가. 후보과제 도출
◦ 핵심기술 세부분석에서 기존 기술로 대체 가능한 핵심기술을 제외하고, 압축공기 의 주입/활용 측면에서 기존의 압축기술을 활용하는 전기구동식(1세부)과 혁신적 인 디자인이 요구되는 유압구동식(2세부)으로 세부를 구분함.
◦ 기획위원 및 외부전문가의 의견을 수렴하여 총괄과제 1개, 1세부과제 11개, 2세부 과제 11개의 후보과제를 도출함.
표 4.10 총괄 후보과제 번
호
기술
분야 중점개발과제명 (후보) 후보과제개요
1 총괄 CAES 시스템에 대한 법, 제도, 경제적, 정책적 분석
- CAES 시공 및 계통연계를 위한 법적,제도적 분석 - 발전원, CAES 기법,설치 위치에 따른 경제성 평가 - CAES 활성화를 위한 정책적 분석 및 제언
표 4.11 1세부과제 후보과제 번
호
기술
분야 중점개발과제명 (후보) 후보과제개요
2 구조물 CAES 저장체 최적 배치 설계 기술 개발
해상 풍력 발전단지에서 압축기 및 발전기의 설 치와 압축공기 전송효율화를 고려한 CAES구조체 의 최적위치 및 배치 설계기술
3 구조물 신소재/신형식 CAES 내부탱 크용 대용량 고압용기 개발
강합성 구조, 복합재료 등의 신형식 또는 신소 재를 이용한 대용량-고압 CAES 구조물의 개발 및 해석/설계 기술 개발
4 구조물 압력용기 외부 보호시설 설 계 및 시공기술 개발
CAES 구조물의 보호을 위한 외부 보호 구조물 개발 및 설계/시공 기술 개발
5 구조물 GBS 기반 압축공기저장체 설 계/시공
신형식 합성 구조를 적용한 Gravity Base Structure를 이용하여, 압축공기를 저장하는 CAES 구조물 개발 및 설계/시공 기술 개발
6 구조물 CAES용 상부 플랫폼 설계/시 공 기술
발전설비 및 공기 압축 설비 등의 공기 압축, 발전, 송전 등에 필요한 각종 설비를 설치하기 위해 건설되는 해상 구조물의 설계/시공 기술 7 구조물 인공저장체 건전도 평가 및
보수/보강 기술
CAES 구조물 및 외부 보호 구조물, 상부 플랫폼 구조물의 안전성 및 건전도 평가 기술
8 구조물 CAES 구조물 내진 성능 평 가 및 내진 설계 기술
CAES 구조물 및 외부 보호 구조물, 상부 플랫폼 구조물의 내진 성능 평가 및 내진 설계 기술 개 발
9 주입/
활용
공기 압축 및 터보발전 시스 템 안전 설계기술 개발
기 개발되어있는 요소 기자재(압축기및터보발전 기등)을 활용하여 전체 시스템 및 안전계통을 설계 및 통합 실증하는 기술
10 주입/
활용
정압식 압축공기 저장 및 활 용 기술 개발
고품질 전력생산을 위하여 저장된 압축공기를 균일한 압력으로 추출하고 터보발전기에서 팽창 되도록 하는 압력 Regulation시스템 신규개발
11 주입/
활용
압축열 및 재생에너지 연계 고효율 하이브리드 담수시 스템 개발
압축시 발생되는 열에너지와 태양열을 이용한 하이브리드 고효율 증발식 담수화 시스템 개발
12 주입/
활용
1MW급 전동발전기 제어용 멀 티레벨 컨버터 및 전동발전 기 개발
전동발전기 및 멀티레벨 컨버터 개발
표 4.12 2세부과제 후보과제 번
호
기술
분야 중점개발과제명 (후보) 후보과제개요
13 구조물 해상풍력 기초를 이용한 고 압 CAES 구조물 개발
해상 풍력기초 형식인 Monopile, 중력식, 잔교식 기초를 이용한 고압 CAES 저장용기를 개발하여 구조물 내부에 고압공기를 저장하는 방법으로, 저장된 고압공기를 상부 transitionpiece에 설치 된 발전실로 유출하여 발전하는 시스템
14 구조물 해상풍력 상부 타워를 이용 한 고압 CAES 구조물 개발
해상 풍력타워 형식인 강관파일, FRP파일을 이 용한 고압 CAES 저장용기를 개발하여 상부타워 구조물 내부에 고압공기를 저장하는 방법으로, 저장된 고압공기를 상부 transition piece에 설 치된 발전실로 유출하여 발전하는 시스템
15 구조물 Micro-CAES용 상부 플랫폼 설계/시공 기술
각 해상풍력 타워의 발전설비 및 공기 압축설비 등의 공기 압축, 발전, 송전 등에 필요한 각종 설비를 설치하기 위해 건설되는 소규모 해상 구조물의 설계/시공 기술
16 구조물 급속 시공 모듈형 CAES 개 발
수중작업 및 공기를 최소화 한 급속시공 모듈형 고압 CAES 구조물 개발 및 설계/시공법 개발로 서, 소형, 고압의 모듈형 고압 용기를 각각의 풍력발전기에 부착한 후 각각의 소형 고압 용기 를 연결하는 방법을 개발
17 구조물 인공저장체 건전도 평가 및 보수/보강 기술
CAES 구조물 및 외부 보호 구조물, 상부 플랫폼 구조물의 안전성 및 건전도 평가 기술
18 구조물 기존 해상풍력기초 접합시 지반거동 해석 기술
Micro CAES 구조물 하부 해상풍력기초 건설에 따른 해저지반 거동 해석 기술
19 주입/
활용
풍력 블레이드 직구동 유압 동력발생시스템 개발
풍력블레이드 회전축으로 직접구동 되고, 유압 펌프, 제어밸브 및 축압기로 구성되는 유압동력 발생장치 개발
20 주입/
활용
유압 직구동 용적식 고압 (100bar) 공기압축기 개발
유압으로 구동되는 용적식 왕복동 고압 (100bar 이상) 공기압축기 개발
21 주입/
활용
AA CAES 시스템 열에너지 저 장 및 이용기술 개발
고압 압축과정 중 발생하는 열에너지를 저장하 는 축열시스템 및 이를 활용하여연소 없이 전력 생산을 가능케하는 열추출 시스템 신규 개발.
특히, 압축공기 해양저장 구조물과 연계된 시스 템개발
22 주입/
활용
발전시스템모니터링및 분석 기술 개발
유압계통-압력 및 열 저장조-발전계통 통합 시 스템 모니터링 및 분석기술 개발
23 주입/
활용
폐 열에너지의 지역 냉난방 활용 기술 개발
발전후 잉여 폐 열에너지를 이용한 지역 냉난 방 활용 기술 개발
나. 설문조사
◦ 핵심기술 우선순위 점수산정을 위해 아래 표와 같이 평가항목별 가중치 설문조사 를 실시함.
◦ 기획위원 20명, 외부전문가 31명이 설문에 응답하였으며, 응답자는 학계 14명, 연 구원 24명, 산업계 13명으로 집계됨.
표 4.13 가중치 항목과 주안점
항목 주안점
기술적 파급효과
ㆍ원천기술 확보 가능성
ㆍ첨단기술 융합 가능성(IT, ET, CT 등 첨단 기술과 융합하여 새로운 기술개발 이 가능한가?)
경제적 파급효과
ㆍ개발기술 성공시 상용화 가능성
ㆍ투자 대비 경제적 효과(선진 외국기술을 대체 및 새로운 시장 창출 등) 국가전략적
중요성
ㆍ국가 아젠다(NA, 녹색성장, 청정에너지, 고용유발 등) 부합 여부 ㆍ공익적 파급효과(국민의 삶의질 향상, 국가 안위 및 위상 제공 등) 기술개발
능력
ㆍ국가 연구역량을 고려한 기술개발 성공 가능성 ㆍ세계적 경쟁 우위 확보 가능성
정부지원 타당성
ㆍ사회경제적 파급효과는 크지만 민간이 독자적으로 수행하기 어려운 미래를 대 비하는 모험적 기술 분야인가?
ㆍ국가 차원의 투자를 통해 경쟁력을 새로이 확보해야할 분야인가?
◦ 우선순위 점수산정을 위한 가중치 조사 결과 기획위원 집단과 외부전문가 집단 사 이의 큰 차이는 없는 것으로 나타났으며, 경제적 파급효과와 기술적 파급효과를 중요시 하는 것으로 나타남.
◦ 설문 결과 조사된 우선순위 점수산정을 위한 가중치는 다음 표와 같이 나타남. 우 선순위 점수산정을 위해 전체평균으로 나타난 가중치를 적용.
표 4.14 우선순위 점수산정을 위한 가중치
항목 전체평균 기획위원평균 외부전문가평균
기술적 파급효과 22.5 23.0 22.3
경제적 파급효과 23.6 23.5 23.7
국가전략적 중요성 18.3 17.0 19.2
기술개발 능력 19.4 19.8 19.2
정부지원 타당성 16.1 16.8 15.6
구분 번 호
기술
분야 세세부과제 후보 전체점
수합계 전체 순위
세부 순위 총괄과제 1 법/제도 CAES 시스템에 대한 법, 제도, 경제적, 정
책적 분석 (총괄) 52.3 23
세부과제 1 2 구조물 CAES 저장체 최적 배치 설계 기술 개발 63.0 14 세부과제 1 3 구조물 신소재/신형식 CAES 내부탱크용 대용량
고압용기 개발 77.2 1 1
세부과제 1 4 구조물 압력용기 외부 보호시설 설계 및 시공기술
개발 68.3 8 4
세부과제 1 5 구조물 GBS 기반 압축공기저장체 설계/시공 67.1 9 세부과제 1 6 구조물 CAES용 상부 플랫폼 설계/시공 기술 64.1 11 세부과제 1 7 구조물 인공저장체 건전도 평가 및 보수/보강 기술 59.7 19 세부과제 1 8 구조물 CAES 구조물 내진 성능 평가 및 내진 설
계 기술 60.7 16
세부과제 1 9 주입/활용 공기 압축 및 터보발전 시스템 안전 설계기
술 개발 70.3 7 3
세부과제 1 10 주입/활용 정압식 압축공기 저장 및 활용 기술 개발 72.4 5 2 세부과제 1 11 주입/활용 압축열 및 재생에너지 연계 고효율 하이브
리드 담수시스템 개발 63.7 13
세부과제 1 12 주입/활용 1MW급 전동발전기 제어용 멀티레벨 컨버
터 및 전동발전기 개발 64.0 12
세부과제 2 13 구조물 해상풍력 기초를 이용한 고압 CAES 구조
물 개발 76.7 2 1
세부과제 2 14 구조물 해상풍력 상부 타워를 이용한 고압 CAES
구조물 개발 66.1 10
세부과제 2 15 구조물 Micro-CAES용 상부 플랫폼 설계/시공 기
술 62.5 15
세부과제 2 16 구조물 급속 시공 모듈형 CAES 개발 59.9 17 세부과제 2 17 구조물 인공저장체 건전도 평가 및 보수/보강 기술 59.8 18 세부과제 2 18 구조물 기존 해상풍력기초 접합시 지반거동 해석
기술 59.3 20
세부과제 2 19 주입/활용 풍력 블레이드 직구동 유압 동력발생시스템
개발 74.3 3 2
세부과제 2 20 주입/활용 유압 직구동 용적식 고압(100bar) 공기압
축기 개발 72.7 4 3
세부과제 2 21 주입/활용 AA CAES 시스템 열에너지 저장 및 이용
기술 개발 70.8 6 4
세부과제 2 22 주입/활용 발전시스템모니터링및 분석기술 개발 56.3 22 세부과제 2 23 주입/활용 폐 열에너지의 지역 냉난방 활용 기술 개발 57.5 21 다. 우선순위 설문조사 결과
◦ 도출된 23개 후보과제를 대상으로 각각에 대하여 우선순위 항목별 점수를 조사하 여, 후보과제 별 우선순위를 결정함.
표 4.15 우선순위 설문조사 결과 점수 및 과제별 우선순위