철강분야 요약서

품목번호	2022-탄소혁신스타즈-일반-01			산업 기술 분류	중분류Ⅰ				중분류Ⅱ
품목유형	■ 원천기술 □ 혁신제품				청정생산				-
융합유형	□ 산업고도화형 □ 사회문제해결형 □ 신산업창출형 ■ 해당없음
해당여부	□ IP연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ BI연계 □ 경쟁형 □ 복수형 □ 국가핵심기술 □ 서비스형 □ 안전과제 ■ 탄소중립 □ 국제공동 □ BM형 □ 원스톱형 □ 챌린지형 □ 통합형 □ 실증형
R&D 샌드박스 유형	■ R&D 샌드박스(일반) □ R&D 샌드박스(지정)
품목명 (업종명)	탄소중립 달성을 위한 철강분야 핵심요소기술 개발					품목코드 (HSK10)	류			호		소호		통계부호
	(TRL : [시작] 3단계 〜 [종료] 6단계)						X	X		X	X	X	X	X	X	X	X
1. 개념 및 산업동향
ㅇ 개념 : 철강산업은 국내 온실가스 배출량의 17%를 차지하는 CO2 다배출 산업으로 국가 2050 탄소중립 정책 실현을 위해 획기적인 CO2 감축을 위한 고로-전로 및 전기로 공정에서의 탄소중립형 핵심요소기술 개발 ㅇ 산업동향 : 철강산업은 크게 고로-전로, 전기로 산업으로 나누어 탄소중립을 위한 기술개발이 추진되고 있음 - 고로-전로 공정에서는 함수소가스 취입, 대체원료 적용기술을 위한 기존사업(COOLSTAR)과 연계하여 진행 중 - 전기로 공정에서는 혁신적인 CO2 저감을 위한 폐열 활용 및 에너지 효율 개선 연구가 지속 추진 중임 - 고로-전로 및 전기로 공정에서는 직접적인 CO2 배출 원인이 되는 탄재를 대체할 신 열원재에 대한 연구는 미진함
2. 지원 범위
ㅇ 철강분야 기술소개서에 제시된 핵심기술 및 상세설명을 참고하여 탄소중립과 관련된 공정·설비·제품 등의 요소기술 개발지원 ※ 동 사업에 지원하기 전 반드시 기술소개서를 참고할 것
3. 지원 필요성
ㅇ 現 제철공정에서 활용되는 고로-전로 및 전기로 공정에서 직접적인 CO2 배출 원인이 되는 탄재를 대체할 혁신기술개발 필요 - 기존 탄소계 연료를 대체 가능한 바이오매스 및 폐플라스틱 등 순환자원 적용 시 실질적인 탄소저감 효과 창출을 위한 정부 R&D 지원 필요
4. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 기간 : 33개월 이내 (1차년도 개발기간 : 9개월, 2차년도 : 12개월, 3차년도 : 12개월) ㅇ 정부출연금 : ‘23년 3.75억원 이내(총 정부출연금 13.75 억원 이내) ㅇ 주관연구개발기관 : 중소·중견 기업 ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

철강분야 기술소개서

사업명	탄소혁신스타즈 프로젝트	품목유형	원천기술형
업종	철강
품목명	탄소중립 달성을 위한 철강분야 핵심요소기술 개발
개발기간	총 3년(‘23~’25)	소요예산		총 정부출연금	‘23년 예산
				1,375백만원	375백만원

기술수요 및 Top Down 기술과의 연관성	□ Top-down 전략 연계 o 우리나라 2050 탄소중립 공식 선언 (‘20.10) 및 2050 탄소중립 추진전략 발표 (‘20.12) o 담당PD 및 기획위원회를 구성하여 탄소중립 중점분야 및 전략과제·구성기술 후보군 도출 (‘21.02) o 탄소중립 기술혁신 추진전략(산업부, 과기부, 기재부 등)(‘21.3) o 산업통상자원부 탄소중립 산업‧에너지 R&D 로드맵(산업부(‘21.11) □ 기술수요조사 연계 o 탄소중립 R&D 사업 기획을 위한 설문 및 수요조사(’21.4)

※ 철강분야 기술소개서 공통 참고사항

- 아래 제시한 핵심기술은 탄소중립기술로드맵(철강분야) 기술 중 동 사업을 통해 지원 가능한 기술에 대한 상세 설명자료임. 상세설명에서 제시한 요소기술에 한하여 연구개발계획을 예산과 기간을 고려하여 자유롭게 제안 가능함

(상세설명에서 제시하고 있는 예시기술과 관련된 일부 공정‧장비‧설비 등의 요소기술 제안 가능)

핵심기술 1
기술명	전기로내 대체연료 활용 기술개발 (전략 기술로드맵 中. 저탄소 신열원재 개발 및 전기로 활용 기술)
개념	- 철강제조 용해 공정에서의 직접적인 CO2 배출 저감을 위해 기존 코크스, 분탄 등의 탄소재를 대체하여, 생활에서 버려지는 폐합성수지, 바이오매스 등을 신 열원재로 활용할 수 있는 자원순환형 대체연료 개발 및 활용 기술개발 [전기로내 대체연료 사용 기술개발 개념도]
상세설명	- 전기로내 바이오매스, 폐합성수지 활용 기술개발 . 바이오매스 및 폐합성수지의 형상 제어 기술 . 전기로내 대체연료 활용시 열 밸런스 예측 및 평가 모델 개발 . 전기로내 공정상 대체연료 활용 최적화 기술 - 전기로내 바이오매스, 폐합성수지 적용 설비 기술개발 . 바이오매스 및 폐합성수지 활용을 위한 형상화 설비 설계 . 대체연료 형상별 전기로내 취입 설비 설계 및 활용 기술 - 대체연료 사용에 따른 온실가스 저감효과 예측 기술개발

핵심기술 2
기술명	고로·전로 탄소계 대체연료 활용 기술개발 (전략 기술로드맵 中. 폐플라스틱 및 바이오매스 기반 원료 투입 기술, 탄소저감형 하이퍼 고로 기술 )
개념	- 현 고로-전로의 탄소계 연료를 바이오매스 및 폐플라스틱 등으로 대체하여 탄소 배출량을 저감하는 제선 기술 - 바이오매스, 폐플라스틱 등 대체연료의 전처리 및 고로 취입, 그에 따른 영향 정량화를 통한 고로 공정 안정화 기술
상세설명	- 대체연료별 사용 방법에 따른 형상 제어를 위한 전처리 기술개발 . 바이오매스 및 폐플라스틱의 형상 제어 기술개발 및 설비 구축 설계 . 바이오매스 및 폐플라스틱 탄화공정 기술 - 바이오매스, 폐플라스틱 등 대체연료의 고로-전로 활용 기술개발 . 바이오매스 및 폐플라스틱 등 대체연료 저장, 불출, 운송 기술 . 고로-전로 공정시 대체연료 적용을 위한 취입 및 최적 사용 기술 - 대체연료 사용에 따른 온실가스 저감효과 예측 기술개발

석유화학분야 요약서

품목번호	2022-탄소혁신스타즈-일반-02			산업 기술 분류	중분류Ⅰ				중분류Ⅱ
품목유형	■ 원천기술 □ 혁신제품				화학공정				-
융합유형	□ 산업고도화형 □ 사회문제해결형 □ 신산업창출형 ■ 해당없음
해당여부	□ IP연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ BI연계 □ 경쟁형 □ 복수형 □ 국가핵심기술 □ 서비스형 □ 안전과제 ■ 탄소중립 □ 국제공동 □ BM형 □ 원스톱형 □ 챌린지형 □ 통합형 □ 실증형
R&D 샌드박스 유형	■ R&D 샌드박스(일반) □ R&D 샌드박스(지정)
품목명 (기술명)	탄소중립 달성을 위한 석유화학분야 핵심요소기술 개발					품목코드 (HSK10)	류			호		소호		통계부호
	(TRL : [시작] 3단계 〜 [종료] 6단계)						X	X		X	X	X	X	X	X	X	X
1. 개념 및 산업동향
ㅇ 개념 : 現 설비에서 실현 가능한 최대 온실가스 감축을 위해 ① 설비 효율화 및 공정개선을 지속 추진하되, ② 자원순환(플라스틱 폐기물 재활용), ③ 일부 원료대체 (바이오)를 통해 석유·플라스틱으로 인한 온실가스 배출량을 감소 ㅇ 산업동향 - 국내 폐플라스틱 활용은 물리적 재활용, 회분식 전환 공정, 열분해후 정제 연료유 사용 등으로 고품질 재생 제품 생산, 연속식 전환 공정, 열분해후 산업원료화 등이 이루이지 않고 있음. 화학적 업사이클링을 통한 신품과 유사한 재생 제품 생산, 연속식 전환을 통한 생산 비용 저감, 폐플라스틱 분해산물의 기초화학산업 소재 활용 등을 달성할 필요가 있음. - 전세계적인 기후변화 대응, 저탄소·친환경 트렌드에 대한 화두로 인해 기존 석유 기반 원료 및 플라스틱을 대체하는 탄소 Net-Zero 바이오매스 및 바이오플라스틱 산업에 대한 관심이 증대하고 있음
2. 지원 범위
ㅇ 석유화학분야 기술소개서에 제시된 핵심기술 및 상세설명을 참고하여 탄소중립과 관련된 공정·설비·제품 등의 요소기술 개발지원 ※ 동 사업에 지원하기 전 반드시 기술소개서를 참고할 것
3. 지원 필요성
ㅇ 석유화학 탄소중립 대응 공정‧소재 기술개발로 국가온실가스감축목표 달성 및 글로벌 순환경제체제 경쟁력 강화에 기여 - 석유화학산업은 재생원료 활용에 대한 국제적인 규제에 대응해야 하는데, 이를 위해 폐플라스틱의 화학적 업사이클링을 통한 순환 밸류 체인을 확립하여 해외 화석 연료 활용 저감 및 온실가스 배출 감소 달성. 해외 화석 연료를 폐플라스틱 유래 기초화학원료로 대체하여 해외 원료 의존성 감소. - 국내 바이오산업과 석유화학산업이 보유한 바이오기술과 화학기술을 융합하여 혁신적 시너지를 낼 수 있는 새로운 바이오 플랫폼 원천기술을 연계 개발함으로써 2030년 탄소중립 선도국가로의 기반 마련 필요성
4. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 기간 : 33개월 이내 (1차년도 개발기간 : 9개월, 2차년도 : 12개월, 3차년도 : 12개월) ㅇ 정부출연금 : ‘23년 3.75억원 이내(총 정부출연금 13.75 억원 이내) ㅇ 주관연구개발기관 : 중소·중견 기업 ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

석유화학분야 기술소개서

사업명	탄소혁신스타즈프로젝트	품목유형	원천기술형
업종	석유화학
품목명	탄소중립 달성을 위한 석유화학분야 핵심요소기술 개발
개발기간	총 3년(‘23~’25)	소요예산		총 정부출연금	‘23년 예산
				1,375백만원	375백만원

기술수요 및 Top Down 기술과의 연관성	□ Top-down 전략 연계 o 대한민국 탄소중립 선언(‘20.12) o 탄소중립 기술혁신 추진전략(산업부, 과기부, 기재부 등)(‘21.3) o 산업부 탄소중립 산업‧에너지 R&D 로드맵(산업부(‘21.11) □ 기술수요조사 연계 o 탄소중립 R&D 사업 기획을 위한 설문 및 수요조사(’21.4)

※ 석유화학분야 기술소개서 공통 참고사항

- 아래 제시한 핵심기술은 탄소중립기술로드맵(석유화학분야) 기술 중 동 사업을 통해 지원 가능한 기술에 대한 상세 설명자료임. 상세설명에서 제시한 요소기술에 한하여 연구개발계획을 예산과 기간을 고려하여 자유롭게 제안 가능함

(상세설명에서 제시하고 있는 예시기술과 관련된 일부 공정‧장비‧설비 등의 요소기술 제안 가능)

* (예시) 과제명 : 플라스틱 혼합물의 파쇄 자동화 기술 개발

핵심기술 1
기술명	혼합 플라스틱 업사이클링을 위한 전처리 기술 (전략 기술로드맵 中. 플라스틱 업사이클링을 위한 전처리 기술)
개념	플라스틱 업사이클링 공정의 원료로 사용되는 플라스틱 혼합물은 분류, 선별, 정제 등의 어려움으로 효율적으로 재활용, 재생되지 못하고 매립, 소각되기 쉬움. 플라스틱 혼합물의 전처리, 분류 기술 적용으로 플라스틱 업사이클링 공정의 효율을 향상시키고, 플라스틱 혼합 폐기물의 활용도를 높임.
상세설명	ㅇ 플라스틱 혼합물의 광학적 분류 및 자동화 기술 - 플라스틱 혼합물의 선별/분류를 위한 자동 선별 - 플라스틱 혼합물의 성형/파쇄 기술과 연계된 선별 - 다양한 플라스틱 혼합물의 선별/분류를 위한 원료의 DB 구축 및 AI 활용 ㅇ 플라스틱 혼합물/복합재의 용액 정제 기술 - 플라스틱과 이종 소재의 복합재 또는 이종 플라스틱으로 구성된 복합재로부터 플라스틱 순물질을 추출, 정제 - 플라스틱 복합재를 재활용/재생하기 위한 화학적 용매 처리 - 플라스틱 복합재 용매 처리이후 용매 정제 및 순환

핵심기술 2
기술명	플라스틱 열분해 업사이클링 기술 (전략 기술로드맵 中. 폐플라스틱 열분해 오일 생산 및 활용)
개념	플라스틱의 열분해를 통해 열분해 오일을 생산하고, 후처리/업그레이딩 기술을 통해 열분해 오일로부터 나프타, 중질유 등 다양한 석유화학 원료 대체 소재를 생산. 기초화학소재를 생산하기 위해 열분해 공정의 운전 비용을 감소시키고 온실가스 감축을 위한 에너지 저감 공정을 사용함. 최종 생산된 열분해 오일은 석유 유래 원료와 혼합 활용이 가능해야 함.
상세설명	ㅇ 플라스틱 연속식 열분해를 통한 나프타 생산 기술 - 나프타 등 저분자 석유화학 원료 생산을 위한 에너지 및 온실가스 저감 열분해 공정 - 저분자 석유화학 원료 정제 및 제품화 ㅇ 초임계/아임계 용매 이용한 폐플라스틱 고급 열분해 기술 - 초임계/아임계 용매를 이용한 플라스틱 분해오일 생산 - 공정 시간 단축, 친환경 공정 기술 적용 - 초임계/아임계 용매 활용 플라스틱 열분해를 위한 소형 시스템 제작 ㅇ 플라스틱 열분해로부터 올레핀 직접전환 기술 - 플라스틱 열분해 및 촉매화학적 직접 전환을 통한 올레핀 생산 - 플라스틱 열분해로 생산된 올레핀의 정제 - 재생 플라스틱 생산을 위한 올레핀 단량체 생산 ㅇ 중질 열분해유의 화학원료 전환기술 - 플라스틱 열분해를 통한 중질 열분해유 생산으로 다양한 화학원료 생산 - 중질 열분해유로부터 윤활기유 등 고부가 석유화학제품 생산 - 석유 원료 대비 플라스틱 업사이클링을 통한 중질 열분해유 생산 기술의 온실가스 감축 효과 확보

핵심기술 3
기술명	산업폐기물 대상 가스화 업사이클링 기술 (전략 기술로드맵 中. 플라스틱 업사이클링 가스화 공정 기술)
개념	활용이 어려운 산업폐기물의 업사이클링을 위한 가스화 공정을 통해 합성가스를 생산. 생산된 합성가스는 촉매화학공정을 통해 메탄올, DME, 포름산 등 다양한 화학제품으로 전환 가능.
상세설명	ㅇ 산업폐기물 원료의 가스화 공정 기술 및 제품 정제 기술 - 산업폐기물 원료로부터 연속적으로 합성가스 등을 생산할 수 있는 연속 가스화 공정 - 다른 플라스틱 업사이클링 기술로 활용이 어려운 난분해성 플라스틱 원료의 가스화 - 산업폐기물 원료로부터 생산된 합성가스 등 제품으로부터 후단 공정에 유해한 오염 물질 제거 - 다양한 오염물질 제거를 위한 흡착 또는 촉매화학 공정 - 질소 및 황 산화물 등 오염물질 제거 또는 전환

핵심기술 4
기술명	플라스틱 해중합을 통한 고부가가치 원료 개발 (전략 기술로드맵 中. 해중합 기반 플라스틱 업사이클링 기술)
개념	PET, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리에스터 등 플라스틱의 해중합을 통해 단량체를 재생산. 재생산된 단량체는 다시 플라스틱 신품 제조 원료로 사용됨. 해중합 및 재생 과정에서 소모되는 에너지 및 배출되는 온실가스는 기존 석유 유래 제품 대비 감축되어야 함.
상세설명	ㅇ PET 화학적 재생 기술 - PET의 수첨 분해를 통한 TPA 등 단량체 생산 - PET의 해중합을 통한 단량체 생산 - PET 해중합으로 생산된 단량체를 활용한 재생 PET 중합 ㅇ 폴리우레탄 해중합 및 폴리올 활용 기술 - 다양한 폴리우레탄 제품에 대한 맞춤형 해중합 공정 - 폴리우레탄의 해중합으로 얻어진 폴리올의 물성 업그레이드 - 폴리우레탄의 해중합으로 얻어진 폴리올의 산업적 응용 ㅇ 폴리스티렌 연속 해중합 기술 - 폴리스테렌의 해중합을 통한 스티렌 선택적 생산 - 폴리스티렌의 해중합을 위한 촉매 제조 - 재생된 스티렌 단량체의 고순도 분리 공정 ㅇ 폴리에스터 해중합 기술 - 폴리에스터의 해중합 공정 - 폴리에스터 해중합을 위한 촉매 제조 - 해중합 유래 단량체로부터 재생 플라스틱 생산

핵심기술 5
기술명	바이오PEF 단량체 생산 및 응용 기술 / 바이오올레핀 생산 및 응용 기술 / 바이오나프타 생산 기초 기술 (전략 기술로드맵 中. 바이오 단량체 생산 및 응용 기술 & 6. 바이오 납사‧올레핀 생산 및 응용 기술 & 7. 정밀화학 원료 제조 및 응용기술)
개념	- 이산화탄소 다량 배출 석유화학 원료를 탄소중립형 바이오매스(FDCA, MEG, 올레핀, 나프타 등)로 대체하여 화학원료/소재를 생산하는 공정기술 - 탄소중립형 바이오매스 원료로부터 석유계 나프타/PET/POE 대체 바이오나프타/PEF/Bio-POE 생산을 위한 촉매 및 분리 공정 요소기술 개발
상세설명	ㅇ 정유업체와 협업하여 경제성 있는 신속 열분해 기초 촉매 및 기초공정 기술 ㅇ 열분해 물질의 분리 및 정제 기반요소기술 개발 ㅇ 발효공정유래 정제유, 올레핀 또는 BTX(벤젠, 톨루엔, 자일렌) 등의 분리·정제 기초생산공정 기술 ㅇ 바이오매스 맞춤형 새 열분해 촉매/기초공정기술 개발 ㅇ 고수율의 정제유, 올레핀 또는 BTX 분리/고순도화 기술 ㅇ 고순도 정제유, 올레핀 또는 BTX 정제 기술

핵심기술 6
기술명	바이오폴리올 생산 및 응용 기술 / 아크릴산 생산 및 응용 기술 (전략 기술로드맵 中. 정밀화학 원료 제조 및 응용기술)
개념	- 바이오매스 유래 오일 자원을 이용하여 제조된 바이오 기반 폴리올 제조, 정밀·특수화학 소재 및 바이오-폴리우레탄, 바이오매스 유래 아크릴 고분자 및 수지 등을 포함하는 저탄소·탈탄소 환경 배려 응용원료, 친환경 플라스틱 제조·생산 기술 - 탄소중립형 식물유래자원(Biomass) 등 재생 지속가능한 물질을 포함하는 원료·소재를 이용하여 화학전환 공정을 거쳐 생산된 폴리올과 아크릴 기반의 소재·상품화 기초·응용 제조/생산 기술
상세설명	ㅇ Biomass 기반의 아디프산 생산·제조 기초공정기술 개발 - 바이오매스 또는 바이오오일을 이용하여 산업용 Adipic acid의 합성루트 개발 - 바이오매스 또는 바이오오일 기반의 산업용 Adipic acid 기초 제조공정기술 개발 ㅇ Biomass 기반의 우레탄 자동차 소재 폴리올 개발 - 자동차의 핵심 소재인 우레탄 제조시에 사용 되어지는 바이오폴리올의 한계를 극복하고자 다양한 분자량의 갖는 Specific 바이오 폴리올 제품군 개발과 탄소 중립 실현 가능한 바이폴리올 소재 제조·생산 기반기술 - Soybean oil과 같이 에폭시화, 히드록시기 도입기술 - Castor oil을 이용하여 EO, PO, 1,3-Propanediol 등을 이용한 분자량 제어기술 -고순도의 바이오 폴리올을 제조를 위한 고품질 분리·정제 요소기술

핵심기술 7
기술명	저에너지 화학반응 공정 기술 (전략 기술로드맵 中. 저에너지 촉매반응 공정)
개념	다량의 에너지가 요구되며 온실가스 배출량이 큰 다단계 석유화학제품 생산공정을 촉매반응을 통해 반응에너지를 낮추거나 단일 공정화를 통해 비약적인 경제성 향상 및 온실가스 배출량을 저감하는 기술로 디젤 등 연료유의 올레핀 혹은 아로마틱의 기초화학원료 전환을 포함
상세설명	ㅇ 반응열 상호보완 촉매를 통한 나프타 분해 공정 기술 - 저에너지 나프타 분해 기반 반응열 상호보완 촉매 반응 기술로 나프타 분해 소비 에너지 저감 - 하이브리드 촉매 제조 설비 및 파일럿급 시작품을 제작 - 하이브리드 촉매공정 상용급 설계도면 개발 - 하이브리드 촉매 공정의 LCA (Life-Cycle Assessment) 및 TEA (Techno-Economic Analysis) 분석 ㅇ 탄소 중립형 정유/석유화학 화학원료 전환기술 - 정유/석유화학 저급 부산물(PFO, LCO, HCN)로부터 방향족 화합물 생산 극대화 촉매 반응 개발 - 저활용 수송용 연료(디젤, LPG)로부터 올레핀 생산 고선택성 촉매 반응 개발하여 전기차 시장 확대에 따른 연료유 감축 (K-COTC) - 범용화학제품의 신규 반응법 개발로 중간 단계를 생략함으로써 반응수율 향상시키고 반응 및 분리공정에 소요되는 에너지를 저감함. 대표적인 예로 프로필렌으로부터 프로필렌 글리콜 직접제조 촉매 반응공정 개발

핵심기술 8
기술명	저에너지 분리 소재 공정 기술 (전략 기술로드맵 中. 저에너지 분리 소재 공정 기술)
개념	나프타 분해공정 후단부터 에틸렌 중합 공정 또는 에틸렌을 원료로 사용하는 반응 공정 전단까지를 대상으로, 고선택성 분리 소재 및 공정의 부분적 또는 전면적인 도입을 통해, 에틸렌 제품의 정제 과정에서 소요되는 에너지를 줄일 수 있는 새로운 분리 기술 (분리 소재 및 공정 기술)
상세설명	ㅇ 탄소수 분획 (C1-C2-C3 분리) 기술 개발 - 탄소수 분획을 위한 분리 소재 및 제품화 기술 개발 - 개발 소재를 활용한 탄소수 분획용 단위 분리 공정 개발 - 개발된 단위 공정을 활용한 혼성 (Hybrid) 분리 공정 설계 기술개발 ㅇ 파라핀/올레핀 분리 기술 개발 (에탄/에틸렌 분리 기술 개발) - 고선택성 에틸렌/에탄 분리 소재 및 제품화 기술 개발 - 개발 소재를 활용한 고효율 에틸렌/에탄 분리 공정 개발 - 개발된 단위 공정을 활용한 혼성 (Hybrid) 분리 공정 설계 기술 개발

핵심기술 9
기술명	석유화학 공정 디지털 전환 기술 (전략 기술로드맵 中. 석유화학 스마트 디지털 플랫폼 기술)
개념	탄소 중립을 위한 원료 전환, 신재생 에너지 전환에 대응하여 적용이 필요한 신규 단위 반응 공정, 반응 생성물의 저에너지 분리 정제를 아우르는 전체 석유화학 공정의 최적 탄소중립 기술 루트 선정과 통합 최적화를 통해 탄소중립형 석유화학 공정의 Virtual Plant를 개발하여 탄소배출과 경제성 측면에서 최적화를 수행하고 디지털 엔지니어링 기술로 구현함
상세설명	ㅇ 인공지능기반 탄소중립 공정 모델 구축 - 탄소 중립 기술을 기존의 석유화학공정에 적용 시 기존 공정에 미치는 영향에 대한 시뮬레이션이 필요하며 LCA/TEA 관점에 통합적인 분석이 필요함 - 이를 위해 탄소 중립 요소 기술들의 데이터 확보 및 이를 기반으로 한 First Principle 모델 또는 Data Driven 모델을 활용한 Hybrid 모델을 개발하며 최종적으로 최적 공정 운영 기술을 구축함. - 기존 석유화학 공정 중 반응 모델 구축이 어려운 곳은 인공지능 모델 개발하고 이를 적용하여 전체 석유화학 탄소중립 모델 구축함 ㅇ 초구초체 기반 석유화학 통합 공정 최적화 - 개발된 인공지능 모델 등을 활용해 초구조체 공정 합성 및 초구조체 최적화, LCA/TEA 분석을 통해 탄소 중립을 위한 신 석유화학 공정의 최적 합성 Route를 구축 ㅇ 디지털 엔지니어링 활용한 탄소중립 석유화학공정 설계 - 개발된 전산 모델 및 설계 정보들을 토대로, 지능형 스마트 플랫폼 설계 기술을 구축해 최종적으로 탄소중립형 저에너지 반응 및 분리 공정의 통합 공정 패키지를 구축함

시멘트분야 요약서

품목번호	2022-탄소혁신스타즈-일반-03			산업 기술 분류	중분류Ⅰ				중분류Ⅱ
품목유형	■ 원천기술 □ 혁신제품				청정생산				-
융합유형	□ 산업고도화형 □ 사회문제해결형 □ 신산업창출형 ■ 해당없음
해당여부	□ IP연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ BI연계 □ 경쟁형 □ 복수형 □ 국가핵심기술 □ 서비스형 □ 안전과제 ■ 탄소중립 □ 국제공동 □ BM형 □ 원스톱형 □ 챌린지형 □ 통합형 □ 실증형
R&D 샌드박스 유형	■ R&D 샌드박스(일반) □ R&D 샌드박스(지정)
품목명 (업종명)	탄소중립 달성을 위한 시멘트분야 핵심요소기술 개발					품목코드 (HSK10)	류			호		소호		통계부호
	(TRL : [시작] 2단계 〜 [종료] 6단계)						X	X		X	X	X	X	X	X	X	X
1. 개념 및 산업동향
ㅇ 개념 : 시멘트 업종의 탄소중립을 위한 연료대체, 공정 효율 향상, CO2 포집 및 활용 등을 포함해 시멘트 반/완제품의 제조 공정에서 발생하는 CO2 순배출을 저감하는 기술 ㅇ 산업동향 : - 수소기반 혼소 연료 이용기술은 아직 기초연구 단계이며, 바이오매스는 투입시스템 및 고밀도화 기술이 필수적임. 에너지 효율 향상을 위한 디지털 운전 및 CO2 포집, 활용 기술은 국내 산업의 미성숙으로 기술개발이 미비한 상태임
2. 지원 범위
ㅇ 시멘트분야 기술소개서에 제시된 핵심기술 및 상세설명에 제시한 탄소중립 관련 공정·설비·제품 등의 요소기술 개발지원 ※ 동 사업에 지원하기 전 반드시 기술소개서를 참고할 것
3. 지원 필요성
ㅇ 시멘트산업은 국내 산업계 온실가스 배출량의 약 11%를 차지하는 온실가스 다배출 산업이나, 기간산업으로서 일정수준의 산업 규모가 유지되어야 하며 이를 위한 온실가스 배출 저감 기술의 개발이 필수적임 - 석회석 분해, 예열·소성공정 연료 및 공정설비 운영 전력 등으로 많은 양의 CO2 가 발생하여 이를 저감하기 위한 친환경 신공정 R&D가 필요 - 시멘트 산업 탄소중립 기술에는 수소 혼소 신열원, 바이오매스 신열원, 유연탄 감소, 공정효율화 및 CO2 포집·활용 등의 고난이도 세부 기술이 포함되어 있어 선제적인 R&D 지원이 필요
4. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 기간 : 33개월 이내 (1차년도 개발기간 : 9개월, 2차년도 : 12개월, 3차년도 : 12개월) ㅇ 정부출연금 : ‘23년 3.75억원 이내(총 정부출연금 13.75억원 이내) ㅇ 주관연구개발기관 : 중소·중견 기업 ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

시멘트분야 기술소개서

사업명	탄소혁신스타즈프로젝트	품목유형	원천기술형
업종	시멘트
품목명	탄소중립 달성을 위한 시멘트분야 핵심요소기술 개발
개발기간	총 3년(‘23~’25)	소요예산		총 정부출연금	‘23년 예산
				1,375백만원	375백만원

기술수요 및 Top Down 기술과의 연관성	□ Top-down 전략 연계 o 대한민국 탄소중립 선언(‘20.12) o 탄소중립 기술혁신 추진전략(산업부, 과기부, 기재부 등)(‘21.3) o 산업부 탄소중립 산업‧에너지 R&D 전략(산업부(‘21.11) □ 기술수요조사 연계 o 탄소중립 R&D 사업 기획을 위한 설문 및 수요조사(’21.4)

※ 시멘트분야 기술소개서 공통 참고사항

- 아래 제시한 핵심기술은 탄소중립기술로드맵(시멘트분야) 기술 중 동 사업을 통해 지원 가능한 기술에 대한 상세설명 자료임. 상세설명에서 제시한 요소기술에 한하여 연구개발계획을 예산과 기간을 고려하여 자유롭게 제안 가능함

(상세설명에서 제시하고 있는 예시기술과 관련된 일부 공정‧장비‧설비 등의 요소기술 제안 가능)

* (예시) 과제명 : 수소기반 혼소 연료를 이용한 신열원 최적 연소 버너설계 기술

핵심기술 1
기술명	수소기반 혼소 연료를 이용한 신열원 기술 (전략 기술로드맵 中. 수소연료를 이용한 신열원 기술)
개념	클링커 소성로 및 예열기 등에서 사용하는 화석연료(유연탄, LPG)를 수소 또는 수소기반 무탄소 연료(암모니아 등)로 대체하는 기술로 CO2를 배출하지 않는 수소기반 연료를 사용하는 로터리 킬른 및 예열기의 혼소 버너를 설계, 개발하고 실증하기 위한 요소기술
상세설명	o 수소기반 혼소 연료 적용 클링커 제조공정 및 설비 전산모사 기술 : 클링커 품질을 유지하고 CO2 및 유해물질 배출을 최소화하기 위하여 수소 연료를 전산모사 하는 기술 - 수소연료 및 수소기반 무탄소 연료 (암모니아 등) 혼소/전소 전산모사 기법 구축 - 신열원 적용 버너 화염 전산 모사 - 신열원 적용 시멘트 소성로 연소공정 전산모사 - 신열원별/혼소비율별 소성로 성능 예측(온도 분포, 질소산화물/CO2 배출량 등) o 수소혼소 기반 시멘트 예열기 요소기술 - 예열기 연료투입 시스템 설계 - 혼소 열원 실적용 및 배기가스 처리 기술 - 수소 및 수소기반 무탄소 연료 혼소 예열기 운전기술 o 혼소연료용 로터리 킬른 버너 연소기 요소기술 - 신열원 적용 버너/소성로 설계 - 혼소 열원 실적용 및 배기가스 처리 기술 - 수소 및 수소기반 무탄소 연료 혼소 소성로 운전기술 o 수소혼소 기반 클링커 소성 기술 : 연소 안정성이 확보되고 NOx 배출이 저감된 수소혼소 기반 클링커 소성기술 - 수소연료 및 메타수소 혼소 버너, 킬른 및 소재 개발 - NOx 저감 하이브리드 버너 기술 - 수소혼소 연료공급시스템 개발 및 소재기술 - 수소혼소 환경 내열/내화학 소재 기술 o 수소혼소 기반 클링커 소성로 실증을 위한 요소기술 : 준양산급 클링커 생산 실증을 위한 기반 요소기술 - 클링커 품질 분석 및 안정화기술 - 생산 안정화 요소기술 - 수소혼소에 관한 환경성 및 안전성 기술기준(안)

핵심기술 2
기술명	바이오매스 연료 이용 신열원 기술 (전략 기술로드맵 中. 바이오매스 연료 이용 신열원 기술)
개념	시멘트 소성로 및 예열기에서 사용하는 화석연료 대체열원으로 바이오매스 연료를 적용하는 기술로 바이오매스 연료 고밀도화 및 균일 투입기술을 확보하여 바이오매스 연료의 시멘트 소성로 적용효율 향상 및 안정적 확대적용 기술개발
상세설명 (예시, 세부기술)	o 바이오매스 연료 고밀도화 기술 : 에너지 밀도가 낮아 연소성이 불량하여 유연탄 대체 적용에 난점이 존재하는 바이오매스 연료의 한계를 극복하기 위한 기술 - 바이오매스 연료 특성평가 기술 - 시멘트 소성로 및 예열기 특성을 고려한 바이오매스 연료 고밀도화(건조, 탄화 등) 기술 - 바이오매스 연료 고밀도화 설비 기본설계 및 엔지니어링 기술 - 바이오매스 연료 시멘트 소성로 및 예열기 적용을 위한 공정 측정 및 평가 기술 o 바이오매스 연료 기반 시멘트 예열기 요소기술 - 예열기 연료투입 시스템 설계 - 바이오매스 연료 실적용 및 배기가스 처리 기술 - 바이오매스 연료 적용 예열기 운전기술 o 바이오매스 연료 기반 로터리 킬른 버너 연소기 요소기술 - 신열원 적용 버너/소성로 설계 - 바이오매스 연료 실적용 및 배기가스 처리 기술 - 바이오매스 연료 적용 소성로 운전기술 o 바이오매스 연료 시멘트 소성로 및 예열기 적용기술 : 바이오매스 연료 고밀도화 과정에서 공정 배출열을 최적 활용하여 경제성을 확보하며 시멘트 공정과 품질변화를 예측·대응하는 기술 - 바이오매스 연료 적용방법에 따른 시멘트 소성로 및 예열기 전산모사 기술 - 시멘트 공정특성 및 경제성을 고려한 소성로 및 예열기 배출 열 최적 활용기술 - 시멘트 소성로 및 예열기 바이오매스 연료 적용시 클링커 품질변화 분석기술 - 고밀도 연료화 방법별 경제성 평가 및 탄소 감축효과 예측기술 (바이오매스 연료 활용 예시)

핵심기술 3
기술명	시멘트 제조공정 효율향상 기술 (전략 기술로드맵 中. 폐열발전 및 클링커 소성로의 디지털 기반 운영을 위한 인공지능 운전시스템 효율향상 기술)
개념	시멘트 제조공정의 소성에너지 사용량 저감 및 온실가스 발생량 감축을 위한 시멘트 주요 설비(예열시스템, 냉각기 및 킬른 등) 에너지 효율 향상 기술
상세설명 (예시, 세부기술)	o 디지털 기반 운전기술을 활용한 소성로 예열시스템 효율 향상 기술 : 시멘트 제조공정 중 약 60%의 열에너지를 사용하는 예열기 효율 향상을 통한 에너지 사용량 및 탄소 배출량 감축 기술 - 다단 사이클론 등 예열기 공정의 순환연료 사용 시 열교환 특성 전산모사 및 열효율 특성 결과에 따른 예열기 최적 설계 도출 - 순환연료 사용량 극대화를 위한 보조연소실 및 예열기 열교환 기술 등 - 공정 효율 향상을 위한 순산소 연소 기술 o 디지털 기반 운전기술을 활용한 클링커 냉각시스템, 열회수 등 공정 효율 향상 기술 : 냉각시스템 효율 및 내구성 향상, 열회수 효율 향상 기술 - 기존 냉각기, 열회수 기술 현황 및 개선방안 연구, 선진기술 적용성 분석 등 - 개발기술 적용에 따른 열효율 특성 결과 도출 및 시멘트 제품 특성 평가 o 디지털 기반 운전시스템 개발 - 지능형 Data 수집 및 DB화 기술 - AI기반 공정 분석 및 운전 제어기술 등 o 로터리 킬른 열손실 최소화를 위한 디지털 공정제어 기술 : 로터리 킬른 열손실 방지를 위한 밀폐형 seal 제조 및 디지털 공정제어 기술 적용 등 - 킬른 횡축 적용 밀폐형 seal 제조 기술 등 - 킬른 열에 의한 seal 변형 방지를 위한 쿨링 팬 등의 냉각시스템 개발 및 적용 등 (시멘트 제조공정 효율향상 개념)

핵심기술 4
기술명	CO2 포집 및 고순도 탄산염 제조 기술 (전략 기술로드맵 中. 이산화탄소 포집 및 고순도 탄산염 생산기술)
개념	시멘트 제조 공정에서 발생하는 대량의 CO2를 선택적으로 포집 정제한 후 고부가가치의 고순도 탄산염 등을 제조하는 기술
상세설명 (예시, 세부기술)	o 시멘트 킬른 연소후 배출가스 내 CO2 포집 및 정제 기술 개발 : 시멘트 제조시설의 연소후 배출가스 내 CO2를 효율적으로 포집하기 위한 흡수공정 설계기술 및 CO2 정제 기술 - 연소후 배출가스 중 CO2를 포집하기 위한 흡수제 및 연속 포집 공정 개발 - 최종 포집한 CO2의 고순도화를 위한 정제 기술 - CO2 포집 공정에 필요한 시멘트 시설 내 공정열 활용 기술 등 o CO2 활용 탄산염 제조 기술 개발 : 시멘트 제조 공정에서 포집한 CO2를 활용하여 고부가가치 탄산염 등을 제조하는 단위 공정 기술 개발 - CO2 광물화 반응을 위한 양이온 회수기술 - 고순도 탄산염 합성 및 농축 제어기술 - 탄산화공정, 화합물 선택적 제조 및 정제공정 단위 요소기술 o 시멘트 제조시설 포집 CO2 수송·저장 시스템 기술 개발 : 시멘트 제조 공정에서 발생한 CO2를 효율적으로 활용하기 위한 가스 보관 및 수송시스템 요소 기술 개발 - 수송 및 보관을 위한 온실가스 보관용 특수 용기 시스템 개발 - 온실가스 포집, 이용, 전환, 저장 시설까지의 수송 시스템 개발 - 정제 및 분석기술이 포함된 온실가스 수송 허브시스템 설계 및 개발 등 o 시멘트 제조시설 연계 CO2 포집 및 탄산염 제조 실증 요소 기술 개발 : 시멘트 제조 시설에 특화된 최적의 포집 및 활용 기술 - 포집 및 광물화에 대한 단위 공정 설계 및 최적화 요소기술 개발 등

반도체‧디스플레이분야 요약서

품목번호	2022-탄소혁신스타즈-일반-04			산업 기술 분류	중분류Ⅰ				중분류Ⅱ
품목유형	■ 원천기술 □ 혁신제품				반도체장비				디스플레이
융합유형	□ 산업고도화형 □ 사회문제해결형 □ 신산업창출형 ■ 해당없음
해당여부	□ IP연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ BI연계 □ 경쟁형 □ 복수형 □ 국가핵심기술 □ 서비스형 □ 안전과제 ■ 탄소중립 □ 국제공동 □ BM형 □ 원스톱형 □ 챌린지형 □ 통합형 □ 실증형
R&D 샌드박스 유형	■ R&D 샌드박스(일반) □ R&D 샌드박스(지정)
품목명 (기술명)	탄소중립 달성을 위한 반도체·디스플레이 분야 핵심요소기술 개발					품목코드 (HSK10)	류			호		소호		통계부호
	(TRL : [시작] 3단계 〜 [종료] 5단계)						X	X		X	X	X	X	X	X	X	X
1. 개념 및 산업동향
ㅇ (개념) 반도체·디스플레이 산업 주요 공정(식각, 증착 등)에서 사용하고 배출되어 환경에 영향을 미치는 고GWP의 공정가스를 분해, 흡수 등 다양한 방법으로 제거하여 해가 없는 가스로 처리하는 고효율 장치 또는 장치 구현에 필요한 핵심 요소기술 ㅇ (산업동향) - 반도체․디스플레이 세계 스크러버 시장은 2020년 기준 약 1조 4천억원 수준이고, 잦은 교체주기 및 부품 유지보수를 고려하면 보다 큰 시장을 형성할 것으로 추정되며, Edward(영국), Das(독일) 등이 글로벌 선도기업임 - 2010년대 부터 반도체 및 디스플레이 산업의 호황과 더불어 탄소중립의 영향으로 국내 스크러버 시장도 증가세를 보이며, 수요처에 따라 연소, 열, 촉매, 플라즈마 등 다양한 저감기술들이 적용되고 있으나, 공정가스 분해율 향상과 2차 부산물 저감의 2가지 성능개발 목표는 유사함
2. 지원 범위
ㅇ 반도체·디스플레이분야 기술소개서에 제시된 핵심기술 및 상세설명을 참고하여 탄소중립과 관련된 공정·설비·제품 등의 요소기술 개발지원 ※ 동 사업에 지원하기 전 반드시 기술소개서를 참고할 것
3. 지원 필요성
ㅇ 반도체·디스플레이 제조공정에 영향을 주지 않고 탄소중립에 직접적인 효과를 얻을 수 있는 탄소중립 핵심전략기술로서, 공정 배출가스 및 부산물의 분해·치환·흡착 등을 통해 저감 효율을 증대시킬 수 있는 배출가스 제어기술의 향상이 절실
4. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 기간 : 33개월 이내 (1차년도 개발기간 : 9개월, 2차년도 : 12개월, 3차년도 : 12개월) ㅇ 정부출연금 : ‘23년 3.75억원 이내(총 정부출연금 13.75억원 이내) ㅇ 주관연구개발기관 : 중소·중견 기업 ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

반도체‧디스플레이분야 기술소개서

사업명	탄소혁신스타즈프로젝트	품목유형	원천기술형
업종	반도체·디스플레이
품목명	탄소중립 달성을 위한 반도체‧디스플레이 분야 핵심 요소기술 개발
개발기간	총 3년(‘23~’25)	소요예산		총 정부출연금	‘23년 예산
				1,375백만원	375백만원

기술수요 및 Top Down 기술과의 연관성	□ Top-down 전략 연계 o 탄소중립 선언(‘20.12) o 탄소중립 기술혁신 추진전략(산업부, 과기부, 기재부 등)(‘21.3) o 탄소중립 R&D 로드맵(산업부(‘21.11) □ 기술수요조사 연계 o 탄소중립 R&D 사업 기획을 위한 설문 및 수요조사(’21.4)

※ 반도체·디스플레이분야 기술소개서 공통 참고사항

- 아래 제시한 핵심기술은 탄소중립기술로드맵(반도체‧디스플레이분야) 기술 중 동 사업을 통해 지원 가능한 기술에 대한 상세설명자료임. 상세설명에서 제시한 기술에 한하여 연구개발계획을 예산과 기간을 고려하여 자유롭게 제안 가능함

(상세설명에서 제시하고 있는 예시기술과 관련된 일부 공정‧장비‧설비 등의 요소기술 제안 가능)

* (예시) 과제명 : PFCs 가스들의 분해 효율 95% 이상의 성능을 갖는 플라즈마 POU 핵심기술

핵심기술 1
기술명	반도체∙디스플레이 분야 공정가스 배출 저감을 위한 고효율 배출제어 기술 (전략 기술로드맵 中. 반도체/디스플레이 배출가스 처리에 의한 F-gas 배출저감 기술)
개념	반도체∙디스플레이 산업 주요 공정(식각, 증착 등)에서 사용하고 배출되어 환경에 유해한 영향을 미치는 고GWP*의 공정가스를 분해, 흡수 등 다양한 방법으로 처리하여 해가 없는 가스로 전환시키는 고효율 배출제어 장치 또는 장치 구현에 필요한 핵심 요소기술 * GWP : Global Warming Potential
상세설명	ㅇ 플라즈마 POU 스크러버 성능 향상 핵심 요소기술 - CF4, C2F6를 포함한 PFCs 가스들의 분해효율을 향상시키는 플라즈마 POU 핵심 요소기술 ㅇ 반도체·디스플레이 스크러버용 촉매 기술개발 - CF4, C2F6를 포함한 PFCs 가스들의 분해효율을 향상시키는 고활성 장수명 저온 촉매 기술 ㅇ 공정가스 저감형 프리펌프(Pre-pump) 플라즈마 핵심기술 - 저압용 스크러버로 펌프 전단 설치용 저온 플라즈마 POU 핵심 요소기술 ㅇ 수소 혼합 연소식 스크러버 핵심기술 - 수소 활용 공정가스 분해율 증대 핵심 요소기술(수소 혼합 연소, 수소환원제 등)

산업공통설비분야 요약서

품목번호	2022-탄소혁신스타즈-일반-05			산업 기술 분류	중분류Ⅰ				중분류Ⅱ
품목유형	■ 원천기술 □ 혁신제품				에너지/ 환경기계시스템				-
융합유형	□ 산업고도화형 □ 사회문제해결형 □ 신산업창출형 ■ 해당없음
해당여부	□ IP연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ BI연계 □ 경쟁형 □ 복수형 □ 국가핵심기술 □ 서비스형 □ 안전과제 ■ 탄소중립 □ 국제공동 □ BM형 □ 원스톱형 □ 챌린지형 □ 통합형 □ 실증형
R&D 샌드박스 유형	■ R&D 샌드박스(일반) □ R&D 샌드박스(지정)
품목명 (기술명)	탄소중립 달성을 위한 산업공통설비 분야 핵심요소기술 개발					품목코드 (HSK10)	류			호		소호		통계부호
	(TRL : [시작] 3단계 〜 [종료] 6단계)						X	X		X	X	X	X	X	X	X	X
1. 개념 및 산업동향
ㅇ 개념 : 산업공통설비 분야는 제조업 생산공정에 범용적으로 사용되는 공통산업설비*와 적용공정으로서, 산업 전반의 대·중·소 기업에서 사용하는 설비들의 탄소저감 기술개발을 통해 복수 업종의 탄소배출 감축이 가능한 설비 요소기술임 * ① 공업로, ② 유압·기계프레스, ③ 펌프·압축기, ④ 냉간 성형공정, ⑤ 전동기·전기기기 등 ㅇ 산업동향 : 전세계적으로 적극적 기후변화대응·탄소중립을 위해 전방산업(완제품생산기업)과 후방산업(설비공급기업)에 대한 탄소규제강화 및 친환경 산업정책이 추진 중에 있으나, 우리나라의 경우, 전방산업 중심에서 공통산업설비에 대한 탄소감축 기술개발 없이 단순히 공급받거나 수입하여 진행했기 때문에, 기술적 역량*이 부족 * 공통산업설비 공급기업은 대부분 규모가 작고 기술개발 여력이 부족, 핵심기술은 대체로 선도국 대비 70% 수준, 공업로에 무탄소 연료를 적용하는 기술은 기초기술 확보 상태임
2. 지원 범위
ㅇ 산업공통설비분야 기술소개서에 제시된 핵심기술 및 상세설명을 참고하여 탄소중립과 관련된 공정·설비·제품 등의 요소기술 개발지원 ※ 동 사업에 지원하기 전 반드시 기술소개서를 참고할 것
3. 지원 필요성
ㅇ 탄소중립 실현방안으로, 제조 산업에 공통적으로 활용되고 있는 공업로, 기계설비 및 전기기기 등에 대한 탄소저감 혁신기술이 절실함 - ’18년 기준 제조업 설비 분야 CO2 배출량은 총 26,342 만톤으로, 산업공통설비들은 공장 규모와 무관하게 폭넓은 탄소감축 수혜를 직접적으로 얻을 수 있음 - 다양한 기초·요소기술 확보와 더불어, 공통산업설비 성과물 도출로 향후 산업현장 보급확산 속도를 제고하여, 선도국가·기업의 기술력에 의한 시장 지배력 격차를 빠르게 해소 - 산업 NDC 감축목표는 기존 6.4%에서 14.5%로 상향 추진 중으로, 산업전반, 특히 기술적 개선 가능성과 감축수혜 혜택이 큰 산업공통설비 분야 지원이 필요
4. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 기간 : 33개월 이내 (1차년도 개발기간 : 9개월, 2차년도 : 12개월, 3차년도 : 12개월) ㅇ 정부출연금 : ‘23년 3.75억원 이내(총 정부출연금 13.75억원 이내) ㅇ 주관연구개발기관 : 중소·중견 기업 ㅇ 기술료 징수여부 : 징수

산업공통설비분야 기술소개서

사업명	탄소혁신스타즈프로젝트	품목유형	원천기술형
업종	산업공통설비 분야
품목명(기술명)	탄소중립 달성을 위한 산업공통설비 분야 핵심요소기술 개발
개발기간	총 3년(‘23~’25)	소요예산		총 정부출연금	‘23년 예산
				1,375백만원	375백만원

기술수요 및 Top Down 기술과의 연관성	□ Top-down 전략 연계 o 탄소중립 선언(‘20.12) o 탄소중립 기술혁신 추진전략(산업부, 과기부, 기재부 등)(‘21.3) o 탄소중립 R&D 로드맵(산업부(‘21.11) □ 기술수요조사 연계 o 탄소중립 R&D 사업 기획을 위한 설문 및 수요조사(’21.4)

※ 산업공통설비분야 기술소개서 핵심기술 참고사항

- 아래 제시한 핵심기술은 탄소중립기술로드맵(산업공통설비분야) 기술 중 동 사업을 통해 지원 가능한 기술에 대한 상세 설명자료임. 상세설명에서 제시한 기술에 한하여 연구개발계획을 예산과 기간을 고려하여 자유롭게 제안 가능함

(상세설명에서 제시하고 있는 예시기술과 관련된 일부 공정‧장비‧설비 등의 요소기술 제안 가능)

* (예시) 과제명 : 무탄소 연료 활용 혼소/전소 공업로 개발

핵심기술 1
기술명	공업로 무탄소 연료 적용 연소기 개발 기술 (전략 기술로드맵 中. 공업로 무탄소 연료 적용)
개념	공업로에서 무탄소 연료전환을 위한 기존연료와의 혼소(混燒), 무탄소 연료의 전소(全燒)가 가능한 소형 공업로용 연소 기술 * 무탄소 연료 : 수소 또는 암모니아 기반 연료
상세설명	ㅇ 무탄소 연료 적용 공업로용 연소기 기술 : 기존 배관망을 통한 연료 공급시 시범적으로 보급이 용이한 공업로 연소기의 개발 - 무탄소 연료 적용시 위험성이 낮은 연소 기술 - 소형 공업로 적용 구조 설계 ㅇ 화석연료와 무탄소 연료의 혼소 및 무탄소 연료 전소 공업로 연소기 기술 : 기존 연료와 무탄소 연료를 혼합한 혼소 및 100% 무탄소 연료 연소가 가능한 전소(全燒) 연소기술 개발 - 혼소율 별 적정 화염 구조 설계 - 급속 화염 전파 대응 연료-공기 유동 및 혼합 구조 설계 - 확산화염 및 부분예혼합 화염 연소 기술 - 연소(혼소 및 전소)시 역화 억제 기술 ㅇ 공업로 무탄소 연료의 연소 특성 대응 기술 - 분할 화염 구조 및 다단연소 기반 화염 온도 억제 - 연료-공기 혼합제어 및 유동 재순환을 통한 저NOx 유도 - 취성, 내식성을 고려한 설계 - 고수분 함량 배기가스 대응기술

핵심기술 2
기술명	서보모터를 이용한 기계식·유압프레스 효율화 (전략 기술로드맵 中. 유압‧기계프레스 효율화)
개념	다양한 산업분야의 부품 제조에 사용되는 유압·기계식 프레스 구동모듈 개선을 통하여 공정시간 단축, 공정수 절감 등에 따른 공정에너지 효율화 기술 및 프레스 제조공정 지능화 시스템을 도입하여 구동모듈 작동 시스템을 데이터화하고 제조공정 상에서 소모되는 에너지를 관리하여 간접적인 방식을 통하여 탄소중립 기여
상세설명	ㅇ 서보 프레스 및 NC다이쿠션(유압식) 구동모듈 유연 제어를 통한 공정 효율화 기술 : 프레스 장비의 구동부 모션을 서보/동기화 제어하여 공정을 최적화함으로써 생산속도 향상, 불량률 저감에 따라 생산공정에 소모되는 에너지를 저감할 수 있는 기술 - NC쿠션 서보 구동제어 장비 고도화 기술 - 소재/제품에 따른 구동제어 프리모션 지능화 플랫폼 개발 - 에너지 효율 향상을 위한 공정최적화 및 에너지 회수시스템 개발 ㅇ 학습연동형 디지털 햄머 프레스를 이용한 열간단조 공정 효율화 기술 : 기계학습 기반 유압서보 제어 구동 스마트 햄머 프레스의 디지털 공정 제어를 통하여 에너지 소모를 최소화함으로써 친환경화(저탄소·저소음) 열간단조가 가능한 제조 기술 - 머신러닝 알고리즘을 이용한 지능형 햄머 구동 시스템 개발 - 타격량 디지털화 및 공정최적화를 통한 공정에너지 효율 개선 ㅇ 열간 방사단조 프레스의 공정 에너지 효율 향상 기술 : 난성형성 소재의 반복적인 가열 후 자유단조 시, 4방향 방사 단조 프레스를 이용하여 획기적인 공정 수(가열 공정) 저감 및 고품질화에 따른 에너지 효율 향상이 가능한 기술 - 다방향 방사단조 서보제어 모듈 및 소재/프레스 열관리 모듈 개발 - 공정수 저감 및 고품질화에 따른 에너지 효율 향상 기술

핵심기술 3
기술명	펌프·압축기 효율화 (전략 기술로드맵 中. 펌프‧압축기 효율화)
개념	ㅇ (펌프‧압축기) IoT/ICT 기반 수처리 분야 유체 이송 운영관리 시스템 상태진단 모니터링을 통한 운전 효율 최적화를 통해 에너지 사용량을 대폭 절감하고, 이물질 이송 능력이 탁월한 스웹트(Swept) 타입 펌프 개발을 통한 이물질 막힘 및 구속에 의한 공회전 방지 기술
상세설명	(펌프‧압축기) ㅇ 스웹트 타입 고효율 펌프 개발 : 원심 임펠러(토출되는 물의 흐름이 샤프트 축에 직각)와 축류 임펠러(샤프트 축 방향)의 중간 형태인 사류형 임펠러(샤프트 축에 경사 방향)를 가진 펌프로서, 넓은 유로 확보로 이물질 걸림이나 누적 없이 액상‧고상물의 이송을 용이하게 하는 기술 - 이물질 막힘, 공회전 낭비를 줄이는 스웹트 타입 고효율 임펠러 및 벌류트 최적화 설계기술 - 스웹트 타입 임펠러를 적용한 역회전 운전 대응 로터다이나믹스 최적화 설계기술 - 국내 실정에 적합한 용량별 비속도에 따른 스웹트 타입 고효율 펌프 시리즈화 개발 ㅇ IoT/ICT 기반 상태진단 모니터링-운영관리 기술 - 기존 단독 운전에 따른 저효율 운영의 한계를 극복하는 IoT/ICT 기반 상태진단 모니터링 시스템 설계기술 - 하수처리장 하위 맨홀 및 중개펌프장 원스탑 상태진단 모니터링에 따른 운전효율 최적화 기술 ㅇ 수처리 펌프 통합 운영관리 시스템 - IoT/ICT 기반 수처리 펌프 통합 상태진단 모니터링-운영관리 시스템 개발에 따른 운전효율 최적화 ㅇ 탄소배출량 기준 연평균에너지 절감량 최적화 기술

핵심기술 4
기술명	산업 공통공정 맞춤 저탄소화 (전략 기술로드맵 中. 산업 공통공정 맞춤 저탄소화)
개념	탄소연료/전기 등 다양한 에너지원으로부터의 공급되는 에너지를, 부품 성형 등 제조공정 단계에서 에너지 소비를 최소화 하거나 기존 소재 대체를 통해 열처리 공정 등 을 생략할 수 있도록 하는 제조설비 프로세스 개선 기술
상세설명	ㅇ 부품 제조공정 열소비 최소화 기술 : 부품 제조 프로세스에서 소재 가공성/물성 확보를 위한 열처리 시에 소모되는 에너지 소비를 최소화하기 위한 요소기술 개발 - 폐열 활용 열처리-성형 통합 공정기술 개발 - 난성형성 소재 열간/온간 성형성 향상을 통한 가열온도 저감 - 국부가열을 통한 난성형성 부품 제조 기술 개발 ㅇ 제조공정 저탄소화를 위한 비열처리강 제조/부품화 기술 : 자동차용 고강도 샤시부품 제조 시 냉간단조용 선재 열처리 공정 생략이 가능한 비열처리형 신소재를 이용하여 제조공정의 저탄소화를 달성할 수 있는 제조 기술 - 냉간단조용 신선재 열처리 생략을 위한 선재 제조 기술 개발 - 열처리 생략강을 이용한 체결용 부품 제조 및 전주기 에너지 저감 기술 개발 ㅇ 초고강도/고연신 강판을 이용한 비열처리 부품제조 기술 : 기존 초고강도 차체 부품 제조를 위한 열간성형 공법을 대체하여 3세대 냉간성형용 차체 강판을 이용한 저에너지/저원가 비열처리형 판재성형 기술 - 기가급 초고강도/고연신 강판의 정밀 공정해석 및 설계효율화 기술 개발 - 성형성 확보를 위한 지능형 유연 구동제어 성형기술 개발 - 고온 열처리 생략을 통한 부품 제조공정의 에너지 저감 및 친환경화

핵심기술 5
기술명	전동기 및 구동시스템 효율향상 설계/제조 기술 (전략 기술로드맵 中. 일반산업(전기전자), 전동기 효율향상 설계 및 제조기술)
개념	전체 전력소비량의 약 54%를 차지하고 있는 대표적인 에너지 다소비 기기인 전동기의 효율 향상및 구동 시스템의 탄소 배출량 저감을 위한 손실 최소화 전자계 최적 설계, 제조 및 조립공정의 고도화, 고효율 전력변환 장치 개발, 원활한 방열 및 냉각구조 설계기술
상세설명	ㅇ 전동기 자기회로 최적설계 기술 : 시스템 변동부하 대응 및 손실 최소화를 위한 자기회로 최적 구성 및 해석기술과 고성능 자성재료 적용을 통한 출력밀도 극대화 설계기술 - 자기회로 최적화를 위한 고성능 자성 재료 개발 - 출력밀도 향상을 위한 신구조 개념의 모터 형상 개발 ㅇ 전동기 제조 및 조립공정 기술 : 전기강판의 프레스 공정 및 용접 과정에서 발생하는 철손의 최소화를 위한 열처리 및 고밀도적층기술 개발과 고정자 및 회전자 스큐를 적용한 토크맥동 최소화 제작기술 - 철손 저감을 위한 고정밀 프레스 공정기술 및 고밀도 코어 적층 기술 - 토크 맥동 최소화를 위한 설계 기술 및 Rotor, Stator Skew 적층 기술 ㅇ 고효율 전력변환 장치 기술 : 가변속 제어기반 구동 시스템의 운전효율 향상을 위한 고효율 전력변환 기기 설계 및 제작기술과 WBG 전력반도체를 적용한 소형 및 경량화 설계기술 - 고효율 고밀도 전력변환기 제작을 위한 신기술의 전력 반도체 저손실 구동기술 - WBG 전력반도체를 적용한 고효율 모터 구동 드라이버 개발 ㅇ 방열 및 냉각구조 기술 : 전동기와 인버터 구동시 발생하는 열손실의 효과적인 상태분석 및 방열을 위한 냉각구조 설계와 운전효율 및 안정성 확보를 위한 통합 열관리 시스템 설계기술 - 인버터 제작을 위한 고방열 냉각 설계 기술 - 고효율 통합 열관리 시스템 설계 기술

핵심기술 6
기술명	탄소저감형 친환경 절연소재 기반 전기기기 기술 (전략 기술로드맵 中. 일반산업(전기전자), 탄소저감형 친환경 절연소재 기반 전기기기 기술)
개념	송∙배전용 특고압 전기기기 내 절연매질로 사용하는 온실가스(SF6), 절연유(광유) 등에서 발생하는 탄소 배출량을 저감하기 위해 친환경 절연 가스, 친환경 절연유 및 친환경 고체 절연 소재 적용 전기기기 설계∙제작 기술
상세설명	ㅇ SF6(육불화황) 가스 대체 관련 기술 : 송∙배전급 전기기기의 절연성능 확보를 위해 사용하는 SF6 가스를 지구온난화 지수(≤500)가 낮은 친환경 가스*로 또는 친환경 고체 절연소재**로 대체하는 탄소 배출량 감축 기술 * 친환경 가스 : Dry Air, CO2 혼합가스, Novec 4710 등 불소계 혼합가스 등 지구온난화 지수가 500 이하인 가스 ** 친환경 고체 절연소재 : 친환경 에폭시 등 재활용이 가능한 고체 절연소재 - 친환경 가스 또는 친환경 고체 절연소재 합성 및 대량생산 제조 기술 - 친환경 가스 또는 친환경 고체 절연소재 적용을 위한 전기적 및 기계적 성능평가 기술 - SF6 가스를 사용하는 송∙배전급 전기기기(차단기, 개폐기, 변압기, 변성기, 절연기기(부싱, 피뢰기) 등) 내 친환경 가스 또는 고체 절연소재로 대체 시, 절연설계(전계해석) 및 분해 가스 해석 등 전산 모사 기술 - 친환경 가스 또는 고체 절연소재 적용 전기기기 설계∙제작(제조) 기술(IEC 등 국제표준 시험항목 준수) - 친환경 가스 또는 고체 절연소재 적용 기반의 장기신뢰성(실증) 시험설계 및 운영기준(감시진단 및 제어 등) 기술 ㅇ 석유계 광유 대체(폐유 저감) 관련 기술 : 송∙배전급 변압기, 변성기, 절연기기(부싱 등)의 절연성능 확보를 위해 사용하는 광유를 친환경 절연유* 또는 친환경 고체 절연소재**로 대체하는 탄소 배출량 감축 기술 * 친환경 절연유 : 식물성 절연유 및 합성 에스테르 절연유 등 외부에 누수가 되더라도 환경오염이 없는 절연유 ** 친환경 고체 절연소재 : 친환경 에폭시 등 재활용이 가능한 고체 절연소재 또는 SiC(Silicon Carbide) 등 기반의 전력반도체 소재 - 친환경 절연유 합성 및 대량생산 제조 기술 - 친환경 절연유 또는 전력반도체 소재 적용을 위한 전기적 및 기계적 성능평가 기술 - 광유를 사용하는 송∙배전급 전기기기(변압기, 변성기, 절연기기(부싱) 등) 내 친환경 절연유 또는 전력반도체 소재로 대체 시, 절연설계 및 열유동 해석 등 전산 모사 기술 - 친환경 절연유 또는 고체 절연소재 적용 전기기기 설계∙제작(제조) 기술(IEC 등 국제표준 시험항목 준수) - 친환경 절연유 또는 고체 절연소재 적용 기반의 장기신뢰성(실증) 시험설계 및 운영기준(감시진단 및 제어 등) 기술