New Super carbon sink S.C.S Seaweeds를 활용한 Green Bizdupont2015.thinkcontest.com/.../gal/su2010/platinum.pdf · 2014. 9. 19. · 2010 DUPONT Innovation Idea Award PS. K 외부환경분석

S.C.S Seaweeds를 활용한 Green Biz

Paradigm

2010 DUPONT Innovation Idea Award

Super carbon sink

Shifter.

K

2010 DUPONT Innovation Idea Award PS. K

0. Issue 제기

1. 외부환경분석

2. 내부환경분석

3. 신제품 개발 방향 도출

4. 해조류 산업의 가치

5. 비즈니스 아이디어

6. 기대효과


Current Issues

지금

세계는

다른 방법의

혁신을 원한다.


0. Issue 제기






6. 기대효과


외부환경분석 _ 산업환경 변화

21세기 새로운 패러다임으로 녹색혁명이 대두됨에 따라, 기후변화와 저탄소 녹색성장이 화두가 되고 있음

세계적인 변화

지속적 인구증가

: `00년 60억명 → `50년 90억명

개도국 경제발전

: 자원소비, 온실가스 배출량 증가

• 각종 농산물, 자원소비 증가

• 생태계 훼손, 극심한 기후변화 증가

녹색성장 중요성 강조

• 두 가지 위기 직면 : 국제사회는 인구증가와 경제발전으로 인해 자원 부족 및 고갈 위기와 환경위기를 동시 직면

• 지구온난화 대응이 화두 : 유엔 기후변화협약은 강도 높은 지구 온실가스 감축을 추진 : 세계 각국은 온실가스 감축을 기정사실로 받아들이면서 이를 극복하기 위해 노력 : 탄소흡수원 확보하면서 발전하는 방향 모색

• 식량원 확보 이슈 : 식량원 보호차원에서 곡물을 활용한 비식량산업에 대한 비난 확산

• 기업들의 녹색성장 추구 : 기업의 사회적 책임이 강화되는 추세 : 기후변화 & 자원부족 문제는 더 이상 환경 이슈 일뿐 아니라 경영 이슈

지구온난화, 식량부족의 문제 발생

21세기 새로운 생존, 번영의 패러다임으로 녹색혁명 부상


• 바이오산업의 대두 : 선순환을 바탕으로 한 녹색성장이 강조됨에 따라 친환경적인 바이오산업이 화두가 됨

: 21세기 이후 기술적, 산업적, 문화적 파급효과 를 가장 크게 나타낼 분야로 주목 받고 있음

: 세계 각국에서 국가차원의 육성 진행 중

• 바이오산업이란? : 바이오 테크놀로지를 기업화하는 신 산업분야 : 생물 or 고유의 기능을 높이거나 개량하여 유용한 생물, 제품을 만들어 내는 산업

: 곡물, 목질계, 해조류 등의 소재가 대표적

• 바이오산업의 특징

: 건강, 식량, 환경 등 인류난제의 해결과 직결

: R&D 비중이 큰, 기술집약적 고부가가치 산업

: 생명공학 기술을 중심으로 여타 신기술과의 융합을 통해 새로운 개념의 산업들과 접목 가능

외부환경분석 _ 바이오산업의 대두

지구온난화와 식량난 문제가 심화됨에 따라 친환경적이고 파급효과가 큰 바이오산업이 주목을

받고 있음

바이오산업 대두

540 910

1540

3090

'00 '05 '10 '15(E)

바이오산업 분류

* 단위 : 억달러 , ** Source : 산업자원부

바이오산업 시장규모

의약산업 화학산업 식품산업

환경산업

전자산업

공정,기기 산업

에너지 및 자원산업

검정, 정보서비스, R&D산업


외부환경분석 _ 인식의 변화

환경에 대한 인식이 확산됨에 따라 바이오 소재 및 소비자의 행동에 변화가 발생함

1세대

2세대

3세대

• 옥수수, 사탕수수, 고구마 등

• 목재부산물, 농업부산물

• 바다식물 해조류

바이오 산업 개발 소재 방향 변화

• 바이오 소재로 곡물, 목질계, 해조류 등이 있음.

• 곡물 소재 : 국제곡물가격 폭등 초래, 식량의 소재화에 대한 비난 확산

• 목재부산물 소재 : 산림훼손, 자원부족 초래

• 해조류 소재로 방향이 이동 중

Green에 대한 소비자 변화

• 녹색소비자 확산 : 환경에 대한 소비자들의 관심이 확대 : 환경을 고려한 기업의 상품이나 서비스를 제공하는 회사의 제품을 선호하고 구매

• 주목할 소비 트렌드에 포함 : 실질적 혜택을 주는 친환경 소비인 알파그린이 LGERI에서 산정한 주목할 트렌드에 포함

• 기업의 대응 : 기업들도 환경을 고려한 제품의 생산 개발에 관심을 갖지 않을 수 없는 시대가 되었음


0. Issue 제기






6. 기대효과


내부환경분석 _ DUPONT 현황

다양하고 변화하는 니즈를 반영한 제품 포트폴리오를 보유하고, 견고한 성장세를 유지하고 있으나, 수익성/이미지 악화요인이 상존함

분야별 매출비중

31%

7%

19%

13%

18%

11% 1% Agriculture & Nutrition

Elctronics & Communication

Performance Chemical

Performance Coatings

Performance Materials

Safety & Protection

Others

매출액, 영업이익

26.6 27.4 29.4 30.5

26.1

2.1 3.1 3 2 1.8

'05 '06 '07 '08 '09

net sales

net income

* 단위 : $ in billions , ** Source : 2009 DUPONT annual report * Source : 2009 DUPONT annual report

• 다양한 제품 포트폴리오 - 시대의 니즈를 반영한 다양한 분야의 2000여종의 제품을 생산 / 견고한 성장세 유지

• Agriculture & Nutrition, Chemical의 높은 매출 비중 - 해당 분야에 핵심역량, 제품 개발력을 보유/집중하고 있는 것으로 판단됨

• 수익성/ 이미지 악화요인 상존 - 매출액 대비 영업이익률이 점차 낮아져 수익성 악화 위험이 존재 - 에너지 다소비 제품생산 → 환경규제 정책 시행 시 비용 증가, 이미지 실추의 위험 상존


내부환경분석 _ 종합과학기업 DUPONT

R&D 기반의 성장을 이루고, R&D 역량을 보유한 명실상부 종합과학 기업이지만,

투자비용과 수익발생 시차 존재

신제품 매출비중 R&D 투자 현황 R&D 업적

화학 섬유계의 혁신적 제품 개발

25%

30%

35%

40%

45%

'04 '05 '06 '07 '08 '09

39%

30%

* Source : 2009 DUPONT Data book

테프론 나일론

라이크라 소로나

• R&D 기반의 성장 - 지속적인 R&D를 통해 혁신적 제품을 개발, 5년내 출시된 제품이 매출의 39%를 차지 → 성장 견인

• R&D에 핵심역량 보유 - 트렌드에 맞춘 분야에 투자비용 유지 → R&D 핵심역량을 지속적으로 확보하고 있음

• 투자비용 vs 수익발생 기간 - R&D 투자 비용이 크지만 수익으로 이어지기 까지 기간이 오래 걸린다는 부담이 존재 - 한 산업부문에서 투자와 수익 발생 시차를 줄일 수 있는 비즈니스 다각화 필요

50%

15%

12%

14%

9% 식량생산증식

화석연료의존도 감축

생명보호

화학&소재

전자


0. Issue 제기






6. 기대효과


신제품 개발 방향

내부환경분석

외부환경분석

외부환경분석 + 내부환경분석 신제품 개발 방향 도출

급속한 경제성장 지속적 인구증가

기후 온난화 식량 확보 어려움

외부 & 내부 환경 분석

바이오 산업 대두

기업/소비자 인식변화

녹색성장 추구 혁신적 변화 필요성

친환경 해양 바이오(해조류) 제품 개발

Threats

- 환경 규제시 높은 수준의 배출량 감소가 필요함

- 환경 규제 이행시 감축 행동으로 인한 Cost 증가 예상

Opportunities

- 배출량 감소량을 통하여 CDM(or JI)로 배출권 사업을 추진 가능

- R&D 능력을 이용한 새로운 분야의 기술 선점으로 시장 주도 가능(ex. 해조류)

Weaknesses

- 매출액 대비 영업 이익 낮음

- CO2 多배출/식량(옥수수)을 이용한 제품 생산으로 윤리적 비난

- 긴 R&D 투자비용의 회수기간

Strengths

- 다양한 제품 Portfolio 보유

- 지속적인 R&D 투자를 통한 핵심 역량 확보 및 혁신 제품 개발 능력 보유

- 신제품 매출 비중이 매년 상승함

환경/기아 문제 관심 小


0. Issue 제기






6. 기대효과


바이오 에너지 산업 동향

• 콩, 옥수수 연료 추출 효율이 높은 식용자원을 원료로 사용 • 1세대 계열의 한계점

- 곡물 가격의 상승 야기

- 경작지 확장을 휘한 숲의 파괴

- 화석연료 대비 이산화탄소 배출량이 31% 증가

- 농약, 질소 비료를 사용으로 인한 토양 오염

1세대

2세대

3세대

당질계 전분질계

목질계

해조류계

• 목섬유 질소, 바이오 폐기물을 이용 • 2세대 계열의 한계점

- 리그닌(lignin) 제거 전처리 공정으로 인한 공정 비용상승

- 견고한 수소결합의 셀룰로스 결정 구조로 인한 당화 수율 저하로 낮은 경제성

- 높은 폐목재 채집 비용

• 대형 해조류, 미세조류를 이용 • 3세대 계열의 특징

- 1세대와 2세대의 단점 극복 가능

- 대형해조류: 단위무게당 탄수화물 함유량이 높아 바이오 에탄올에 쓰임

- 미세조류: 지질(Lipid)함유량이 높아 바이오 디젤에 사용

기존 바이오 산업은 바이오 연료 개발 위주로 발전하여 왔으며, 시대 변화에 맞추어

1세대(당질계) 2세대(목질계) 3세대(해조류계)로의 원료 개발의 변화 진행중


해조류 산업에 주목하는 이유 - 1

대형 해조류

- 최대 12,000L/ha의 바이오 에탄올을 생산

- 사탕수수 생산능력 대비 1.5배

미세조류

- 무게의 50%가 기름으로 구성

- 최대 98,500L/ha의 바이오연료 생산

- 1세대 원료 중 가장 효율이 높은

오일 팜보다 16배 이상 높음

세계에서 제일 풍부한

자원인 바닷물 이용

높은 생산 효율성 비식용 자원 이용

3세대 해조류

식용 자원가격에 영향을 미치지 않음

물과 햇빛이 있는 곳이면 어디든 배양 가능

식용해조류의 경우에도 재배장소인 바다가 거의

무한이기 때문에 식용자원가격에 미치는

영향이 거의 없음

폐수 내 질소나 인을 조류의 영양분으로

활용 가능하기 때문에 수질 정화 효과 기대

바닷물, 호수, 폐수 등 거의 모든 물에서 배양 가능

수자원 이용과 이산화탄소 감소

해조류 바이오 산업의 장점 3가지: 높은 생산 효율성, 비식용 자원 이용, 이산화탄소 감소


해조류 산업에 주목하는 이유 - 2

해조류 배양

우무 추출

고분자화 우무 저분자화 우무

해조류

1차 표백

2차 표백

제지 공정

당화공정 통한 Glucose 추출

발효 공정 Glucose 분해를 통

한 PDO 산출

분리 및 정제 공정

바이오 에탄올

PDO와 TPA/DMT 결합

소로나(Sorona)

• 이산화 탄소 흡수 기능 - 해조류 배양 시 열대 우림의 2배 이상 되는 이산화 흡수 효과를 이용 - 탄소배출권 사업으로 추진 가능 • Sorona 응용 공정 -기존의 옥수수 대신 우무에서 Glucose를 추출하여 Sorona 가공 - 식량 가격 상승에 의한 윤리적 비난 해소 • 펄프/제지 공정 - 현재 상업화 도입 단계의 기술 - 해조류 배양하여 얻을 수 있는 또 하나의 바이오 사업 - 기술이 복잡하지 않아 높은 수익성 기대

펄프, 제지

에너지 산업 이외의 이산화탄소 흡수. Sorona 응용 공정, 펄프 산업에 주목할 필요가 있고, DuPont이 기존에 보유중인 공정과 높은 유사성을 가지고 있음

탄소배출권 사업

DuPont 기술 타기술 적용 DuPont 기술

해조류 배양을 통한 응용가능 분야

이산화 탄소 흡수


해조류 산업을 통한 New Business 창출 가능성

해조류 산업의 갖고 있는 잠재적 가치를 이용하여 새로운 비즈니스를 창출하고 Megatrend의 리더의 위치를 선점할 수 있음

친환경 해조류 산업

높은 생산 효율성 공정 유사성

CO2 흡수 능력 비식용자원 이용

해조류 산업의 가치

• 높은 생산 효율성

- 목재 원료 순환속도 대비 1/48배(목재: 8년)

- 목재 연간펄프생산량 대비 4배(목재: 4mts)

- 공정 5단계로 목재 대비 1/2배(목재: 10단계)

• 공정 유사성 - 기존의 소로나 공정 및 바이오 에탄올 제작기술을 DuPont이 이미 확보하고 있음

• 비(非)식용자원 이용 - Glucose 추출원으로 옥수수 대신 해조류 이용

- 식용자원의 가격상승을 야기하지 않음

- 자연 파괴에 영향을 미치지 않음

• 이산화탄소 흡수 능력

- 삼림보다 높은 CO2 흡수율

- 다시마의 경우 열대삼림의 3배 흡수율

- 비식용자원인 대황은 열대삼림의 2배 흡수율


0. Issue 제기






6. 기대효과


Biz. Idea - 1

Biz. Idea - 2

Biz Idea _ Concept

S.C.S

Seaweeds

종자개발

해조류 양식을 통한

제품 원료 공급

CO2 흡수를 통한

탄소배출권 사업

해조류 펄프

해조류 에탄올

해조류 플라스틱/섬유

친환경 +

신사업 진출

친환경 제품

으로 대체

원료 공급

해조류 Farm 양식

SuCaSi seaweeds 종자 개발을 통하여 친환경적 비즈니스 및 제품 개발 가능

원료공급 X


Biz Idea 1 _ S.C.S Seaweeds 종자 개발과 친환경 제품 개발 (1/2)

친환경적 특성이 강화된 해조류 종자 개발

탄소 배출권 및 바이오 연료시장의 수요 증가가 예상되면서 해조류 수요 증가 예상

기존의 해조류 대비 이산화탄소 흡수율이 높고, 세포 조직이 공정화 하기에 유리한 해조류가 필요

강화된 특성의 해조류 종자 개발시 빠른 시장 선점 예상

SuCaSi Seaweed

제품명 : SuCaSi(Super Carbon Sink) Seaweed 필요 특징 : a. 배양량 : 80t/ha b. CO2 흡수량 : 열대우림의 8배 c. 생산성 : 투입량(배양량) 대비 80% 이상의 생산성, 공정 친화적 세포 조직 (펄프/에탄올/플라스틱 등으로 모든 공정을 활용) d. 배양 수온 : 0℃ 이상의 수온 높은 번식능력, CO2 흡수능력, 넓은 배양 영역을 갖는 혁신적인 종자 개발로 미래의 해양 바이오 산업 주도 가능

Dupont의 신제품 Seaweed 종자의 스펙

현 조류의 상황

a. 배양량 : 김 3t, 미역 20t, 다시마 40t / ha b. CO2 흡수량 : (홍조류 경우) 열대 우림의 3배 c. 생산성 : 투입량(배양량) 대비 10~20%의 생산량 (ex: 김: 0.4t, 미역: 2.8t, 다시마: 4.5t 건중량/ha) d. 배양 수온 : 15℃ 이상의 수온

현 해조류의 특징


Biz Idea 1 _ S.C.S Seaweeds 종자 개발과 친환경 제품 개발 (2/2)

공정이 간단하므로 쉽게 기술을 이전 받아 개량 가능

높은 생산성과 기술력으로 고품질의 제지 개발

친환경적인 포장지 개발

DuPont에서 개발중인 바이오 에탄올의 원료로 옥수수 대신 해조류 이용

옥수수 기반 원료비 $390/KL 보다 저렴한 $100/KL (홍조류 추정 $154/KL)

Sorona 공정 개선을 통한 대량 생산으로 시장 확대

Sorona EP 수지를 대량 생산하여 향후 자동차, 전기/전자 부문에 수시 공급

친환경 컨셉으로 해조류 섬유 시장 개척

해조류

펄프

해조류

에탄올

해조류 플라스틱 /섬유

SuCaSi 개발로부터 해조류 산업으로의 확장

기존의 DuPont 공정을 이용하여 친환경 바이오 공정으로 전환

친환경 해조류 펄프, 에탄올, 섬유/ 플라스틱 제품 생산으로 새로운 수익 창출 및 브랜드 가치 상승

우무 추출

해조류

저분자화 우무

Glucose 추출

고분자화 우무

해조류 공정 개략도


탄소배출권 시장의 규모와 성장성

탄소배출권 시장의 성장성

2009년 2012년 2020년

1187

4082

21157 단위 : 억 달러

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

반도체 VS 탄소배출권 시장 비교

단위 : 억 달러

참조 : 한국금융원 참조 : Worldbank

반도체 시장

탄소배출권 시장

탄소 배출권 시장은 2005년 교토 의정서(Kyoto Protocol) 발효 이후 급격한 성장

최근 탄소 배출권 시장의 규모는 반도체 시장 규모의 50%정도 까지 성장함

Post Kyoto 체제에는 더 많은 국가들이 의무 감축국으로 지정 될 것으로 예상

Biz Idea 2 _ S.C.S Seaweeds Farm 조성을 통한 탄소배출권 사업 (1/3)


배출권 거래소

장외시장 장외시장

배출권 시장

전력회사, 금융기관 등 중계업자

잉여분

실제

배출량

배출권 구입

CDM으로

Credit 획득

JI 으로

Credit 획득

초기 할당량

인증기관

심사

CDM 프로젝트 실시

부속서 I 국가 비부속서 I 국가

JI 프로젝트 실시

부속서 I 국가간

기업 A 기업 B

초기 할당량

(해당 정부가

설정함)

실제

배출량

매각

구입

정부의 규제량 보다 적게 배출을 한 기업은 남는 양을 배출권 시장에 팔 수 있음

규제량 보다 많이 배출하는 기업은 시장에서 배출권 구입 / CDM / JI 를 통해 감축 규제량을 지켜야 함

탄소배출권 시장의 운영 메커니즘




S.C.S Seaweeds Farm 조성을 통하여 Carbon Sink에 해당되는 탄소 배출권을 획득하여

수익을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 지속적인 친환경 바이오 제품의 원료 공급처 역할을 할 수 있음

탄소배출권 사업 + 친환경 제품 공정의 원료 공급

Step. 1

조류 사업 적합한

지역 조사

Step. 2

해역에 S.C.S 해조류

를 배양

Step. 3

Carbon Sink 방법론

을 개발 및 인증

Step. 4

CDM(or JI) 의 탄소 크레딧을

받기 위한 Paper Work을 진행

Step. 5

탄소 Credit을 받기 위한 해조류

Farm의 규모 만큼 해조류 증식됨

Step. 6

탄소 Credit 받기

탄소 배출권 $$$

Step. 7

초과 증식되는 해조류를 채집

하여 제품 원료로 사용

탄소 배출권 $$$


0. Issue 제기






6. 기대효과


기대효과

Company

Consumer

Society

• 종자 개발을 통한 신성장 동력 창출 • 해조류 Farm 조성으로 탄소배출권

획득 및 거래 • 해조류 제품 생산을 통한 새로운 수익 원 창출 • 친환경/윤리적 기업으로서 브랜드

이미지 구축 및 개선 가능

Company

• 친환경 제품 사용으로 윤리적 만족감을 얻음

• 친환경 제품 사용으로 Green Supply Chain 구축 가능

• 옥수수/사탕수수 등의 사용량 줄여 전세계 식량난 해소에 도움

• 친환경 해조류 제품 사용으로 탄소배출량을 현저히 줄일 수 있음

Society

Consumer SuCaSi

+ 탄소 배출권

+ 친환경 제품

해조류 산업 진출을 통하여, 기업의 신성장 동력 확보와 브랜드 가치 상승을 이룰 수 있고,

소비자의 만족도 증가, 사회의 환경 및 윤리 문제를 해결 할 수 있음


References

• DuPont MegaTrend (DuPont 홈페이지)

• DuPont Annual report (DuPont 홈페이지)

• 기지개 켜는 조류(藻類) 바이오 연료 시장 (LG Business Insight 2010.6.9)

• 3세기를 향한 듀폰(DuPont)의 성장 전략: 바이오 테크놀로지- 소로나(Sorona)

(NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS, Vol. 25, No. 2, 2007)

• 해조류 바이오산업화를 위한 전략 및 정책방향 (한국 해양수산개발원 정책연구 2009. 12) • 신성장동력 육성의 비결, 정부 R&D (삼성 경제 연구소 Issue Paper, 2009. 4. 6)


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- Thank you

But, the miracle of is still going on.

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