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과제기본정보

탄소 상쇄형 친환경 철도차량 제작 및 재활용 기술개발 기획1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통연구기획사업 과제번호 21RDPP-C164794-01
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 철도교통기술 | 철도차량기술 적용분야 환경
2순위 환경 | 폐기물 관리 자원순환 | 폐기물 자원화기술 실용화대상여부 비실용화
3순위 환경 | 폐기물 관리 자원순환 | 폐기물 감량 관리기술 과제유형 응용
과제명 탄소 상쇄형 친환경 철도차량 제작 및 재활용 기술개발 기획
주관연구기관 한국철도기술연구원
총괄연구 책임자 성명 이철규
소속 한국철도기술연구원 직위 실원
전화번호 031-460-5000 FAX 031-460-5814
총 연구기간 2021-06-07 ~ 2022-04-06
당해연도 연구기간 2021-06-07 ~ 2022-04-06

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
1차년도 150,000,000 0 0 0 150,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 ○ 철도차량은 자동차에 비해 다양한 부품 및 소재로 구성되어 있음에도 불구하고, 국내 철도 운영기관에서는 기대수명(구, 사용내구연한) 경과 이후 폐기단계에서 단순 고철매각만을 진행하고 있어 무분별한 폐기로 인한 환경문제가 대두됨에도 제작업체에서 철도차량의 재활용률에 대한 고려가 없으며, 해당 국가 R&D 사업이 전무한 실정임.
- 유럽은 철도차량의 재활용률 평가 및 향상을 위한 기술개발에 대한 투자를 2000년대 이후 꾸준히 지속적으로 확대하고 있으며, 국내에서도 탄소중립, 자원순환 등의 환경 이슈가 국민 체감형 주제로 철도차량의 재활용률 확보에 관한 연구가 시급히 추진해야 빠른 시일 내에 선진국 기술수준에 도달하여 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 판단됨.
- 철도는 사회기반시설로 중요한 대중교통수단이며, 국민의 삶과 밀접한 연관성을 가지고 있음에 환경성 측면에서 민간의 투자를 장려하고, 국제 수준에 부합하여 수출 시장 개척 및 재활용 관련 산업 일자리 창출을 위해서는 국가가 주도하고 민간이 참여하는 방식으로 추진하는 것이 초기 기술 장벽 극복 및 저변 확대를 위해 타당하다고 판단됨.
최종목표 ○ 탄소상쇄형 친환경 철도차량 제작 및 재활용 기술개발 과제 기획
- ISO 21106 등에 적합하도록 설계단계에서 자원순환을 고려한 친환경 철도차량 제작 및 재활용 기반구축을 통한 철도차량분야 탄소상쇄기술 기획
- 탄소상쇄형 친환경 철도차량 설계, 제작, 인증분야 기술개발 항목 도출
- 철도차량 재활용률 관련 환경성능인증 등 법/제도 개선 요소기술 개발항목 도출
- 철도차량 친환경 해체회수 및 up-cycling 등 요소기술 개발항목 도출
연구내용 및 범위 □ 1단계: 기술개발 동향 및 수요조사 실시, 기술 정의 및 사업추진계획 수립
ㅇ (기술의 정의 및 범위) 탄소상쇄형 친환경 철도차량 제작 및 재활용 기술개발 범위 정의
- 탄소상쇄형 친환경 철도차량 설계·제작·인증 기술 정의 및 범위를 세분화하여 제시
ㅇ (이슈 및 니즈 분석) 탄소상쇄형 친환경 철도차량 제작 및 재활용 기술 관련 국내외 동향 및 환경 분석
- 국ㆍ내외 시장, 정책, 기술, 환경 및 특허 동향 분석
* 국내?외 관련 연구개발, 기술적용 현황 및 관련 국내외 표준, 기술기준 분석
- 국내 수요처 의견수렴 및 시장 요구사항 분석
* 국토부, 환경부 정책, 지자체 및 철도운영자, 철도시설관리자, 철도차량/철도용품 제작사, 철도차량/철도용품 형식승인 검사기관 등 관계기관 수요조사 및 의견수렴
□ 2단계 : 기술개발 전략 수립 및 연구내용 설정
ㅇ 탄소상쇄형 친환경 철도차량 제작 및 재활용 기술개발 전략 수립 및 연구내용 설정
- 비전 및 목표 제시를 통한 개발, 검증 전략 수립
· 기술예측ㆍ수요ㆍSWOT 분석 등을 통한 중점분야 도출 및 전략방향 정립
- 철도차량 친환경 회수 및 탄소상쇄 기술 정의 및 범위를 세분화하여 제시
- 재활용 소재의 철도차량 적용방안 등 제시
ㅇ 연구개발 후보 과제 우선순위 도출
- 중점 추진분야별 개발, 검증 후보과제 선정 및 우선순위 도출
- 후보과제 도출 및 과제별 추진체계(연구단, 일반과제 등) 설정
· 개발, 검증의 시급성, 진보성, 파급효과 및 경제적 효과를 고려하여 과제를 도출하고, 과제 간 연계 및 중복 여부 등 종합검토
· 후보과제별 기술유형(기초ㆍ원천, 응용, 실용화, 사업화 등), 성과유형(시작품, 시제품, S/W, 표준, 기준ㆍ지침 등) 제시
ㅇ 연구개발 후보과제별 과제카드 작성
- 연구개발 목표, 기술개발 및 산업/시장 동향, 기존기술 활용방안, 연구개발 필요성, 주요 연구내용, 정부지원 타당성, 기술확보 전략, 과제 규모, 최종성과물 및 활용방안 등
- 후보과제별 연구유형(기초ㆍ원천, 응용, 실용화, 사업화 등), 성과물 유형(시작품, 시제품, S/W, 기준ㆍ지침, 정책 제안, 표준제안 등), 시장경쟁력 확보방안, 실용화방안, 목표 TRL 단계, 제도개선 사항 등 제시

□ 3단계 : 연구개발 과제 기획
ㅇ 연구개발 목표 및 범위 설정
- 목표 및 연구범위 설정(정량적이고 구체적인 목표 설정)
- 연구범위 및 핵심과제 설정(아래의 연구범위에 대해서 실현가능한 수준을 고려한 구체적 개발, 검증 범위 및 방법 등 설정)
* 기술개발의 정의 및 추진체계 수립
ㅇ 세부과제(핵심 요소기술) 도출 및 연구내용 설정
- 세부과제 연차별ㆍ단계별 개발, 검증 로드맵 및 성과 로드맵 제시
· 세부과제의 중요도를 평가하여 우선순위 선정(중요도 평가 시 정량적 평가기준 제시)하고 이를 개발, 검증 로드맵에 반영
· 개발기술의 성숙도(TRL) 및 핵심기술요소 설정
· 세부과제별 성과목표(정량적, 정성적) 및 성과지표(필수지표 포함) 설정
- 과제구성에 따른 인력투입계획 및 소요예산 산정
· 연차별ㆍ단계별 예산산출 근거를 구체적으로 제시하고, 소요예산 적정성 검토(정부투자규모 대비 민간투자규모 수준 제시)
- 연구개발 목표 달성을 위한 추진방안 수립
- 성과물에 대한 활용방안 및 실용화 추진방안 제시
ㅇ 연구목표 달성을 위한 추진방안 수립
- 기존 기술ㆍ인프라 등의 활용 및 연계방안 수립
- 컨소시엄 형태 등 최적 연구추진체계 제안
ㅇ 성과물에 대한 활용방안 및 실용화 추진방안 제시
- 성과분석 및 검증방안 제시
* 핵심성과별 목표달성 여부를 판단할 수 있는 질적 성과점검(측정) 기준 및 측정방법 제시
- 제도ㆍ정책 활용, 현장 적용, 시범사업 등 구체적인 실용화 방안
- 관련제품/기술의 해외시장 진출전략
ㅇ 사전타당성 검토
- (정책적 타당성) 국가 전략적 중요성, 상위계획과의 부합성, 개발, 검증 추진상의 위험요인과 대응 방안 등에 대한 검토
- (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
ㅇ 과제공모를 위한 RFP 작성 및 평가기준 설정
- 연구개발 목표와 내용, 추진전략 등을 바탕으로 본 과제를 공모하기 위한 RFP 작성
- 연차별 평가를 위한 성과목표ㆍ지표ㆍ마일스톤의 설정, 평가방법 및 기준 설정
ㅇ ?제4차 국가연구개발 성과평가 기본계획(’21~’25)?에 따른 사업평가를 위해 ‘전략계획서’ 작성
- 사업기획의도-수행내용-성과 간 연계성 확보를 위해 도출된 예산규모에 따라 사업 기획내용을 반영하여 작성(별도 서식)
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 ○ 탄소상쇄형 친환경 철도차량 제작 및 재활용 기술개발 과제 기획
- ISO 21106 등에 적합하도록 설계단계에서 자원순환을 고려한 친환경 철도차량 제작 및 재활용 기반구축을 통한 철도차량분야 탄소상쇄기술 기획
- 탄소상쇄형 친환경 철도차량 설계, 제작, 인증분야 기술개발 항목 도출
- 철도차량 재활용률 관련 환경성능인증 등 법/제도 개선 요소기술 개발항목 도출
- 철도차량 친환경 해체회수 및 up-cycling 등 요소기술 개발항목 도출
□ 1단계: 기술개발 동향 및 수요조사 실시, 기술 정의 및 사업추진계획 수립
ㅇ (기술의 정의 및 범위) 탄소상쇄형 친환경 철도차량 제작 및 재활용 기술개발 범위 정의
- 탄소상쇄형 친환경 철도차량 설계·제작·인증 기술 정의 및 범위를 세분화하여 제시
ㅇ (이슈 및 니즈 분석) 탄소상쇄형 친환경 철도차량 제작 및 재활용 기술 관련 국내외 동향 및 환경 분석
- 국ㆍ내외 시장, 정책, 기술, 환경 및 특허 동향 분석
* 국내?외 관련 연구개발, 기술적용 현황 및 관련 국내외 표준, 기술기준 분석
- 국내 수요처 의견수렴 및 시장 요구사항 분석
* 국토부, 환경부 정책, 지자체 및 철도운영자, 철도시설관리자, 철도차량/철도용품 제작사, 철도차량/철도용품 형식승인 검사기관 등 관계기관 수요조사 및 의견수렴
□ 2단계 : 기술개발 전략 수립 및 연구내용 설정
ㅇ 탄소상쇄형 친환경 철도차량 제작 및 재활용 기술개발 전략 수립 및 연구내용 설정
- 비전 및 목표 제시를 통한 개발, 검증 전략 수립
· 기술예측ㆍ수요ㆍSWOT 분석 등을 통한 중점분야 도출 및 전략방향 정립
- 철도차량 친환경 회수 및 탄소상쇄 기술 정의 및 범위를 세분화하여 제시
- 재활용 소재의 철도차량 적용방안 등 제시
ㅇ 연구개발 후보 과제 우선순위 도출
- 중점 추진분야별 개발, 검증 후보과제 선정 및 우선순위 도출
- 후보과제 도출 및 과제별 추진체계(연구단, 일반과제 등) 설정
· 개발, 검증의 시급성, 진보성, 파급효과 및 경제적 효과를 고려하여 과제를 도출하고, 과제 간 연계 및 중복 여부 등 종합검토
· 후보과제별 기술유형(기초ㆍ원천, 응용, 실용화, 사업화 등), 성과유형(시작품, 시제품, S/W, 표준, 기준ㆍ지침 등) 제시
ㅇ 연구개발 후보과제별 과제카드 작성
- 연구개발 목표, 기술개발 및 산업/시장 동향, 기존기술 활용방안, 연구개발 필요성, 주요 연구내용, 정부지원 타당성, 기술확보 전략, 과제 규모, 최종성과물 및 활용방안 등
- 후보과제별 연구유형(기초ㆍ원천, 응용, 실용화, 사업화 등), 성과물 유형(시작품, 시제품, S/W, 기준ㆍ지침, 정책 제안, 표준제안 등), 시장경쟁력 확보방안, 실용화방안, 목표 TRL 단계, 제도개선 사항 등 제시

□ 3단계 : 연구개발 과제 기획
ㅇ 연구개발 목표 및 범위 설정
- 목표 및 연구범위 설정(정량적이고 구체적인 목표 설정)
- 연구범위 및 핵심과제 설정(아래의 연구범위에 대해서 실현가능한 수준을 고려한 구체적 개발, 검증 범위 및 방법 등 설정)
* 기술개발의 정의 및 추진체계 수립
ㅇ 세부과제(핵심 요소기술) 도출 및 연구내용 설정
- 세부과제 연차별ㆍ단계별 개발, 검증 로드맵 및 성과 로드맵 제시
· 세부과제의 중요도를 평가하여 우선순위 선정(중요도 평가 시 정량적 평가기준 제시)하고 이를 개발, 검증 로드맵에 반영
· 개발기술의 성숙도(TRL) 및 핵심기술요소 설정
· 세부과제별 성과목표(정량적, 정성적) 및 성과지표(필수지표 포함) 설정
- 과제구성에 따른 인력투입계획 및 소요예산 산정
· 연차별ㆍ단계별 예산산출 근거를 구체적으로 제시하고, 소요예산 적정성 검토(정부투자규모 대비 민간투자규모 수준 제시)
- 연구개발 목표 달성을 위한 추진방안 수립
- 성과물에 대한 활용방안 및 실용화 추진방안 제시
ㅇ 연구목표 달성을 위한 추진방안 수립
- 기존 기술ㆍ인프라 등의 활용 및 연계방안 수립
- 컨소시엄 형태 등 최적 연구추진체계 제안
ㅇ 성과물에 대한 활용방안 및 실용화 추진방안 제시
- 성과분석 및 검증방안 제시
* 핵심성과별 목표달성 여부를 판단할 수 있는 질적 성과점검(측정) 기준 및 측정방법 제시
- 제도ㆍ정책 활용, 현장 적용, 시범사업 등 구체적인 실용화 방안
- 관련제품/기술의 해외시장 진출전략
ㅇ 사전타당성 검토
- (정책적 타당성) 국가 전략적 중요성, 상위계획과의 부합성, 개발, 검증 추진상의 위험요인과 대응 방안 등에 대한 검토
- (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
ㅇ 과제공모를 위한 RFP 작성 및 평가기준 설정
- 연구개발 목표와 내용, 추진전략 등을 바탕으로 본 과제를 공모하기 위한 RFP 작성
- 연차별 평가를 위한 성과목표ㆍ지표ㆍ마일스톤의 설정, 평가방법 및 기준 설정
ㅇ ?제4차 국가연구개발 성과평가 기본계획(’21~’25)?에 따른 사업평가를 위해 ‘전략계획서’ 작성
- 사업기획의도-수행내용-성과 간 연계성 확보를 위해 도출된 예산규모에 따라 사업 기획내용을 반영하여 작성(별도 서식)
연구성과 기술적 기대성과 ○ 글로벌 철도시장에서 요구하는 전과정 환경성능 향상 및 정량적인 환경성 제시로 환경 수출경쟁력 강화 등 지속 가능한 철도 기술확보
○ 국내 최초 철도차량의 친환경 해체 및 자원회수 관련 기술개발을 선도하고, 향후 재활용률이 우수한 친환경 철도차량 제작 유도
사회 경제적 파급효과 ○ 철도차량의 설계단계에서부터 재활용률을 반영하고, 폐기단계의 매립을 최소화함으로써 순환 경제 달성을 통한 환경·경제적 수익 창출에 기여
활용방안 ○ 철도차량의 자원순환을 기반으로 발생하는 폐기물 문제를 해결하고, 국토교통 2050 탄소중립 로드맵 수립에 있어서 교통부문의 탄소중립 목표 달성에 활용
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 탄소상쇄 재활용 자원순환 폐철도차량 친환경 설계
영문 Carbon offset Recycling Resource circulation End-of-life railcar Ecodesign
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