탄소 포집 기술: 혁신을 통한 지속 가능성 촉진 - 특허 환경 보고서

기후 변화에 맞서기 위한 경쟁에서 탄소 포집은 지구 온난화의 주요 원인인 대기 중 이산화탄소(CO2) 수준을 줄이기 위한 유망 기술로 부상했습니다. 이 기술은 순 제로 배출 및 그 이상을 달성하기 위해 적절한 시설을 배치하려는 노력이 커지면서 수년 동안 연구 및 혁신 분야였습니다. 최신 특허 환경 보고서를 위해 비즈니스 인텔리전스 컨설턴트 Sarah Fguira는 특허 역학, 추세 및 탄소 포집 기술 분야에서 활동하는 최고 플레이어에 대한 글로벌 개요를 얻기 위해 거시적 검색 및 분석을 수행했습니다.

탄소 포집 기술은 무엇을 합니까?

탄소 포집 기술은 산업 공정이나 발전 시설에서 배출되는 이산화탄소가 대기로 유입되기 전에 포집하여 저장하는 기술입니다. 이 프로세스는 온실가스(GHG)를 지하에 저장하거나 건축 자재와 같은 다른 용도로 활용함으로써 기후 변화에 대한 온실가스(GHG)의 영향을 완화하는 데 도움이 됩니다.

탄소 포집 프로세스에는 일반적으로 포집, 운송, 저장 또는 활용이라는 세 가지 주요 단계가 포함됩니다. 포집 단계에서 이산화탄소는 연소 전이나 공기에서 직접 포집될 수 있으므로 연소 또는 산업 공정 중에 생성되는 다른 가스로부터 분리됩니다. 그 후, 포집된 CO2는 파이프라인이나 선적 선박을 통해 안전한 지하 격리 및 저장을 위한 지질 구조 또는 활용을 위한 산업 현장으로 운반됩니다.

탄소 활용은 배출량을 줄이고 재사용할 수 있는 이중 기회 역할을 하며 이 분야의 노력과 발전을 심화할 수 있는 강력한 인센티브를 제공합니다.

특허 역학은 이 기술의 혁신 상태에 대해 무엇을 말해주는가?

이 기술의 혁신과 R&D 활동을 이해하기 위해 우리는 독점 IP 인텔리전스 소프트웨어를 사용하여 매크로 검색을 수행했습니다. IP 컨설팅 서비스 전문성을 활용하여 수집된 특허를 분석함으로써 이 분야의 연구 발전 및 투자에 대한 글로벌 통찰력을 창출할 수 있었습니다.

전체적으로 2004년부터 현재까지 수집된 특허군은 약 50,000개에 달하며 탄소 포집, 저장 및 활용과 관련되어 있습니다.

탄소 포집 분야의 특허 출원은 2021년부터 강력한 성장 추세를 보이며 지난 20년 동안 증가해 왔습니다. 이는 공공 및 민간 부문의 혁신을 주도하는 환경 규제 및 정책으로 인해 이 분야에 대한 관심이 높아지는 것과 연결될 수 있습니다. 탄소 포집 기술 분야에서.

지난 10년 동안 대부분의 특허군은 소멸된 특허군에 비해 승인되었거나 현재 계류 중입니다. 이러한 추세는 주로 탄소 배출 감소를 목표로 하는 솔루션 및 기술에 대한 시장 수요에 의해 추진되는 개발 노력의 급증을 의미합니다. 또한, 포집된 CO2를 다양한 분야에서 활용하여 다른 제품을 창출함으로써 파생되는 잠재적 가치에 대한 인식이 높아지고 있음을 강조합니다.

탄소 포집 기술을 위한 지리적 핫스팟

특허 출원의 우선순위 국가를 분석하면 현재 탄소 포집 기술의 연구 및 개발(R&D)에서 활발히 활동하는 가장 혁신적인 국가가 드러납니다. 아시아는 중국, 일본, 한국, 인도 4개국이 참여하는 가장 큰 기여를 하는 대륙이다. 중국은 지난 10년간 특허 출원 건수가 가장 많은 선두 국가이다. 이는 세계 최대의 CO2 배출국인 중국이 탄소 배출량을 줄여야 한다는 압력이 높아지고 있다는 의미로 해석될 수 있습니다. 결과적으로, 특히 탄소 포집 기술의 발전을 통해 CO2 배출 감소에 대한 정부 목표를 달성하기 위한 R&D에 대한 인센티브가 증가했습니다. 미국도 이 기술에 적극적으로 노력하고 있으며, 2013년부터 지속적인 출원 추세를 보이는 상위 10개 출원 국가 중 2위를 차지했으며 일본과 한국이 그 뒤를 이었습니다. 유럽 ​​국가는 동일한 기간에 더 적은 수의 특허군을 보유한 이 영역의 선두 국가에 속합니다.

탄소 포집 기술의 시장 범위

중국과 미국은 발명품의 50% 이상이 공개되었으며, 유럽, 일본, 한국이 뒤를 이어 특허 출원 수가 가장 많은 주요 혁신 국가입니다. 캐나다는 또한 기후 완화에 대한 노력과 시장 잠재력으로 인해 가장 중요한 보호 시장 중 하나로 꼽힙니다.

탄소 포집 기술: 최고 기업

데이터베이스에는 총 약 50,000개의 발명품이 있지만 상위 플레이어 중 어느 누구도 1,000개 특허군을 초과하지 않습니다. 이는 시장의 다양성과 탄소 포집 기술 분야에서 새로운 기술을 연구하는 플레이어의 수를 나타냅니다.

주요 주체는 대부분 중국의 산업계나 학계이다. 산업체는 대부분 에너지 분야에서 탄소 포집 솔루션을 개발하고 있습니다.

• 석유 및 가스 회사인 SINOPEC은 600개의 특허군을 보유하고 있으며 그 중 83%가 유효하고 342개가 등록되어 있는 등 최고의 기업을 이끌고 있습니다. 대부분의 특허군은 중국에서 보호되며 확장된 경우는 거의 없습니다. 이는 회사가 채택한 탄소 배출 감소에 대한 의지를 반영합니다. 녹색 및 저탄소 노력은 '중국 저탄소 모델'이라는 칭호를 받았습니다. 프로젝트 중 하나인 Qilu-Shengli 유전 백만 톤 탄소 포집, 활용 및 저장(CCUS) 실증 프로젝트가 완료되어 8월에 가동에 들어갔습니다. SINOPEC은 지난 10년 동안 꾸준히 출원을 했으며 2021년에 정점을 찍었습니다(78개 특허군).
• 탄소 포집 분야에서 주목할만한 경험을 보유한 가스 공급업체인 Air Liquide는 400개 이상의 특허군을 보유하고 있으며, 그 중 234개 특허군이 승인되었으며 약 60%가 유효합니다. 지난 10년간의 변동을 고려할 때 특허군 수 측면에서 SINOPEC보다 출원 규모가 적지만 2020년에는 39개 특허군으로 상당히 증가했으며 Air Liquide는 탄소 포집 및 CO2 액화를 위한 솔루션을 상용화했습니다.
• Huaneng Group(CHNG)의 일부이자 중국의 주요 공공 전력 회사 중 하나 인 Huaneng 청정 에너지 연구소(CERI)는 거의 300개에 달하는 특허군(85% 유효, 151개 승인)을 보유하고 있습니다. 출원 추세는 2013년부터 증가해 왔으며 2020년과 2021년 사이에 눈에 띄게 증가한 것으로 나타났습니다(각각 18개 및 68개 특허군). 이는 탄소 발자국 감소를 위해 중국이 채택한 접근 방식을 반영합니다.

포집된 CO2의 유망한 응용

CO2 저장뿐만 아니라 이산화탄소 활용 기술도 개발되어 CO2 배출 저감에 기여하면서 경제적 가치를 창출할 수 있는 제품을 창출하고 있습니다. 주요 용도 중 하나는 CO2를 석유 저장소에 주입하여 석유 생산량을 늘리는 동시에 CO2를 지하에 포집하고 저장하는 EOR(향상된 석유 회수)입니다.

기타 신흥 탄소 활용 기술 및 응용은 광물화와 관련이 있으며 시멘트 제조에서 CO2를 사용하면 특히 탄산화가 발생합니다.

특허 환경 보고서를 위해 우리는 탄소 포집 및 활용 부문의 건축 부문에 중점을 두고 특허 출원 데이터를 분석했습니다. 이 부문은 아직 개발 중이며 탄소 포집 분야의 각 최고 기업이 소수의 특허만을 보유하고 있는 작고 제한된 데이터 세트를 나타내는 것으로 나타났습니다.

Taiheiyo Cement, Denka, Solidia Technologies, JFE Steel과 같은 업체들은 시멘트 제조 업계에서 CO2 포집 및 활용과 관련된 혁신을 신청하고 보호하는 데 가장 적극적입니다. 최근에는 한국지질자원연구원, 후베이이공대학교 등 학술기관도 참여한 것으로 확인됐다.

이산화탄소 포집을 활용한 시멘트 산업의 R&D 위치를 살펴보면 가장 활발하게 활동하는 국가는 다름 아닌 중국, 미국, 일본, 특허를 최초로 출원한 한국임을 알 수 있습니다.

보호 국가 측면에서는 대부분의 특허가 확장된 중국 특허군이 아니기 때문에 중국이 가장 큰 시장 범위를 보유하고 있습니다. 다음은 미국, EP, 일본, 한국입니다. 호주, 캐나다, 인도도 최고 보호 국가 중 하나로, 이들 국가 모두 탄소 배출을 완화하기 위해 노력하고 있다는 사실을 반영합니다.

탄소 포집 기술의 다음 단계는 무엇입니까?

탄소 포집 기술은 제품 품질을 향상시키는 동시에 이산화탄소 배출을 완화하는 효과적인 방법을 제공함으로써 보다 친환경적이고 지속 가능한 세상을 향한 중추적인 단계를 제공합니다.

우리의 특허 환경 보고서에서 관찰된 관심 증가는 기후 변화에 대응하는 기술의 중요성에 대한 인식이 높아지고 있음을 강조합니다. 포집된 CO2를 활용함으로써 조직은 온실가스 배출 감소에 기여할 수 있을 뿐만 아니라 순환 경제 육성에 대한 책임도 수용할 수 있습니다.

탄소 포집 기술에 관한 이 특허 환경 보고서가 보여주기를 바라듯이, 특허 역학은 연구 및 혁신 동향과 시장에 대한 귀중한 통찰력을 제공할 수 있습니다. 이 분야의 특허 활동에 대한 자세한 내용이나 기타 주제에 대한 구체적인 조언이나 지원이 필요한 경우 Questel IP 컨설팅 팀에 문의하세요 .

Sarah Fguira는 IP 주제를 전문으로 하는 Questel의 비즈니스 인텔리전스 컨설턴트입니다. 혁신 관리 석사 학위를 취득한 화학 엔지니어인 Sarah는 화학, 식품 및 제약 관련 분야에서 컨설턴트로 4년 이상의 경력을 갖고 있습니다.