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우주에 거대한 거울을 만들어 지구로 오는 햇빛을 차단하여 지구온난화를 막는다? 얼마 전 신문에서 이러한 다소 현실성을 떨어지지만 참신한 아이디어들이 실제로 진지하게 연구되고 있다는 사실을 알게 되었습니다. 태양전지, 전기자동차, 풍력발전 등 우리가 일반적으로 알고 있던 녹색기술 외에도 지구를 보호하기 위한 기발한 아이디어들이 실제로 연구되고 있다는 사실이 굉장히 흥미로웠는데요, 이처럼 지구온난화를 막기 위한 다양한 아이디어들에 대한 연구를 하는 분야를 지구공학(Geo Engineering)이라 합니다. 지구공학은 아직 다소 현실성은 떨어지지만 물리적, 화학적 반응을 이용하는 다양한 아이디어들을 포함하고 있는데요, 이번에는 이러한 지구공학의 아이디어들에 대해 소개해볼까 합니다.

① 우주에 반사막 설치

위 그림과 같이 거대거울을 하늘에 띄워 태양광을 반사시키는 방법입니다.

이와 비슷한 방법으로 은 파편을 퍼뜨려 지구로 들어오는 태양광을 차단시키는 방법도 있다고 합니다.

② 인공구름을 이용한 햇빛차단

이 방법은 이미 자연현상에서 관찰이 되고 있는 현상으로, 예를 들면 열대해상의 경우 다른 지역에 비해 많은 태양에너지를 받게 되는데 반대로 그만큼 많은 구름이 해상에서 발생되어 햇빛이 차단이 되고 있다고 합니다. 이때 여기에 인공구름을 만들어 더 많은 햇빛을 차단한다는 생각입니다.

그림과 같이 바다 위에 배를 띄워 바닷물을 미세 물방울로 분사시켜 인공구름을 만든다는 것 인데요, 구름의 양 조절, 오직 바닷물을 이용한 친환경적인 방법이라는 장점이 있습니다.

③ 철분 분말을 이용한 식물플랑크톤의 성장

 조류를 비롯한 식물 플랑크톤은 광합성을 통해서 이산화탄소를 유기물의 형태로 저장합니다. 이 중 특히 탄소를 많이 저장하는 것이 해양식물플랑크톤이라고 합니다. 따라서 이런 해양플랑크톤의 성장을 증가시키기 바닷물에 철분 분말을 뿌려 이산화탄소 흡수를 촉진시키는 방법입니다.

④ 아황산가스를 이용한 햇빛차단

황을 저장한 로켓을 성층권에서 쏘아 올린 뒤 태워 아황산가스로 이루어진 차단장벽을 성층권 내에 형성시키는 방법입니다. 1991년 피나투보 화산이 폭발하였을 때 천만 톤의 황이 성층권 흘러 다녔는데 이때 황화합물에 의해 지구의 온도가 0.6도나 낮아졌다고 합니다. 따라서 효과는 확실하다고 볼 수 있는데요, 황은 인체에 해로운 오염물질이기 때문에 위험성이 큰 단점이 있습니다.

⑤ 그 외 방법들

모든 건물들의 지붕을 하얀색으로 바꾼다면?

이외에도 도시 건물의 지붕을 하얗게 칠해 햇빛 반사율을 높이는 방법, 사막에 반사판을 설치하는 방법, 심층해수를 위로 끌어올려 이산화탄소를 흡수한 뒤 다시 해저로 가두는 해양펌프, 대기 중의 이산화탄소를 직접 흡수하는 에어캡쳐 등 많은 방법들이 제안되고 있습니다.

But… 끊이지 않는 논란

위에서 말했듯이 상당히 지구공학은 지구를 보호하기 위한 상당히 많은 제안을 하고 있는데요, 참신하지만 생각보다 굉장히 단순한 개념에서 나온 아이디어들인 것을 알 수 있었습니다. 그렇다면 왜 이러한 연구들이 현실화되고 있지 못할까요?

바로 지구공학이란 학문 자체의 문제점이 있기 때문입니다. 비용적, 기술적 문제점뿐만 아니라 지구전체를 대상으로 하기 때문에 그 규모가 매우 커 긍정적이든 부정적이든 그 영향력을 과학적으로 검증하기 매우 곤란하기 때문이죠. 이러한 문제점들에 대해서는 저희 다른 팀원이 다룰 예정이니 꼭 읽어주세요. 그럼 저는 이만~

참고

- 중앙일보

- http://blog.naver.com/alvaksh?Redirect=Log&logNo=80043111855

- BBC 홈페이지

- http://gibaek2005.blog.me/30103798374

- 과학동아

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저번주에 이어서 OCI를 집중조명하는 시간을 가져보자. 이번 컨텐츠에서는 OCI가 폴리실리콘 외에 어떤 친환경 활동을 하고 있는지 확인해보는 시간을 갖도록 하자.

1. 친환경 녹색전문기업 1호

작년 6월 OCI는 정부로부터 폴리실리콘 제조기술과 관련하여 녹색기술인증을 받고, 그와 동시에 녹색전문기업으로 인증을 받았다. 녹색전문기업은 신재생에너지 관련 매출액 비중이 30%이상이 되어야 받는 것이기 때문에 의미가 크다. 또한, 1호로 인증을 받았기 때문에 더욱 의미가 크다. 또한, 12월에는 단열재와 관련하여 녹색기술인증을 받았기 때문에 친환경 녹색전문기업의 입지를 더욱 굳히게 되었다.

2. 친환경 단열재

정부는 2009년 녹색성장 로드맵을 제시하면서 건축물의 에너지 효율 기준도 단계적으로 향상하기로 하였다. 건축물의 에너지 효율을 높이기 위해서는 단열재의 효율을 높이는 것이 가장 중요하다. 단열재는 그 뜻 그대로 열전도율이 낮을수록 효율이 높다. OCI 제품의 단열재는 열전도율이 0.0045W/mK이하로 기존 단열재보다 8배 이상 효율적이다. 이는 같은 단열효과를 내기 위해 더 얇은 두께를 사용해도 되므로 건설시 공간효율을 높여주며, 에너지 효율또한 높아진다.

단열재의 주재료도 실리콘이다. 흄드실리카로서 폴리실리콘의 순도보다는 조금 낮은 99.8%의 순도를 가진다. 그래도 여전히 고순도이며 식품첨가물로도 이용될 정도로 인체에 무해하며 친환경적이다. 기존 단열재와의 자세한 비교는 아래와 같다.

출처 : www.oci.co.kr

3. 기존 석유화학 사업의 지속적인 감소

저번 컨텐츠에 인천 공장 사진을 올렸었다. 사진을 올리면서 왠지 공장이 별로 가동하지 않는 듯한 인상을 받았는데, 실제로 공장은 가동이 이루어지지 않고 있었다. 인천공장이 가동이 안 된다고 해서 기존 석유화학 사업의 지속적인 감소라고 말하기는 힘들 수 있겠지만, 분명한 사실은 회사의 대부분의 역량을 폴리실리콘 분야에 집중하고 있다는 것이다.

4. 지속가능한 경영을 위하여

OCI는 2009년 BCG컨설팅 그룹이 조사한 ‘지속가능 가치창조기업보고서’에서 세계1위를 하였다. 그 후, 이 평가에 안주하지 않고, 지속가능한 경영을 위하여 2009년부터 지속가능경영보고서를 발간하고 있다. 폴리실리콘 분야의 집중적인 투자 외에 단열재, 그리고 기타 새로운 분야의 도전을 계속하고 있다.

5. comment

30년전의 흥한 기업과 지금 흥하고 있는 기업의 목록을 살펴보면 상당히 다르다는 것을 알 수 있다. 그런 점에서 지속적으로 회사가 살아남는 것은 매우 어려운 일이다. 그러한 점에서 최근 OCI가 폴리실리콘 분야에 집중적인 투자를 하여서 변신을 꾀한 것은 지속가능한 회사를 만드는데 힘든 한걸음을 내딛은 것이다. 다음 번에는 종합적으로 리뷰를 해보겠다.

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수계수질평가 및 관리 기술

 
 1. 27개 중심 녹색기술 중에 하나인 수계수질평가 및 관리 기술에 대해 조사해보았습니다.

우리나라는 연 강수량이 낮지는 않지만 일정기간에 몰려있는 이유로 인해 물관리의 필요성이 높은 나라입니다. 이러한 이유로 현재 공사중인 4대강 정비사업이 이루어져 있고 4대강 정비사업도 이 기술과 관련이 깊습니다.

 2. 수계수질평가 및 관리기술은 수환경 시스템 내의 모든 유입 및 유출원에 의한 오염물 배출, 이동경로 및 영향을 평가하고 예측하며, 질과 양을 모니터링 및 평가하는 등 유기적으로 관리, 제어하는 기술입니다.

필요성, 중요성 및 파급효과

수도권의 단일 상수원인 팔당호의 수질 개선을 통하여 수도권 물 자급률을 73%에서 85%로 향상시켜 물 부족 해소와 삶의 질 향상됩니다. 수계 활용도 극대화와 생태적 복원을 동시에 달성하여 두 개념의 조화를 이루며, 차세대 수계 관리 신개념을 정립합니다.

단순한 하천 정비가 아닌 생태계와 공존이 가능한 기술들이 요구되고 있습니다. 물산업은 세계에서도 주목 받고 있고 국내외 기업과 정부에서 미래 육성산업으로 전망하고 있습니다. 00년부터 물산업관련 효율성 제고를 위하여 국내 하수처리 부문을 민간에게 개방하였고, 06년 2월 물산업 육성방안을 마련하였습니다.

국내외 주요기업 기술개발 및 사업화 활동

국내 수질 평가 및 관리 관련 업체들(수자원공사, 코오롱 등)은 전체적으로 영세한 수준이며 연간 약 20억-50억 원의 매출을 기록하고 있습니다.

IBM은 대체에너지와 물관리 부문을 포괄하는 ‘빅그린 이노베이션’을 추진 중이며, GE 역시 물산업을 성장전략의 축으로 설정하는 등, 다국적 기업을 중심으로 물산업에 투자를 늘려가고 있습니다.

우리나라는 일부 범위에선 높은 기술을 가지고 있지만 대부분의 부분에서 부족한 점이 많습니다.

 

기술획득 전략

핵심 원천 기술의 개발

대부분 핵심 원천 기술 개발이 필요한 상황이며, 특히 수질 평가-관리 모델링 기술은 IT 기반 기술과의 접목을 통한 IT-ET 융합 기술 개발 전략이 필요합니다. 수계수질 예측 및 평가기술은 향후 큰 시장의 형성이 예상되므로 민간이 주도하고, 정부는 시스템 엔지니어링 분야의 기술을 지원해야 합니다. 예측평가 및 관리기술 등은 지속적 투자가 필요하므로 장기중점투자가 적절하며, 수계의 수량, 수질 예측에 필요한 국가 차원의 통합 DB 구축 필요합니다.

 

기업으로 기술 이전을 통한 상용 기술 개발

통합 수계 모델링 기술, 센서 및 탐측 모니터링 계측기기의 경우, 기 개발된 각 분야별 핵심 기술의 기업 이전으로 기술간 연계를 통한 통합 수계 모델링 기술 확보해야 합니다. 비점오염원 제어 및 관리 기술은 기업 중심의 연구 수행을 통하여 조기 실용화와 실증화를 최우선으로 추진해야 합니다. 실증연구를 위한 플랜트 및 시범시설의 설치는 민관 공동으로 추진하며, 센서 및 모니터링 분야는 단기집중투자로 조기 개발해야 합니다.

 

기술제휴를 통한 기술획득 분야

관측 센서의 개발 및 위성 탑재는 기술을 확보하고 있는 선진국과의 기술 제휴를 통하여 해당 기술의 조기 안정화 및 국내 기술로의 전환을 모색하고 수계 규모의 관리 및 평가 기술은 3차원 평가 및 관리 기술과 유역 단위의 평가 및 관리 기술을 확보하고 있는 해외 선진 기업의 라이센싱 및 기술 제휴를 통하여 기술의 조기 안정화를 도모해야 합니다.

 

 3. 인체의 대부분이 물로 이루어져 있고 지구의 대부분이 물로 이루어져 있습니다. 또한 물 없이 동식물이 자랄 수 없는 만큼 물에 대한 녹색 기술을 필수적이라는 생각이 듭니다. 녹색 IT를 접목하여 실시간 수질 모니터링과 토목 위주의 수로관리에서 생태계를 고려한 물 관리를 기대해봅니다

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출처 녹색성장 위원회

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녹색, 친환경, 녹색성장이라는 말 최근 들어 자주 들어보셨을 것 입니다. 이번 포스트에서는 녹색성장의 중심 기술 27개에 대해서 알아보겠습니다. 먼저 그 전에 녹색성장에 대해서 알아보겠습니다.

녹색성장

 이명박 정부가 내세운 국가 발전 패러다임(저탄소 녹색성장, 혹은 녹색성장)으로 2008년 8월 15일 대한민국 건국 60년 경축사를 통하여 발표하였습니다.

2009년 2월 16일 대통령 직속기구인 녹색성장위원회가 출범하였습니다.

녹색성장은 환경(Green)과 성장(Growth) 두 가지 가치를 포괄하는 개념으로 기존의 경제성장 패러다임을 환경친화적으로 전환하는 과정 중 파생되는 에너지, 환경관련 기술, 산업에서 미래유망 품목과 신기술을 발굴해내고 기존 산업과의 상호융합을 시도해 신성장동력과 일자리를 창출하는 것입니다.

 이명박 정부는 2020년까지 세계 7대, 2050년까지 세계 5대 녹색강국에 진입한다는 비전을 세웠음며, 이를 위하여 3대 전략과 10대 정책 방향을 정하였습니다.

다음은 녹색성장을 위한 27대 중점기술입니다.

이번 포스트에서는 각각의 기술에 대하여 간단하게 정의 정도만 알아보도록 하겠습니다.

1.     기후변화 예측 및 모델링 개발기술

기후변화유발 및 환경 인자 관측을 통해 정확성 높은 지구시스템 장기예측모델링으로 고기후/환경변화 규명/추적 및 기후변화 예측을 목표로 하는 기술

2.     기후변화 영향평가 및 적응 기술

기후변화가 사회기반 시설, 국토 및 인간에 미치는 영향을 평가하고, 대비하기 위한 시스템을 구축하는 기술로서, 기후변화 시나리오에 따른 영향 및 취약성 평가와 이에 대응하기 위한 적응 및 피해 완화 기술을 포함

3.     실리콘계 태양전지의 고효율, 저가화기술

- 실리콘계 태양전지는 사용소재에 따라 단결정, 다결정, 비정질로 구분되며, 최근에는 실리콘 웨이퍼의 박형화를 통해 고효율 저가화 실현

- 단결정, 다결정의 결정질 실리콘 태양전지 기술과 비정질 실리콘 박막 태양전지 기술을 포함

4.     비실리콘계 태양전지양산 및 핵심원천기술

- CIGS 화합물 박막태양전지, 유기폴리머 및 염료감응형 태양전지 등 실리콘을 사용하지 않는 태양전지ㆍ모듈의 고효율 핵심원천기술

- 건물일체형(BIPV), 개인용 휴대기기, 이동형 군용으로 활용 가능한 CIGS 박막 태양전지, 염료감응 태양전지, 유기 태양전지를 포함

5.     바이오에너지 생산요소 기술 및 시스템기술

- 동물, 식물, 또는 파생자원 (바이오매스) 및 해양 바이오매스로부터 열화학적 또는 생물학적 전환기술을 적용하여 화석에너지를 대체할 수 있는 대체에너지원을 생산하는 기술

- 기존 식용작물과 뿐만 아니라 양식ㆍ육종기술 및 관련 수거ㆍ전처리 가공 시스템 개발 기술 포함

6.     개량형 경수로 설계 및 건설기술

핵분열 에너지를 이용하여 전기를 생산하는 설비인 원자력발전소를 개량하여 안전성ㆍ경제성ㆍ환경친화성을 가진 원전을 설계 및 건설, 운영하는 기술

7.     CO2 포집, 저장, 처리기술

CO₂ 대량 배출원에서 발생되는 CO₂를 포집하고, 포집된 CO₂를 이송하여 지중 및 해양에 저장(누출 등에 대한 장기 모니터링)하거나 반응촉매, 화학소재 및 연료화 등으로 전환처리(고정화)하는 기술

8.     핵융합로 설계 및 건설기술

- 중수소,삼중수소의 플라즈마 상태에서 일어나는 핵융합반응 제어를 통해 삼중수소 증식 및 안전하고 효과적으로 열에너지 등의 형태로 회수하여 전력 혹은 수소 생산 등으로 전환시키는 핵융합로 설계 및 건설 기술

- 핵융합에너지 기술은 고도의 극한 기술을 활용한 인공태양 에너지 기술로 많은 세부 기술을 요구하는 융복합 기술임

9.     고효율 수소제조 및 수소저장기술

- 수소제조·저장기술은 화석 에너지를 이용하여 수증기와 합성 또는 열분해 하거나, 재생에너지 및 원자력 에너지를 이용하여 물을 전기적, 열화학적, 생물학적 분해 등으로 수소를 생산하고, 압축, 액화, 매체(고체)를 이용한 흡착 또는 수소화합물 형태로 안전하고 효율적으로 저장하는 기술

- 수소제조기술과 수소저장 기술을 포함

10.   차세대 고효율 연료 전지시스템기술

- 연료 (수소, 메탄올, 석탄, 천연가스, 석유, 바이오매스가스, 매립지가스 등)의 화학에너지를 전기화학반응에 의한 전기에너지 직접 변환 발전하는 장치로서, 높은 발전효율과 공해물질 배출이 적으면서 전기와 열 동시 생산기술

- 용융탄산염형 (MCFC), 고체산화물형 (SOFC), 고분자전해질형 (PEMFC), 직접메탄올형 (DMFC) 연료전지 시스템기술을 포함

11.   친환경식물성장 촉진기술

- 첨단 BT기술 활용 복합 재해저항성을 지닌 품종과 친환경 작물성장촉진물질ㆍ작물보호제 및 활용기술 등을 이용한 친환경 농산물 생산을 촉진하는 기술

- 친환경 작물 성장 촉진기술은 농자재 및 작물생산 공정을 개발하는 기술

12.   석탄가스화 복합발전 기술

- 저급연료를 10~30기압, 1000℃ 이상의 고온, 고압하에서 가스화시켜 일산화탄소(CO) 및 수소(H2)가 주성분인 가스를 제조ㆍ정제한 후 가스터빈을 구동하고 가스화기 및 가스터빈의 배가스 열로 증기터빈을 구동하는 미래 친환경 발전기술

- IGCC 기술은 많은 세부 기술을 요구하는 복합 공정기술임

13.     고효율 저공해 차량 기술

기존 자동차 및 수송용 차량의 연비를 향상시키고, 새로운 동력원 및 지능화 기술을 활용하여 유해 배출가스를 최소화하고 에너지효율을 극대화하는 기술

14.   지능형 교통, 물류 기술

교통정보 및 물류정보를 연계ㆍ수집ㆍ제공함으로써 효율적인 교통 및 물류시스템을 구현하는 기반 기술

15.   생태공간 조성 및 도시재생 기술

  훼손된 자연 및 도시환경 재생ㆍ복원, 효율적인 물순환, 도시생태환경 건전성 개선 등 환경부하의 감축과 에너지관리를 포함하여 인간과 자연이 공생하는 새로운 개념의 공간 조성 복합 기술

16.   친환경 저에너지 건축 기술

고효율 외피시스템, 냉난방/공조/환기시스템, 신재생에너지 설비시스템, 친환경 건축자재, 건물에너지설계/관리시스템 등을 통해 건물 에너지소비 및 CO₂ 배출을 최소화하는 그린빌딩       ㆍ 그린홈 구축 기술

17.   환경부하 및 에너지 소비 예측을 고려한 Green Process 기술

 원료ㆍ소재ㆍ수송ㆍ사용ㆍ재활용ㆍ폐기 등 제품의 전 과정에 있어서 자원 효율성을 극대화함으로써 환경부하를 최소화하고 에너지효율을 향상시키는 소재, 공정, 제품 및 재활용에 대한 친환경 저탄소 기반 선순환 기술

18.   조명용 LEDㆍ그린 IT 기술

- 에너지 절감을 위해 일반 조명을 대체하는 고효율 조명용 LED 핵심원천기술 및 활용ㆍ응용 기술과 IT기기들의 열관리 효율화ㆍ저전력화를 통하여 에너지 효율을 극대화 하는 기술

- 고효율 조명용 LED 핵심원천기술 및 활용ㆍ응용 분야와 IT 분야의 기기보급 확대 및 정보 대폭발시대를 대비한 에너지 효율향상 및 절감을 위한관련 Green-IT 분야

19.     전력 IT 및 전기기기 효율성 향상 기술

- 지능형 전력망(전력 IT) 기술은 발전, 송전, 배전 등 전력기술에 정보통신기술을 융·복합화하여 전력시스템과 중전기기를 디지털화·지능화하고 전력서비스를 고부가가치화하는 기술

- 전기기기 효율성 향상 기술은 전력이용 손실을 줄임으로써 에너지 절약효과의 극대화가 가능한 제품 및 프로세스를 구축하는 기술

- 지능형 전력망(전력 IT) 및 전기기기 효율성 향상 기술은 국가·사회적 계층의 핵심전략기술, 지식/정보 계층의 핵심전략기술, 송·배전 계층의 핵심전략기술 및 수용가 계층의 핵심전략기술 등으로 구성됨

20.     고효율 2차 전지기술

- 전기에너지를 고효율로 저장, 사용함으로써 전력의 품질 개선 및 에너지 효율성 극대화를 이루며 온실가스 배출량을 획기적으로 절감할 수 있는 에너지저장기술

- 핵심부품인 이차전지, 슈퍼커패시터(supercapacitor), 고체형 필름전지, 레독스 플로우 및 나트륨황 전지의 소재 및 소자 관련 원천기술

21.   친환경 핵비확산성 고속로 및 순환 핵주기시스템 개발 기술

- 사용후연료를 파이로 건식처리 공정을 통해 초우란(TRU) 원소의 회수 및 고속로에서의 재사용(Reuse)과 함께 고속로에서 나온 사용후핵연료를 또 다시 고속로에 재활용(Recycle)하는 순환형 핵연료주기시스템 기술임

- 친환경 고속로 순환핵연료주기 시스템 기술은 사용후연료를 다루는 건식처리 기술과 사용후연료를 연소시킬 수 있는 고속로 기술로 구성됨

22.   Non-CO2(이산화탄소제외 온실가스) 처리기술

Non-CO₂(이산화탄소 제외) 온실가스의 발생 현황을 모니터링 및 데이터베이스화하고, 이를 저감하고자 포집, 정제, 활용 및 분해처리 기술과 배출을 원천적으로 개선할 수 있는 대체물질 및 대체프로세스를 개발하는 기술

23.   수계수질평가 및 관리기술

수환경 시스템 내의 모든 유입 및 유출원에 의한 오염물 배출, 이동경로 및 영향을 평가하고 예측하며, 질과 양을 모니터링 및 평가하는 등 유기적으로 관리·제어하는 기술

24.   대체수자원 확보기술

기존의 댐, 지하수 등 일반적인 수자원 이외의 수원, 즉 용수절약, 하수재이용, 빗물이용, 해수담수화, 해양심층수 개발, 누수방지 등 새로운 개념의 취수 방식으로 수자원을 확보하는 기술

25.   폐기물 저감, 재활용, 에너지화 기술

폐기물 감량 및 재활용 극대화를 통해 폐기물의 발생을 최소화하고 폐기물 중의 가용 자원을 추출하여 활용하며, 가연성 폐기물, 산업 폐가스 등을 열화학적 및 생물학적 방법으로 에너지화, 원료화하는 기술

26.   유해성물질 모니터링 및 환경정화 기술

- 국제협약에서 규제하는 유해성 화학물질의 인체와 생태계에 미치는 영향을 평가·예측하고, 환경 노출량 측정·예측, 노출과정에 대한 모델 정립, 위해성 평가·관리 등과 폐기물로부터의 유해성물질 노출 방지를 위한 관리/처리 기술

- 유해성물질은 국제협약에서 규제하는 발암성물질, 돌연변이 유발성·생식독성 물질, 잔류성·생물농축성 독성물질, 내분비계 장애물질, 농약성분, 중금속 등과 이러한 유해성물질을 함유한 폐기물 등을 포함

27.   가상현실 기술

- 컴퓨터 시뮬레이션으로 창출된 3차원 가상공간으로 사용자의 감각 경험을 확장하고 공유함으로써 물리적 에너지, 경비를 경감하는 기술

- 가상현실, 가상세계, 가상 시뮬레이션, 혼합현실 기술 등을 활용 엔터테인먼트, 제조업, 서비스 산업, 국방, 의료 등 전분야에 적용가능

이미 녹색기술팀에서 다룬 기술들도 몇 개 있고 앞으로도 나머지 기술들에 대해서도 다루도록 하겠습니다.

출처

지식경제용어사전, 지식경제부, 2010

녹색성장위원회

soy1 녹색기술 27개 중심기술, 녹색기술, 녹색성장, 녹색성장 중심기술, 녹색성장위원회

 자연계, 생태계에는 스스로를 치유하는 정화능력이 있습니다. 정화능력에 벗어나지 않는 오염물질의 발생은 생태계에 큰 영향을 끼치진 않습니다. 하지만 인간이 자연 정화능력을 넘어선 오염물질을 만들어 내면서 환경오염이 나타났습니다. 이러한 환경오염을 처리하기 위해 환경공학이 생겨났습니다. 환경공학은 수질이나 대기, 토양 등에 있는 오염 물질을 제거하는 기술입니다. 하지만 환경공학의 문제점은 처리된 오염물질이 결국 없어지지 않고 다른 형태로 다른 오염을 남긴다는 점입니다.

 이러한 단점을 보완할 수 있는 것은 생태공학(ecotechnology, ecological engineering )입니다. 생태공학은 생태학을 토대로 하여 오염물질을 오염된 곳으로부터 제거하는 것뿐만 아니라 생태계 전체를 고려하여 오염물질을 처리합니다. 더 자세히 말하자면 생태계의 정화능력을 인위적으로 이용하여 오염물질을 제어합니다.

특히 생태공학은 비점오염원 처리에서 사용됩니다. 보통 오염원은 점오염원과 비점오염원 두 가지로 나뉠 수 있습니다.

점오염원과 비점오염원 [출처: http://connecticutwatertrails.com/CWTA%20-%20Connecticut%20Water%20Trails%20and%20Water%20Pollution%20-%20Point%20And%20Nonpoint%20Sources.htm]

 점오염원은 오염물질이 배출되는 곳이 거의 한정되어 있는 산업폐수, 축산폐수, 생활하수와 같이 오염물질이 생성되는 곳이 비교적 좁은 범위이며 배출되는 장소를 규정할 수 있는 곳을 말합니다. 비점오염원은 이와는 반대로 골프장, 폐차장, 양식장 등과 같이 오염물질이 배출되는 곳을 한 지점으로 정의하기가 어려운 곳을 말합니다. 비점오염원의 오염물질을 빗물에 섞여 다른 곳으로 흘러내려가서 오염면적이 넓어지기도 합니다. 이렇기 때문에 비점오염원은 법으로 규제하기도 점오염원에 비해 힘들며 오염물질을 처리하는 것도 힘들게 됩니다. 참고로 점오염원의 처리는 생물공학적인 처리가 사용됩니다.

 생태공학을 이용한 정화를 크게 두 가지로 나누자면 생물을 이용한 정화(bioremediation)와 식물을 이용한 정화(phytoremediation)로 나뉠 수 있습니다. bioremediation은 주로 제거하고자하는 오염물질을 분해하는 능력을 가진 미생물을 이용하고 phytoremediation은 정화능력을 가진 식물이나 해조류를 이용합니다.

Bioremediation [출처: http://www.sheqplus.co.za/bio-remediation1.html]

phytoremediation [출처: http://www.unep.org/yearbook/2003/fig40d.htm]

 간단한 예로 환경공학과 생태공학을 비교해보겠습니다. 환경공학기술에 활성슬러지법이라는 하수처리 기법이 있습니다. 수 처리 기법 중 자주 쓰이는 것으로 주로 유기물을 제거하기 위해 쓰입니다. 이 기법은 미생물이 자랄 수 있는 환경, 산소를 계속 넣어 주어 미생물이 유기물을 분해할 수 있도록 합니다. 하지만 영양염류(총N, 총P)를 제거하지 못한다는 단점이 있습니다. 또한 미생물이 자랄 수 있는 조건을 계속 유지시켜주어야 합니다. 인공습지 조성을 통한 수질 정화를 하는 생태공학기술은 한번 조건을 조성해주고 나면 환경의 큰 변화가 일어나지 않는 이상 계속 정화능력을 가질 수 있습니다.

안산갈대습지공원 [출처: http://kurapa.com/content-a16123_%EA%B2%BD%EA%B8%B0%EB%8F%84]

이번 포스트는 생태공학을 소개하는 것을 목표로 제작하였고 되도록 쉽게 설명하였습니다. 자세한 예까지 설명하자면 너무 길어지고 어려워지기 때문에 간단하게만 언급하였습니다. 생태계의 정화능력을 이용하기 때문에 좀 더 친환경적인 기술이라고 생각합니다. 아직 연구 가 많은 편은 아니지만 가치가 매우 높은 학문입니다.

참고 생명과학대사전 강영희 저, 2008

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녹색성장은 우리 사회 각 분야에서 가장 큰 화두입니다. 이러한 녹색성장을 위한 녹색기술 개발은 다양한 분야에서 시도되고 있는데요, 특별한 에너지 자원이 없는 우리 나라의 경우 에너지 소비를 줄이고 재활용하는 기술이 시급한 상황입니다. 즉, 풍력발전이나 태양광발전과 같이 에너지를 생산해내는 기술뿐만 아니라, 산업현장이나 일상생활에서 버려지는 에너지들을 다시 활용 가능한 형태로 바꾸는 기술이 필요한 상황이죠.

이번에 소개하게 된 열전소자는 열에너지를 전기에너지로 바꾸는 반도체소자를 이용한 에너지재활용 개념의 발전기술입니다.

열에너지 활용의 중요성

우리는 태양으로부터 도달하는 에너지를 운동, 빛, 전기, 소리 등 형태를 변환시키면서 끊임없이 사용합니다. 이런 에너지는 형태가 변환되면서 서서히 소멸되는 것처럼 보이지만 사실은 열에너지라는 눈에 보이지 않는 형태로 바뀌어 사용할 수 없는 상태가 되어 다시 지구 밖으로 날아가게 되죠.(바닥에 떨어뜨린 공이 몇 번은 튀어오르다 열에너지 손실로 인해 이내 바닥에 멈추는 것처럼) 즉, 에너지보존법칙 관점에서 볼 때 이렇게 전체에너지의 상당 양을 차지하지만 쓸모가 없는 열에너지를 활용하는 열전소자 기술은 매우 중요하다고 생각합니다.

열전소자의 원리- 열에너지를 전기에너지로!

그림1 <열전소자의 원리를 나타낸 그림>

열전(thermoelectric)소자는 seebeck 효과를 이용한 것인데 금속 양 단면에 온도 차이가 발생하면 기전력 차이가 생겨 전류가 발생하는 것입니다. 그림을 보고 좀 더 쉽게 설명해보겠습니다.

① 그림의 Heated Surface에 열이 가해지면 아래부분의 Cold Surface와 온도차이가 발생

② 이때 뜨거운 면의 전자가 열에너지를 얻고 들뜨게 되어 N형반도체(하늘색 기둥)를 따라 아래 Cold Surface로 이동

③ 즉, 전자의 이동, 기전력이 발생하여 전류가 흐르게 됨(노란 화살표는 전류의 방향을 나타냄)

이처럼 열전소자는 외부에서 가해지는 열에 민감하게 반응하여 열에너지를 전기에너지로 변환할 수 있으며, 구조가 간단하고 소음과 진동이 없는 장점이 있으며, 또한 발전과정에서 오로지 온도차이만을 요구하기 때문에 태양광발전(낮에만 사용가능)이나 풍력발전(바람이 불어야만 발전가능)에 비해 조건이 유리한 편입니다.

열전소자의 응용분야

 

 

 

 

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녹색성장위원회는 지난해에 녹색성장기본법 제정, 국가전략 및 5개년 계획 수립, 온실가스 감축목표 설정 등을 통해 녹색성장 추진의 기반을 구축하였다. 이미 ecoroko 블로그를 통해 세부내용을 전해드린바 있다. 올해에는 그동안 수립된 계획을 차질없이 실행하여 구체적 성과를 창출하자는 것이 이번 7차 회의의 기본 취지이다. 계획보다 중요한 것이 구체적인 실천 아니겠는가?

실천과제로는 1.국가온실가스 감축목표 실행방안 마련, 2.10대 핵심 녹색기술의 성장동력화 및 우수 녹색기술창업 촉진, 3.주력산업의 에너지효율 개선, 4.녹색건축물 및 교통 확대와 녹색금융의 활성화, 5.에너지 가격합리화 및 세제의 친환경적 개편, 6.에너지 절약 등 Me First 녹색생활 정착, 7.녹색성장 국제협력 확산 등이 있다.

정부는 우선 온실가스 감축목표(2020년까지 배출전망치 대비 30% 감축) 달성을 위해 온실가스 인벤토리 작성, 배출권 거래제법 제정 등을 추진한다. 7월에는 온실가스 감축 종합 실행계획을 마련하고, 12월에는 배출권거래제법을 제정한다는 계획이다. 그리고 중앙과 지방을 연계한 녹색성장 활성화 방안을 추진하고, 음식물 쓰레기를 줄이기 위한 대책을 수립하여 실시하기로 하였다. 그린카 등 10대 핵심 녹색 기술의 조기 상용화를 위해 본격적인 개발에 착수한다.

이제까지 정부의 저돌적인 추진력과 국제적인 협력으로 녹색 성장에 대한 기반이 마련되었으나 이제부터가 진정한 시작인 것이다. 계획보다 중요한 실천, 성공적인 녹색 국가를 위해 우리 모두 노력해야 할 것이다.

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녹색성장위원회가 2009년 7월 발간한 녹색성장 국가전략 및 5개년 계획안은 저탄소 녹색성장 기본법을 근간으로 하여 수립되었다. 저탄소 녹색성장 기본법의 주요 내용은 녹색경제, 녹색산업의 창출 및 단계적 전환 촉진, 녹색산업투자회사 설립, 기후변화, 에너지 목표 관리제 도입, 총량제한 배출권 거래제 등 도입, 녹색국토 조성, 저탄소 교통체계 구축 등이다.

세계 각국에서도 녹색성장을 위해 이미 오래 전부터 전략을 수립하고 있습니다.

1. 효율적 온실가스 감축

국가 중장기 온실가스 감축목표 설정 및 관리, 탄소 정보 공개 확대, 국가 온실가스 관리시스템 구축, 탄소 순환운동 전개, 산림 등의 탄소 흡수원 확대, 남북 그린협력 강화

2. 탈석유, 에너지 자립 강화

에너지 효율화 기술 혁신 및 부문별 에너지 수요관리, 신재생에너지 산업화 촉진 및 청정에너지 보급 확대, 원자력 신뢰성 제고 및 원전비중 확대, 자원개발 전문기업 육성

3. 기후변화 적응역량 강화

기후감시, 예측능력 향상, 기후변화 취약성 분석, 기후변화대응 식량안보 확보, 4대강 살리기 등 안정적 수자원 확보 관리, 녹색공간 확충 등 지속가능한 산림 경영

4. 녹색기술개발 및 성장동력화

녹색기술 세계시장 점유율 확대, 기술, 시장 변화를 반영, 능동적 전략 수립, 녹색 R&D 조정체계 구축, 녹색 신기술 실용화, 녹색기술 시험, 인증 시스템 구축

5. 산업의 녹색화 및 녹색산업 육성

자원 순환, 생산성 제고 및 자원순환산업 성장동력화, 주력산업 녹색전환 촉진 및 녹색경영체제 확산, 녹색중소, 벤처기업 창업, 컨설팅 지원, 그린 산업단지 확대

6. 산업구조의 고도화

방송통신 융합, IT융합 기술, 신소재, 바이오 산업 등 첨단융합으로 신성장 동력 영역 확대, 식품, 의료, 교육, 관광산업 등 지원, 고부가 서비스 산업 강국으로 도약

7. 녹색경제 기반 조성

배출권 거래제 도입, 녹색주가 지수 개발 등, 녹색기술, 산업에 대한 정책자금 지원 확대, 에너지, 자동차세제 개편, 환경친화적 자동차 및 친환경 상품에 대한 세제 혜택, 녹색기술자격 인증제, 종합정보DB 등 고용인프라 구축 및 그린 사회적 기업 육성

8. 녹색국토, 교통의 조성

자원순환형 지역개발, 녹색도시 모델개발 및 조성, 녹색건축물 확대 등, 보호지역 체계적 관리, 생태하천, 녹색림, 도시공원 확대, 녹색교통, 물류체계 구축

9. 생활의 녹색혁명

녹색성장 교육 자료 및 프로그램 개발 및 보급, 녹색 시민 및 녹색가정 육성, 지원, 생태관광 활성화

10. 세계적인 녹색성장 모범국가 구현

녹색성장 관련 국제지수 개선, 동아시아 녹색성장 거점 국제기구 가동, 기후재난 대응역량 배양 및 녹색성장 인프라 구축

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