활용 기술 확보
- 기존 에너지 저장 기술 한계 극복 및 다양한 에너지 저장기술 포트폴리오 확보
- MW급 액화공기 에너지저장 전주기 파일럿 시스템의 설계 기술, 실 운전 데이터 및 운전/제어 기술 확보
- 액화공기 에너지저장 시스템의 재생에너지 계통 연계 및 청정 저온 배출공기의 공조 연계 기술 확보
사회 경제적 파급효과 - 재생에너지 연계 에너지 저장 및 냉방 공조가 필요한 중동 시장의 건설업계 신규 비즈니스 모델 창출
- 액화공기 에너지저장 핵심기술 확보를 통한 에너지 신사업 시장 선점 (액화공기 에너지저장 시장 2024년 96억 불 규모로 성장 예상)
- 관련 핵심기기 및 부품 공급 전문기업 육성으로 국내 산업 생태계 구축 및 고용창출 기여
- 재생에너지 보급 확대, 화석에너지 소비절감, 온실가스 배출감축 등을 통한 안전하고 깨끗한 에너지로의 에너지 패러다임 전환 및 환경문제 해결
- 친숙한 공기를 매개체로 환경과 에너지를 연계하여 친환경 도시공간 구현, 청정 공기 공급 등 국민이 체감할 수 있는 삶의 질의 향상에 기여
- 전력공급 안정화 및 수요관리 등 안전한 에너지 공급체계 구축을 통한 국민생활 안정에 기여
활용방안 - 본 연구를 통해서 도출된 ‘공기액화 에너지저장 및 활용 시스템 기술’ 기획연구 보고서는 관련 기술개발 과제 도출을 위한 기초자료로 활용
* 세부기술개발과제 공모를 위한 제안요구서(RFP)
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 액화공기 에너지저장 재생에너지 청정공기 냉방공조
영문 Liquid air Energy storage Renewable energy Clean air Air conditioning
최종보고서
최종보고서 파일 다운로드 제공
최종보고서 공기액화 에너지저장 기획_최종보고서(제출용).pdf   다운로드
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