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미래 움켜쥘 첨단 기후기술, 우리나라도 이제 발을 넓혀야
  • 조중혁 기자
  • 승인 2018.12.03 09:35
  • 호수 111

지난 2016년 1월 세계경제포럼에서 클라우드 슈밥 회장이 던진 ‘4차 산업혁명’ 화두는 전 세계적인 반향을 일으켰고, 이제 국내에서 이를 논하지 않으면 시대에 뒤떨어진 인재라는 인식이 생겨날 정도다. 현재 우리가 알고 있는 모든 분야에서 이같은 변화가 이뤄질 것으로 예측했고 현재 기상관련 기술도 마찬가지다. 어떤 기술이 자리를 잡고 있을까?

 

세계적 대세로 자리잡은 4차 산업혁명

해외에서는 4차 산업혁명은 저마다의 방법을 통해 한창 산업의 체질 개선에 쓰이고 있다. 선두주자로 평가받는 독일은 ‘Industry 4.0’이라는 제조업 기반의 혁신을 도모하고 있고, 미국은 실리콘밸리로 대표되는 소프트파워를 앞세워 4차 산업혁명에 대비하고 있다.

기후분야는 활발한 학문간 협력을 바탕으로 4차 산업혁명 시대에 발전된 학제간 융합이 실현될 수 있는 분야이다. 예를 들어 기상정보는 위성/해양/항공/지상의 관측자료를 사용해, 대기/물리/화학/수문 등이 결합된 모델이 슈퍼컴퓨터의 계산결과와 예보관의 노하우가 결합돼 최종적으로 생산된다. 이렇게 생산된 정보는 사회 전 분야에 제공되며 일상생활에서의 위험기상 대비에서부터 재해영향 예측, 취약성 평가, 날씨경영 등에 활용된다. 관측에서 정보 활용에 이르는 모든 분야에서 4차 산업혁명 기술이 활용될 여지가 충분하다.

신기후체제 하에서 전 지구 기후변화 대응 분야의 시장규모는 2030년까지 1800조 달러에 이를 것으로 전망되고 있다. 도전적인 수준의 온실가스 감축목표를 달성해야 하는 상황이 부담이지만, 혁신적인 기후기술 및 서비스의 개발과 산업화를 통해 관련 산업 육성과 우리기술의 해외진출을 도모할 수 있는 새로운 기회로 받아들여야 할 것이다.

 

관측과 예측 등 다양한 분야에서 뻗어있는 기후기술

기후기술이란 크게 온실가스 배출을 저감하는 감축기술과 기후변화 적응기술로 구분할 수 있다. 감축기술은 신재생에너지와 같은 화석 연료 대체 기술 및 열병합발전, 고효율 기기와 같은 에너지 효율화 기술로 나눌 수 있다.

기후변화 적응기술은 기후변화로 발생하는 리스크 저감을 위해 활용 가능한 기술이다. 기후변화 적응기술은 크게 ‘관측 및 예측’과 ‘영향평가 및 적응’ 두 분야로 나뉜다. 관측 및 예측 분야는 기후변화 현상 규명, 기후변화 모니터링, 기후변화 예측으로 구분되며, 영향평가 및 적응 분야는 자연·환경, 산업·경제, 그리고 사회·문화 부문으로 나눌 수 있다.

4차 산업혁명의 핵심은 소프트웨어 중심의 운영 서비스이다. IoT를 통해 광범위하게 수집된 데이터를 지능적으로 분석해 새로운 부가가치를 창출하는 비즈니스 모델은 4차 산업혁명의 핵심적인 역할을 수행하게 된다. 4차 산업혁명은 기후변화 대응에 있어 대표적인 융합기술 분야로서 향후 우리나라의 새로운 성장 모멘텀을 제공할 수 있는 유망산업이라 할 수 있다.

먼저 탄소 저감을 위해 GE, 지멘스 등 글로벌 에너지기업들은 발전, 항공, 철도, 건축, 제조업 등 다방면의 분야에서 데이터 압축, 에너지 가시화, 효율적 설비 운전 및 관리 등 소프트웨어 중심의 운영 서비스 기술을 활용해 기존 설비나 운영체계의 최적화를 지원하고 있다. 이러한 에너지 가시화· 분석·절감체계의 구축으로 연간 5% 이상의 에너지 비용 절감이 가능하다고 밝히고 있다. 예를 들어, 전 세계 가스 발전소의 1% 연료비 절감만으로도 연간 30억 달러 규모의 에너지 및 탄소 절감 효과를 기대할 수 있다.

2030년 또는 이후의 장기 저탄소 사회 실현을 위해서는 현재 상용화돼 있는 기술뿐만 아니라 앞서 언급한 것처럼 다양한 기후기술의 융합 및 이의 R&D를 포함한 기술 전 주기에서의 혁신이 필수적이다.

 

기상데이터 수집 등 첨단기술자료로 재난방지기술과의 시너지 이뤄

초연결·초지능으로 대변되는 4차 산업혁명 기술들은 향후에 기후변화 대응 측면에서 다방면의 활용이 기대된다. 기상데이터를 비롯한 다양한 공공 데이터를 활용할 경우 기후기술 융합 영역에서 상당한 시너지 효과가 기대되는데, 우선 대표적인 예를 들자면 신개념 도시홍수 예방을 들 수 있다. 이 기술로 다양한 토목기술 및 IT 기술을 접목해 효율성과 안정성을 향상시켜 호우 시 원활한 배수와 수자원 배분을 통해 재해 방지에 기여할 수 있다. 하천 유역으로 유입되는 수량을 실시간으로 관측·분석해 수문관리를 효율화하고, 수리시설의 안전한 유지관리 기술을 개발해 수해를 예방한다. 특히 기후변화에 적응하고 재해에 강한 도시를 조성하기 위해서는 강우 유출수를 가능한 한 발생지역에서 관리해 도시 홍수를 예방하고, 강우 유출수를 적극적으로 활용할 수 있는 다양한 분산식 관리 기술을 동원해야 한다. 그와 동시에 강우레이더를 통해 넓은 지역의 강우를 관측·분석해, 국지성 호우가 발생할 때 지표의 수문계에 따라 어느 하천, 혹은 주변 도시에서 홍수가 나타날지를 예측할 수 있다.

지능형 산사태 방지 관련 기술은 토양수분센서, 온도센서, 음향센서, 기울기센서 등 각종 무선센서를 여러 곳에 장착하고 이것들을 네트워크화한 뒤 실시간으로 대용량 정보를 취합해 산사태 발생을 사전에 탐지한다. 센서를 통해 산지토사의 움직임을 100% 예측하고 산사태 발생 시 구조물의 변형도 스스로 계측한다. 산지토사의 움직임을 정확히 예측해 산사태의 징후를 미리 파악하고, 스마트 연계체제를 이용해 구조물의 상태 등을 평가·진단한 뒤 자동으로 복구 및 보강을 하는 것이다. 그리고 자가지능을 통해 스스로 정보를 분석하고, 이에 따른 의사결정을 통해 산사태 예·경보를 내리게 된다.

여름이면 찾아오는 이상폭염에 수자원을 관리하기 위한 기술도 있다. 이상폭염 대응 수자원 관리 기술은 폭염 시 인적, 물적 피해를 저감시키기 위한 수자원 활용 기술을 의미한다. 이를 위해 필요한 수자원 모니터링, 예측, 효율성 제고 및 확보 기술을 포함한다. 여기에는 항공기나 미사일을 통해 대기 중에 요오드화은과 같은 응결핵 입자를 분산시키고, 이것이 ‘빙정핵’으로 작용해 수증기(미세 물방울)가 모여 비가 내리도록 만드는 인공강우 기술, 그리고 각종 인공위성, 수문레이더 등을 통해 관측한 데이터를 기반으로 수질, 수량 등을 모니터링 함으로써 수자원을 관리하는 한편 수재해를 감시하고 예측할 수 있게 하는 빅데이터 기반의 GWM(Global Water Mapping) 분석 기술 등이 있다. 이같은 기술들이 발전하면 실시간 정보교환과 지능형 의사결정을 통해 수요자 중심으로 맞춤형 용수를 공급하고 대체수자원을 활용하며, 연계처리와 통합운영을 통해 효율을 개선하고 에너지를 절감한다.

 

이들 기술개발을 위해 필요한 것은 빈틈없는 기술 간 연계

국내에서 기후기술에 대한 4차산업 접목을 성공적으로 하기 위해서는 기술 성숙도에 따라 미래 핵심기술을 차질 없이 개발해야 한다. 필요에 따라 기술실증을 추진하며, 정부/국제기구/국내외 공공기관/기업 간의 협력을 통해 기술융합을 도모하고, 경제적/환경적/사회적으로 우수한 사업모델을 지속적으로 발굴해 나가야 한다. 기후변화 대응을 위해 우선적으로 어느 나라와 무슨 기술로 협력을 진행할 것인가를 전략적으로 판단하고 체계적인 계획을 세우는 것은 국가단위 또는 기관이나 기업단위에서는 의미 있는 작업이 될 것이다.

최근 국제 기술 협상에서는 기술수요평가 결과물의 이행 및 국가적응계획 간의 연계를 강조하고 있다. 즉 해외 기술수요의 면밀한 분석에 기반해 국내 유망기술 및 재원을 연계 지원하는 종합 협력체계의 구축이 필요하다. 아울러 기술개발 및 실증 차원에서 개도국과의 협력이 강조되고 있다. 이를 위해 국내 여러 기관에 산재돼 있는 정보를 체계적으로 통합·연계하는 노력이 수반될 필요가 있다.

기후변화 대응은 최근 국제적인 관심 이슈 중 하나로서 4차 산업혁명 기술을 활용한 다양한 비즈니스 기회들이 창출될 것으로 예상된다. 데이터 수집, 처리, 분석을 통한 기후산업에 특화된 IT 서비스 이외에도, 기후 프로젝트 사업개발 및 엔지니어링 컨설팅은 지식 기반의 스타트업 창업이 유망한 영역으로 장려하고 육성할 필요가 있다. 그리고 기후변화 대응을 위한 산업, 교통, 건축, 해양 등 다방면의 영역에서 사업 모델을 개발할 필요가 있는 만큼, 정보와 산업체, 학계의 긴밀한 연계가 앞으로도 필요하다.

조중혁 기자  megnumfire@gmail.com

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