KETEP 세계에너지시장정보

독일 에너지기술 양자협력 현황

ㅇ (한)에기평-(독)프라운호퍼 실리콘태양광발전센터(CSP)간 에너지 기술협력을 위한 MOU 체결(‘13.7)

 ㅇ 프라운호퍼 CSP와 MOU 기반 태양광 분야 2개 공동연구 추진

 ㅇ 제4차 베를린에너지전환대화(‘18.4.16.∼19, 베를린) 계기, 한-독 에너지전환 간담회 개최

    * 국제공동R&D(에기평-율리히(Julich) 연구소), 한·독 에너지전환 컨퍼런스 연례화(정책공유) 방안

 ㅇ 에너지전환 컨퍼런스 개최 계기, 한-독 에너지전환포럼^* 개최(‘18.10.5., 서울), 양국간 에너지전환 정책 시사점 공유 및 협력방안 모색

    * 독일 응용생태학 연구소장, 율리히 전기화학 연구소장 등이 참석 독일 에너지전환의 향후 진행과 도전과제, 에너지전환과 연료전지 및 수소 역할 등 발표

 ㅇ (한)산업부-독(경제에너지부) 에너지전환협력 공동의향합의서(JDoI) 체결(‘19.12.), 후속조치로 한-독 에너지전환협력 로드맵 체결(’20.5.)

   - 한-독 녹색에너지기술 1차 실무그룹 회의 개최(’20.10.)

 ㅇ 한-독 과학산업기술공동위원회 후속조치로 제1차 한-독(BMBF, 연방교육부) 공동연구 발굴 실무회의 개최(’20.11.)

□ 셀모듈 일체형 단결정 실리콘 (10 ㎛급) 멤브레인 태양전지 개발

◦ 총 정부출연금: 18.9억원

◦ 총 수행기간: 2016.06~2019.05

◦ 주관기관: 한양대학교 에리카 산학협력단

◦ 참여기관

- 인천대학교산학협력단, ㈜엘에이티, 프라운호퍼 아이엠더블유에스, 한국교통대학교 산학협력단

◦ 과제목표

- 기존 글로벌 태양전지 선두 업체들은 폴리실리콘 제조 및 웨이퍼링, 셀 제작, 모듈화의 수직계열화로 이점을 얻은 원가경쟁력 기반으로 태양광 모듈의 가격 경쟁력 증대를 이루었음. 하지만 최근 1년간 태양광 모듈의 가격 변동성이 없었고, 앞으로도 재료 자체의 절감이나 공정의 새로운 패러다임의 변화 없이는 가격 경쟁력을 이루기 어려움.

- 본 사업에서는 단결정 박형 실리콘 (10㎛급) 멤브레인을 사용한 새로운 공정 컨셉의 셀-모듈 일체형 태양전지 개발을 제안하고자 함.

- 단결정 박형 실리콘 (10㎛급) 멤브레인을 사용해 재료 절감 효과를 얻을 수 있음. 또한, 셀-모듈 일체형 기술을 사용해 박형 기판의 파손율 보완 및 셀-모듈 통합공정으로 인한 공정 간소화를 꾀할 수 있음.(서포터 내용 추가)

- 저비용 대량생산이 가능한 Macroporous 실리콘 형성 기술과 Stress induced lift-off method 기술을 이용하여 단결정 실리콘 (10㎛급) 멤브레인 기판 제작.

 

□ 대용량 보일러에서의 CO2 배출 저감을 위한 smart boiler management system 개발

◦ 총 정부출연금: 15.99억원

◦ 총 수행기간: 2016.06~2018.11

◦ 주관기관: 한국생산기술연구원

◦ 참여기관

- 한국과학기술연구원, 스투트가르트 대학, 비에이치아이(주),한국남동발전(주)

◦ 과제목표

◦ 최종 목표: 고형연료 사용 에너지플랜트에서의 CO2 감축을 위한 Smart Boiler Management System 플랫폼 개발 및 적용

◦ 세부 목표 1: 데이터 기반 보일러 성능 변화 모니터링 기술 개발 (예측 오차 ±2% 이내)

- 보일러 전열면 오염도 예측 모니터링 기술 개발/보일러 운전장애 sensor 개발

◦ 세부 목표 2: 보일러 성능 극대화 및 CO2 저감을 위한 운영 최적화 기술 개발 (운전장애 요인 제거율 20% 이상, 경제성 향상 10% 이상)

- 1차 방안: Smart fuel management system 개발

- 2차 방안: Smart soot blowing system 개발

◦ 세부 목표 3: 고형 연료 표준화와 연계한 상용급 보일러 적용(500kWt Pilot 실적용, 500 MW 발전소 가상적용)

- 고형 연료 표준화 기법 및 ISO 기준 국내 적용 중 관련 연료 표준화

- 연료 characterization 기법 개발: 해외기관 연계

- 국내 사용 연료: 고형 연료 ISO 기준 연계 표준화(유럽 내 현재 정립 진행 중)

 

□ 고출력 멀티버스바 실리콘 태양전지 및 분석 기술개발

◦ 총 정부출연금: 1억원

◦ 총 수행기간: 2017.07~2018.06

◦ 주관기관: 고려대학교 산학협력단

◦ 참여기관

- 프라운호퍼 아이에스이

◦ 과제목표

- 19.5%의 p-type 멀티버스바 실리콘 셀 디자인 및 구조 설계·분석

- Dielectric 물질 적용한 iVoc ≧ 680mV 의 고효율 태양전지 요소 기술 확보

- 전면 반사율 < 3% 이하의 전면 구조 형성 기술 확보

- 멀티버스바 측정에 필요한 지그설계, 측정 기준 및 기술 확보

- 테스트 구조의 Loss analysis 기술 확보

 

□ 초고속 레이저패터닝기술을 활용한 무선이동형 전원용 고출력 3차원구조의 이차전지 제조 기술개발

◦ 총 정부출연금: 0.95억원

◦ 총 수행기간: 2017.07~2018.06

◦ 주관기관: 한국과학기술연구원

◦ 참여기관

- 가천대학교산학협력단, 칼슈루에 기술연구원 응용물리연구소

◦ 과제목표

- Femto/pico초 단위 초고속 레이저기술을 이용한 전극계면에 3차원 구조의 형상 실현을 통해 고용량뿐만 아니라 고출력의 리튬기반 이차전지를 제조를 가능할 수 있는 기본 난제를 효율적으로 해결할 수 있는 가능성을 선행연구를 통해 도출하고자 함

- 초고속 레이저기술을 이용한 3차원 전극제조기술을 이용하여 원천기술 및 산업화가 가능한 아이템을 도출하고 이를 이용하여 본 사업 추진계획안을 도출하고자 함

 

□ 메타형 실리사이드 신열전반도체 및 소자물성 측정 표준화 기술 개발

◦ 총 정부출연금: 29.1억원

◦ 총 수행기간: 2018.11~2022.03

◦ 주관기관: 한국전기연구원

◦ 참여기관

- German Aerospace Center (DLR), 포항공과대학교산학협력단, 한밭대학교산학협력단, 에코피아(주)

◦ 과제목표

- 환경 친화적인 실리사이드 기반 친환경 신열전소재를 메타구조 설계를 통해 구현하고 소자화 하며 열전 산업화의 핵심적 병목 기술인 소자 물성 측정 프로토콜(소자용 레그물성, 소자물성(출력, 효율) 기술을 개발함

 

□ 고효율 태양전지 양산화를 위한 효율 24.5%급 전하선택형 실리콘 태양전지 및 모듈화 기술 개발

◦ 총 정부출연금: 27.6억원

◦ 총 수행기간: 2018.11~2021.10

◦ 주관기관: 고려대학교 산학협력단

◦ 참여기관

- Hanwha Q CELLS GmbH, 고려특수선재(주)

◦ 과제목표

- 고효율 태양전지 양산화를 위한 효율 24.5%급 전하선택형 실리콘 태양전지 기술 개발

- 실리콘 태양전지 모듈 출력 368W급 제작 공정 개발 (60셀 사이즈)

- 고출력 모듈을 위한 항복강도 77MPa, 외경 균일도 1.67Cpk 리본 기술 개발

- 인력 교류, 국제공동 워크샵 및 중장기 기술 교류를 통한 선진 기술 습득 및 활용

 

□ 한-독 수소 생산성 및 활용성 강화를 위한 1kW급 가역 고체산화물 전지 스택 핵심 부품 기술 개발

◦ 총 정부출연금: 14.6억원

◦ 총 수행기간: 2020.12~2023.11

◦ 주관기관: 주식회사 이엔코아

◦ 참여기관

- German Aerospace Center (DLR), 연세대학교 산학협력단

◦ 과제목표

◦ 주요 목표

- 가역 운전 성능 개선: SOFC 및 SOEC 모드 효율

- 상용급 스택의 1000시간 가역 운전 신뢰성 향상: 성능열화율

- 성능 한계 및 열화 현상의 정량적/정성적 분석

- 가역 운전간 열적/기계적/전기적 거동 분석 (집전 및 가스 누설 이슈)

◦ 정량 목표

- 초기 작동 효율(SOFC) 35% 전기 효율 @ 연료이용율 80%

- 초기 작동 효율(SOEC) 90% 전기 효율 @ 스팀전환율 80%

- OCV 열화율: 1%/kh 미만

- 전압 열화율: 2%/kh 미만(FC/EC 모드)