성공하는 IP-R&D전략 - 특허로 본 원자력 발전 기술 현황
성공하는 IP-R&D전략은 한국산업기술진흥협회와 한국지식재산전략원간 협력사업의 일환으로 한국지식재산전략원에서 제공합니다.
▲ 황종환 그룹장 한국지식재산전략원 정부협력팀
산업분야에 대한 특허분석을 통해 유망기술을 발굴하는 사업을 2012년부터 진행하여 에너지 분야에 대한 특허분석이 2015년을 기점으로 완료되었다.
2013년 석유·가스와 광물자원, 에너지효율향상 및 에너지저장 기술, 2014년 신재생에너지, 2015년 전력/원자력 분야에 대한 특허분석을 진행하였다.
이번 호에서는 가장 최근 분석하였으며, 후쿠시마 사태 이후 원자력 분야의 변화를 특허관점에서 살펴 본 결과와 함께 시사점을 제안하고자 한다.
환경분석
우리나라는 공급에너지의 96.4%를 해외 수입에 의존하고 있다.
총 소비에너지의 38%를 차지하는 석유의 경우, 중동지역 수입 비중이 87%를 차지해 에너지 안보에 매우 취약한 수급 구조를 갖고 있으며, 이러한 화석연료비의 증가, 온실가스 감축 등 에너지 이슈에 의해 1990년대 원자력 발전의 중요성이 부각되었다.
이후 원자력 르네상스 시대를 맞아 기존 원전의 수명 연장 및 신규 원전 추진 등 2030년까지 신규 원전이 약 479기 추가 건설될 것으로 세계 원자력 협회(WMA)는 전망하고 있으나, 후쿠시마 사고 이후 원자력 발전에 대한 대중의 의구심이나 경각심이 전 세계적으로 높아지고 있는 가운데, 새로운 에너지 패러다임에 대응하기 위해서 원자력 분야의 변화가 필요한 상황이다.
특허동향
본 특허 분석에서는 원자력 발전 분야를 건설 및 운영과 안전혁신, 사후관리의 세 분야로 구분하여, 1994년 이후 출원된 한국, 미국, 일본, 유럽 및 중국의 특허를 대상으로 추출·분석하였다.
원자력 분야는 2000년대에 들어 기존 원전 수명 연장 및 신규 원전의 추진과 함께 특허출원이 증가하는 추세를 보이고 있다.
특히 2011년 일본 후쿠시마 원자력 발전소 사고 이후 유럽의 독일 등 일부 국가를 제외하면 기존의 원자력 정책을 계속 추진할 것으로 예상되며 2050년 200조 원의 원전해체 시장의 성장 전망(IAEA)과 함께 사후관리 기술의 최근 출원 증가세가 두드러지게 나타나고 있다.
주요 출원인 동향
원자력 분야의 주요 출원인을 과거 10년과 최근 10년으로 나누어 비교해 보면, 일본의 TOSHIBA, HITACHI, MITSUBISHI가 변함없이 상위 출원인을 차지하고 있고, 한국과 중국이 최근 주요 출원인 상위에 이름을 올리고 있으며, 전반적으로 일본, 미국, 프랑스, 한국, 중국까지 주요 5개국에서 원자력 분야 기술개발을 주도하고 있는 것으로 나타났다.
최근에는 프랑스의 AREVA(건설 및 운영, 안전혁신 분야), 중국의 CHINA NUCLEAR POWER ENG.(건설 및 운영, 안전혁신 분야), 한국의 원자력연구원(안전혁신, 사후관리 분야)이 주요 출원인으로 부상하고 있다.
특히 일본의 HITACHI와 미국의 GE가 합자회사인 HITACHI-GE를 설립하였고, TOSHIBA가 WESTINGHOUSE를 인수합병하면서 원자력 분야에서의 경쟁이 한층 치열해 질 것으로 예상된다.
주요 출원인 분석
(1) HITACHI-GE
HITACHI와 GE는 각각 1990년대 원자력발전의 기술개발을 주도하였으나, 2000년 후반으로 갈수록 출원이 감소하는 것으로 나타났다.
그러나 2007년 HITACHI와 GE는 HITACHI-GE 합자회사를 설립하고 2008년까지 HITACHI특허 77건(건설 및 운영 51건, 안전혁신 14건, 사후관리 12건)이 HITACHI_GE로 소유권이 이전되었다.
이후 HITACHI와 GE 각자 출원인으로하는 출원은 감소한 반면, HITACHI-GE의 합자회사 출원인의 특허출원이 급격하게 증가하고 있는 것으로 나타났다.
이 두 회사의 원자력 발전 분야의 통합으로 인해 건설 및 운영 기술 외에 GE의 강점인 안전혁신 기술, HITACHI의 강점인 사후관리 기술까지 이전되면서 HITACHI-GE의 특허 포트폴리오가 더욱 강화될 것으로 예상된다.
(2) TOSHIBA, WESTINGHOUSE
TOSHIBA는 2000년 들어서면서 특허출원이 감소하는 추세였으며, WESTING하우스는 2000년 중반까지 매년 50건 미만의 특허출원 경향을 보였다.
그러나 2006년 TOSHIBA가 WESTINGHOUSE를 인수하면서 2006년 이후부터 TOSHIBA와 WESTINGHOUSE 양사 모두 특허 출원이 증가하는 것으로 나타나고 있다.
특히 TOSHIBA는 자국(일본) 중심의 특허출원을 하고 있는 반면, WESTINGHOUSE는 미국 이외에도 유럽, 일본, 한국, 중국까지 원자력 발전 주요 시장에 특허출원을 하고 있는 것으로 나타났다.
따라서 TOSHIBA는 WESTINGHOUSE 인수합병으로 원자력 발전 기술분야의 특허 포트폴리오 강화를 통해 원자력 발전 주요 시장에서의 경쟁력을 더욱 강화해 나갈 것으로 예상된다.
(3) TERRAPOWER
TERRAPOWER는 미국의 빌게이츠가 회장으로 있는 차세대 원전 개발 원자력 벤처 기술회사로서, 소형모듈원자로(SMR) 기술은 직접 개발하여 특허출원을 하고 있으며, 소형모듈원자로(SMR) 기술 이외의 원자력 발전과 관련된 기술은 SEARETE로부터 소유권이전을 통해 특허 포트폴리오를 구축해 나가고 있다.
SEARETE는 마이크로소프트 최고기술책임자를 지낸 네이슨 미어볼드(Nathan Myhrvold)가 세운 NPE업체인 인텔렉츄얼벤처(IV) 산하 자회사로서 기존의 정보통신 분야에서 주로 활동하던 NPE업체가 원자력 분야까지 활동반경을 넓히고 있다는 점에 주목할 필요가 있다.
중국특허청(SIPO)의 원자력 발전 출원 동향
중국특허청에 출원하는 원자력 발전 분야 특허는 2000년 이후 증가하기 시작하여 2007년 국가원전기술공사(SNPTC)가 WESTINGHOUSE의 원전플랜트기술도입하면서 2010년 이후 내국인(중국인) 출원이 급격히 증가하고 있다.
특히 CHINA NUCLEAR POWER ENGINEERING, NUCLEAR POWER INSTITUTE OF CHINA, TSINGHUA UNIVERSITY는 건설 및 운영, 안전혁신, 사후관리 기술 분야에서 글로벌 다출원 상위 10위 안에 랭크되어 있다.
중국특허청에 출원하고 있는 외국 출원인으로는 TOSHIBA, AREVA 등 전통적인 원자력 강자들이 다출원 상위에 랭크되어 있으며, 안전혁신 기술 분야에 집중해서 출원하고 있는 것으로 나타났다.
맺으며
원자력 발전은 2011년 후쿠시마 원자력 발전소 사고 이후에도 주요국들의 원자력 정책 유지에 따라 특허출원은 증가하고 있으며, 일본, 미국 중심에서 최근 중국의 특허출원이 급증하고 있다.
또한 원자력 발전은 타 산업분야에 비해 주요 6개국(한국, 미국, 일본, 중국, 프랑스, 독일)이 전체 특허의 90%를 점유하면서 원자력 발전 기술개발 및 특허출원을 독점하고 있으며, 주요 출원인간의 합자회사 M&A 등을 통해 특허출원 및 기술개발을 더욱 활발히 하고 있는 것으로 분석되었다.
또한 NPE의 활동분야가 정보통신분야를 넘어 원자력까지 확산되고 있으며, 중국특허청에도 상위 출원인을 차지할 정도로 활발하게 활동하고 있다.
우리나라의 경우에도 외국 출원인의 특허 출원이 증가하고 있으며, 중국과 마찬가지로 안전혁신 분야에 대한 출원이 집중되고 있어 이에 대한 모니터링과 함께, 한국출원인들의 해외 출원을 좀 더 적극적으로 지원하여 타 국가 출원인들의 해외출원 증가 및 원전 수출에 대비하는 것이 필요하다.