[표지]
제출문
보고서 요약서
국문 요약문
SUMMARY
기획과제 요약문
목차
1장 사업추진 배경 및 절차 39
1절 사업추진 배경 및 필요성 39
1. 사업 추진 배경 39
2. 사업 추진 필요성 47
2절 사업 기획수립 체계 및 절차 67
1. 사업 기획수립 체계 67
2. 사업 기획수립을 위한 주요 추진 일정 69
2장 WEF Nexus 개념 및 사업의 범위 74
1절 WEF Nexus의 개념 74
1. 국제기구에서의 WEF Nexus 정의 74
2. WEF Nexus 접근 방향 및 사례 75
2절 사업의 범위 90
1. 동 기획에서의 WEF Nexus 접근방법 90
2. 동 기획에서의 WEF Nexus 사업의 범위 91
3장 국내외 주요 동향 분석 93
1절 국내외 WEF Nexus 관련 메가트랜드 분석 93
1. 미국 National Intelligence Council(NIC) Global Trends 2030 93
2. Global Risks 2014(World Economic Forum: WEF, 2014) 94
3. Intergovernmental Panel on Climate Change(IPCC, 2014) 기후변화 보고서 95
4. 국내 자원관련 트렌드 분석 97
5. 소결 98
2절 국내외 WEF Nexus 관련 정책 동향 99
1. 국내 WEF 관련 정책 현황 및 전망 99
2. 해외 WEF 관련 정책 현황 및 전망 105
3. 소결 106
3절 국내·외 WEF Nexus 관련 기술개발 동향 107
1. 국내 WEF Nexus 관련 기술개발 동향 107
2. 부처별 중장기 R&D 전략 분석 111
3. 해외 WEF Nexus 관련 기술개발 동향 123
4. 국내외 사례를 반영한 실정 적용 방안(Test Bed) 130
5. 소결 133
4절 WEF Nexus 관련 시장 동향 134
1. 물산업 시장 동향 134
2. 에너지 시장 동향 139
3. 식량 시장 동향 140
4. 소결 142
5절 WEF Nexus 관련 논문·특허 동향 143
1. 특허동향 143
2. 논문동향 148
3. 소결 152
4장 사업 내용 154
1절 기술수요조사 154
1. 개요 154
2. 조사현황 155
2절 사업의 구조 160
1. 사업추진방향 설정 160
2. Issue 및 R&D Needs 도출 161
3. 사업영역 설정 163
3절 사업 비전·목표 및 추진전략 165
1. 개요 165
2. 비전 165
3. 목표 165
4. 추진전략 166
5. 중점추진분야 설정(장기적 추진분야 및 단기적 추진분야) 166
5장 중점추진분야별 추진내용 167
1절 WEF 넥서스 의사결정지원 시스템 분야 167
1. 추진 배경 및 필요성 167
2. 세부사업의 목적 및 범위 167
3. 특허 및 논문현황 167
4. 기술개발 내용 177
2절 WEF 연계기술 개발 및 실증 분야 181
1. 추진 배경 및 필요성 181
2. 세부사업의 목적 및 범위 181
3. 특허 및 논문현황 181
4. 기술개발 내용 192
3절 WEF 넥서스 거버넌스 수립 및 개선 분야 197
1. 추진 배경 및 필요성 197
2. 세부사업의 목적 및 범위 197
3. 기술개발 내용 197
6장 기술로드맵 200
1절 총괄로드맵 200
2절 사업별 로드맵 201
1. WEF 넥서스 의사결정지원시스템 201
2. WEF 연계기술 개발 및 실증 202
3. WEF 넥서스 거버넌스 수립 및 개선 203
3절 단기적 추진분야 설정 204
1. 개요 204
2. 기술수요 및 과제구성 206
7장 사전타당성 검토 211
1절 정책적 타당성 분석 211
1. 국가전략의 중요성 211
2. 상위계획과의 부합성 213
2절 기술적 타당성 분석 215
1. 기술개발 계획의 적절성 215
2. 사업구조의 적절성 216
3절 경제적 기대효과 분석 219
1. 개요 219
2. Nexus 플랫폼 구축 기술의 경제적 효과 220
8장 인력투입 및 소요예산 산정 229
1절 인력투입계획 229
2절 소요예산 231
9장 과제 제안요구서 작성 및 평가기준 설정 234
1절 과제 제안요구서 (RFP) 234
1. 총괄 제안요구서 234
2. 과제별 제안요구서 238
2절 평가기준 설정 255
참고문헌 256
[뒷표지] 258
〈표 1.1〉 국가별 에너지소비 순위 (2009년 기준) 49
〈표 1.2〉 기존의 물-식량 자원 관리 시스템과 넥서스 시스템 적용의 차이 비교 57
〈표 1.3〉 우리나라 연도별 에너지 해외 의존도 58
〈표 1.4〉 Mekong River 댐 건설사업의 영향 평가 60
〈표 1.5〉 미국 DOE의 Nexus 기술의 필요성 및 기대효과 61
〈표 1.6〉 부문별 위기 원인, 영향 및 WEF 넥서스를 통한 해소방안 65
〈표 1.7〉 수질에 관한 원인, 영향 및 WEF Nexus를 통한 해소방안 66
〈표 2.1〉 WEF의 요소별 자원 안보 75
〈표 2.2〉 주요 에너지부문의 물 사용량 81
〈표 2.3〉 비닐하우스의 에너지 비용(1, 050㎡) 83
〈표 2.4〉 지역별 해수담수화 에너지소모량 및 물생산단가 87
〈표 2.5〉 해수담수화 공정방법에 따른 에너지소모량 및 보충수 생산단가 88
〈표 3.1〉 한국의 물-에너지-식량 관련 법률 현황 및 소관부처 100
〈표 3.2〉 부처별 물-에너지-식량 관련 주요 법률과 법정 계획 현황 101
〈표 3.3〉 국토교통부 미래 중장기 R&D 중점분야 114
〈표 3.4〉 국토교통부 국가중점과학기술별 연관정책 116
〈표 3.5〉 농림축산식품부 미래 중장기 R&D 중점 분야 118
〈표 3.6〉 산업통상자원부 미래 중장기 R&D 중점 분야 122
〈표 3.7〉 세계 물시장 동향 134
〈표 3.8〉 해외건설 정책지원 현황 136
〈표 3.9〉 2014년 한국 물산업 매출액 137
〈표 3.10〉 네덜란드 물산업 현황 139
〈표 3.11〉 신재생에너지기준원별 비중 목표 140
〈표 3.12〉 RPS 연도별 공급의무비율 개정(안) 140
〈표 3.13〉 특허분석 개요 143
〈표 3.14〉특허평가지표 설명 143
〈표 3.15〉 논문분석 개요 148
〈표 3.16〉 논문평가지표 설명 148
〈표 4.1〉 WEF 넥서스 기술아이템 155
〈표 4.2〉 WEF 넥서스의 사업영역 설정 157
〈표 5.1〉 WEF 넥서스 의사결정지원시스템 기술 특허평가지표 171
〈표 5.2〉 WEF 넥서스 의사결정지원시스템 기술 논문평가지표 175
〈표 5.3〉 WEF 연계기술 개발 및 실증 기술 특허평가지표 185
〈표 5.4〉 WEF 연계기술 개발 및 실증 기술 논문평가지표 190
〈표 8.1〉 소요인력 총괄 230
〈표 8.2〉 소요예산 총괄 233
〈표 9.1〉 신규과제 선정평가 기준 255
[그림 1.1] Global Stressors와 자원위기 39
[그림 1.2] 개발국가 그룹에 따른 도시와 농촌의 인구, 1950~2050 40
[그림 1.3] 세계 물 부족 및 기아 현황 (UN, 2011-2012) 41
[그림 1.4] 자원관리 WEF 넥서스 접근방법 43
[그림 1.5] 각 발자국의 개념 44
[그림 1.6] 한반도 통일과 WEF 넥서스의 필요성 46
[그림 1.7] 기후변화에 따른 국내 자원안보의 위협 47
[그림 1.8] 세계 가상수 흐름(1996~2005년, 물발자국 네트워크 보고서) 48
[그림 1.9] 에너지수요 전망 및 목표도 48
[그림 1.10] WEC 2015 에너지 안보 지수 49
[그림 1.11] EIU 2014 식량안보지수 순위 49
[그림 1.12] 주요국 곡물자급률 및 곡물 국제가격 동향 49
[그림 1.13] WEF 관련 여건 변화 50
[그림 1.14] 물-에너지-식량의 상호관련성 51
[그림 1.15] 지속가능목표 54
[그림 1.16] 국내 식량안보 및 식량자급률 추이 58
[그림 1.17] 기획 연구 추진 체계 67
[그림 1.18] 기획위원회 구성 68
[그림 1.19] 기획 연구 추진 절차 68
[그림 2.1] 'BONN2011 Nexus conference' WEF 프레임워크 75
[그림 2.2] 'World Economic Forum 2011,WEF 프레임워크 76
[그림 2.3] 'ICIMOD2012'에서 제시된 WEF 프레임워크 77
[그림 2.4] IISD에서 제시한 WEF 요소별 분석 프레임워크 77
[그림 2.5] IISD에서 제시한 확장된 WEF-NEXUS 분석 프레임워크 78
[그림 2.6] IISD에서 제시한 WEF Nexus 계획 수립 과정 79
[그림 2.7] Aquasis Solution이 제시한 Nexus 개념 79
[그림 2.8] Tony Allan et al.(2015)이 제시한 Nexus 체계 80
[그림 2.9] 생계, 물, 에너지, 식량에 영향을 주는 각 인자들의 상호관계 80
[그림 2.10] 국내·외 자원 간 상호 연관성 81
[그림 2.11] 수상태양광 개요 82
[그림 2.12] 수상태양광 설치 현황 83
[그림 2.13] 비닐하우스 면적별 에너지비용 84
[그림 2.14] 무경운 농법 84
[그림 2.15] 담수재배와 SRI 농법 85
[그림 2.16] 재이용수 수집 탱크 및 밸브 시스템 86
[그림 2.17] 수열에너지 냉난방 시스템 87
[그림 2.18] 정삼투 해수담수화 공정 87
[그림 2.19] 해수담수화 공정방법에 따른 에너지소모량 및 보충수량 88
[그림 2.20] 음용수 생산을 위한 정삼투 해수담수화 공정 89
[그림 2.21] 관개용수 생산을 위한 비료용액 활용 정삼투 해수담수화 공정 89
[그림 2.22] 자원의 효율성 증대 방향의 전환 90
[그림 2.23] Industry 4.0기반 국내 물-에너지-식량 넥서스 91
[그림 2.24] 넥서스 요소기술 92
[그림 3.1] 미래전망결과(NIC) 93
[그림 3.2] 글로벌 위험요인간의 연계도(WEF, 2014) 95
[그림 3.3] 기후변화에 따른 식량 안보(IPCC, 2014) 96
[그림 3.4] 기후변화에 의한 대륙별 주요 위험 및 위험 저감 잠재성 (IPCC, 2014) 97
[그림 3.5] 부처별 중장기 기술 정책 방향 및 WEF Nexus의 역할 99
[그림 3.6] WEAP-LEAP 연계기술 (NOAA, 2012) 123
[그림 3.7] FAO의 WEF Nexus 추진체계 124
[그림 3.8] FAO 식량 안보의 구성요소 124
[그림 3.9] 지열 및 수열을 활용한 냉난방 자립화 131
[그림 3.10] 소규모 시설재배 132
[그림 3.11] 관개기술 향상을 통한 물-에너지 식량 연계 기술 132
[그림 3.12] 물 관련 ODA 분야별 지원실적 135
[그림 3.13] 물 관련 ODA 지역별 지원실적 135
[그림 3.14] ODA 사업 전체실적대비 수자원분야... 136
[그림 3.15] 10년간 국제 월별 유가 추이(2005.1-2015.1) 139
[그림 3.16] 농림업 생산액 및 GDP 대비 부가가치 비중 141
[그림 3.17] 농축산물 수출액 (2011) 141
[그림 3.18] 농축산물 무역수지 (2011) 141
[그림 3.19] WEF Nexus 관련 기술 연도별 특허출원건수('00~'16) 144
[그림 3.20] WEF Nexus 기술 관련 연도별 국가별 특허출원건수 및 비중('00~'16) 145
[그림 3.21] WEF Nexus 기술 관련 연도별 특허출원건수(한국, '00~'16) 145
[그림 3.22] WEF Nexus 기술 관련 연도별 특허출원건수(미국, '00~'16) 146
[그림 3.23] WEF Nexus 기술 관련 연도별 특허출원건수(일본, '00~'16) 146
[그림 3.24] WEF Nexus 기술 관련 연도별 특허출원건수(유럽, '00~'16) 146
[그림 3.25] WEF Nexus 관련 기술의 성장단계 147
[그림 3.26] 기술성장단계 곡선 147
[그림 3.27] WEF Nexus 기술 관련 연도별 논문게재건수('00~'17.01) 149
[그림 3.28] WEF Nexus 기술 관련 연도별 국가별 논문게재건수('00~'17.01) 149
[그림 3.29] WEF Nexus 기술 관련 연도별 논문게재건수(한국, '00~'17.01) 150
[그림 3.30] WEF Nexus 기술 관련 연도별 논문게재건수(미국, '00~'17.01) 150
[그림 3.31] WEF Nexus 기술 관련 연도별 논문게재건수(일본, '00~'17.01) 150
[그림 3.32] WEF Nexus 기술 관련 연도별 논문게재건수(독일, '00~'17.01) 151
[그림 3.33] WEF Nexus 기술 관련 연도별 논문게재건수(프랑스, '00~'17.01) 151
[그림 3.34] WEF Nexus 기술 관련 연도별 논문게재건수(영국, '00~'17.01) 151
[그림 3.35] WEF Nexus 기술 국가별 논문활동도 152
[그림 4.1] 기술수요조사 절차 154
[그림 4.2] 분류에 따른 사업영역 설정 157
[그림 4.3] SWOT 분석을 통한 사업추진 방향 설정 161
[그림 4.4] WEF 넥서스 관점의 이슈 162
[그림 4.5] 이슈별 R&D Needs 163
[그림 4.6] R&D Needs 대응 기술아이템 164
[그림 4.7] 사업영역 164
[그림 5.1] WEF 넥서스 의사결정지원시스템 기술 관련 연도별 특허출원건수('00~'16) 168
[그림 5.2] WEF 넥서스 의사결정지원시스템 기술 관련 연도별 국가별 특허출원건수('00~'16) 168
[그림 5.3] WEF 넥서스 의사결정지원시스템 기술 관련 연도별 특허출원건수(한국, '00~'16) 169
[그림 5.4] WEF 넥서스 의사결정지원시스템 기술 관련 연도별 특허출원건수(미국, '00~'16) 169
[그림 5.5] WEF 넥서스 의사결정지원시스템 기술 관련 연도별 특허출원건수(유럽, '00~'16) 169
[그림 5.6] WEF 넥서스 의사결정지원시스템 기술 관련 연도별 특허출원건수(일본, '00~'16) 170
[그림 5.7] WEF 넥서스 의사결정지원시스템 기술 중분류별 출원비중 170
[그림 5.8] WEF 넥서스 의사결정지원시스템 기술 성장단계 171
[그림 5.9] WEF 넥서스 의사결정지원시스템 관련 연도별 논문게재건수('00~'17.01) 172
[그림 5.10] WEF 넥서스 의사결정지원시스템 관련 연도별 국가별 논문게재건수('00~'17.01) 172
[그림 5.11] WEF 넥서스 의사결정지원시스템 관련 연도별 논문게재건수(한국, '00~'17.01) 173
[그림 5.12] WEF 넥서스 의사결정지원시스템 관련 연도별 논문게재건수(미국, '00~'17.01) 173
[그림 5.13] WEF 넥서스 의사결정지원시스템 관련 연도별 논문게재건수(일본, '00~'17.01) 173
[그림 5.14] WEF 넥서스 의사결정지원시스템 관련 연도별 논문게재건수(독일, '00~'17.01) 174
[그림 5.15] WEF 넥서스 의사결정지원시스템 관련 연도별 논문게재건수(프랑스, '00~'17.01) 174
[그림 5.16] WEF 넥서스 의사결정지원시스템 관련 연도별 논문게재건수(영국, '00~'17.01) 174
[그림 5.17] WEF 넥서스 의사결정지원시스템 대분류별 게재비중 175
[그림 5.18] WEF 연계기술 개발 및 실증 기술 관련 연도별 특허출원건수('00~'16) 182
[그림 5.19] WEF 연계기술 개발 및 실증 기술 관련 연도별 국가별 특허출원건수('00~'16) 182
[그림 5.20] WEF 연계기술 개발 및 실증 기술 관련 연도별 특허출원건수(한국, '00~'16) 183
[그림 5.21] WEF 연계기술 개발 및 실증 기술 관련 연도별 특허출원건수(미국, '00~'16) 183
[그림 5.22] WEF 연계기술 개발 및 실증 기술 관련 연도별 특허출원건수(유럽, '00~'16) 183
[그림 5.23] WEF 연계기술 개발 및 실증 기술 관련 연도별 특허출원건수(일본, '00~'16) 184
[그림 5.24] WEF 연계기술 개발 및 실증 기술 중분류별 출원비중 184
[그림 5.25] WEF 연계기술 개발 및 실증 기술 성장단계 185
[그림 5.26] WEF 연계기술 개발 및 실증 관련 연도별 논문게재건수('00~'17.01) 186
[그림 5.27] WEF 연계기술 개발 및 실증 관련 연도별 국가별 논문게재건수('00~'17.01) 187
[그림 5.28] WEF 연계기술 개발 및 실증 관련 연도별 논문게재건수(한국, '00~'17.01) 187
[그림 5.29] WEF 연계기술 개발 및 실증 관련 연도별 논문게재건수(미국, '00~'17.01) 188
[그림 5.30] WEF 연계기술 개발 및 실증 관련 연도별 논문게재건수(일본, '00~'17.01) 188
[그림 5.31] WEF 연계기술 개발 및 실증 관련 연도별 논문게재건수(독일, '00~'17.01) 188
[그림 5.32] WEF 연계기술 개발 및 실증 관련 연도별 논문게재건수(프랑스, '00~'17.01) 189
[그림 5.33] WEF 연계기술 개발 및 실증 관련 연도별 논문게재건수(영국, '00~'17.01) 189
[그림 5.34] WEF 연계기술 개발 및 실증 대분류별 게재비중 189
[그림 6.1] 단기적 중점과제의 구성 205
[그림 7.1] 단기적 추진분야 4대 세부과제 219
[그림 7.2] 우리나라 주요 댐의 분포(한국대댐회) 221
[그림 7.3] Monitoring network construction 222
[그림 7.4] TSK-에너지 절감형 기기 223
[그림 7.5] 수열에너지 냉난방의 원리 225
[그림 7.6] 울릉도 자립섬 구축의 경제적 파급효과 추정 226
[그림 7.7] 제주 가파도 자립섬 개념도 227
[그림 7.8] 전남 가사도 자립섬 개념도 228
[그림 7.9] 정삼투-역삼투 기본개념도 228