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최근, 전 세계적으로 급격히 증가하고 있는 이상기후와 자연재해. 그 원인이 지구 온난화에 있다는 것은 모두가 아는 사실이다. 이대로 지구의 온도가 올라가면 지금과 같은 생활을 계속하는 것이 불가능하기에, 지구 차원의 온난화 대책이 요구되고 있다.
그런 지구 온난화를 막아 탄소중립과 넷제로 실현을 위해 빼놓을 수 없는 “기후 테크”가 최근 크게 주목받고 있다.
기후테크는 기후(Climate)와 기술(Technology)의 합성어로 온실가스 감축(mitigation)과 기후적응(adaptation)에 기여함과 동시에 수익을 창출하는 모든 혁신기술을 의미한다.
기업의 탄소중립 선언과 ESG 경영 등 기후테크 산업에 대한 글로벌 투자는 확대되고 있으며, 투자 확대에 힘입어 기후테크 산업 관련 시장도 지속적으로 성장할 것으로 전망된다.
2023년 6월, 우리 정부는 녹색성장 新성장 동력인 기후테크 기업들의 성장 성공모델 창출 및 수출산업화를 위한 ‘기후테크 산업 육성전략’을 마련하였다.
기후테크 산업은 글로벌 탄소중립 투자 증가로 최근 빠르게 성장하는 추세를 보이고 있으며, 이에 우리 정부도 기후테크 기업의 성장을 지원함으로써 탄소중립 시대의 혁신기술을 확보하고, 기후테크 시장을 선점할 필요가 있다고 보았다.
정부는 ① 2030년까지 민관 합동 약 145조원 규모의 투자·R&D 지원을 통해 기후테크 분야 유니콘 기업 10개 육성 및 신규일자리 10만개 창출을 기대하고 있으며, ② 공공조달과 연계하여 초기수요를 견인하고, 공공브랜드 지원, 국제협력 강화 등 수출 지원을 통해 ’30년 수출규모 100조원 달성 추진, ③ 자발적 탄소시장 활성화, 산업분류체계 개편, 인력양성 확대 등을 통해 지속가능한 성장기반을 구축ㆍ강화할 계획이다.
이미 우리나라는 기후테크를 적극적으로 육성하기 위해 한국형 녹색분류체계(K-taxonomy)를 확립하고 핵심 산업 부문에서 민관이 협력하고 있다.
특히, 공기 중 탄소포집ㆍ저장 및 탄소 감축 기술인 ‘카본테크’, 자원순환과 저탄소원료 및 친환경 제품 개발에 초점을 둔 ‘에코테크’, 식품 생산ㆍ소비 및 작물 재배 과정 중 탄소 감축 기술인 ‘푸드테크’, 탄소관측ㆍ모니터링 및 기상정보 활용 기술인 ‘지오테크’, 재생ㆍ대체에너지 생산 및 분산화 솔루션 제공 기술인 ‘클린테크’를 기후테크 5대 핵심 분야로 선정하여 자원을 집중하고 있다.
하지만, 국내 기후테크 기술 수준은 선진국에 비해 뒤처져 있다. 기후테크 분야 10개 중 9개에서 선도적인 기술을 보유하고 있는 미국이 가장 앞서고 있으며, 이어 유럽연합(EU)의 기술 경쟁력이 높고, 일본이 그 뒤를 추격하고 있다. 국내 기후테크 기술 수준은 미국의 80% 수준에 불과한 수준으로 평가되고 있다.
이에 IRS글로벌은 기후테크 5대 분야인 “클린테크”, “카본테크”, “에코테크”, “푸드테크”, “지오테크”의 기술, 시장 동향과 연구개발 및 주요업체들의 사업전략까지 종합 정리하여 본서를 발간하게 되었으며, 모쪼록 기후테크 관련 업무에 종사하시는 모든 분께 조금이나마 도움이 되길 기대한다.
Ⅰ. 탄소중립 시대의 기후테크
1. 국내외 기후변화, 온실가스 현황
1-1. 글로벌 기후변화와 향후 전망
1) 주요 현황
(1) 지속적인 평균기온 상승
(2) 북극 해빙면적 감소
(3) 극심한 이상기후 현상 발생
(4) 경제적 피해 발생 지속
2) 분야별 전망
(1) 기온
(2) 해수면
(3) 강수량
1-2. 국내 기후변화와 향후 전망
1) 주요 현황
(1) 지구 평균 대비 더 빠른 온난화 속도
(2) 기록적인 폭우, 폭염, 겨울철 이상 고온 및 강한 한파 빈도 증가
(3) 기후변화로 인한 피해 발생
2) 분야별 전망
(1) 기온
(2) 강수량
(3) 극한 기후
1-3. 세계 온실가스 배출 현황
1) 연도별 배출 현황
2) 지역별 배출 현황
3) 분야별 배출 현황
4) 요인별 배출 현황
5) 연료별 배출 현황
1-4. 국내 온실가스 배출 현황
1) 최근 온실가스 총배출량 현황
2) 부문별 배출량 현황
2. 탄소중립 목표와 대응 전략
2-1. 탄소중립 개요
1) 탄소중립, 기후중립, 넷제로(Net-Zero), RE100, CF100 개념
(1) 탄소중립, 기후중립, 넷제로(Net-Zero) 정의
(2) RE100, CF100 정의
2) 탄소중립 배경
3) 탄소중립을 위한 에너지 믹스(MIX)
2-2. 주요국 탄소중립 목표 및 주요 전략
1) EU
(1) 탄소중립 목표
(2) 탄소중립 주요 전략
2) 미국
(1) 탄소중립 목표
(2) 탄소중립 주요 전략
3) 중국
(1) 탄소중립 목표
(2) 탄소중립 주요 전략
4) 일본
(1) 탄소중립 목표
(2) 탄소중립 주요 전략
3. 기후테크 시장 동향과 대응 전략
3-1. 기후테크 개요
1) 개념
2) 중요성
3-2. 기후테크 시장 동향과 전망
1) 기후테크 투자 규모 및 건수
2) 기후테크 분야별 투자
3) 주요국별 기술 수준과 경쟁 동향
3-3. 기후테크 유망 분야
1) 운송·모빌리티 분야
2) 에너지 분야
3) 식품ㆍ농업ㆍ토지이용 분야
4) 탄소 분야
3-4. 기후테크 산업 육성전략
1) 기후테크 산업 육성전략
(1) 추진 배경
(2) 주요내용
2) 제3차 국가 기후위기 적응 강화대책
(1) 추진 배경
(2) 주요내용
Ⅱ. 카본 기술(Carbon Tech, CCUS)
1. 국내외 CCUS 관련 정책 추진 동향과 시장 전망
1-1. 국내외 CCUS 시장 동향과 전망
1) 글로벌 시장 동향과 전망
(1) 연도별 시장규모 전망
(2) 분야별 시장 전망
(3) 지역별 시장 전망
(4) 최종 사용자 산업별 시장 전망
(5) CCS 프로젝트 동향
(6) CCS 포집 비용 동향
(7) CCS 프로젝트 투자 동향
(8) 세계 탄소배출권 거래 현황
2) 국내 시장 동향과 전망
(1) 시장 규모 전망
(2) 탄소배출권 시장
(3) 국내 산업계별 대응 동향
3) 기술 수준 평가
(1) 국가별
(2) 제품군별
1-2. 주요국별 CCUS 관련 정책 추진 동향
1) 미국
2) 유럽
3) 중국
4) 일본
5) 동남아시아
6) 한국
(1) 정책 추진 동향
(2) K-CCUS 추진단
(3) CCUS 기술 관련 지원 및 정책
(4) CCS 유망 저장소 발표
(5) CCUS 관련 법률안 국회 통과
2. CCUS 세부 분야별 연구개발 동향과 향후 과제
2-1. CO2 포집ㆍ저장(CCS)
1) 개요
2) 세부 분야별 주요 개발 동향
(1) CO2 분리 포집 기술
(2) CO2 저장 기술
3) 신기술 개발 및 기술 토픽
(1) CO2 분리 포집 기술
(2) CO2 저장 기술
4) 주목할 만한 주요 프로젝트
(1) CO2 분리 포집 기술
(2) CO2 저장 기술
5) 핵심 과학기술 과제
(1) CO2 분리 포집 기술
(2) CO2 저장 기술
6) 기타 과제
(1) CO2 분리 포집 기술
(2) CO2 저장 기술
7) 주요국별 연구개발 현황 비교
(1) CO2 분리 포집 기술
(2) CO2 저장 기술
1-2. CO2 활용
1) 개요
2) 세부 분야별 주요 개발 동향
(1) CO2 포집 기술
(2) 고체 촉매에 의한 CO2 전환 기술
(3) CO2RR
(4) 인공 광합성(광촉매)
(5) 생체 촉매
3) 신기술 개발 및 기술 토픽
(1) 고체 촉매
(2) 전기화학 반응
(3) 인공 광합성
(4) 생체 촉매
4) 주목할 만한 주요 프로젝트
5) 핵심 과학기술 과제
6) 기타 과제
7) 주요국별 연구개발 현황 비교
(1) 일본
(2) 미국
(3) 유럽
(4) 중국
(5) 한국
Ⅲ. 에코 테크(Eco Tech, 자원 순환/재활용)
1. 폐배터리 재활용 시스템
1-1. 개요
1-2. 국내외 시장 동향과 전망
1) 세계 시장
2) 국내 시장
1-3. 주요 기술개발 이슈
1) 청정생산 기술 개발
2) 전기차 산업의 新비즈니스 모델 창출
3) 실행 방안 구축
1-4. 주요업체별 기술 동향
1) 해외
2) 국내
2. 희소금속 회수 시스템
2-1. 개요
2-2. 국내외 시장 동향과 전망
1) 세계 시장
2) 국내 시장
2-3. 주요 기술개발 이슈
1) 미국
2) 유럽
3) 일본
4) 한국
2-4. 주요업체별 기술 동향
1) 해외
2) 국내
3. 자동차 및 산업기계 재제조 부품
3-1. 개요
3-2. 국내외 시장 동향과 전망
1) 세계 시장
2) 국내 시장
3-3. 주요 기술개발 이슈
1) 재제조 부품 평가기술
2) 성능 복원을 위한 기술개발
3) 대기업과 중견·중소기업 상생
3-4. 주요업체별 기술 동향
1) 해외
2) 국내
4. 화학제품 재활용 공정 및 제품
4-1. 개요
4-2. 국내외 시장 동향과 전망
1) 세계 시장
2) 국내 시장
4-3. 주요 기술개발 이슈
1) 물질 재활용 기술
2) 물질 재활용 공정 기술
3) 폐플라스틱 유화 기술
4) 재활용 화학제품 활용 기술
4-4. 주요업체별 기술 동향
1) 해외
2) 국내
5. 공장 폐열회수 및 재활용 시스템
5-1. 개요
5-2. 국내외 시장 동향과 전망
1) 세계 시장
2) 국내 시장
5-3. 주요 기술개발 이슈
1) 일반적인 폐열회수 시스템의 특징
2) 폐열을 활용할 수 있는 초임계 이산화탄소 발전시스템
3) 유기 랭킨 사이클(Organic Rankine Cycle) 발전 기술
4) 열전발전 기술을 활용한 폐열 재활용
5-4. 주요업체별 기술 동향
1) 해외
2) 국내
Ⅳ. 푸드 테크(Food Tech, 대체농업 / 대체육)
1. 대체농업(스마트팜, 식물공장)
1-1. 첨단 융복합 농업의 환경변화와 대응 동향
1) 변화하는 농업ㆍ농촌 환경변화
(1) 사회 환경의 변화
(2) 기술 환경의 변화
(3) 기후·환경의 변화
(4) 경제 환경의 변화
(5) 정책 환경의 변화
2) 국내외 농업 관련 정책 동향
(1) 국내 농업정책 동향
(2) 해외 주요국 농업정책 동향
1-2. 국내외 스마트팜 개발 동향과 전망
1) 스마트팜 정의 및 특징
(1) 스마트팜 정의
(2) 스마트팜 산업의 특징 및 구조
2) 스마트팜 기술 개발 동향과 전망
(1) 스마트팜 주요 기술
(2) 스마트팜 기술 개발 전망
3) 국내외 스마트팜 기술개발 동향
(1) 미국 동향
(2) 유럽 동향
(3) 일본 동향
4) 국내 동향
1-3. 국내외 스마트팜 분야별 기술개발 동향
1) 해외 스마트팜 분야별 기술개발 동향
(1) 시설원예
(2) 노지과수
(3) 축산
(4) 수산양식
(5) 농축수산 유통물류
2) 국내 스마트팜 분야별 기술개발 동향
(1) 시설원예
(2) 노지과수
(3) 축산
(4) 수산양식
(5) 농축수산 유통물류
1-4. 국내외 스마트팜 시장 동향과 전망
1) 글로벌 스마트팜 시장 동향과 전망
(1) 글로벌 주요국별 스마트팜 시장 동향
(2) 글로벌 스마트팜 시장 규모 및 전망
2) 국내 스마트팜 시장 동향과 전망
(1) 국내 스마트팜 산업 동향
(2) 국내 스마트팜 전체 시장 규모
(3) 국내 스마트팜 적용분야별 보급 현황
(4) 국내 스마트팜 기술분야별 시장 규모
3) 국내 스마트팜 보급사업 현황
(1) ICT 융복합 확산-스마트팜 시설 보급사업
(2) 과수분야 스마트팜 확산사업
3) 축산분야 ICT 융복합 확산사업
2. 대체육
2-1. 대체식품의 개요
1) 개념
2) 목적 및 분류
(1) 원 식재료의 입수가 곤란할 경우
(2) 음식제한자들을 위한 대체재
(3) 의외성을 목적으로 한 경우
3) 미래식품의 특징
(1) 기능성
(2) 생산성
(3) 지속가능성
(4) 편의성
4) 대체육
(1) 육류 소비 현황
(2) 대체육 개념
(2) 대체육 종류
5) 대체육 제조 과정
(1) 식물성 대체육
(2) 배양육
2-2. 국내외 대체육 시장 동향과 전망
1) 글로벌 시장 동향과 전망
2) 주요국별 시장 및 개발 동향
(1) 미국
(2) 싱가포르
(3) 이탈리아
3) 국내 시장 동향과 전망
(1) 시장 전망과 향후 과제
(2) 주요 기업별 개발 동향
4) 시장 활성화를 위한 향후 과제
(1) 지원과 규제
(2) 무혈청 배양액 개발
(3) 바이오리액터 효율화
(4) 가격
2-3. 주요국별 대체육 소비 동향
1) 조사 개요
2) 응답자의 속성
3) 식육의 소비 상황
4) 식육 대체식품의 소비 상황
5) 향후 식육 대체식품의 소비
6) 정리
2-4. 주요국별 대체육 관련 규제
1) 식품 안전의 논점
(1) 미국
(2) 유럽(EU)
(3) 싱가포르
2) 표시 규제의 논점
(1) 미국
(2) 유럽(EU)
(3) 싱가포르
Ⅴ. 지오 테크(Geo Tech, 기후변화 관측/예측)
1. 기후변화 관측 기술
1-1. 개요
1) 대기ㆍ육역 관측
2) 해양 관측
1-2. 세부 분야별 주요 개발 동향
1) 대기ㆍ육역 관측
(1) 온실가스의 지상, 항공기 관측 등
(2) 육역 생태계 데이터 등
(3) 에어로졸ㆍ구름
(4) SLCFs의 위성 관측
(5) 데이터 기반ㆍ정보 제공 시스템
2) 해양 관측
1-3. 신기술 개발 및 기술 토픽
1) 대기ㆍ육역의 관측
(1) 신종 코로나 바이러스의 만연 방지ㆍ록다운에 의한 배출량ㆍ대기 조성 변화의 정량화
(2) 극단적인 기후 현상과 대기-지표면 환경에 대한 영향 평가
2) 해양 관측
(1) 국제연합 지속 가능한 개발을 위한 국제연합 해양 과학의 10년
(2) G7 기후ㆍ에너지ㆍ환경 장관 회의
(3) Argo 프로그램이 IEEE Corporate Innovation Award를 수상
(4) 세계기상기구(WMO)가 새로운 데이터 방침 채택
(5) 기후변화에 관한 정부간 협의체(IPCC) 제6차 평가 보고회 공표
1-4. 주목할 만한 주요 프로젝트
1) 대기ㆍ육역 관측
(1) 온실가스와 단수명 성분 분석ㆍ동시 제어(GHG/AQ 통합 분석)
(2) 대기오염ㆍ온실가스의 정지 위성 관측 움직임
(3) 북극 관측 연구의 중점화와 선박 관측
(4) 항공기 관측 관련
(5) 글로벌 카본 프로젝트(GCP : Global Carbon Project)
(6) Google Earth Engine 등의 오픈된 데이터 분석 플랫폼
(7) 대류권 오존 애세스먼트(Tropospheric Ozone Assessment Report : TOAR)
(8) 글로벌 메탄 플레지
(9) 에너지의 그린화로 인한 부차적 작용에 관한 평가
2) 해양 관측
(1) GO-BGC(Global Ocean Biogeochemistry Array(국제 해양생물지구화학 어레이)
(2) Observing Air–Sea Interactions Strategy(OASIS)
(3) Deep Ocean Observing Strategy(DOOS)
(4) Synergistic Observing Network for Ocean Prediction(SynObs)
1-5. 핵심 과학기술 과제
1) 대기ㆍ육역 관측
(1) 기후변화 관측에서의 소형 센서 및 드론, 분광 기술 이용
(2) 위성 라이더에 의한 에어로졸ㆍ온실가스 관측
(3) 빅데이터 대응
(4) 인위적 GHGs 배출량 추정 재검토
(5) 하천을 통한 유출 등 각 기본 과정 해명의 필요성
(6) 각종 데이터의 통합적 분석
(7) 최신 세대의 정지 기상 위성 관찰망을 이용하는 육역 모니터링
2) 해양 관측
(1) 프로파일링 플로트 기술 향상
(2 Argo 플로트에 탑재한 CTD 센서의 다중성ㆍ대체성 확보
(3) BGC Argo 플로트에 탑재하는 생물 지구화학 센서 기술 향상
(4) 데이터 제공ㆍ활용 기술 향상
1-6. 기타 과제
1) 대기ㆍ육역 관측
(1) 장기 관측 실시 체제
(2) 관측 전용 항공기
(3) 차세대 육성
2) 해양 관측
1-7. 주요국별 연구개발 현황 비교
1) 대기ㆍ육역 관측
(1) 미국
(2) 유럽
(3) 중국
(4) 일본
(5) 한국
2) 해양 관측
(1) 미국
(2) 유럽
(3) 중국
(4) 일본
(5) 한국
(6) 기타 국가ㆍ지역
2. 기후변화 예측 기술
2-1. 개요
2-2. 세부 분야별 주요 개발 동향
2-3. 신기술 개발 및 기술 토픽
1) IPCC 제6차 평가 보고서(제1 작업부회) 공개
2) 초깃값 예측의 대규모 앙상블화
3) 실효적인 10년 규모 변화 예측과 요인 분석
4) 기동적 이벤트 애트리뷰션
5) 스토리 라인
6) 글로컬 분석과 선상 강수대(線狀降水帶)
7) 연안 해양 예측
8) 위성 관측과 모델링의 연계
9) 기계학습을 활용하는 모델의 고속화ㆍ고도화
2-4. 주목할 만한 주요 프로젝트
2-5. 핵심 과학기술 과제
1) 관측 정보를 활용하는 모델 평가 방법 확립
2) 저배출 시나리오 검토와 복합적인 지구 환경 문제
3) 연안 해양 예측의 스케일 갭
4) 빅데이터 조작
5) 프로그램 코드가 복잡해짐에 따른 유지 관리의 어려움, 계산기의 변화에 대한 대응
6) 모델 연구와 관측 연구의 상호작용
7) 오픈 데이터화에 대한 대응
8) 모델 튜닝, 기계학습과의 융합
2-6. 기타 과제
1) 모델링 업계의 인재 부족, 경력경로
2) 지속적인 기후변화 예측 체제 확립
3) 정부 기관간의 연계 체제 구축ㆍ강화
2-7. 주요국별 연구개발 현황 비교
1) 미국
2) 유럽
3) 중국
4) 일본
5) 한국
Ⅵ. 클린 테크(Clean Tech, 신재생에너지)
1. 신재생에너지 국내외 시장 동향과 전망
1-1. 세계 신재생에너지 발전 동향
1) 신재생에너지 관련 글로벌 동향과 이슈
(1) 미국 : 인플레이션 감축법(IRA)
(2) EU : 재생에너지 허가 패스트 트랙
(3) EU : 에너지 위기 대응 ‘REPowerEU’ 계획
(4) EU : 미국 IRA 대응 녹색산업 보호ㆍ활성화 계획(안)
(5) 세계자원연구소(WRI) : 태양광 투자(2030년) 로드맵
2) 세계 신재생에너지 현황 및 전망
(1) 세계 신재생에너지 시장 동향과 전망
(2) 주요국별 신재생에너지 시장 동향
(3) 주요국별 신재생에너지 전망
3) 세계 신재생에너지 투자 동향
(1) IEA, 2030년까지 청정에너지 투자 2조 달러 이상 증가 전망
(2) 글로벌 인프라 펀드(칼라일, 맥쿼리) 재생에너지 사업 투자
(3) 중국, 글로벌 재생에너지부문 43% 투자
1-2. 국내 신재생에너지 산업 실태와 정책동향
1) 국내 신재생에너지 산업현황
(1) 총괄
(2) 국내 신재생에너지 업종별 현황
2) 국내 신재생에너지 보급 현황
(1) 신재생에너지 생산량
(2) 신재생에너지 발전량 및 설비용량
3) 에너지 환경 변화에 따른 재생에너지 정책 개선방안
(1) 재생에너지 정책 현황
(2) 재생에너지 정책 평가
(3) 재생에너지 정책 방향
(4) 재생에너지 정책 과제
(5) 추진일정
4) 제10차 전력수급 기본계획 주요 내용
(1) 개요
(2) 기본 방향
(3) 전력수요 전망
(4) 발전설비 계획
(5) 발전원별 정책방향
(6) 재생에너지 백업설비 구성
(7) 발전량 전망
(8) 온실가스 배출목표 달성방안
(9) 환경 개선효과
(10) 전력계통 확충
(11) 전력시장 개선(안)
2. 신재생에너지의 주요 분야별 연구개발 동향과 향후 과제
2-1. 태양광발전
1) 개요
2) 세부 분야별 주요 개발 동향
(1) 도입 상황
(2) 태양전지 모듈과 적용 용도
(3) 열화 메커니즘
(4) 신뢰성, 안전성
(5) 운용, 보수
(6) 전력 계통에 미치는 영향
3) 신기술 개발 및 기술 토픽
(1) PSC
(2) 탄뎀형 태양전지
4) 주목할 만한 주요 프로젝트
(1) 미국
(2) 유럽
(3) 일본
5) 핵심 과학기술 과제
6) 기타 과제
7) 주요국별 연구개발 현황 비교
(1) 중국
(2) 미국
(3) 일본
(4) 유럽
(5) 한국
(6) 기타 국가ㆍ지역
2-2 풍력발전
1) 개요
2) 세부 분야별 주요 개발 동향
3) 신기술 개발 및 기술 토픽
(1) 부유식 해상 풍력발전
(2) 경질 해저 지반에서의 대직경 모노파일 기초 적용
(3) 운전 보수(O&M)
4) 주목할 만한 주요 프로젝트
(1) 부유식 해상풍력 개발
(2) 북해ㆍ발트해의 에너지섬 정비 계획(Energy Island Plan)
5) 핵심 과학기술 과제
(1) 공중 풍력발전(Airborne wind turbine)
6) 기타 과제
7) 주요국별 연구개발 현황 비교
(1) 유럽
(2) 미국
(3) 중국
(4) 일본
(5) 한국
2-3. 바이오매스
1) 개요
2) 세부 분야별 주요 개발 동향
3) 신기술 개발 및 기술 토픽
4) 주목할 만한 주요 프로젝트
5) 핵심 과학기술 과제
(1) 바이오 리파이너리
(2) 폐기물계 바이오매스 제로에미션
(3) CCU를 포함한 인공광합성
(4) 카본 리사이클 기술과 고농도 CO2 이용에 의한 바이오매스 증산 기술 확립
(5) 미세 조류 바이오연료 제조
6) 주요국별 연구개발 현황 비교
(1) 바이오매스 전반
(2) 미세 조류
