미래 핵심 트렌드는 ‘지속가능성’

한국과학기술정보연구원(KISTI)은 최근 ‘미래기술 백서 2013’를 펴내고 인류의 생활을 지배할 5개의 메가트렌드를 소개했다.

△건강한 사회 △스마트한 사회 △안전한 사회 △창의적 융합 사회 △지속가능한 자연과 사회 등이다.

이번에는 마지막으로 ‘지속가능한 자연과 사회’를 중심으로 에너지, 자원, 국토 보전, 기후변화 대응 등의 미래기술에 대해 알아본다.


있는 에너지 아끼고 새로운 에너지 만든다

에너지에 관한 미래기술은 크게 ‘에너지 저감·저장·재활용’ 등 효율을 높이는 기술과 ‘신·재생에너지 개발’ 등 새로 만드는 기술로 나눌 수 있다.
 

▲ 에너지에 관한 미래기술은 크게 ‘에너지 저감·저장·재활용’ 등 효율을 높이는 기술과
 ‘신·재생에너지 개발’ 등 새로 만드는 기술로 나눌 수 있다. ⓒScienceTimes

화석연료의 고갈로 인해 에너지 저감과 효율성 향상이 요구되는 가운데, 각국은 건축·산업·교통·가정 등 사회 전반에 있어서 에너지 효율화를 강화하는 추세다. 미국은 환경 피해 정도에 따라 등급을 매기는 친환경 건축물 인증제(LEED)를 의무화하고 있으며, 유럽연합은 자동차 온실가스 배출 기준을 강화하고 있다.

우리나라는 에너지를 절약한 만큼 투자금액을 회수하는 ‘에스코(ESCO) 사업’을 2010년부터 실시하는 한편, 지능형 전력망 구축으로 에너지 효율을 높이는 ‘스마트 그리드 사업’을 집중적으로 육성해왔다. 아울러 전력 에너지를 저장했다가 필요할 때 공급하는 저장장치의 개발을 위해 2030년까지 총 111조 5천억 원을 투입할 예정이다.

석탄과 석유를 대체할 새로운 에너지원을 찾는 작업도 계속되고 있다. 매장량이 풍부하고 연소 시에도 온실가스를 배출하지 않는 수소에너지가 대표적이다. 선진국들은 수소를 연료로 하는 자동차와 충전소 설치 기술을 개발하느라 치열한 경쟁을 벌이고 있다. 재료의 화학에너지를 전기로 직접 변환시키는 연료전지 기술도 각광을 받는다. 2020년이면 세계 연료전지 시장의 규모는 13조 원을 넘어설 전망이다.

새로운 에너지원으로 큰 기대를 모았던 것은 원자력 발전이다. 그러나 러시아 체르노빌이나 일본 후쿠시마의 사례처럼 원전이 폭발하면 천문학적인 피해가 발생한다는 점이 문제다. 중수소와 삼중수소를 이용하는 핵융합 발전이 주목을 받는 것도 방사능이나 핵폭탄 걱정이 없기 때문이다. 세계 각국은 원자력의 안전성을 높이는 동시에 핵융합을 이용한 차세대 원자력 기술의 개발에 매진하고 있다.

태양열, 풍력, 수력, 조력 등 자연에 존재하는 에너지를 활용하는 재생에너지 사업은 안전성이 높지만 발전효율이 낮아 장기적인 기술 발전이 요구되는 분야다. 유기성 생물체인 바이오매스를 이용한 바이오연료의 개발도 큰 관심을 얻는다. 우리 정부는 2015년까지 ‘세계 5대 신재생에너지 강국’에 진입한다는 목표로 태양광과 바이오연료 사업을 적극 지원하고 있다.


세계는 지금 ‘자원 전쟁’ 중

글로벌 에너지 수요 증가로 인해 에너지 자원의 고갈이 가속화되고 있다. 세계자원연구소(WRI)는 앞으로 40년이면 석유가 바닥을 드러내고 천연가스는 58년이면 매장량이 고갈된다는 예측을 내놓은 바 있다. 게다가 미국의 투자금융회사인 모건스탠리는 배럴당 유가가 10달러 상승할 때마다 GDP의 1퍼센트에 상응하는 무역수지 악화를 겪게 될 것이라고 경고했다.

이에 세계 각국은 ‘에너지 자원 개발’을 위해 공격적인 행보에 나서고 있다. 우리나라도 자원공급 혼란에 대비할 수 있는 최소한의 자주개발 수준에 안착하기 위해 다각적인 전략을 추진중이다. 해외 유전과 가스전을 매입하는 동시에 국내 대륙붕 탐사를 실시해 에너지 자원을 확보한다는 계획이다.

전략광물과 희유금속 등 ‘광물자원의 개발과 활용’ 기술도 자원 전쟁의 한 단면을 장식하고 있다. 특히 리튬, 코발트, 니켈 등 희유금속과 희토류는 태양광, 디스플레이, LED 등 미래 성장동력 산업의 핵심소재로 사용되지만 매장량이 극히 적어 국가 간의 경쟁이 심화되고 있다.

중국은 주요 희유금속을 국가보호 광종으로 지정해 수출을 제한하고 있으며, 일본은 2009년 ‘희소금속 확보를 위한 4대 전략’을 구축하고 아프리카와 남미 등 해외 인프라 확보에 적극적으로 나서고 있다. 우리나라는 연간 500억 원의 예산을 투입해 2014년까지 8개 희유금속을 5만 톤 이상 확보한다는 계획이다.


기후변화 막고 가용 수자원 늘려라

지구온난화와 기후변화가 심해지면서 전 세계는 온실가스의 배출을 줄여야 한다는 공통의 목소리를 내기 시작했다. 1997년 유엔기후변화협약(UNFCCC) 제3차 당사국총회에서 법적 구속력을 지닌 지구촌 유일의 기후변화 협약인 ‘교토의정서(Kyoto Protocol)’가 탄생했다.
 

▲ 인류 사회의 지속가능성을 확보하는 데는 ‘수자원 확보와 수자원 오염 방지’도 중요한 과제다. ⓒScienceTimes

지난해 열린 제18차 당사국총회에서는 2012년까지였던 교토의정서의 기한을 2020년으로 연장했다. 준비가 덜 된 국가들은 한숨을 돌렸지만 남은 기간 동안 ‘온실가스 저감’ 기술을 극대화시켜야 한다는 과제가 생겼다. 우리 정부도 2008년 ‘저탄소 녹색성장 국가전략’ 선포 이후 온실가스 감축을 위해 2013년까지 GDP의 2퍼센트 수준인 총 107조 원을 투입하고 있다.

인류 사회의 지속가능성을 확보하는 데는 ‘수자원 확보와 수자원 오염 방지’도 중요한 과제다. 지구온난화로 물 부족 현상은 점점 심해져 세계 물시장이 연평균 4.5%씩 성장하고 있기 때문이다.

미국은 소독·여과로 수자원 확보량을 높이는 ‘워터팩토리(Water Factory) 21’ 프로젝트를 추진중이며, 싱가포르는 바닷물을 담수화하는 ‘뉴워터 플랜트(NEWater Plant)’를 이용해 전체 물 수요의 15%를 충당시키고 있다.

지금까지의 기술 발전은 무분별한 확장과 성장으로 부작용을 발생시켰다면, 앞으로의 기술은 위험성을 줄이고 인간의 기본권을 보호하는 방향으로 전환해야 한다. 지속가능성이라는 중요 원칙을 지키지 못하는 기술은 ‘미래기술’이라 부를 수 없을 것이다.

[출처] http://www.sciencetimes.co.kr/article.do?todo=view&atidx=68387