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과제기본정보

해외건설 시장 진출을 위한 친환경 고효율 양수발전플랜트 기술개발 및 실증 기획 연구1년차

사업개요
사업개요
사업명 국토교통연구기획사업 과제번호 21RDPP-C164818-01
국가과학표준분류 1순위 에너지 자원 | 신재생에너지 | 달리 분류되지 않는 신재생에너지 적용분야 에너지
2순위 건설 교통 | 시설물 설계 해석기술 | 플랜트 실용화대상여부 비실용화
3순위 에너지 자원 | 수화력발전 | 달리 분류되지 않는 수화력발전 과제유형 개발
과제명 해외건설 시장 진출을 위한 친환경 고효율 양수발전플랜트 기술개발 및 실증 기획 연구
주관연구기관 (주)이니씽크
총괄연구 책임자 성명 이상현
소속 (주)이니씽크 직위 부대표
전화번호 02-468-4137 FAX -
총 연구기간 2021-06-15 ~ 2022-09-14
당해연도 연구기간 2021-06-15 ~ 2022-09-14

(단위:원)

년도별 비용
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
1차년도 300,000,000 0 0 0 300,000,000
과제기본정보
연구개발개요 <기획연구 필요성 및 시급성>
● 세계 주요국은 탄소중립, 친환경 등 새로운 에너지 전환 정책을 적극 추진
● 국내에서 신재생에너지 발전설비가 빠르게 확대되면서 출력 변동성 대응을 위한 대용량 에너지저장기술의 필요성 증대
● 제작 원천기술을 보유하고 있지 않아 해외 기술 의존도가 높은 문제 지속
­ 이에 따라 고장 및 사고 발생시 자재 수급이 지연되어 플랜트 운영·유지관리 시스템에 소요되는 시간과 비용이 과다한 실정
­ 또한 에너지 저장용으로의 활용도가 높은 양수발전 설비의 출력 변동성 대응 자원이 부족하여 발전 계획량과 실제 급전량의 차이가 발생하는 등 운영상의 문제 발생
● 국내 국토자원을 활용한 친환경 양수발전 기술개발을 통해 국내 기술력 향상과 더불어 산업적 파급효과로의 연계가 필요

<기획연구 내용>
● 동 기획연구는 기술개발 현황 및 환경 분석 → 기술개발 전략수립 및 사업목표 제시, 연구내용 설정 → 연구개발과제 기획의 3단계로 과업내용을 구성하고 체계적인 추진전략을 마련하여 수행
● 100MW급 친환경 고효율 양수발전 플랜트의 설계-성능검증-제작-설치-운영 및 유지관리 등 전 공정에 대한 원천기술 개발 기획을 위해 단계별 유기적인 연구 추진절차 및 기관별 연구 수행범위 분담계획 수립
최종목표 <연구개발 최종목표>
○ 정부의 탄소중립 2050 추진에 따른 신재생에너지 보급·확대 정책 지원과 신남방-신북방 국가 진출에 필요한 친환경 고효율 양수 발전플랜트 기술개발 및 실증을 위한 연구개발사업 기획

<연구개발 세부목표>
○ 재생에너지 출력변동성 흡수를 위한 분산에너지 차원에서의 소형 친환경 양수전환 기술개발로 효율적인 에너지원 활용을 모색하기 위한 사업 기획
○ “양수발전 플랜트 기술개발 및 실증” 기술개발 로드맵 수립
- (소형급) 친환경 및 분산에너지 변동성 대응을 위한 소형급 양수 발전플랜트 국산화 기술개발 요소기술 도출
- (대형급) 국내 노후 양수 현대화사업과 연계한 양수 발전플랜트 기술개발 요소기술 도출
- (해외진출) 해외시장 진출을 위한 수출전략 로드맵 수립
○ 양수발전 플랜트 연구개발 사업목표 및 사업타당성 분석
- (니즈반영) 국내 양수발전 기술수요 이슈 및 니즈분석을 통한 사업범위 확정 및 연구개발 예산·추진일정 선정
- (기술개발) 양수 발전플랜트 기술개발을 위한 소형·대형급 원천설계기술개발 추진계획 및 기술내재화 전략 수립
- (타당성분석) 국내외 정책동향 및 기술수준 분석 등 정부정책 부합성 검토
- (과제RFP 작성) 연구개발 내용 및 평가기준 설정 등 과제 공모를 위한 RFP 작성 등 기준 설정
○ 연구개발 성과물 활용방안 및 실용화 추진방안 제시
- (목표설정) 국내 실증적용을 통한 국산화 기술개발 및 양수 발전플랜트 확대적용을 통한 실용화 방안 제시
- (표준모델) 해외 양수 신규건설 및 현대화사업 시장진출을 위한 용량별 표준모델 구성 및 수출전략 수립
연구내용 및 범위 <기획연구 범위>
?? 친환경 고효율 양수 발전플랜트 기술개발 및 실증 연구의 사업 범위 제시
?? 기존 사업과의 차별성 및 연계방안 상세 분석
?? 친환경 고효율 양수 발전플랜트 기술개발 로드맵 수립
?? 친환경 고효율 양수발전플랜트 기술개발 사업 전략 수립 및 연구내용 설정
?? 사업의 개념, 개발기술, 개발의 효과 등에 관한 이해를 높이기 위한 자료 제작
?? 사업 위험요인 분석 및 대응방안 마련

<기획연구 내용>
● 동 기획연구는 기술개발 현황 및 환경 분석 → 기술개발 전략수립 및 사업목표 제시, 연구내용 설정 → 연구개발과제 기획의 3단계로 과업내용을 구성하고 체계적인 추진전략을 마련하여 수행
● 100MW급 친환경 고효율 양수발전 플랜트의 설계-성능검증-제작-설치-운영 및 유지관리 등 전 공정에 대한 원천기술 개발 기획을 위해 단계별 유기적인 연구 추진절차 및 기관별 연구 수행범위 분담계획 수립

<연구기획 내용의 범위>
□ 출력변동 대응 및 계통 안정화를 위한 대용량 에너지저장기술 도출
○ 대용량 에너지저장설비의 계통기여 특성 분석
○ 계통출력 변동성에 대응하기 위한 양수플랜트 건설지점 선정 기술개발
○ 양수 발전플랜트 전력계통기여도 및 최적 형식 분석기술 개발
○ 용량별 사업비 산출 및 경제성 평가기술 개발
□ 친환경 양수발전플랜트 건설기술 개발
○ 기존 수력발전소의 환경친화적인 양수전환기술 개발
○ 양수 발전플랜트의 지하발전소 침수방지 건설기술 개발
○ 양수 발전플랜트의 지하발전소 지하공간 최적화 건설기술 개발
○ 양수 발전플랜트의 지하발전소 내진 성능평가기법 개발
○ 양수 발전플랜트 댐 기초부, 댐 수문 정착부 내진 성능평가기법 개발
○ 지하구조물 및 수로터널 내진 성능평가기법 개발
※ 경주(규모 5.8, 2016년 9월) 및 포항(규모 5.4, 2017년 11월) 지진 등 비교적 큰 규모의 국내 지진발생으로 인해 최근 강화된 내진성능평가 기준(국토교통부/한국시설안전공단, 2019. 10)과 연계하여 양수발전 플랜트 구조물 최적 내진 성능평가기법 개발
□ 양수 발전플랜트 원천설계기술 개발 기획
○ 양수수차 국산화를 위한 설계·제작·설치·시운전 기술개발
○ 고효율 발전전동기 설계·제작·설치·시운전 기술개발
○ 양수보조설비 설계·제작·설치·시운전 기술개발
○ 양수발전 플랜트 최적 기기 배치 및 유지보수 편의성을 고려한 공간 설계
□ 양수 발전플랜트 운영기술 개발 기획
○ 양수 발전플랜트 설비운영 안전성 향상기술 개발
○ 정비·보수 편의성 향상 시공기술 개발
○ 실시간 진단 및 정비기술 개발
○ 양수­신재생 연계 운영기술 개발
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 <연구개발 최종목표>
○ 정부의 탄소중립 2050 추진에 따른 신재생에너지 보급·확대 정책 지원과 신남방-신북방 국가 진출에 필요한 친환경 고효율 양수 발전플랜트 기술개발 및 실증을 위한 연구개발사업 기획

<연구개발 세부목표>
○ 재생에너지 출력변동성 흡수를 위한 분산에너지 차원에서의 소형 친환경 양수전환 기술개발로 효율적인 에너지원 활용을 모색하기 위한 사업 기획
○ “양수발전 플랜트 기술개발 및 실증” 기술개발 로드맵 수립
- (소형급) 친환경 및 분산에너지 변동성 대응을 위한 소형급 양수 발전플랜트 국산화 기술개발 요소기술 도출
- (대형급) 국내 노후 양수 현대화사업과 연계한 양수 발전플랜트 기술개발 요소기술 도출
- (해외진출) 해외시장 진출을 위한 수출전략 로드맵 수립
○ 양수발전 플랜트 연구개발 사업목표 및 사업타당성 분석
- (니즈반영) 국내 양수발전 기술수요 이슈 및 니즈분석을 통한 사업범위 확정 및 연구개발 예산·추진일정 선정
- (기술개발) 양수 발전플랜트 기술개발을 위한 소형·대형급 원천설계기술개발 추진계획 및 기술내재화 전략 수립
- (타당성분석) 국내외 정책동향 및 기술수준 분석 등 정부정책 부합성 검토
- (과제RFP 작성) 연구개발 내용 및 평가기준 설정 등 과제 공모를 위한 RFP 작성 등 기준 설정
○ 연구개발 성과물 활용방안 및 실용화 추진방안 제시
- (목표설정) 국내 실증적용을 통한 국산화 기술개발 및 양수 발전플랜트 확대적용을 통한 실용화 방안 제시
- (표준모델) 해외 양수 신규건설 및 현대화사업 시장진출을 위한 용량별 표준모델 구성 및 수출전략 수립
<기획연구 범위>
?? 친환경 고효율 양수 발전플랜트 기술개발 및 실증 연구의 사업 범위 제시
?? 기존 사업과의 차별성 및 연계방안 상세 분석
?? 친환경 고효율 양수 발전플랜트 기술개발 로드맵 수립
?? 친환경 고효율 양수발전플랜트 기술개발 사업 전략 수립 및 연구내용 설정
?? 사업의 개념, 개발기술, 개발의 효과 등에 관한 이해를 높이기 위한 자료 제작
?? 사업 위험요인 분석 및 대응방안 마련

<기획연구 내용>
● 동 기획연구는 기술개발 현황 및 환경 분석 → 기술개발 전략수립 및 사업목표 제시, 연구내용 설정 → 연구개발과제 기획의 3단계로 과업내용을 구성하고 체계적인 추진전략을 마련하여 수행
● 100MW급 친환경 고효율 양수발전 플랜트의 설계-성능검증-제작-설치-운영 및 유지관리 등 전 공정에 대한 원천기술 개발 기획을 위해 단계별 유기적인 연구 추진절차 및 기관별 연구 수행범위 분담계획 수립

<연구기획 내용의 범위>
□ 출력변동 대응 및 계통 안정화를 위한 대용량 에너지저장기술 도출
○ 대용량 에너지저장설비의 계통기여 특성 분석
○ 계통출력 변동성에 대응하기 위한 양수플랜트 건설지점 선정 기술개발
○ 양수 발전플랜트 전력계통기여도 및 최적 형식 분석기술 개발
○ 용량별 사업비 산출 및 경제성 평가기술 개발
□ 친환경 양수발전플랜트 건설기술 개발
○ 기존 수력발전소의 환경친화적인 양수전환기술 개발
○ 양수 발전플랜트의 지하발전소 침수방지 건설기술 개발
○ 양수 발전플랜트의 지하발전소 지하공간 최적화 건설기술 개발
○ 양수 발전플랜트의 지하발전소 내진 성능평가기법 개발
○ 양수 발전플랜트 댐 기초부, 댐 수문 정착부 내진 성능평가기법 개발
○ 지하구조물 및 수로터널 내진 성능평가기법 개발
※ 경주(규모 5.8, 2016년 9월) 및 포항(규모 5.4, 2017년 11월) 지진 등 비교적 큰 규모의 국내 지진발생으로 인해 최근 강화된 내진성능평가 기준(국토교통부/한국시설안전공단, 2019. 10)과 연계하여 양수발전 플랜트 구조물 최적 내진 성능평가기법 개발
□ 양수 발전플랜트 원천설계기술 개발 기획
○ 양수수차 국산화를 위한 설계·제작·설치·시운전 기술개발
○ 고효율 발전전동기 설계·제작·설치·시운전 기술개발
○ 양수보조설비 설계·제작·설치·시운전 기술개발
○ 양수발전 플랜트 최적 기기 배치 및 유지보수 편의성을 고려한 공간 설계
□ 양수 발전플랜트 운영기술 개발 기획
○ 양수 발전플랜트 설비운영 안전성 향상기술 개발
○ 정비·보수 편의성 향상 시공기술 개발
○ 실시간 진단 및 정비기술 개발
○ 양수­신재생 연계 운영기술 개발
연구성과 기술적 기대성과 <연구개발성과 기대효과>
□ 기술적 기대 근거 제시
● (전력계통 안정화) 국내 전력계통의 안정적 주파수제어가 가능 근거 제시
● (대용량 에너지저장) 대용량 에너지를 빠르게 흡수/방출 가능한 현존하는 유일한 발전플랜트 설명 자료 제시
● (기술자립) 100% 외산기자재에 의존하던 양수 발전플랜트 분야의 기술자립, 설비진단과 고장분석 등 국산화 중요성/필요성/시급성 제시
­ 엔지니어링 수행으로 국내기업 기반운영기술 확보로 안정적 발전플랜트 운영 가능 검토 자료 제시
사회 경제적 파급효과 <연구개발성과 기대효과>
□ 정책/산업적 기대 근거 제시
● (정부 정책이행) 신재생 확대에 따른 변동성을 제어할 수 있는 백업설비 확보를 위한 정부 정책방향 부합의 근거 제시
● (해외진출) 외국 기술과 경쟁을 할 수 있는 국내 기술, 국내 Supply chain 확보 및 해외수력사업의 경쟁력 확보 근거 제시
활용방안 <연구개발성과 활용방안>
□ 사업의 타당성 및 예산확보
● ‘신남방-신북방 국가 진출을 위한 100MW급 양수발전 플랜트 기술개발 및 실증’ 연구기획의 타당성 확보를 통해 신규사업 예산확보의 근거자료로 활용
● 양수발전 플랜트 건설산업의 발전을 위한 신규 콘텐츠 발굴 및 과제화가 가능한 형태의 RFP 작성 및 로드맵, 소요예산 등의 구체적 제시를 통해 예산반영의 실행력 제고
● 양수발전의 최적 연계기술을 개발하여 향후 스마트그리드 시대에 양수발전의 역할 제고
● 양수발전 플랜트 운영기술 개발을 통한 향후 가변속양수발전 설비 도입 운영 기반 확보
□ 정부 정책 반영 및 홍보 가능
● 국내 양수발전 플랜트 소형급(100MW 이하) 설계 능력확보를 통해 신규 양수발전 플랜트 건설 추진전략을 마련하여 정부 정책에 반영
● 양수발전산업 이해관계자 및 대국민을 대상으로 기획연구 성과 홍보용 동영상 제작을 통해 ‘양수발전 플랜트 국산화 기술개발 및 실증’기획 연구결과의 이해도 제고
핵심어
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국문 에너지 저장기술 친환경 양수 발전플랜트 양수 발전플랜트 기술개발 양수 발전플랜트 실증 -
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