중소·중견기업형 유망기술 연구개발 테마 총람 2(2025) (자원·에너지/기후·환경/건설·교통·물류/재난·안전산업분야 연구개발 테마)

중소·중견기업형 유망기술 연구개발 테마 총람 2(2025) (자원·에너지/기후·환경/건설·교통·물류/재난·안전산업분야 연구개발 테마)

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Description
최근 2년간 국내 정부와 산업계는 사업전략과 연구개발(R&D) 전략 수립에 있어 매우 어려웠던 시기로 기록 될 것으로 보인다. 정책 추진의 본래 의도와는 상관없이 유례가 없었던 연구개발비용 대폭 삭감으로 연구개발 현장은 혼란과 어려움에 빠졌던 것이 사실이며, 그 여파는 중소기업의 연구개발 분야와 젊은 신진 연구개발자들에게 특히 크게 나타난 것으로 알려지고 있다.

다행히 2025년에는 역대급으로 연구개발 투자를 진행하겠다는 정부의 발표에 이어 정부R&D 예산 배분·조정ㆍ 지급절차도 빠르게 진행되어, 민간기업과 연구개발기관의 2025년 연구개발 전략 수립도 점차 정상화로 들어 설 것으로 기대되고 있다.

2025년 정부R&D 투자의 핵심 키워드는 ‘최초·최고에 도전하는 투자’로 국가R&D 전반에 도전성을 강화하는데 주안점을 두었으며, 선도·도전적 R&D에 대해서는 아낌없이 지원한다는 계획이며, 선도국과 대등한 위치에서 협력·경쟁할 수 있는 선도기술, 1등 기술을 육성(이차전지, 디스플레이, 차세대 네트워크 등)하는 한편, 글로벌 아젠다를 주도할 수 있는 대규모 전략형 플래그십 프로젝트를 발굴·투자하여 선도국과의 전략적 협력관계를 강화해 나갈 계획이다.

12대 국가전략기술, 17대 탄소중립기술 등 주요 기술분야에 대해서는 글로벌 협력전략에 기반한 전방위적 협력을 지원하고, AI, 바이오, 양자 등 3대 게임체인저 기술 분야에서는 2030년 G3 국가로 도약할 수 있도록 공격적으로 예산을 확대해 나가기로 하였다.

반도체, 이차전지 등 첨단산업 분야는 초격차 확보를 위한 차세대 기술은 물론, 미래 생태계 선점을 위한 공급망 급소기술까지 지원범위를 확대하고 아울러 우주, 사이버공간 등 신영토 개척을 위한 기술 자립화 및 표준 선점, 에너지·식량·자원 등 신흥위협에 맞서 국토와 국민을 보호하는 기술에도 투자를 강화해 가기로 하였다. 무엇보다 학생연구원, 신진연구자 등 미래세대가 실패를 두려워하지 않고 과감히 도전할 수 있도록, 안정적 연구환경 조성과 촘촘한 지원체계를 강화하기로 한 것도 눈에 뛰는 변화라고 할 수 있다.

이에 당사에서는 2018년 이후 8번째로, 기업의 효율적인 연구개발 기획과 전략 수립을 지원하고자 국내 주요 정부기관(산하기관)에서 수행하고 있는 연구개발 테마를 종합, 정리 분석하여 ‘2025년 중소·중견기업형 유망기술 연구개발 테마 총람’ 시리즈를 발간하게 되었으며, 본서는 국내 주요 기술개발 과제의 현주소를 보여줌으로써 향후 요구되는 연구개발 방향을 알려주는 유용한 참고자료가 될 것으로 판단된다.

제1편 바이오·의료·농축수산식품산업, 제2편 에너지·기후·환경·자원, 국토·건설·교통, 재난안전산업 제3편 ICT 인프라, 융합서비스산업, 제4편 반도체, 디스플레이, 부품소재산업, 제5편 모빌리티(자동차, 로봇, 항공, 철도, 조선), 기계/첨단제조, 뿌리산업을 발행하게 되었으며, 특히 2025년에는 신정부에서 AI이니셔티로 전략적 지원을 약속한 AI기술과 게임체인저로 주목받는 양자기술을 포함하여 AI+X관련 유망기술개발 과제를 제6편(특별판)으로 모아, 추가 발행함으로써 기업의 니즈에 부응 하고자 하였다. 모쪼록 본서가 산학연에서 연구개발 업무를 수행하고 있는 모든 분께 조금이나마 도움이 되기를 기대해 본다.
저자

씨에치오 얼라이언스 편집부

목차

Ⅰ. 신재생·수소·원자력·청정에너지 분야 연구개발 테마 13

1. 신재생, CCUS, 수소혼소 기술 분야 13
1-1. 신재생에너지(태양광) 기술 13
1) 은(Ag) 사용량 저감을 위한 고출력 제로버스바(0BB) 모듈 개발 및 실증 13
2) 페로브스카이트/결정질 실리콘 탠덤 태양전지의 옥외노출 준안정성 확보를 위한
열화성능 개선 15
3) 태양광 재활용/재사용 체계구축을 위한 Al 기반 전주기 태양광 전력변환장치 이력
관리 기술개발 17
4) 심미성과 안전성이 개선된 고출력 발코니 플러그인 모듈 시스템 및 수명주기
운영·유지보수(O&M) 기술개발 19
5) 페로브스카이트 태양광 모듈 장기안정성/내구성 향상 및 평가 기술개발 21
6) CIGS계 박막기반 초경량 고신뢰성 사용처다변형 다중접합 태양전지 기술 24
7) 차세대 혁신 소재 기반 한계돌파형 다중접합 태양전지 원천기술 개발 27
8) 차세대 고내구성 무기화합물 박막 태양전지 원천기술 개발 30
1-2. 신재생에너지(풍력) 기술 34
1) 국내 설치 환경을 고려한 초격차 형 20MW+급 해상풍력터빈 기본설계 34
2) 초대형 해상풍력시스템 기술실증 테스트베드 설계 연구 36
3) 풍력 블레이드 생산성 및 재활용성이 향상된 아크릴계 열가소성 수지 개발 38
4) 부유식 해상풍력 허브 설계 및 타당성 검토 40
5) 풍력발전기 구조 연결 볼트 및 베어링 현장 검사 시스템 개발 42
6) 풍력발전 블레이드 손상 검출용 복합검사시스템 개발 44
7) 가상 풍력발전기 기반 지능형 운영 지원 솔루션 개발 46
8) 해상풍력단지 지반조사 성능기준 표준화 및 기반기술 개발 48
9) 해상풍력 해상보증조사(MWS) 기술지침서 국내 표준화 개발 50
10) 초대형 풍력발전기용 변압기 개발 52
11) 풍력 지지구조물 제조 자동화 시스템을 활용한 제작 기술개발 54
12) 해상풍력 단지인증 평가기법 및 안보적 대응 핵심기술 개발 56

2. 수소에너지 기술 분야 58
2-1. 수소 생산, 저장, 이동, 충전 기술 58
1) 30kg급 수소상용차 충전시간 단축을 위한 고속충전 기반기술 개발 58
2) 청정수소 항만 물류 운송장비(AGV, 야드트랙터)용 연료전지 파워팩 개발 및 실증 60
3) 물류/산업 배후단지 컨테이너 하역장비(Reach Stacker)용 수소연료전지 파워팩
기술개발 및 실증 62
4) 상용차용 과냉각 액체수소 충전 시스템 설계 기술 개발 64
5) 선박용 50kW급 암모니아 직접활용 SOFC 보조발전 시스템 개발 66
6) 차세대 수전해 기술 국제공동연구 68
2-2. 수소연료전지 기술 71
1) 전력부하 변동 대응 가능한 고응답성 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC) 기술 개발 71
2) 고효율(≥ 60%) 암모니아 직접 활용 kW급 SOFC 스택 기술 개발 74
3) 초고효율(≥ 68%) 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC)를 위한 차세대 전극 핵심원천
기술 개발 77
4) 중저온 초고성능 PC-SOFC를 위한 차세대 초이온/초전하 전도성 소재 개발 80
2-3. 2025년 그린수소 기술 자립 프로젝트 83
1) 고분자 전해질막(PEM) 수전해 스택 환경 모사를 위한 유동해석 및 대면적 특성 평가
기술 개발 83
2) 고분자 전해질막(PEM) 수전해 핵심 소재의 스택 모사 환경 특성 및 열화 메커니즘
분석·평가 기술 개발 85
3) 고온운전(≥ 90℃) 대응 고분자 전해질막(PEM) 수전해용 고성능 막전극접합체(MEA)
핵심 원천소재 기술 개발 88
4) 차세대 알칼라인 수전해 시스템에 스케일-업 적용 가능한 대면적 수소발생반응(HER)
전극 핵심기술 개발 90
5) 가압형 알칼라인 수전해용 차세대 이온 솔베이팅 분리막 개발 92
6) 모델링 및 실험 기반 알칼라인 수전해용 고성능 차세대 확산체 기술 개발 95
2-4. 액화수소(LH2) 인수기지 핵심설비 및 시설 안전기술 98
1) 액화수소 인수기지(10만 톤/년) 위험성 평가 기술 및 안전기준 개발 98
2) 디지털트윈 플랫폼 기반 실시간 위험예측·제어 안전관리시스템 개발 100
3) 액화수소 인수기지 저장탱크 등 핵심설비 단열성능 평가 기술/안전기준 개발 102
4) 40,000m³급 액화수소 육상 이송 적·하역 시스템 안전성 평가기술 및 안전기준 개발 104

3. 원자력 발전 기술 분야 106
3-1. 원자력 기술 106
1) 해외 연구로사업에 활용가능한 상향류 노심 고성능 다목적 연구로 기본모델 개발 106
2) 파이로-SFR 기술의 경제성 및 사회·환경적 영향 분석 110
3) 원전 탄력운전 기술개발사업 113
3-2. 소형모듈원자로(SMR) 기술 117
1) 소형모듈원자로 설계 불확도 저감을 위한 몬테칼로 고신뢰도 노심해석 및 다물리
연계 기술 개발 117
2) 소형모듈원자로 고신뢰도 열유체 코드 검증 및 불확도 저감 기술 개발 120
3) 소형모듈원자로 유체-구조 상호작용 및 구조 건전성 평가 기술 123
4) 빅데이터 기반 하이브리드 노심/열수력 코드 개발 125
5) 소형모듈원자로 혁신운영기술 개발을 위한 디지털트윈 프레임워크 기반기술 개발 및
종합성능 평가 128
6) 소형모듈원자로 핵심기기 상태감시 및 혁신 유지보수 기반기술 개발 131
7) 디지털트윈 플랫폼 기반 소형모듈원자로 거동 신속 예측 체계 구축 및 운전원
최적행위 제안 기술 개발 134
8) 소형모듈원자로 기반 다목적 플랜트 구성 및 종합성능 평가기술 개발 136
9) SMR 3D프린팅 제작지원센터 구축 138
3-3. 가동 원전 안전성, 원전 해체 기술 140
1) 다물리 해석 기반 융복합 센싱 기술 및 시스템 핵심모듈 개발 140
2) 계통기기 지능형 감시/안전예측 진단 엣지시스템 개발 142
3) 격납건물 해석체계 고도화 및 최적 사고관리전략 가동원전 적용성 평가 144
4) 노심구조부품 손상예방 및 크러드 저감 실용화 기술 개발 146
5) 피동형 방사성물질 저감 설비 성능 검증 및 적용기술 개발 148
6) 폐기물 내 C-14 동위원소 고순도 농축기술 개발 150
7) 다상분리 공정 기반 저농도 삼중수소 폐액 처리기술 개발 152
8) 처분 부적합 해체폐기물 맞춤형 고화 매질 및 공정 개발 154
9) 베타볼테익 동위원소전지 초격차 핵심소재기술 개발 156
10) 열-전력변환 동위원소전지 핵심기술 고도화 158
11) 히트파이프 원자력 전원공급 시스템 기본 설계 체계 구축 162
12) 히트파이프 제조 기술 개발 및 집합체 종합 검증 시험 164
13) 핵연료 및 노심구조물 제조 및 평가 기술 개발 166
3-4. 기타 원자력기술 분야(방사선) 168
1) 방사선 기반 단일전자 반응 활성물질 변환 원천기술 개발 168
2) 전자선 감응 이온전도성 분자 고체화 기술을 활용한 이차전지 제조 기술 170

4. 기타 에너지(수요관리, 배전망, ESS) 기술 172
4-1. 에너지 수요관리 기반 기술 172
1) 차세대 전기형 공동주택 제로에너지화 기술 개발 및 실증 172
2) 실시간 전력시장 대응 온디바이스 AI 기반 상시제어장치 및 집합 수요자원화 기술
개발 및 실증 174
3) 효율관리제도 연계 전기차 충전기 대기전력 관리와 디지털 유지보수 기술 개발 및
통합 플랫폼 기반 실증 177
4) 수요맞춤형 물관리 시설 수요자원화 기술개발 및 실증 179
5) 전기 기반 제조설비의 능동형 수요반응 기술 개발 및 전력망 연동 실증 181
4-2. 에너지 수요관리 효율 혁신 기술 183
1) 반도체 공정 질소 가변 공급 진공시스템 통합 기술개발 183
2) 웨이퍼 가열공정 고효율 전기화 기술개발 및 실증 185
3) 초저습 드라이룸의 에너지 절감을 위한 기술 개발 및 실증 187
4) 탄소중립 건물용 초고효율 냉난방/급탕 히트펌프 기술 개발 190
5) 분산형 차세대 집단냉난방시스템 효율향상 기술 개발 및 실증 192
6) 산업용 고청정 설비 초고효율화 기술개발 및 실증 195
4-3. 기타 에너지(배전망, ESS) 기술 198
1) 직류 송배전시스템 확대 대응 전력계통 안정도 감시 기술 개발 198
2) 직류 송배전시스템 확대 대응 전력계통 안정도 해석 고도화 기술 개발 200
3) 직류 송배전시스템 확대 대응 전력계통 안정도 감시시스템 적용 기술 개발 202
4) AC/DC Hybrid 배전망 기술 검증을 위한 테스트베드 구축·운용 204
5) 극한환경 대응 차세대 BESS 고신뢰성 검증 및 안전기술 개발/실증 206
6) 폐지 석탄화력 활용을 위한 장주기 카르노 배터리 기술개발 210

Ⅱ. 탄소중립, 기후·환경,