KOSEN 한인과학기술자네트워크

수진 : 안녕하세요! 즐거운 코센데이가 돌아왔습니다. 이번 주제는 지속 가능한 과학 기술에 대한 토론이군요! 각자 자신의 생각에 대해 말해볼까요?

수진 : 저는 먼저 지속 가능한 미래 소재에 대하여 말하고자 합니다. 새로운 재료의 등장은 사회를 단숨에 변화시키고, 현대 문명은 그러한 재료에 의해 지탱되고 있다고 해도 과언이 아닙니다. 청동기와 철기의 등장은 그때까지 석기에 의존하던 생활을 크게 바꾸어 놓았고, 20세기에는 나일론, 플라스틱, 고무 등이 개발 되어 현재의 편리한 삶을 만들어 주었습니다. 셀룰로오스는 자연에서 얻을 수 있는 가장 풍부한 고분자 물질로 우수 한 기계적 강도와 생분해성 등의 많은 장점을 가지고 있습니다. 셀룰로오스에서 얻어지는 나노 셀룰로오스는 직경이 나노 규모에 불과한 초극세 섬유로 그 활용 가능성이 무한합니다. 나노셀룰로오스의 고분자 복합재 응용은 기존 마이크로 세계에서 얻어질 수 있는 것보다 훨씬 더 효율적인 방법으로 고분자의 기계적 강도 등을 크게 개선할 수 있다고도 알려져 있습니다.  또한 광학적 특성까지 지녀 포스트 탄소섬유라 불리며 미국, 일본 등 다양한국가에서 산업화에 박차를 가하고 있습니다. 나노 셀룰로오스와 더불어 오징어 연골의 주 구성물질인 키틴 나노섬유 또한 주목을 받고 있습니다. 키틴 나노섬유는 투명 종이, 혹은 유리로 개발이 될 수있는데, 이 개발된 제품은 합성 플라스틱 중 가장 물성이 우수한 투명 폴리이미드(CPI·clear polyimide)와 유사한 강성을 나타내고 투명도도 유리와 비슷할 정도로 우수하다고 합니다. 기존의 석유에서 추출하는 탄소 중심의 신소재와 달리 지구상에서 풍부한 천연고분자물질을 이용하는 생체친화성 소재 개발에도 연구자들의 관심이 증대되기를 바랍니다.

연혜 : 지속가능한 개발에서 많은 사람들이 관심을 가지는 분야는 신재생에너지에 관한 것이라고 생각합니다. 가까운 미래에 다가올 석유자원의 고갈이 굉장히 큰 화두가 되고 있는만큼 새로운 에너지자원이 각광받고 있는데요. 그 중 잘 알려진 것이 연료전지입니다. ‘전지’라는 단어에서 오는 저장형 에너지, 즉 배터리라는 이미지와 달리 연료전지는 실제로 에너지를 생산할 수 있는 시스템 (cell)을 가지고 있습니다. 화석연료를 태우지 않고 수소 연료의 화학반응을 이용하여 전기에너지를 만든다는 원리를 가지고 있는데요. 사실 수소를 이용한다는 점 때문에 안전성에 대한 우려도 상당히 자주 접할 수 있습니다. 하지만 실제 사용 환경에서는 수소 연료가 고농도의 산소와 접촉할 확률이 굉장히 낮기 때문에 LPG보다도 폭발 위험이 적다는 것이 또 다른 장점이기도 하지요. 국내에서 비교적 산업화가 이루어진 연료전지는 에너지 효율이 좋은 고온형 연료전지입니다. 전지 단독으로 얻을 수 있는 에너지 효율은 약 50 - 60 % 선이지만 전지에서 발생하는 열을 회수하여 보일러 등에 이용하였을 경우 그 효율은 약 80 %까지 올라간다고 알려져 있습니다. 이 외에 저온형 연료전지는 현재 자동차 (FCV)에 사용되고 있지만 현재 가격 면에서 기존의 자동차에 비해 경쟁력이 떨어지기 때문에 백금 촉매 이외의 저렴한 촉매를 개발하는 것이 가장 큰 숙제로 남아있습니다

윤주 : 지속 가능한 발전을 위한 과학 기술에는 기후 변화 대응에 관련된 기술도 매우 중요하다고 생각합니다. 기존 산업 구조를 뒷받침 하는 현재의 에너지 시스템과 화석원료에 의한 CO2방출은 돌발적 기후 변화, 지구 온난화, 수면상승 문제 등을 야기시키고 있습니다. 예전에는 기후 변화가 비정상적인 변화 (abnormal change)로 받아들여졌다면 현재는 당연히 받아들여햐 하는 새로운 일상 (new normal)이 되었습니다. 그렇기 때문에 지속 가능한 발전을 위해서는 재생 에너지 자원을 분산방식으로 이용하는 대체 에너지 시스템에 대한 연구개발이 필요합니다. 신 에너지 기술의 종류로는 석유를 대체하는 대양, 풍력, 바이오매스, 지열, 조력, 생태 친화적 수력 등을 이용한 대체 에너지 시스템이 있고 연혜씨가 말씀하신 것처럼 연료전지 같은 신재생 에너지가 있습니다. 또한 청정기술(Clean technology)과 청정제품 (Cleaner product)이 환경과의 조화를 위해 필수적인 것으로 점차 인식되고 있는데요. 오염을 사전에 예방하고 폐기물 배출과 자원 이용을 최소화 하고자 하는 청정 기술이 산업 전반의 생산과정에 적용되어야 할 것입니다. 이렇게 미래 에너지 기술들과 청정기술을 이용하여 저탄소, 자연 친화적 사회를 만드는것이 지속 가능한 발전에 큰 도움이 될 것 같습니다. 또한 재생에너지에 대한 연구 뿐만이 아니라 새로운 에너지 시스템이 작용할 수 있는 사회 산업 구조 (교통 시스템, 도시인구 집중 문제) 에 대한 연구도 병행 되어야 할 것입니다. 

솔아 : 특히 바이오매스를 이용한 바이오 연료는 에너지 문제와 기후변화 문제를 동시에 해결 할 수 있는 대안 기술이라고 볼 수 있는데요. 연소 시 이산화탄소를 방출하는 화석 연료에 비해 바이오매스는 생산 과정에서 이산화탄소를 흡수하기 때문에, 연소 시 나오는 이산화탄소를 상쇄시켜 탄소 중립적입니다. 뿐만 아니라 풍력, 태양광 등은 양적으로나 지역적으로 국한돼 있지만 바이오 매스는 화석연료 전체를 대체할 만한 양이 되기 때문에 신재생 에너지 중 화석연료를 대체할 수 있는 대안으로서 특히 각광받고 있습니다. 그러나 옥수수, 사탕수수 등의 식량작물을 주요 원료로 사용하는1세대 바이오연료 기술은 세계 곡물 가격 상승, 식량 재배지 문제 등 다양한 경제적, 윤리적, 사회적 논쟁을 야기했는데요. 이에 따라 목재의 주성분인 셀룰로오스, 리그닌 등비식용 원료를 이용하는 2세대 바이오연료와 미세조류를 이용하는 3세대 바이오연료 기술이 활발하게 연구되고 있습니다. 특히 3세대 바이오연료의 생산성은 현재 바이오연료의 대부분을 차지하는 대두나 옥수수보다 월등하며, Nature지에서도 ‘녹색 금’이라고 소개될 만큼 주목받고 있습니다. 
현재 유럽, 미국 등 주요국은 탄소감축 및 대체 에너지로의 전환을 위해 종합적인 계획과 제도를 마련하고 있습니다. 그에 비해 우리나라는 연구에는 많은 투자를 하고 있지만, 관련 정책 및 투자는 매우 미흡한 상황입니다.  따라서 선진국과의 기술격차 해소 뿐만 아니라 상용화를 위한 국가적인 지원이 필요할 것입니다. 

의선 : 저는 지속가능한 발전을 위한 과학기술에는 환경, 에너지 기술 뿐만 아니라 인공지능, 로봇 기술도 중요한 부분을 차지한다고 생각합니다. 환경,에너지 문제를 해결하여 생명을 유지하는것 뿐만 아니라, 고령화 문제, 저출산 문제로 인한 인구 감소에 대응하여 편리한 삶을 영위하는 것도 중요하기 때문입니다. 예를 들면 구글홈(google home)은 노인들이 독립적으로 일상의 삶을 누릴 수 있게 도와주는 기술로 각광받고있습니다. 음성인식기술을 통해 복잡한 조작 필요없이, 집안의 불을 켜고 끄는 것부터 상품을 주문하는것 까지 간단하고 직관적인 말로  집안의 많은 일들을 할 수 있기 때문입니다. 이러한 기술은 노인들의 독립적이고 능동적인 삶이 가능하게 하여, 삶의 큰 비중을 차지할 노년의 삶의 질을 높여줄 것으로 기대됩니다.
또한 자동화 기술도 지속가능한 인류의 발전을 위해 중요한 기술이라고 생각합니다. 문명의 맛을 본 오늘날의 사람들에게, 원시시대의 환경을 주고 생명 만을 보존하며 살아가라는 것은 큰 고문이겠죠? 따라서 사람들에게 편리성을 줄 수 있는 기기 및 서비스는 계속 개발되고 생산되어야할 것입니다. 최근에는 전자상거래(e-commerce) 규모가 점점 커지고 있고, eMarketer에 따르면 전자상거래는 매년 23%의 성장세를 보이면 전 세계적으로 2020년에는 27조 달러의 시장이 될것이라고 예측하고 있습니다. 오늘날, 많은 사람들이 간단한 생필품에서 부터 가전제품까지 인터넷 온라인 쇼핑몰에서 주문을 하는 트렌드를 보면 전자상거래의 시장이 얼마나 큰지 느껴질 것입니다. 이 수요에 맞추기 위해서, 많은 전자상거래 관련 기업들이 소비자와 기업이 만날 수 있는 전자상거래 플랫폼 개발, 고객이 주문한 상품을 분류하고 배송할 수 있는 자동화된 물류센터 설립, 빠른 배송을 위한 배차 최적화 및 드론 서비스 개발에 박차를 가하고 있습니다.
따라서 인류가 지속적으로 발전하고 편리한 삶을 위해, 인공지능기술 그리고 자동화기술의 개발이 중요하다고 생각합니다.

연혜 : 앞에서 얘기한 과학 기술 개발도 중요하지만 국가적인 지원 또한 무시할 수는 없다고 생각합니다. 실제 일본에서는 에코카 캠페인 (エコ？カ？キャンペ？ン)을 1998년부터 지속적으로 해온 것으로 알려져 있습니다. 친환경 차에 대한 보조금을 지원해 주는 것인데요. 실제 제품을 사용하는 소비자의 부담은 줄여주면서 기업에게는 친환경 차의 생산을 독려시켜 환경에 대한 인식 개선과 동시에 기업적 측면에서의 연구개발을 독려할 수 있는 좋은 방안 중 하나라고 생각합니다.

송이 : 저도 연혜씨가 말씀하신 대로 국가적인 지원이 매우 중요하다고 생각합니다. 앞서 모두들 말씀하신 미래 소재, 에너지, 기술 등의 개발 및 상용화가 원활하게 잘 이루어지기 위해서는 국가의 개입이 필수적입니다. 또한 과학 기술이 적절한 방향과 균형을 유지하며 발전할 수 있도록 국가의 정책적인 지원이 필요합니다. 시간이 갈수록 과학 기술 개발에 드는 인적, 물적 자원 비용이 점점 증가하고 있습니다. 따라서, 이러한 자원을 제공할 수 있는 기업이나 상위 계층 등에 의해 과학 기술의 발전 방향이 좌우되기 쉬울 것입니다. 이러한 과학 기술의 편중 발전을 막고, 개발된 과학 기술이 지속가능한 사회 실현에 기여할 수 있도록 정부가 정책적으로 지원해 주어야 할 것입니다.
또한, 우리나라의 기초과학연구는 높은 국제경쟁력을 가진 데에 반해, 국내에서 출시된 논문의 피인용 횟수나 우리나라 국적의 연구자의 경쟁력은 낮은 편입니다. R&D 투자규모는 이미 선진국 수준에 진입했지만, 이를 뒷받침 하는 R&D 활동의 질적 수준이 그에 미치지 못하고 있는 현실적인 한계를 보여주고 있습니다. 따라서 우리나라의 과학기술 발전의 질을 높이기 위해서는 국가 차원에서 원천기술을 확보하고, 동력 창출에 대한 대응이 필요할 것입니다.

수진 : 와아 정말 다들 중요한 말씀을 해주셨네요! 정말 코센덕에 여러분들과 네트워킹, 미래에 대한 대비! 두마리 토끼를 잡은것 같아요. 여태까지 나온 아이디어를 모아 스토리 텔링을 해보는 시간을 가질게요!
      

내 이름은 김코센 따사로운 햇살에 잠에서 깨어 시계를 보았다.



서기 2035년 11월 8일 아침 7시.  일어나자 마자 하는 루틴은 바로 신문 보기 이다. 둘둘말려진 chitin소재의 전자 신문을 펼치다 문득 대학원 다니던 때가 떠오르는 김코센. Flexible display는 그 시절만 해도 합성 고분자로만 이루어질 줄 알았는데 천연 고분자로도 이런 고해상도의 디스플레이를 구현할 수 있다니. 알다가도 모를 일이다. 이러한 과학기술은 정부가 적극적으로 국가적 지원을 해준 덕이다.



신문을 찬찬히 읽다 보니 눈에 번쩍 뜨이는 헤드라인. 구글에서 저가형 집사 로봇을 개발했다는 소식이다. 간단하고 직관적인 지시로 로봇이 상품 주문부터 청소, 그리고 설겆이까지 모든 일을 해결해주는데도 가격은 $100불 수준이라니! 어머니와 아버지를 위해 한대 놔드려야겠다는 생각이 들었다. 다음주에 선입금이니 날짜를 놓치지 말아야겠다.



간단히 밥을 먹고 출근을 위해 자동차에 탔다. 국가 보조금을 받아 구입한 연료전지를 장착한 신식 자동차이다. 대한민국은 미세먼지와 기후변화의 심각성을 깨닫고 연료전지 자동차 혹은 바이오 매스를 이용한 자동차를 국가적 차원에서 권장 중이다. 이미 석유 매장량은 고갈된지 오래. 다행이도 수많은 과학자들의 노력 덕분에 상용화된 연료전지 자동차와 바이오매스 기반 자동차 덕분에 석유 한방울 안나는 대한민국에서 국민들은 지속적으로 편리하게 자동차를 사용하고있다. 지금은 이러한 자동차를 타지 않으면 오히려 트렌디 하지 못하다는 평가를 받고있는 수준. 덕분에 공기도 많이 좋아졌다.



출근해서 열심히 일하다 보니 어느새 퇴근할 시간. 퇴근시간에 맞추어 피자를 주문했더니 드론이 피자를 가져다 준다. 이 얼마나 편리한 세상인가?

-김코센의 하루-