탄소중립 대응 기술/정책 동향과 핵심기술 산업 분야별 개발 현황

탄소중립 대응 기술/정책 동향과 핵심기술 산업 분야별 개발 현황 "전략품목교육센터" ◆ 안내문  지구 평균 기온은 산업화 시기 이전보다 이미 1℃ 가량 상승하였으며, 지구온난화로 인해 전 세계적으로 폭염, 가뭄, 태풍의 강도와 빈도가 심해짐에 따라, 기후변화는 국내외에서 경제·사회 전반에 걸쳐 큰 위협으로 간주된다. 전 세계 사망자가 40만 명을 넘어선 코로나19의 확산은 향후 기후변화로 인한 환경재해가 얼마나 심각할 것인지를 경고하고 있다. 2020년 신 기후체제의 서막이 열렸지만, 여전히 전 지구적으로 날씨 관련하여 사회･경제적 비용 등이 증가하면서 현 상황을 기후변화가 아니라 ‘기후위기’로 인식하여 더 과감하고 즉각적인 대응을 해야 한다는 목소리가 커지고 있다. 이렇듯, 기후위기가 가중되고 이로 인한 피해가 현실로 다가오면서 많은 나라에서는 신뢰할 수 있는 과학적 근거로 제시된 전 지구적 당면과제인 2050 탄소중립의 필요성을 인지하고 행동하기 시작하였다. 저탄소 사회로의 전환은 이미 국제적 메가트랜드로써 세계 주요국에서는 관련 전략 및 이행방안을 마련 중이며, 우리나라 정부도 환경부를 중심으로 2020년을 기후행동의 원년으로 선언하고 2050 탄소중립 실현을 위한 구체적 전략과 실행계획을 개발하고 있으며, 탄소중립 사회로 전환을 강력하게 추진할 것을 천명하였다.  이에, 본원 R&D정보센터에서는 2050 탄소중립 정책 방향과 핵심기술 분야별 최신 동향을 분석하고 글로벌 시장 선점을 위한 경쟁력 강화에 도움이 되고자, 관련기관들의 분석 정보자료를 토대로 ｢탄소중립 대응 기술/정책 동향과 핵심기술 산업 분야별 개발 현황｣를 발간하였다. 본서 제Ⅰ편에서는 탄소중립 추진 현황, 온실가스 감축 정책과 주요 부문별 비전 및 전략, 국내외 그린뉴딜 정책 동향을 수록하였으며, 제Ⅱ편에서는 CCU 기술개발 현황과 정책 동향, 철강･시멘트 및 산업공정 온실가스 배출 현황과 저감 기술, 제로에너지건축물의 인증기준 및 활성화 정책 동향을 수록하였다. 아무쪼록 본서가 학계･연구기관 및 관련 산업분야 종사자 여러분들에게 다소나마 유익한 정보자료로 활용되기를 바라는 바입니다. ◆ 목차제 Ⅰ편 탄소중립 정책 방향 제 1장 2050 탄소중립 정책과 추진 현황 1. 탄소중립 관련 현황 및 선언 동향 1) 탄소중립 배경 및 현황 (1) 탄소중립(Carbon Neutral 또는 Net-zero) 개념 (2) 탄소중립 정책의 배경 (3) 탄소중립 관련 국제사회 주요 논의 경과  (4) COVID-19 및 국제사회의 탄소중립 추진의 가속화 가. COVID-19로 인한 경제붕괴 및 기후위기와의 공통점과 차이점 나. COVID-19 팬데믹 위기를 경제성장의 기회로 (5) 탄소중립 관련 국내외 현황 가. 국내 현황 나. 해외 동향 (6) 탄소중립에 따른 글로벌 시장 및 정책 변화 가. 시장 변화 나. 정책 변화 2) 국내외 탄소중립 선언 동향 (1) 국내 탄소중립 선언(2020.10월) 선언 및 이행 조치 (2) 국제 탄소중립 선언 동향 가. 글로벌 탄소중립 선언 현황 나. 온실가스 多배출 국가의 탄소중립 선언 다. 결론 2. 탄소중립 정책과 기업들의 대응 전략 1) 국내외 탄소중립 정책 동향 (1) 해외 주요국 정책 동향 가. 유럽 - Green Deal 나. 일본 - 2050 탈(脱)탄소 실현 계획 다. 중국 - 2060 탄소중립 실현 계획 라. 미국 - 바이든 에너지 정책 공약(Clean Energy Revolution) (2) 국내 주요 정책 동향 가. 문재인 대통령 탄소중립 관련 주요 발언 나. 기존 저탄소 분야 주요정책 다. 우리나라와 주요국 간 정책적 육성분야 및 중점추진아이템 비교 2) 탄소중립 관련 글로벌 기업 동향 (1) 주요국 기업들의 대응 전략 가. EU 나. 일본 다. 중국 라. 미국 (2) 주요 글로벌 기업 탄소중립 추진내용 가. 마이크로소프트(미국) 나. 애플(미국) 다. 구글(미국) 라. BP(영국) 마. 포드(미국) 바. 델타항공(미국) 사. 포스코(한국) 아. LG화학(한국) 3) 탄소중립의 주요 트렌드 (1) 확산되는 탄소규제와 가열되는 주도권 경쟁 (2) 기업들의 자발적 탄소중립 운동 확산 (3) 가속화되는 전기차 확산 (4) 탄소중립 시대의 새로운 규칙, ESG 경영 3. 2050 기후변화 시나리오와 탄소중립 미래상 1) 2050 기후변화 시나리오 연구 및 사례 (1) 국제 기후변화 시나리오: IPCC 위주로 고찰 가. SRES(배출시나리오에 관한 특별보고서) 기반 시나리오 나. 대표농도경로(Representative Concentration Pathways, RCPs) 다. 지구온난화의 1.5℃ 이내 억제 필요성과 기후변화 시나리오 라. 공동 사회･경제 경로(Shared Socioeconomic Pathways, SSPs) (2) 2050년 기후변화와 그 영향: 최상･최악의 시나리오 가. 2050년 최상의 시나리오: 변혁(transformation) 나. 2050년 최악의 시나리오: 붕괴(collapse) 다. 국내 기관(기상청과 국립기상과학원)에 따른 2050년 한반도 기후 (3) 기후변화 시나리오의 소통사례 가. IPCC 소통원칙 나. 유엔기후변화협약(UNFCCC) 소통전략 다. 해외 소통사례 라. 국내 소통사례 (4) 시사점 가. 시나리오 연구에서 도출된 2050 미래상의 주요 시사점 나. 시나리오 소통사례 연구에서 도출된 시사점 2) 탄소중립 사회의 미래상 연구 및 사례 (1) 2050년 미래 사회상 연구 가. 다양한 관점에서 보는 2050 미래상 나. 2050 미래 사회상 연구의 시사점 (2) 2050 탄소중립 미래상 가. 연구사례 나. LEDS에서 서술된 탄소중립 미래상 및 기회와 도전과제 (3) 2050년 미래 사회의 특징 및 도전과제 가. 미래 사회의 특징 나. 미래사회의 도전과제 제 2장 기후위기 대응과 온실가스 감축 정책 1. 기후변화 대응의 필요성과 정책 현황 1) 국내외 기후변화 현황 (1) 세계 기후변화 현황 (2) 국내 기후 현황 및 전망 가. 기후변화 현황 나. 기후변화 전망 (3) 기후변화의 경제적 비용 2) 기후변화협약(UNFCCC) 동향 (1) 신기후체제 논의과정 가. 파리협정 이전의 탄소시장 나. 교토의정서 체제와 한계 (2) 신기후체제: 파리협정(Paris Agreements) (3) 신기후체제 협상 결과 (4) 국가별 기여방안(INDC) (5) 파리협정 이후 글로벌 산업환경의 변화 3) 신기후체제 대응을 위한 국내외 정책 및 금융･투자 현황 (1) 주요국의 기후변화 대응정책 현황 가. EU 나. 미국 다. 일본 라. 중국 마. 주요국의 기후변화대응 전략의 시사점 (2) 국내 기후변화 대응정책 현황 가. 기후변화 대응의 진행경과 나. 기후변화 대응 사업 및 관련 법안 (3) 기후변화 대응 관련 금융･투자 부분 현황 4) 파리협정 제6조 협상쟁점 및 영향 (1) 파리협정 제6조의 쟁점사항 가. 교토메커니즘과 파리협정 탄소시장의 차이 나. 파리협정 제6조의 쟁점사항 다. 파리협정 제6조의 시사점 (2) 주요국의 국제탄소시장 활용 계획 분석 가. 주요 선진국의 국제탄소시장 활용계획 나. 6개 개도국의 국제탄소시장 활용계획 (3) 파리협정 제6조의 국내 영향 가. 상응조정방식별 국외감축실적(ITMO) 확보 규모 분석 나. 국내 온실가스 감축량 대비 국외감축량(ITMO) 비율 다. 교토메커니즘 전환에 따른 국내 영향 분석 라. 시사점 2. 국가 온실가스 배출실적과 성과 1) 온실가스 배출실적과 감축 정책 (1) 국내 온실가스 배출실적과 성과 가. 국가 온실가스 감축목표 설정과 실적 나. 온실가스 배출량 변화 요인 분석 다. 에너지 소비와 에너지원 구성의 변화 (2) 국가 온실가스 감축 목표 가. 2030년 온실가스 감축 목표 수립 배경 나. 우리나라 온실가스 감축 여건 (3) 국가 온실가스 감축 정책 가. 제도 및 법률 나. 온실가스 감축 정책 2) 부문별 온실가스 배출실적과 성과 (1) 발전부문 가. 온실가스 배출량 실적과 전망 나. 온실가스 배출량 목표와 실적 다. 발전량 전망과 실적 라. 전력배출계수(톤CO2eq./MWh) 실적과 전망 (2) 산업부문 가. 온실가스 배출량 실적과 전망 나. 산업부문 직접배출온실가스 배출량 실적 요인분석 다. 철강산업 직접배출온실가스 배출량 실적 요인분석 라. 석유화학산업 온실가스 배출량 분석 마. 비금속산업 온실가스 배출량 분석 (3) 수송부문 가. 온실가스 배출량 실적 나. 온실가스 배출량 목표 대비 실적 (4) 가정부문 가. 온실가스 배출량 실적 나. 온실가스 배출량 목표 대비 실적 다. 온실가스 직접배출량 요인분석 (5) 상업･공공부문 가. 온실가스 배출량 실적 나. 온실가스 배출량 목표 대비 실적 다. 온실가스 직접배출량 요인분석 (6) 폐기물부문 가. 온실가스 배출량 실적 나. 온실가스 배출량 목표 대비 실적 (7) 농･축산부문 가. 온실가스 배출량 실적 나. 온실가스 배출량 목표 대비 실적 (8) 부문별 국가 온실가스 목표 대비 실적 요약(2015년 기준) 3) 국가 온실가스 감축 정책과 조치 (1) 국가 온실가스 감축목표의 불확실성 (2) 산업부문 중심의 온실가스 감축 정책 시행 (3) 비산업부문 온실가스 감축 정책 미비 3. 주요 부문별 온실가스 비전 및 전략 1) 에너지 공급 (1) 에너지 공급 부문 현황 가. 전력 구성 나. 용도별 전력 수요 다. 전력 부문 온실가스 배출량 (2) 에너지 공급 부문 2050 비전 가. 재생에너지 중심의 전력 공급 나. 연료전지 및 그린수소 확대 다. 화석연료 발전에 대한 CCUS 기술 적용 (3) 에너지 공급 부문 전략 가. 재생에너지 기술적 제약 극복 나. 재생에너지 친화형 제도 구축 2) 산업 (1) 산업 부문 현황 가. 우리나라 경제 구조 나. 산업 부문 온실가스 배출량 (2) 산업 부문 2050 비전 가. 미래 신기술 적용 나. 에너지 효율 개선 다. 순환경제 강화 라. 저탄소 연료 사용 확대 마. 산업공정 불소계 온실가스(F-gas) 배출 감축 (3) 산업 부문 정책 과제 가. 지속가능한 산업 환경 확립 나. 기술 혁신을 위한 과감한 투자 확대 다. 에너지 효율 향상 지원 강화 3) 수송 (1) 수송 부문 현황 가. 수송 부문 현황 나. 수송 부문 온실가스 배출량 (2) 수송 부문 2050 비전 가. 친환경차(전기차+수소차) 대중화 나. 저탄소 운송 연료 사용 확대 다. 해운･항공･철도 선진화 라. 교통 수요관리 및 차량 운행 최적화 마. 물류체계 전환(Modal Shift) (3) 수송 부문 전략 가. 친환경차 보급 인프라 구축 나. 모빌리티 기술 혁신 4) 건물 (1) 건물 부문 현황 가. 건축물 현황 나. 건물 에너지 소비 현황 다. 건물 온실가스 배출량 (2) 건물 부문 2050 비전 가. 건물 에너지 효율 개선 나. 고효율 기기 보급 다. 스마트 에너지관리 시스템 보급 확산 (3) 건물 부문 전략 가. 녹색건축물 확산을 위한 재정 지원 나. 건물 에너지 빅데이터 구축 및 활용 확산 다. 미래 스마트시티 조성 5) 폐기물 (1) 폐기물 부문 현황 가. 폐기물 발생 현황 나. 폐기물 정책 현황 다. 폐기물 부문 온실가스 발생 현황 (2) 폐기물 부문 2050 비전 및 전략 가. 폐기물 발생의 근본적 감축 나. 폐기물 고부가가치 재활용 촉진 다. 폐기물의 친환경적 처리 6) 농축수산(농업･축산･수산) (1) 농축수산 부문 온실가스 배출 현황 (2) 농축수산 2050 비전 및 전략 가. 스마트 농업(농업･축산･수산)으로의 전환 나. 저탄소 농업기술 개발 및 보급 확대 다. 정책 수요자 참여 정책 활성화 라. 친환경 에너지 확대 마. 수산 부산물 바이오 산업과 연계 활성화 확대 7) 탄소 흡수원 (1) 탄소 흡수원 현황 및 전망 가. 탄소흡수원 현황 나. 탄소흡수원 전망 (2) 탄소 흡수원 2050 비전 및 전략 가. 탄소흡수원 확대(신규조림/재조림) 나. 탄소흡수원 유지･관리(산림경영) 다. 목재공급량 확대 (3) 산림 외 추가 흡수원 제 3장 탄소중립을 위한 그린뉴딜 정책 1. 그린뉴딜 관련 주요 분야별 동향 및 특징 1) 그린뉴딜(Green New Deal) 정의 2) 그린뉴딜 추진 가속화 배경 3) 그린뉴딜 관련 주요 분야별 특징 (1) 재생에너지 (2) 에너지효율 (3) 지속가능한 수송 가. 지속가능 연료 활용 나. 수송 인프라 개선 다. 배출기준 제도 강화 (4) 순환경제 2. 그린뉴딜 정책 주요 동향 1) 한국판 그린뉴딜 정책 (1) 코로나19로 인한 국내외 경제 변화 (2) 한국판 뉴딜 (3) 한국판 그린뉴딜 계획 (4) 한국판 그린뉴딜 계획의 한계 2) 해외 주요국의 그린뉴딜 정책 (1) 미국 가. 현황 나. 중점 추진분야 다. 향후 전망 (2) EU 가. 현황 나. 중점 추진분야 다. 향후 전망 (3) 독일 가. 현황 나. 중점 추진분야 다. 향후 전망 (4) 영국 가. 현황 나. 중점 추진분야 다. 향후 전망 (5) 중국 가. 현황 나. 중점 추진분야 다. 향후 전망 (6) 인도 가. 현황 나. 중점 추진분야 다. 향후 전망 (7) 결론 및 시사점 제 Ⅱ편 탄소중립 핵심기술 제 1장 이산화탄소 활용기술(CCU) 1. CCU 산업 및 제품 시장 현황 1) CCU 개요 (1) 정의 및 분류 가. 비전환 직접 활용 기술 나. 전환 기술 (2) 포집기술 가. 개요 나. 특성 (3) 저장기술 가. 개요 나. 특성 2) 국내외 CCUS 산업 동향 (1) 해외 산업 동향 (2) 국내 산업 동향 3) CCU 제품 시장 현황 및 전망 (1) 글로벌 시장 전망 (2) 주요 CCU 제품군별 전망 가. 연료(Fuel) 나. 화학제품(Chemicals) 다. 건축 자재(Building Materials) 2. CCU 기술개발 현황 1) 이산화탄소 포집 기술 (1) 개념 가. 기술의 정의 나. 연소 후 포집 다. 연소 전 포집 라. 순산소 연소 (2) 습식 포집 기술 가. 해외 기술개발 동향 나. 국내 연구 현황 (3) 건식 포집 기술 가. 해외 기술개발 동향 나. 국내 연구 현황 (4) 분리막 포집기술 가. 해외 기술개발 동향 나. 국내 연구 현황 (5) 공기중 포집 기술 가. 해외 기술개발 동향 나. 국내 연구 현황 2) 이산화탄소 전환 기술 (1) 촉매 전환 기술 가. 연료(Fuel) 생산 나. 화학물질(Chemicals) 생산 (2) 전기화학 전환 기술 가. 해외 기술개발 동향 나. 국내 연구 현황 (3) 광전기화학 전환 기술 가. 해외 기술개발 동향 나. 국내 연구 현황 (4) 광화학 전환 기술 가. 해외 기술개발 동향 나. 국내 연구 현황 (5) 생물 전환 기술 가. 해외 기술개발 동향 나. 국내 연구 현황 (6) 광물화 기술 가. 해외 기술개발 동향 나. 국내 연구 현황 3. CCU 기술 정책 및 R&D 투자 동향 1) 국내외 CCU 기술 정책 동향 (1) 해외 정책 동향 가. 유럽 나. 미국 다. 캐나다 라. 일본 마. 중국 (2) 국내 정책 동향 가. 녹색성장 5개년 계획 나. 기후변화대응 기본 계획 다. 국가 온실가스 감축 로드맵 2) 국내외 CCU 분야 R&D 투자 동향 (1) 해외 R&D 투자 동향 가. EU 나. 미국 (2) 국내 R&D 투자 동향제 2장 산업부문 저탄소 기술 1. 철강･시멘트 탄소저감 기술 1) 철강산업 온실가스 배출 현황과 저감 기술 (1) 온실가스 배출 현황과 향후 감축 가능성 가. 철강산업의 온실가스 관련 현황 나. LEDS 민간포럼 검토안과 주요 쟁점 (2) 수소환원제철법 기술 현황 가. 수소환원제철법 개념 나. 수소환원제철 기술개발 현황 다. 국내외 수소환원제철 동향 2) 시멘트 산업의 순환자원 활용 동향 2. 저탄소 친환경 건설재료 시장 및 기술 동향 1) 국내외 CO2 저감/흡수 건설재료 시장 동향 (1) 해외 시장 동향 (2) 국내 시장 동향 2) 국내외 CO2 저감/흡수 건설재료 기술 동향 (1) 해외 기술 동향 (2) 국내 기술동향 3) 국내외 CO2 저감 건설재료 관련 정책 동향 (1) 해외 정책 동향 가. 미국 나. 유럽 다. 일본 (2) 국내 정책 동향 3. 반도체･디스플레이 공정가스 배출 현황 및 감축 대안 1) 산업공정 온실가스의 특성 (1) 산업공정 배출 (2) HFCs 소비 및 반도체･디스플레이업 온실가스 배출 가. HFCs 소비 나. 반도체･디스플레이업 (3) 감축 관점에서의 공정 온실가스 특성 가. 반도체･디스플레이 업종의 공정가스 사용 특성 나. 냉매 사용 용도별 HFCs 종류 2) 몬트리올의정서 회의 결과 분석과 선진국의 HFCs 규제 동향 (1) 몬트리올의정서 당사국회의 결과 분석 가. 키갈리 당사국 회의 결정 배경 나. 키갈리 당사국 회의 결과 (2) 주요 선진국의 HFCs 규제 동향 가. EU 나. 일본 다. 미국 3) 산업공정부문 Non-CO2 가스 감축 대안 (1) 반도체･디스플레이업종 공정가스 감축 대안 가. 반도체･디스플레이 생산과 NF3 가스 소비 특성 나. 생산공정에서 NF3 가스의 중요성 다. 반도체업 온실가스 감축 옵션 라. 디스플레이업 온실가스 감축 옵션 (2) 몬트리올의정서 대응 HFCs 냉매 감축 대안 제 3장 제로에너지건축물(ZEB) 1. 제로에너지건축물 적용기술 및 사례 1) 제로에너지건축물 정의 및 분류 (1) 정의 (2) 분류 (3) 도입배경 2) 제로에너지건축물 적용기술 (1) 패시브 기술 가. 자연환기 나. 고성능 창문(또는 고성능 창호) 다. 고기밀 라. 외단열 마. 외부차양 바. 자연채광 사. 옥상녹화 (2) 액티브 기술 가. 고효율 보일러 나. 고효율 가전기기 다. 폐열회수 환기장치 라. 고효율 LED 조명 마. 태양광 발전 바. 풍력발전 사. 연료전지 아. 지열을 이용한 냉방/난방장치 자. 태양열을 이용한 냉방/난방장치  차. 건물에너지관리시스템 3) 제로에너지건축물 최신 융합기술 동향 (1) 제로에너지 건축을 위한 통합설계기술 (2) 패시브 건축기술 가. 고성능 창호 및 융합기술 동향 나. 고성능 외피단열기술 및 융합기술 동향 다. 이중외피 융합기술 (3) 액티브 건축기술 (4) 건물 일체형 신재생에너지 기술 (5) 신재생+ESS 통합관리시스템 4) 국내외 제로에너지 융합기술을 적용한 건축물 동향 (1) 해외 제로에너지건축물 대표사례 및 동향 가. 일본 타이세이건설 기술센터 나. 미국 NREL 제로에너지건물 다. 오스트리아 비엔나 공과대학 빌딩 (2) 국내 제로에너지건축물 대표사례 및 동향 가. 제로카본그린홈(Zero Carbon Green Home) 나. 이지(EZ)하우스 다. 힐스테이트레이크 송도 공동주택 단지 라. 서울에너지드림센터 2. 제로에너지건축물 인증기준 및 절차 소개  1) 제로에너지건축물 인증개요 (1) 인증대상 (2) 의무대상 2) 제로에너지건축물 인증기준 (1) 건축물 에너지효율등급 인증(1++ 이상) (2) 에너지자립률(20% 이상) (3) BEMS 또는 원격검침전자식계량기 설치 3) 제로에너지건축물 인증절차 및 신청방법 (1) 신청서류 준비 (2) 신청서 접수 (3) 검토 및 평가 (4) 인증서 발급 3. 제로에너지건축물 인센티브 법･제도 현황 1) 인센티브 법･제도 현황 (1) 제로에너지 건축물 인증 시 제공받는 인센티브 가. 건축물의 용적률 및 높이 완화 나. 주택건설사업 기부채납 부담률 완화 다. 주택도시기금 대출한도 확대 (2) 신재생에너지 설비 설치 시 제공받는 인센티브 가. 설치 보조금 우선 지원 나. 세제 지원 2) 지자체 조례 및 인센티브 (1) 지자체 조례를 통한 인센티브 제공 현황 가. 인증비용 지원 나. 건축기준 완화 다. 지방세 감면 라. 공사비용 지원 (2) 서울시 에너지절감 프로그램 가. 아파트 베란다용 미니태양광 지원 나. 에코마일리지 제도 다. 건물에너지효율화사업 융자지원사업 4. 제로에너지건축물 활성화 정책 동향 1) 해외 제로에너지건축물 조성 활성화 정책 동향 (1) 제로에너지건축물 조성 목표 및 평가체계 가. EU 나. 영국 다. 독일 라. 미국 마. 일본 (2) 제로에너지건축물 조성 지원 정책 사례 가. 독일 나. 영국 다. 프랑스 라. 미국 마. 시사점 2) 국내 제로에너지건축물 활성화 정책 동향 도표/그림 목차