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과제기본정보

소형항공기용 수소연료전지 기반 추진시스템 인증체계 개발 기획1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통연구기획사업 과제번호 21RDPP-C165303-01
국가과학표준분류 1순위 원자력 | None | None 적용분야 제조업(자동차 및 운송장비)
2순위 보건·의료 | None | None 실용화대상여부 비실용화
3순위 화학공정 | 촉매제조 기술 | None 과제유형 기초
과제명 소형항공기용 수소연료전지 기반 추진시스템 인증체계 개발 기획
주관연구기관 한국항공대학교산학협력단
총괄연구 책임자 성명 배재성
소속 한국항공대학교산학협력단 직위 rytn
전화번호 031-932-0341 FAX 02-300-0495
총 연구기간 2021-09-24 ~ 2022-07-23
당해연도 연구기간 2021-09-24 ~ 2022-07-23

(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 (1) 목적 및 목표
○ 본 연구는 우리나라 탄소중립 항공산업 분야 선도 및 활성화 도모를 목적으로 소형항공기용* 수소연료전지기반 추진시스템에 대한 국제 수준에 부합하는 인증체계 및 시험인프라를 구축하는 연구개발사업의 체계적인 기획을 목표로 함
* 소형항공기: 승객좌석이 19인승 이하이고 최대이륙중량이 8,618kg(19,000lb) 이하인 항공기
○ ’23년 사업 착수를 목표로 국가연구개발사업 예산 신청을 위한 ‘기획보고서’를 기초로 제안요청서(RFP), 사전타당성 검토(안), 전략계획서 등을 주요 산출물로 도출할 계획
- (기획보고서) 국가연구개발사업으로 추진하기 위한 체계적인 기획 과정과 결과, 항공 분야 수소연료전지 추진시스템 및 이를 적용한 소형항공기의 인증체계·시험인프라 구축에 대한 구체적인 계획을 포함하는 기획보고서
? (사업 설명자료) 총괄기획위원회, 공청회, 예산 설명 대응 등을 위한 발표 자료로 발주기관 요청에 따른 양식(hwp/ppt) 및 서식에 맞추어 정리할 계획이며, 이는 최종 산출물에 포함하여 제출할 계획
- (제안요청서) 사업착수 시 신속하게 사업 목적 및 목표에 부합하는 세부과제를 공모할 수 있도록 기술개발의 범위, 요구사항 등을 포함한 과제 제안요청서
- (사전타당성 검토(안)) 정부 연구개발사업으로서의 추진 타당성과 합리성, 경제성 등을 검토하기 위하여 사전에 “예비타당성조사” 기준에 부합하는 항목에 따라 과학기술적·정책적·경제적 타당성 등을 분석한 참고 자료
- (전략계획서) ’21년부터 국가연구개발성과평가에 적용된 ‘전략계획서 검토’(舊 성과목표·지표점검) 대응을 위하여, 지침에 따라 정리한 전략계획서
(2) 연구수행범위
○ 시간적 범위: 2021년 09월 ~ 2022년 06월까지 (10개월)
○ 내용적 범위
① (부품/시스템) 항공용 수소연료전지 부품/추진시스템의 안정성 분석을 통한 인증체계*(안) 구축 기획
* 항공기 기술기준, 특수기술기준, 기술표준품 표준서, 산업표준(Consensus Standards) 등
- 수소연료전지의 핵심 부품*/추진시스템에 대한 해외 인증 동향 조사·분석
* 핵심부품: 스택, BOP(Balance of Plant) 및 수소저장탱크 등
- 안정성 분석, 시험 등을 통한 수소연료전지 추진시스템의 불안전 요소 식별, 안전 권고사항 및 평가방안
- 수소연료전지 추진시스템 인증을 위한 인증기준(안) 및 적합성 검증방안
② (항공기) 수소연료전지 장착 소형항공기의 안정성분석을 통한 인증기준(안) 도출방안 기획
- 수소연료전지 장착 항공기에 대한 해외 인증 동향 조사·분석
- 안정성 분석, 시험 등을 통한 수소연료전지 장착 항공기의 불안전 요소 식별, 안전 권고사항 및 평가방안
- 수소연료전지 장착 항공기 인증을 위한 인증기준(안)* 및 적합성 검증방안
* 수소연료전지 장착 항공기 인증을 위한 특수기술기준(안) 등
③ (인프라) 수소연료전지 추진시스템 및 장착항공기 분석/시험을 위한 인프라 구축 및 운영 방안 기획
- 수소연료전지 부품/추진시스템 관련 시험/인증 인프라* 구축 및 운영방안
* 부품 : 연료전지스택, 수소탱크, 수소충전시설 등 핵심부품 인증시험 장비 등 추진시스템 : 연료전지시스템 종합시험시설, 추진시스템 통합시험 시설 등
④ (실용화 전략(국제협력)) 국제협력을 통한 인증기준 및 적합성 검증 절차 개발방안 기획
- 국제항공산업표준단체(RTCA, EUROCAE 등), 항공전문연구기관(NASA, NLR 등)등과의 협렵체계 구축 및 활용방안 도출
- 해외 감항당국(FAA, EASA 등) 협력 및 국제공동인증과제 수행방안 도출
최종목표 ○ 본 연구는 수소연료전지 추진시스템 및 이를 적용한 수소항공기에 대해 국제적 수준에 부합하는 인증체계(기술기준, 시험·평가절차 및 인프라, 시험인증 등)를 구축하는 사업 기획을 최종목표로 함
○ 연구개발기간 : 2021. 09. 01 ~ 2022. 06. 30. (10개월)
○ 연구개발비 : 1.5 억원
○ 연구개발 범위
- 기술개발 동향 및 수요조사 실시
? 전기추진 및 수소연료전지 기반 소형 항공기의 인증체계 관련 환경 및 동향 분석
? 수소연료전지 기반 추진시스템 기술동향 심층 분석
? 해당 기술의 정의 및 기술개발 범위 제시
? 기술수요조사 실시
- 기술개발 전략 수립 및 연구내용 설정
? 해당 기술에 대한 비전 및 목표 제시를 통한 기술개발 전략 수립
? 기술수요조사를 바탕으로 한 연구개발 후보과제 우선순위 도출
? 연구개발 후보과제 카드 작성
- 연구개발과제 기획 및 기획보고서 작성
? 연구과제의 연구목표 및 범위 설정
? 세부과제 도출 및 RFP 작성
? 연구목표 달성을 위한 추진방안/성과분석, 검증방안 제시
? 사전타당성 검토 및 ‘전략계획서’ 작성
연구내용 및 범위 - 주관연구개발기관(한국항공대학교) : 수소연료전지 추진시스템 적용 소형항공기 관련 인증체계 현황 및 동향 분석, 인증체계(기술기준, 시험절차, 법령(안) 등) 및 시험인프라 등의 핵심요소 도출 및 이의 구축을 위한 상세기획을 담당
? 수소연료전지 장착 항공기 비행 시스템 분석 : 국내·외 수소연료전지 기반 항공기의 일반적인 구조 및 개념에 대한 분석
? 수소연료전지 장착 항공기에 대한 해외 인증기준 동향 조사ㆍ분석 : 국내·외 수소연료전지 기반 항공기에 대한 인증 사례 및 동향 분석
? 수소연료전지 장착 항공기 인증을 위한 인증기준(안) 및 적합성 검증방안 도출 기획 : 해외 항공 선진국(미국, 유럽 등) 수소연료전지 기반 소형항공기 인증기준(안) 및 적합성 검증방안 분석
- 공동연구개발기관(한국에너지기술연구원) : 항공용 수소연료전지 부품 및 추진시스템에 대한 기초 분석 및 해외 인증동향 분석, 불안전 요소 식별 및 권고사항·평가방안 도출 등을 통한 인증기준(안) 도출 및 시험/인증인프라 구축·운영계획 수립을 담당
? 항공용 수소연료진지 기반 전기추진 시스템의 분석: 국내·외 수소연료전지 기반 항공기의 일반적인 구조 및 개념에 대한 분석
? 모빌리티용 수소연료전지 핵심 부품에 대한 해외 인증 동향 조사·분석: 항공용 수소연료전지 핵심부품에 대한 국내·외 인증 사례 및 동향 분석(항공용 인증사례가 부족할 경우, 다른 모빌리티용 수소연료전지 부품에 대한 사례 분석)
? 항공용 수소연료전지 핵심 부품의 불안전 요소 식별, 안전 권고사항 및 평가방안 도출 기획: 수소연료전지 핵심부품의 고장사례 분석을 바탕으로 항공용 수소연료전지 핵심 부품의 불안전 요소 식별 및 이에 대한 평가방안 도출
? 항공용 수소연료전지 시스템 인증을 위한 인증기준(안) 및 적합성 검증방안 도출 기획: 기타 모빌리티용 수소연료전지 시스템 인증사례를 참조하여 항공용 수소연료전지 시스템의 적합성 검증 방안 및 인증기준(안) 도출 기획
? 수소연료전지 부품 및 시스템 관련 시험/인증 인프라 구축 및 운영방안 기획: 해외 사례 및 국내 자동차용, 건물용 수소연료전지 시험/인증용 인프라 구축 결과를 참조하여 항공용에 적합한 구축/운영 방안 도출 전략 확보
- 공동연구개발기관(와이젠글로벌) : 기획 대상 사업의 전체 논리 구성 및 추진 타당성 확보를 위한 기초 조사 분석 및 타당성 검토, 구체적인 연구개발계획 등을 포함한 기획보고서 작성을 담당
? (이슈/문제 확립) 항공 분야 수소연료전지 부품 및 추진시스템, 이를 적용한 수소항공기 관련 미래 전망, 국내외 정책, 시장·산업, 기술 동향 분석 등을 통해 이슈 및 문제점을 도출 및 확립
? (사업 기본설계) SWOT/STP/ERRC 등 사업 기본방향 설정을 위한 분석 툴을 바탕으로 사업의 전략 방향, 비전 및 목표 설정, 성과목표/지표 설계, 중점추진 분야 및 세부과제 도출 등 수행
? (세부활동 상세기획) 중점추진분야별 기초조사 분석 및 세부 목표 도출, 연차별 연구개발 계획 및 인력, 예산 등 자원 투입 계획을 포함한 세부활동 기획 수행 지원
? (사전타당성 검토) 예비타당성조사 대상사업 선정 및 본예타의 심의 기준에 준거하여 과학기술적, 정책적, 경제적 타당성을 분석하고, 동 사업 추진에 따른 기대효과를 정리
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 - (주관연구기관: 한국항공대학교) 수소연료전지를 적용한 소형항공기(이하 수소항공기)의 인증기준(안) 및 적합성 검증을 위한 구체적인 연구개발계획 및 인프라 구축·운영 계획의 수립
- (공동연구기관: 한국에너지기술연구원) 수소연료전지 부품 및 추진시스템의 인증기준(안) 및 적합성 검증을 위한 구체적인 연구개발계획 및 인프라 구축·운영 계획의 수립
- (공동연구기관: 와이젠글로벌) 사업의 전체 논리 구성 및 추진 타당성을 확보하고, 구체적인 연구개발계획을 포함한 수소연료전지 추진시스템 및 수소항공기 개발 사업 기획
- (주관연구기관: 한국항공대학교)
? 국내외 현황 및 동향 자료조사
? 수소연료전지 장착 항공기 비행시스템 분석
? 수소연료전지 장착 항공기에 대한 해외 인증기준 동향 조사분석
? 수소연료전지 장착 항공기 인증을 위한 인증기준(안) 및 적합성 검증 방안 도출 기획
? 총괄 보고서 작성 및 취합
- (공동연구기관: 한국에너지기술연구원)
? 국내외 현황 및 동향 자료조사
? 항공용 수소연료전지 기반 전기 추진 시스템의 분석
? 모빌리티용 수소연료전지 핵심 부품에 대한 해외 인증 동향 분석
? 항공용 수소연료전지 핵심 부품의 불안전 요소 식별, 안전 권고사항 및 평가방안 도출 기획
? 항공용 수소연료전지 시스템 인증을 위한 인증기준(안) 도출 기획
? 수소연료전지 관련 시험/인증 인프라 구축 및 운영방안 기획
- (공동연구기관: 와이젠글로벌)
? 항공분야 국제기구 및 미래 전망 등 트렌드 분석
? 항공분야 수소연료전지 추진 시스템 관련 정책, 시장/산업, 기술동향 분석 수행
? 유관 기술수준 및 역량 진단
? 사업 논리모형 설계
? 사업 구성 및 비전체계(안) 도출
? 사전타당성 분석 수행 및 전략 계획서 도출
연구성과 기술적 기대성과 - 항공산업 후발국으로 국내외 기술수준 측면에서 우리나라의 항공기 제작 및 인증기술은 미국의 61% 수준으로 10년 이상의 기술격차를 보이는 것으로 조사되고 있음. 수소연료전지 기반 소형 항공기는 기술적 파급효과는 높으나 신성장 기술로 안전성 확보를 위한 관련 인증기술 및 체계를 새로 정립하고 있는 영역으로 국제적 발전 방향과 함께 국내 수소연료전기 기반 추진시스템 장착 항공기 인증ㆍ시험인프라를 구축함으로써 국내 인증체계의 선진화 및 세계 경쟁력 확보
- 수소연료전지 추진시스템 산업은 비행체 뿐만 아니라 다양한 분야에서의 활용가치가 높으므로 인증체계 및 인증기준(안) 수립을 통하여 항공분야 발전을 위한 기반 마련
사회 경제적 파급효과 ○ 경제적ㆍ산업적 측면
- 산업 고도화 및 인구 증가 등으로 세계 에너지 수요가 급증함에 따라 화석연료 에너지의 고갈이 예측되며, 에너지 자원 빈국에서 에너지 기술 강국으로 도약하여 안정된 에너지원을 확보할수 있을 것으로 예상
- 수소연료전지 추진시스템 시험인프라는 타 산업(자동차, 이동형 모빌리티 등)에 활용 가능함에 따라 확대 및 새로운 시장 증대 및 경쟁력 확보 가능
○ 사회적 측면
- 온실가스 감축을 위한 전세계의 규제 및 정책 지원 강화로 인하여 화석연료 중심의 에너지 시스템에서 벗어나 수소를 에너지원으로 활용함으로써 온실가스 및 미세먼지 저감에 기여 가능
- 수소연료전지 기반 도심항공교통(UAM)을 위한 확장성을 고려한 인프라 활용 가능
활용방안 ○ 소형항공기용 수소연료전지기반 추진시스템 인증·시험인프라 구축 기획 과제 수행을 통해 도출될 각 분야별 연구결과들은 국내 수소연료전지 추진시스템 장착 항공기에 대한 인증 체계 개발 및 발전을 위해 활용 가능할 것으로 판단됨
- 국토교통부의 항공기 인증 법령 및 제도를 국제적 수준에 부합하도록 선도화하고 항공안전에 대한 국제적 신인도 제고에 기여
- 국제적인 수소연료전지기반 추진시스템 장착 소형 항공기 인증기준 동향 분석 연구를 통하여 항공기 인증 전문기관의 수소연료전지기반 추진시스템 장착 소형 항공기 인증 역량 확보를 위한 기반 마련
- 우리나라 감당항국의 미연방항공청과 아시아태평양지역 UCWG(Unmanned Aircraft Certification Working Group) 활동 지원을 통하여 FAA, NZ CAA, JCAB 등 해외 감항당국 간의 긴밀한 협조 체계를 유지하여 국가 간 항공안전협정 확대 및 체결 기반 조성
- 국제 수준에 부합하는 수소연료전지기반 추진시스템 장착 소형 항공기 인증ㆍ시험인프라를 마련하여 국내 소형항공기 산업 활성화 조성
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 수소연료전지 추진시스템 항공기 인증 시험인프라
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