| 기후변화대응 관련 유망 환경 신기술 개발 동향과 향후 전망 | |
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| 발간일 | 2021년 07월 15일 |
| 발간사 | IRS Global |
| 규격 | A4/558 페이지 |
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신종 코로나 바이러스(COVID-19) 팬데믹은 우리 인류 사회의 다양한 측면에 영향을 미치고 있다. 특히 사회 경제 활동의 억제ㆍ정체 상태는 심각하지만, 한편 이에 따라 인위적 온실가스(GHG) 배출량이 일시적으로 감소할 것으로 전망되고 있다. 그러나 불행히도 그 감소량은 원래의 배출량 전체에서 보면 극히 일부에 불과하며, 이 고난의 시기에 있어서도 파리 협정의 목표 달성을 위한 노력이 지속적으로 요구되고 있다.
최근 개최된 주요 7개국(G7) 정상회의에서는 온실가스 감축을 통한 지구 평균기온 상승을 1.5°C로 제한하기 위해 2050 탄소중립 목표의 구체적 이행방안, 특히 탈석탄과 청정ㆍ재생에너지 확대 방안을 논의했다.
G7의 기후ㆍ환경 장관 회의에서는 중국 등 주요 온실가스(GHG) 배출국을 포함한 G7 이외 국가에 탄소배출 감축목표(NDC)의 강화를 요구하고, 석탄 화력 발전에 대한 국제 공공 지원 전폐를 위한 구체적인 방안을 2021년 내에 강구하는 등의 사안에 합의했다.
하지만, 기술적 또는 제도적 우위를 둘러싼 국가 간 경쟁도 격화되고 있다. GHG 배출의 실질 제로(Net Zero Emission) 소위 탄소 중립 사회로의 이행을 달성하기 위해 사회를 구성하는 다양한 요소를 근본적으로 수정해 나갈 필요가 있다. 그것은 매우 어려운 도전인 동시에 새로운 기회이기도 하다. 이 새로운 기회의 혜택을 받거나 이행에 따른 손실을 최대한 방지하기 위해 각국은 전력을 다하고 있다.
기후변화 완화와 적응에 대한 노력 이외에도 기후변화가 심화되고 있는 자연 재해에 대응하는 인간 활동에 따라 초래되는 다양한 환경 부하와 생물 다양성의 손실에 대한 대응 등 세계가 직면하고 있는 중요한 과제도 많다.
앞서 언급한 COVID-19는 사회 경제 활동의 변화 및 에너지 수급 균형에 미치는 영향뿐만 아니라 우리를 둘러싼 주변의 환경과도 깊은 관계를 가지고 있다. 감염 확대에 관해서는 우리 주변에 있는 다양한 물건(환경 표면)을 통해 감염될 수 있는 리스크를 어떻게 관리 하느냐가 코로나 일상 중 중요한 관점이 되고 있다. 또한 실내 환경에서 환기 및 공조 등과의 관련성도 중요한 과제이다. 감염 확대의 감지 내용은 하수 역학이라는 새로운 움직임도 있으며, 또는 보다 광역 규모에서의 감염 확산에 대한 분석과 도시와 교외의 역할 등 도시 본연의 자세 재검토 등 다양한 관점에서 환경과 감염과의 연관성을 탐구하는 움직임도 일고 있다.
이에, 우리 정부도 전 지구적 환경문제의 해결과 21세기 신 환경 경제시대에 효과적으로 대응하기 위해서는 환경기술개발에 대한 체계적인 계획을 준비하고 있으며, 2030년 국가 온실가스 감축목표로 2017년 배출량(7억 910만 톤) 대비 24.4% 감축을 제시, 2025년 이전에 감축목표 상향을 적극 검토할 것을 밝히고 있다. 유엔기후변화협약 사무국에 제출한 장기저탄소발전전략은 2050년까지 탄소중립을 달성하기 위한 우리나라의 장기 비전과 국가 전략을 제시하고 있다.
IRS글로벌은 기후변화대응과 환경 분야 비즈니스에 관심을 갖고 계신 분들을 위하여 조그마한 도움을 드리고자 본서를 출판하게 되었다. 기후변화대응 관련 유망 환경 신기술에 대한 글로벌 개발 동향의 조사, 분석을 통하여 국내 기업의 기술개발과 대응 전략 수립에 유용한 참고자료가 될 수 있기를 기대해 본다
◎ 목차
Ⅰ. 온실가스, 탄소(CO2) 등 기후변화 대응기술 개발전략과 시장전망
1. 국내외 기후변화와 대응 동향
1-1. 글로벌 기후변화와 향후 전망
1) 현황
(1) 지속적인 평균기온 상승
(2) 북극 해빙면적 감소
(3) 극심한 이상기후 현상 발생
(4) 경제적 피해 발생 지속
2) 전망
(1) 기온
(2) 해수면
(3) 강수량
1-2. 국내 기후변화와 향후 전망
1) 현황
(1) 지구 평균 대비 더 빠른 온난화 속도
(2) 기록적인 폭우, 폭염, 겨울철 이상고온 및 강한 한파 빈도 증가
(3) 기후변화로 인한 피해 발생
2) 전망
(1) 기온
(2) 강수량
(3) 극한기후
1-3. 주요국별 기후변화 대응 동향
1) 신기후체제(파리협정) 출범과 탄소중립 선언
2) 주요국의 기후변화 대응 동향
(1) EU
(2) 영국
(3) 독일
(4) 일본
(5) 미국
(6) 캐나다
(7) 중국
3) 주요국별 기후변화대응 비교
4) 주요국별 기후변화 대응 평가
(1) 종합 평가
(2) 기후변화대응지수
(3) 온실가스 배출량
(4) 재생에너지(RE)
(5) 에너지 소비량
(6) 기후 정책
1-4. 국내 온실가스 배출 현황과 기후변화 대응 지수
1) 국내 온실가스 배출 현황
(1) 총괄
(2) 분야별
(3) 분야별 증감원인
(4) 연도별 국가 온실가스 배출량
(5) 2019년(잠정)
2) 기후변화 대응 지수
1-5. 탄소중립, 탄소배출권 관련 국내외 추진 동향
1) 탄소중립(Carbon Neutral) 개념
2) 탄소중립정책(시장기반) 추진 동향
(1) 탄소배출권거래제
(2) 탄소세
(3) 탄소국경조정세
3) 탄소중립정책(非시장기반) 추진 동향
(1) 직접 규제
(2) 공공투자
2. 온실가스, CO₂대응 기술 및 시장동향
2-1. CO2 포집 및 활용 기술(CCU)
1) CCS 기술 및 시장 동향
(1) 기술 개요
(2) 국내 CCS 기술, 시장동향
(3) 해외 CCS 기술, 시장동향
2) CO₂ 포집 기술
(1) 기술개요
(2) 국내 CO2 포집 기술, 시장동향
(3) 해외 CO2 포집 기술, 시장동향
(4) CCS 허브와 클러스터(Hubs and Clusters)
3) CO2 수송 및 저장기술
(1) 기술개요
(2) 국내 CO2 수송 및 저장 기술, 시장동향
(3) 해외 CO2 수송 및 저장 기술, 시장동향
4) CO2 전환 기술 동향
(1) CO2 화학전환
(2) CO2 생물전환
(3) CO2 광물탄산화
(4) 기타탄소 활용
5) 주요 사례 : 호주의 CCS 관련 대응 동향
(1) 배출량을 절감하기 위한 CCS와 수소 관련 대응
(2) CCS 관련 정책 및 규제
(3) CCS(이산화탄소 포집ㆍ저장)
6) 국내 정책 대응 추진 동향 : 이산화탄소 포집ㆍ활용 기술혁신 로드맵(안)
(1) 핵심기술 확보 전략
(2) R&D 투자 촉진
(3) 제도적 기반 마련
(4) 실효적인 이행체계 구축
2-2. P2X(P2G)
1) 기술 개요
(1) 개념과 활용 방식
(2) 특징
(3) 요소 기술 동향
(4) ESS와의 비교
2) 기술개발 동향과 향후 전망
(1) 기술개발 동향
(2) 향후 전망
3) 독일의 P2G 대응 동향
(1) P2G 의의
(2) P2G의 공급체인
(3) 기업 및 단체의 P2G 대응 동향
(4) 독일에서 실시ㆍ계획 중인 P2G 프로젝트
(5) P2G 추진 로드맵
(6) P2G 기술의 가능성
4) 주요국별 정책 동향
(1) 독일
(2) 덴마크
(3) 미국
(4) 일본
(5) 한국
3. 기후대응 관련 국내외 정책 추진 동향
3-1. 해외 주요국별 정책 추진 동향
1) 미국
(1) 新정부의 기후변화 대응 행정명령
(2) 행정부의 기후변화 대응 발표 내용
2) 일본
(1) 그간의 정책 추진 동향
(2) 기후변화 정책 대응 강화
3) 독일
(1) 기후보호 정책
(2) 기후보호법
(3) 기후보호 프로그램 2030
3-2. 국내 정책 추진 동향
1) 기후변화 대응 기본계획
2) 2030년 국가 온실가스 감축목표 달성을 위한 기본로드맵
(1) 2030 국가온실가스감축 기본로드맵
(2) 2030 국가 온실가스 감축 기본 로드맵 수정안
(3) 법령 개정
3) 2050 장기저탄소발전전략(LEDS)
(1) 탄소중립 5대 기본방향
(2) 부문별 비전 및 전략
(3) 이행기반 혁신
Ⅱ. 기후변화대응 관련 유망 환경 신기술 개발 현황과 향후 과제
1. 기후변화 관측 분야 신기술 개발 현황과 향후 과제
1-1. 연구개발 개요
1) 연구개발의 정의
2) 영역별 중요성과 가치
(1) 위성에 의한 관측
(2) 대기ㆍ육지 영역의 관측
(3) 해양 관측
1-2. 연구개발 분야별 주요 동향
1) 위성에 의한 관측
(1) 온실가스
(2) 지구온난화에 영향을 미치는 삼림 바이오매스의 양, 토지 이용 변화
(3) 지구온난화에 영향을 미치는 에어로졸ㆍ구름
(4) 극단 현상
(5) 대기오염
(6) 플랫폼
2) 대기ㆍ육지 영역의 관측
(1) 온실가스의 지상, 항공 관측
(2) 육지 생태계 데이터
(3) 에어로졸ㆍ구름
(4) SLCFs
(5) 데이터 기반ㆍ정보 발신 시스템
3) 해양 관측
1-3. 신기술 개발 및 기술 토픽
1) 위성에 의한 관측
(1) 육지 영역 : 다면적인 식생ㆍ생태계 파라미터 관측
(2) 육지 영역 : 토지 피복, 토지 이용 변화의 상세한 파악
(3) 해양 위성 관측
(4) 대기ㆍ에어로졸ㆍ구름 위성 관측
(5) 극지
(6) 차세대 정지 기상 위성
(7) 지상 처리 : IT 기술(플랫폼, 대규모 데이터 아카이브, 기계학습ㆍ빅데이터 분석)
2) 대기ㆍ육역 관측
(1) 동아시아의 대기오염 개선 상황과 코로나19 감염 확대로 인한 전 지구적 배출 변화
(2) 극단적인 기후 현상과 대기-육지 환경에 미치는 영향 평가
3) 해양 관측
(1) 국제연합 지속 가능한 개발을 위한 국제연합 해양 과학의 10년
(2) G7-해양에 관한 환경ㆍ해양ㆍ에너지 대신에 의한 공동 회합
(3) OceanObs’19
(4) 유네스코 정부간 해양학 위원회(IOC)에 의한 Argo 확대에 관한 제안 승인
(5) 기후 변동에 관한 정부간 패널(IPCC) ‘해양ㆍ설빙권 특별 보고서’ 공표
1-4. 주목할 만한 주요 프로젝트
1) 위성에 의한 관측
(1) 프랑스 국립우주연구센터(CNES) : MicroCarb
(2) NASA : GeoCarb
(3) ESA : CO2M
(4) 독일 항공우주센터(DLR) & CNES : MERLIN
(5) NASA & ISRO : NISAR
(6) NASA & CNES : SWOT
(7) 일본 : GOSAT-GW
(8) EarthCARE
2) 대기ㆍ육지 영역 관측
(1) 온실가스와 단수명 성분의 통합 분석ㆍ동시 제어(GHG/AQ 통합 분석)
(2) 정지 위성에서의 대기오염ㆍ온실가스 관측 동향
(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
3) 해양 관측
(1) TPOS2020(열대 태평양 해양 관측 시스템 2020 프로젝트)
(2) AtlantOS
(3) Deep Ocean Observing Strategy
1-5. 핵심 과학기술 과제
1) 위성에 의한 관측
(1) 정지 궤도 또는 위성 다수 포메이션을 이용하는 관측의 상시화
(2) 능동 광학(레이저)을 이용한 관측의 고도화
(3) 표층 하 관측 등을 실현하는 새로운 방식 연구
(4) 다수의 위성에 의한 간섭 관측을 통한 실시간화, 고정밀화
(5) MEMS 기술의 발전으로 인한 요소기술 응용연구를 통한 새로운 관측 시스템 설계
(6) 설계 개발 프로세스에서 설계ㆍ검증을 통합적으로 디지털화하여 개발 기간을 단축
(7) SoC 기술, 소프트웨어 통신기술 등을 도입한 궤도상 유연한 시스템 연구
(8) 관측 데이터 아카이브로부터 사회 이익을 가져오는 정보화 방법 연구
2) 대기ㆍ육역 관측
(1) 기후 변동 관측에서의 소형 센서 및 드론, 분광 기술 이용
(2) 위성 라이더에 의한 에어로졸ㆍ온실 가스 관측
(3) 빅데이터에 대한 대응
(4) 인위적 온실가스 배출량 추정의 재검토
(5) 하천을 통한 유출 등 각각의 기본 과정을 명확히 할 필요성
(6) 각종 데이터의 통합적 분석
(7) 정지 기상 위성을 이용한 육역 식생 모니터링
3) 해양 관측
(1) 프로파일링 플로트 기술의 향상
(2) Argo 플로트가 탑재된 CTD 센서의 다중성ㆍ대체성 확보
(3) BGC Argo 플로트 탑재 생물지구화학 센서 기술의 향상
(4) 데이터 제공ㆍ활용 기술 향상
1-6. 주요국별 연구개발 현황 비교
1) 위성에 의한 관측
(1) 미국
(2) 유럽
(3) 일본
(4) 중국
(5) 한국
2) 대기ㆍ육역 관측
(1) 미국
(2) 유럽
(3) 일본
(4) 중국
(5) 한국
3) 해양 관측
(1) 미국
(2) 유럽
(3) 일본
(4) 중국
(5) 한국
(6) 기타 국가
2. 기후변화 예측 분야 신기술 개발 현황과 향후 과제
2-1. 연구개발 개요
1) 연구개발의 정의와 의의
(1) 정의
(2) 의의
2-2. 연구개발 분야별 주요 동향
2-3. 신기술 개발 및 기술 토픽
1) 기후 변동 적응을 둘러싼 동향
2) 지구온난화에 관한 국제 교섭의 전개
3) 10년 규모 변동 예측
4) 사회 경제 분야와의 연계와 모델 결합
5) 지구 환경 예측을 뒷받침하는 기술 기반
6) 양자 컴퓨터의 적용 및 실용화
7) 신종 코로나 바이러스의 팬데믹으로 인한 온실가스 배출 감소
2-4. 주목할 만한 주요 프로젝트
1) 세계 기후연구 계획
2) EU Polar Cluster
3) 일본-통합적 기후 모델 고도화 연구 프로그램
2-5. 핵심 과학기술 과제
1) 관측 데이터의 확충과 모델 평가 방법 확립
2) 저배출 시나리오 검토
3) 모델 정밀도 향상에 따른 계산량 증가
4) 계산기의 발전과 모델의 고도화로 인한 복잡해지는 프로그램 코드
5) 복합 문제로서의 지구 환경 문제
6) 관측 연구와의 상호작용
7) 계산기의 변화에 대한 대응
2-6. 주요국별 연구개발 현황 비교
1) 미국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구
2) 유럽
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구
3) 일본
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구
4) 중국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구
5) 한국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구
3. 물 순환(수자원ㆍ수해 방재) 분야 신기술 개발 현황과 향후 과제
3-1. 연구개발 개요
1) 연구개발의 정의와 의의
(1) 정의
(2) 의의
3-2. 연구개발 분야별 주요 동향
3-3. 신기술 개발 및 기술 토픽
3-4. 주목할 만한 주요 프로젝트
3-5. 핵심 과학기술 과제
3-6. 주요국별 연구개발 현황 비교
1) 미국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구
2) 유럽
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구
3) 일본
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구
4) 중국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구
5) 한국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구
4. 물 이용ㆍ물 처리 분야 신기술 개발 현황과 향후 과제
4-1. 연구개발 개요
1) 연구개발의 정의와 의의
(1) 정의
(2) 의의
4-2. 연구개발 분야별 주요 동향
4-3. 신기술 개발 및 기술 토픽
4-4. 주목할 만한 주요 프로젝트
1) 미국 환경보호청(EPA)-물 연구 조성
2) 유럽-물 연구 조성
3) 일본-‘하수도 혁신적 기술 실증사업(B-DASH)’
4) 일본-전 세계의 생활 환경과 지구적 규모의 지속가능성에 공헌하는 아쿠아 이노베이션 거점
5) 일본-미래 계획에 의한 수도 시스템 주민 의사결정
4-5. 핵심 과학기술 과제
4-6. 주요국별 연구개발 현황 비교
1) 미국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구
2) 유럽
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구
3) 일본
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구
4) 중국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구
5) 한국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구
6) 호주
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구
5. 제거ㆍ정화 기술(대기, 토양, 지하수) 분야 신기술 개발 현황과 향후 과제
5-1. 연구개발 개요
1) 연구개발의 정의와 의의
(1) 정의
(2) 의의
5-2. 연구개발 분야별 주요 동향
1) 대기
2) 토양ㆍ지하수
5-3. 신기술 개발 및 기술 토픽
1) 대기
(1) 자동차의 변화
(2) 자동차용 파워트레인의 전기화와 중국 시장의 움직임
(3) 내연기관 탑재 차량의 판매금지 동향
(4) 미립자 개수(Particulate Number : PN) 규제
(5) 실도로 배기가스 측정(Real Driving Emission : RDE) 시험에 대한 대응
(6) 희박 연소 가솔린 엔진의 개발
(7) 선박의 저유황 연료
(8) 항공기의 新연료 개발
2) 토양ㆍ지하수
(1) 원위치 정화 기술의 신규 개발
(2) 녹색 정화의 실천
(3) 과학적 자연 저감법(Monitored Natural Attenuation : MNA)
(4) 위해성 평가에 근거한 합리적 관리
(5) 휘발하는 화학 물질에 대한 토양 오염 대책
5-4. 주목할 만한 주요 프로젝트
1) 대기
(1) 독일 내연기관 연구 협회(FVV)
(2) 미국 U.S.DRIVE 파트너십
(3) 일본 자동차용 내연기관 기술 연구 조합(AICE)
2) 토양ㆍ지하수
(1) 일본 환경성 - 저비용ㆍ저부담형 토양 오염 조사 대책 기술 검토 조사
(2) 후쿠시마 제일 원자력발전소 구역 내 환경 평가ㆍ데브리(파편) 추출에서부터 폐로까지를두에 둔 지반 공학적
신기술 개발과 인재 육성 프로그램
5-5. 핵심 과학기술 과제
1) 대기
(1) 촉매 귀금속 등의 사용량 절감
(2) 디젤차량용 NOx 촉매의 성능 향상
(3) 미립자 필터의 성능 향상
(4) 재시동 시 정화 성능 향상
(5) 후처리 장치 내의 움직임 해명과 모델화
(6) 배기 후처리 시스템 전체의 개량
2) 토양ㆍ지하수
(1) 생물(식물) 환경 정화의 고도화
(2) 정화ㆍ회복 대책 기술
(3) 조사ㆍ분석 기술
(4) 위해성 평가 기술
(5) 신규 화학 물질에 대한 토양 오염 대책 기술
(6) greener cleanup의 사회 적용
(7) 지구 환경 정보 정비
5-6. 주요국별 연구개발 현황 비교
1) 대기
(1) 미국
(2) 유럽
(3) 일본
(4) 중국
(5) 한국
(6) 인도
2) 토양ㆍ지하수
(1) 미국
(2) 유럽
(3) 일본
(4) 중국
(5) 한국
6. 유기화학 분야 신기술 개발 현황과 향후 과제
6-1. 연구개발 개요
1) 연구개발의 정의와 의의
(1) 정의
(2) 의의
6-2. 연구개발 분야별 주요 동향
1) 유기화학 물질의 분석과 데이터 분석
2) 개체 수준으로 독성을 파악하기 위한 바이오 에세이, AOP(독성 발현 경로), 구조 분석 리스크 평가 기술
3) 재료 성분 분석 니즈의 증가와 기술 개발
4) 나노 물질 및 마이크로 플라스틱을 포함하는 공업적으로 생산되는 유기화학 물질 분석
5) 해양 플라스틱 쓰레기ㆍ마이크로 플라스틱(MP) 연구의 발전
6-3. 신기술 개발 및 기술 토픽
1) 다성분 일제 분석, 논 타깃 분석
2) 작용 기서에 근거한 리스크 평가 기술의 새로운 전개
3) 동물 복지의 관점에 대한 대응
4) 각종 소재 및 제품 함유 화학물질의 환경 영향 평가에 대한 분석 기술 적용
5) 생물학적 분석과 화학 분석의 융합, 이미징 질량 분석
6) 나노 물질의 독성 연구
7) 마이크로 플라스틱(MP)의 표준 분석 방법 개발
8) 마이크로 플라스틱의 입자 독성 및 첨가제의 영향 해명
6-4. 주목할 만한 주요 프로젝트
1) SOLUTION 프로젝트(2013~2017년)
2) SeqAPASS
3) EU-ToxRisk
4) ANDROMEDA, HOTMIC, FACTS, microplastiX, i-plastic, RESPONSE(JPI Oceans)
5) QUASIMEME/NORMAN 환경 시료 중 마이크로 플라스틱 분석에 관한 국제 상호 검정 연구
6) 차세대 독성 예측 방법 개발(AI-SHIPS)
7) 해양 플라스틱 쓰레기에 관한 동태ㆍ환경 영향의 체계적인 해명과 계측 방법의 고도화에 관한 연구
8) 동남아시아의 해양 플라스틱 오염 연구 거점 형성(SATREPS 범지구적 과제 대응 국제 기술 협력 프로그램
6-5. 핵심 과학기술 과제
1) 논 타깃 분석을 위한 품질 관리
2) 다차원화의 어려움과 한계
3) 작용기서에 근거한 리스크 평가 방법의 어려움
4) 정량 분석의 과제
5) 아시아 개발도상국에 보급하기 위한 과제
6) 마이크로 플라스틱(MP) 및 이에 따른 유해 화학물질의 생물 영향
7) 마이크로 플라스틱의 샘플링
8) 나노 입자 및 마이크로 플라스틱 등의 새로운 과제
6-6. 주요국별 연구개발 현황 비교
1) 미국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
2) 유럽
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
3) 일본
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
4) 중국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발
5) 한국
(1) 기초 연구
(2) 응용 연구ㆍ개발 |
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