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[신소재 신기술(17)] 탄소 배출량 25만 톤 감소! 탄소 네거티브 복합 데크로 건설 산업의 탄소 발자국 줄이기
- 건축 자재에 이산화탄소(CO₂)를 저장해 보다 친환경적인 건축 자재를 만드는 혁신적인 기술이 개발됐다. 건물과 건축에 사용되는 자재의 생산은 일반적으로 지구 온난화와 기후 변화에 영향을 미치는 강력한 온실가스인 이산화탄소를 다량 배출한다. 기술 전문매체 테크익스플로어는 18일(현지시간) 과학자들이 새로 개발한 복합 데크는 제조 과정에서 배출되는 이산화탄소보다 더 많은 이산화탄소를 저장함으로써 탄소 네거티브 특성을 구현했다고 보도했다. 이는 기존 복합 데크의 한계를 극복하는 중요한 성과다. 연구팀은 미국 화학회(ACS) 춘계 회의에서 이번 연구 결과를 발표했다. 이 프로젝트의 수석 연구자 중 한 명인 유기 화학자 데이비드 헬데브란트에 따르면 페록 등 몇 가지 유형의 시멘트를 제외하고는 탄소 네거티브 복합재가 거의 없는 상태다. '페록'은 돌과 철을 결합한 것으로 콘크리트 보다 강도가 5배 높은 친환경 차세대 건축자재다. 시멘트 대용품으로 사용되는 친환경 건축 자재인 페록은 주로 폐철강 분진과 유리 분쇄물에서 나온 실리카 등 재활용 재료로 생산된다. 철강 분진은 이산화탄소와 반응해 탄산철을 생성하고, 이것이 응고되면 페록이 된다. 건축, 전체 탄소 배출량의 11% 차지 헬데브란트는 그의 팀이 개발한 복합 데크는 "사용 기간 동안 이산화탄소를 배출하지 않는 최초의 복합 재료 중 하나"라고 말했다. 데이비드 힐데브란트는 미국 태평양 북서부 국립연구소(PNNL)에서 일하며 CO₂ 포집을 위한 특수 액체를 개발하고 있다. 세계그린빌딩위원회에 따르면 건물 건설에 사용되는 자재와 공정은 전체 에너지 관련 탄소 배출량의 11%를 차지한다. 그로 인해 업계에서는 재활용 또는 식물 유래 제품을 사용하는 등 탄소 배출량을 상쇄할 수 있는 건축 자재를 개발하는 데 많은 노력을 기울이고 있다. 그러나 대부분의 경우 이러한 지속 가능한 건축 자재는 기존 자재보다 비싸거나 강도나 내구성과 같은 특성을 따라갈 수 없는 경우가 많다. 건축 자재의 한 유형인 데크는 수십억 달러 규모의 산업이다. 목재 플라스틱 합성물로 만든 데크 보드는 자외선에 의한 손상이 적고 오래 사용할 수 있기 때문에 목재 보드의 대안으로 인기가 높다. 합성 데크는 일반적으로 목재 칩 또는 톱밥과 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 같은 플라스틱을 혼합하여 제작한다. 이러한 복합재를 보다 지속가능하게 만들기 위한 대안은 폐기물 또는 태워버릴 수 있는 필러를 사용하는 것이다. 헬데브란트의 동료인 키르티 카파간툴라가는 저품질의 갈탄과 제지 과정에서 남은 목재 유래 제품인 리그닌을 데크 합성물의 충전재로 사용했다. 연구팀은 석탄과 리그닌 입자를 플라스틱과 혼합하여 플라스틱에 부착되게 하기 위해 입자의 표면에 에스테르 기능기를 첨가했다. 헬데브란트는 "에스테르는 본질적으로 카복실산이며, 이는 CO₂가 포집된 상태"라고 설명했다. 연구팀은 이 과정을 검증하기 위해 CO₂와 석탄, 리그닌과 같은 목재 제품에 풍부한 페놀 사이에 새로운 화학 결합을 형성하는 고전적인 화학 반응으로 전환했다. 이 반응을 거친 후 리그닌과 석탄 입자는 무게 기준으로 2~5%의 CO₂를 함유했다. 이어서 연구팀은 이 입자들을 다양한 비율로 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 혼합해 갈색을 띠는 검은색 복합재를 제작하고 그 성질을 평가했다. 필러를 80%까지 포함한 복합재는 CO₂ 함량을 최대화하면서도 국제적인 건축 자재 규정에 부합하는 강도와 내구성을 보였다. 이 소재는 PNNL의 전단 보조 가공 및 압출(ShAPETM) 기계를 사용해 마찰 압출 공정으로 제조됐다. 연구원들은 이 기술을 이용해 데크나 야외 가구에 적합한, 표준 목재 복합재와 유사한 외형과 질감을 지닌 10피트(약 3m) 길이의 복합재 패널을 제작했다. 이 새로운 합성 데크 재료는 우수한 물리적 성질뿐만 아니라, 상당한 경제적 및 환경적 이점을 제공한다. 이 데크는 표준 합성 데크 재료보다 18% 더 저렴하다. 헬데브란트는 이 데크가 제조 과정과 사용 기간 동안 발생하는 이산화탄소 양보다 더 많은 이산화탄소를 저장할 수 있는 능력을 갖추고 있다고 말했다. 미국, 1년간 목재 데크 판매량은? 미국에서 매년 판매되는 데크의 양은 35억 5000만피트(약 108만 2040km)에 달한다. 헬데브란트는 연구팀이 개발한 CO₂ 네거티브 복합 데크가 이를 대체하게 되면, 연간 약 25만 톤의 CO₂를 격리할 수 있으며, 이는 5만4000대의 자동차가 1년 동안 배출하는 CO₂량과 맞먹는다고 설명했다. 연구팀은 향후 더 다양한 복합재 조합을 개발하고 그 특성을 실험할 계획이다. 또한 울타리나 사이딩(건물 외벽 마감재)과 같은 여러 건축 자재에 대한 탄소 네거티브 복합재를 개발할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 동시에, 연구팀은 이 새로운 탄소 네거티브 데크의 상용화를 위해 노력 중이다. 이 혁신적인 데크는 이르면 내년 여름부터 건축 자재 전문 매장에서 판매될 수 있을 것으로 예상된다.
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[신소재 신기술(17)] 탄소 배출량 25만 톤 감소! 탄소 네거티브 복합 데크로 건설 산업의 탄소 발자국 줄이기
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[퓨처 Eyes(27)] 로봇 선박, 바다를 지배하다…무인 운항 시대의 도래
- 무인 거대 로봇 선박이 인공지능(AI)의 지휘 아래 처음으로 항해를 시작했다. 이는 인간의 개입 없이 자율적으로 운영되는 선박이라는 점에서 혁신적인 사건이라 할 수 있다. 첨단 센서를 통해 주변 환경을 인식하고 정교한 알고리즘을 기반으로 경로를 계획하는 로봇 선박은 미래 해양 운송의 새로운 장을 열 것으로 기대된다. 영국 방송국 BBC는 지난 6일 무인 선박의 시대가 도래했다고 보도하며, 공상 과학 소설처럼 보였던 무인 항해가 현실이 되고 있다고 강조했다. 다채로운 로봇 선박, 바다를 지배하다 크기, 기능, 용도에 따라 다양한 유형으로 분류되는 로봇 선박은 미래 해양 기술의 핵심으로 주목받고 있다. 수중에서 작동하도록 설계된 '자율 수중 차량(AUV)'은 과학 연구, 해양 탐사, 군사 작전 등에 활용된다. 첨단 센서를 탑재한 AUV는 인간의 개입 없이 자율적으로 임무를 수행하며, 해양 환경에 대한 귀중한 데이터를 수집한다. '무인 지표면 선박(Unmanned Surface Vehicle·USV)'은 해양 측량, 범위 안전, 감시 등을 담당한다. USV는 다양한 크기로 제작되어 다양한 환경에 적응하며, 효율적인 운영을 가능하게 한다. '대형 무인 선박(Large Unmanned Surface Vehicle·LUSV)'은 해양 순찰, 화물 운송, 인명 구조 등의 임무를 수행한다. 강력한 추진력과 넓은 탑재 공간을 갖춘 대형 LUSV는 높은 효율성과 안전성을 자랑하며, 해양 운송의 새로운 지평을 열 것이다. 반면, 공중 드론선(Unmanned Aerial Vehicle·UAV)은 해양 감시, 맵핑, 통신 등을 수행하며, 광범위한 시야를 확보하여 효과적인 정보 수집을 가능하게 한다. 뛰어난 기동성을 바탕으로 빠르게 변화하는 환경에도 유연하게 대응하며, 미래 해양 감시의 핵심으로 주목받고 있다. 녹색 선박 아르마다…미래 해양 운송의 선구자 노르웨이 피오르드를 가로지르는 거대한 녹색 선박 아르마다(Armada, 위의 사진)는 단순한 배가 아니다. 길이 78m, 높이 약 78m(255피트)에 달하는 이 거대한 배는 원격 조종으로 작동하는 첨단 로봇 선박이며, 미래 해양 운송의 새로운 가능성을 보여준다. 카메라, 마이크, 레이더, GPS, 위성 통신 등 최첨단 장비를 갖춘 아르마다에는 선원이 단 16명만 탑승한다. 이는 기존 선박의 3분의 1 수준이다. 아르마다는 수백 마일 떨어진 육지에서도 원격 조종이 가능하며, 해양 작업의 효율성을 극대화한다. 아르마다 프로그램은 해상 풍력 발전소 운영 및 수중 인프라 점검을 위한 다국적 기업인 오션 인피니티(Ocean Infinity)의 야심찬 프로젝트이다. 이 회사는 23척의 아르마다가 완성되면 해양 산업의 새로운 지평을 열 것으로 기대하고 있다. 영국 사우샘프턴에 있는 오션 인피니티의 원격 운영 센터는 마치 미래 영화 세트장을 연상시킨다. 20개의 브리지 스테이션에는 게임과 같은 컨트롤과 터치스크린이 장착되어 있으며, 실시간 스트림을 통해 해저 상황을 파악할 수 있다. 원격조종 수중로봇(Remotely Operated Vehicle, ROV) 훈련생 조종사 마리안 메자 차비는 "모든 것이 자동화되어 있어 놀랍다"며 "해상 작업보다 더 쉽고 효율적"이라고 강조했다. 오션 인피니티는 지난 2월 초 호주 태즈매니아에 로봇 선박 운영 센터를 개설했다. 이 회사의 호주 및 뉴질랜드 상무이사인 데비이드 필드는 "태즈매니아에 있는 이 새로운 운영센터는 정부에 수로학 서비스를 제공할 수 있는 보다 확고한 인프라를 제공할 것"이라고 말했다. 그는 "최근 정부를 위한 프로젝트에서 우리 로봇 선박은 전체 데이터의 58%를 수집했지만 연로 CO₂의 배출량은 4%에 불과했다"고 덧붙였다. 자율성, 로봇 공학, 원격 조작 기술은 인공 지능과 함께 해상 운송을 혁신할 것으로 기대된다. 노르웨이, 벨기에, 일본, 중국 등 전 세계에서 다양한 실험이 진행되고 있으며, 아르마다는 이러한 변화를 주도하는 선구자인 존재다. 친환경적인 로봇 선박 로봇 선박은 '친환경성'이라는 탁월한 장점을 지닌다. 탑승 인원 감소는 선박 크기 축소로 이어지며, 연료 소비량 감소와 탄소 발자국 대폭 축소를 가능하게 한다. 네덜란드 델프트 공과대학교의 루디 네겐본 교수는 자율운항 선박 연구를 통해 이러한 혁신을 주도하고 있다. 그는 선원을 완전히 대체할 첨단 기술의 발전 속도가 빠르지만, 아직 해결해야 할 과제가 남아 있다고 지적한다. 자동 조종 장치를 통해 선박의 자율적인 경로 추종은 가능하지만, 다른 교통과의 상호 작용, 항구 입출항, 예기치 못한 상황이나 악천후 대응 등은 여전히 어려움으로 남아 있다. 하지만 네겐본 교수는 지속적인 기술 발전을 통해 안전성, 효율성, 지속가능성을 극대화한 미래 해상 운송 시대를 열 수 있을 것이라고 확신한다. 무인 선박, 수중 화산 폭발 맵핑 등에 투입 일부 소형 선박은 이미 인간의 개입 없이 다양한 임무를 수행하고 있다. 영국 선박 제조업체 씨킷 인터내셔널(Sea-Kit International)은 이러한 무인 선박의 설계 및 건조를 선도하며 해양 산업의 새로운 지평을 열고 있다. 2022년 씨킷 인터내셔널의 무인 선박은 화려하게 폭발한 활화산 수중 화산을 지도화(맵핑)하기 위해 남태평양 섬 통가에 파견되었다. 인간의 접근이 불가능했던 위험한 환경에서 이 무인 선박은 성공적으로 임무를 수행하며 첨단 기술의 가능성을 증명했다. 영국 플리머스 항구에서 출항한 길이 12m(39피트) 크기의 무인 선박 바키타 호는 또 다른 주목할 만한 사례이다. 밝은 빨간색의 이 배는 네덜란드 측량 회사 푸그로(Fugro)를 위해 건조되었으며, 2차 세계대전 난파선을 조사하는 임무를 수행하고 있다. 475마일(약 764km) 떨어진 스코틀랜드 해안도시 애버딘에 위치한 사무실에서 승무원들은 바키타 호를 완벽하게 통제하며, 인간과 기술의 융합을 통해 새로운 가능성을 창출하고 있다. 위성 통신을 통해 전달되는 푸그로 함장 드미트리 다디친의 명령에 따라 바키타 호는 민첩하게 방향을 제어하며 탐사 임무를 수행한다. 침몰한 구축함을 탐사하기 위해 원격조종 수중로봇(ROV)이 해저로 내려가는 동안, 수면의 카메라는 360도 파노라마 영상을 촬영하여 주변 해역을 감시한다. 수년간 바다에서 근무해 온 드미트리는 "이런 방식으로 작업하는 것이 더 즐겁다"고 말하며 첨단 기술의 장점을 강조했다. 그는 "파도와 흔들림을 느끼지 못하는 것이 아쉽지만, 근무 후 집으로 돌아갈 수 있다는 점은 큰 장점"이라고 덧붙인다. 무인 자동차, 기차, 드론 등의 등장과 마찬가지로 원격 조종 및 자율 운항 기술은 해양 산업의 근본적인 변화를 가져올 것으로 예상된다. 인간의 개입 없이 운영되는 선박은 작업 방식을 혁신하고 새로운 일자리를 창출할 수 있지만, 동시에 안전성과 신뢰성에 대한 의문도 제기된다. 씨킷의 운영 디렉터 애슐리 스켓은 "안전은 우리가 가장 중요하게 생각하는 가치"라고 강조하며, 자율 운항 선박의 개발 과정에서 안전을 최우선으로 고려한다고 설명한다. 스켓은 "선원 없이 운영되는 선박은 문제 발생 시 직접 해결할 사람이 없기 때문에 완벽한 대체 시스템이 필요하다"고 말한다. 씨킷의 자율 운항 선박은 두 개의 독립적인 시스템으로 구성되어 있으며, 상황에 따라 원활하게 전환할 수 있는 첨단 소프트웨어를 탑재하고 있다. 국제해사기구, 자율운항 규범 도입 앞장서다 국제해사기구(IMO)는 해상 자율운항을 둘러싼 문제 해결을 위해 적극 나서고 있다. 2028년까지 자발적 규범을 도입하여 모범 사례를 정의하고, 궁극적으로는 의무화를 추진할 계획이다. 현재 대형 선박은 선장 또는 선원의 동승을 의무화하고 있지만, IMO는 원격 제어 센터에서 운영되는 선박의 경우 선장과 선원의 역할을 새롭게 정의할 예정이다. 헤이케 데김 IMO 이사는 "원격 제어 운영자를 선박의 선장과 동등한 위치로 간주할 수 있는지에 대한 연구가 필요하다"며, "자율운항 시대에 맞는 새로운 규범을 마련해야 한다"고 강조했다. 영국 정부는 이미 원격 선장 개념을 법률에 반영하려는 움직임을 보이고 있으며, 해운 변호사 피오나 케인은 "정부는 이 거대한 산업의 기회를 놓치지 않고 기업들의 투자를 유치하기 위해 노력할 것"이라고 예상했다. 오션 인피니티의 선장 사이먼 맥컬레이는 "한 명의 선장이 여러 척의 선박을 원격으로 관리하는 미래를 상상할 수 있다"며, "이를 위해서는 법 개정과 지식 및 안전 사례 구축이 필요하다"고 강조했다. 그는 탐사선과 위성을 이용한 원격 운영 기술의 발전 가능성을 언급하며, 해양 산업의 혁신에 대한 기대감을 드러냈다. 현대중공업, 자율선박 시스템으로 대서양 최초 횡단 한편, 한국의 현대중공업그룹 산하의 자율운항 기술 전문회사인 아비커스는 2022년 5월, 세계 최초로 대형 선박의 자율운항을 통한 대양 횡단에 성공했다. 아비커스는 2022년 6월 2일, SK해운과 협력하여 18만㎥급 초대형 LNG운반선 '프리즘 커리지' 호의 자율운항 대양 횡단을 성공적으로 완료했다고 발표했다. 아비커스는 HD현대의 사내 벤처로, 이번 성공은 아비커스가 개발한 2단계 자율운항 솔루션인 '하이나스(HiNAS) 2.0'을 선박에 탑재해 달성한 것이다. 이 항해는 자율운항 기술을 이용해 대양을 횡단한 최초의 사례로 기록됐다. 해당 선박은 2022년 5월 1일 미국 남부의 멕시코만 연안에 위치한 프리포트(Freeport)에서 출발해, 파나마 운하를 통과하고 태평양을 횡단하는 등 총 33일간의 운항을 마치고 충남 보령의 LNG터미널에 도착했다. 총 약 2만 km의 운항 거리 중 절반에 해당하는 1만km를 하이나스 2.0을 활용하여 자율운항했다. 아비커스가 개발한 하이나스 2.0은 현대글로벌서비스의 통합스마트십솔루션(ISS, Integrated Smartship Solution)에 기반을 둔 고급 2단계 자율운항 시스템이다. 이 시스템은 최적의 항로와 항속을 계산하고, 인공지능을 활용하여 날씨, 파도 등 주변 환경을 실시간으로 분석해 선박의 항해와 조타 명령을 자동으로 제어한다. 하이나스 2.0의 2단계 자율운항 기술은 선박의 인지와 판단 능력에 조종 및 제어 기능을 추가한 것으로, 기존 1단계 기술을 한층 발전시킨 형태다. 당시 대양 횡단에서 하이나스 2.0을 탑재한 선박은 최적화된 경로를 통해 자율운항을 진행, 연료 사용 효율을 약 7% 향상시키고 온실가스 배출량을 약 5% 줄였다. 뿐만 아니라, 운항 중 다른 선박과의 충돌 위험을 인지하여 100여 차례 이상 회피하는 뛰어난 성능을 보여줬다. 이에 한국선급은 2023년 2월, 자율운항시스템 하이나스 2.0에 대해 개념승인을 부여했다. 이 시스템은 항해 보조 기능을 통해 선장과 항해사의 운항 관련 피로도를 줄여줌으로써, 선박의 안전한 운항을 지원하고 해양 사고 발생률을 낮추는 데 기여할 것으로 보인다. 또한, 하이나스 2.0은 연료 효율성을 개선하여 대기 오염 물질의 배출을 줄이는 데도 도움을 줄 수 있다. 이러한 이유로 한국선급은 이 시스템이 선박의 안전 운항 및 환경 보호에 중요한 역할을 할 것으로 전망했다.
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[퓨처 Eyes(27)] 로봇 선박, 바다를 지배하다…무인 운항 시대의 도래
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'바이오플라스틱' 환경 문제의 해답인가, 새로운 문제의 시작인가?
- 생분해성 혹은 식물 기반의 바이오 플라스틱은 급성장하고 있지만 여전히 기후 및 화학 물질에 대한 우려가 제기됐다. 환경건강뉴스(EHN)은 지난 11일(현지시간) 바이오 플라스틱은 미국 멕시칸 푸드 프랜차이즈 치폴레의 퇴비화 가능한 부리또 그릇부터 코카콜라의 식물성 병, 슈퍼마켓의 불투명한 농산물 봉투에 이르기까지, 식품 산업 전반에 걸쳐 확산되고 있다며 이같이 보도했다. 바이오 플라스틱은 그 외에도 자동차 쿠션, 전자제품, 의류, 건축 자재 등에도 사용되고 있다. EHN에서 소개한 바이오 플라스틱의 정의와 장점과 단점을 다음과 같이 정리했다. 전 세계 바이오 플라스틱 산업은 2023년 87억 달러(약 11조 4031억원)에서 2030년 310억 달러(약 40조 6317억 원)로 급성장세를 보이고 있다. 이는 전통적인 플라스틱 산업보다 빠른 성장률이다. 바이오 플라스틱은 전체 플라스틱 시장의 1%에 불과하지만, 일각에서는 바이오 플라스틱이 플라스틱의 지속 가능한 미래라고 선전하고 있다. 오는 4월, 플라스틱 오염 문제에 대한 해결책을 모색하기 위해 개최되는 국제 조약 회담을 앞두고 있는 대표단 중 일부는 바이오 플라스틱을 조약의 대안 및 대체품으로 포함시키려는 움직임을 보이고 있다. 유럽 바이오플라스틱 협회는 웹사이트에서 "바이오플라스틱이 플라스틱의 진화를 주도하고 있다"고 주장하며 바이오플라스틱의 장점으로 기존 플라스틱에 비해 '탄소 중립성'과 특정 조건에서의 생분해성을 꼽았다. 그러나 바이오 플라스틱이 분해 속도가 빠르고, 더 안전한 소재일 뿐만 아니라 탄소 발자국이 적다는 주장은 과장된 면이 있다. 전문가들은 바이오 플라스틱이 다양한 해결책 중 하나가 될 잠재력을 가지고 있음을 인정하면서도, 제품의 수명 종료 시 관리 및 화학적 안전성을 설계에 포함시키고, 기업의 그린워싱을 방지할 수 있는 더 강력한 표준과 규제의 필요성을 강조했다. 그린워싱(Greenwashing)은 기업이나 조직이 자신들의 제품, 서비스, 정책이 환경에 미치는 영향이 실제보다 훨씬 친환경적이거나 지속 가능하다는 인상을 주기 위해 마케팅 전략이나 홍보 활동을 하는 행위를 말한다. 이러한 행위는 대중에게 오해를 불러일으키거나 잘못된 정보를 제공하여, 실제로는 환경에 해를 끼칠 수 있는 제품이나 서비스를 친환경적인 것처럼 포장하는 것을 포함할 수 있다. 바이오 플라스틱 폐기물 규제 없어 노르웨이 과학기술연구소의 마틴 와그너 생물학 부교수는 바이오 기반 플라스틱을 안전한 방법으로 제조할 수 있다면, 물론 이는 매우 큰 전제이지만, 우려되는 화학 물질을 배제하고, 나노 및 미세 플라스틱의 생성을 최소화하는 방식으로 생산될 경우, 바이오 기반 플라스틱이 해결책의 한 부분이 될 수 있다고 말했다. 와그너의 연구에 따르면, 환경에 우호적인 것으로 여겨지는 퇴비화 가능한 그릇과 식물 기반 음료수 병이 전통적 플라스틱 제품에서 발견되는 것과 같은 수준의 건강에 해로운 화학 물질을 방출할 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 또한, 생분해성 바이오 플라스틱이 플라스틱 쓰레기 문제를 근본적으로 해결하지 못한다는 지적도 있다. 바이오 플라스틱은 사용 후 적절한 관리가 필요함에도 불구하고, 바이오 플라스틱 폐기물을 산업적으로 퇴비화하거나 안전하게 관리할 수 있는 인프라나 규정이 아직 충분히 마련되지 않았다. 그로 인해 과학자들과 플라스틱을 지지하는 이들은 플라스틱 사용을 줄이는 것이 플라스틱 위기에 대응하는 가장 핵심적인 해법이라고 강조했다. 특히, 일회용 바이오플라스틱의 사용이 문제를 야기한다고 우려를 표명했다. 플라스틱 재사용을 지지하는 단체인 업스트림(Upstream)의 전무이사 크리스탈 드리스바흐 전무이사는 "지구에서 자원을 수십억 번 채취하고 제조해 단 한 번 사용한 뒤 버리는 행위 자체가 문제의 본질이다"라고 말함으로써, 지속 가능성에 대한 근본적인 접근 필요성을 강조했다. 바이오 플라스틱의 오해 바이오 플라스틱은 생분해성 또는 바이오 기반과 같은 용어가 명확하지 않아 많은 오해를 불러일으킨다는 지적이 있다. 해양 생물학 교수이자 플리머스 대학교 해양 연구소의 리처드 톰슨 소장은 "냉소적인 시각으로 보면 바이오플라스틱은 혼란을 일으키기 위해 의도적으로 만들어진 용어라고 생각한다"고 꼬집었다. 많은 사람들이 모든 바이오 플라스틱이 환경에서 생분해되거나 분해된다고 잘못 알고 있다는 지적이다. 또한 많은 사람들이 바이오 플라스틱이 식물 기반이라고 생각하지만, 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT)와 같이 화석 연료로만 만들어진 제품도 있다. 업계에서는 PBAT와 같은 물질을 바이오 플라스틱이라고 부르는데, 이는 화학 결합의 유형과 환경 조건에 따라 식물 기반 바이오 플라스틱과 마찬가지로 분해되도록 설계됐기 때문이다. 또한 업계에서는 바이오 플라스틱을 주로 생분해성 플라스틱과 비생분해성 플라스틱으로 나누며, 이들 각각의 범주 안에서 식물 기반 플라스틱과 화석 연료 기반 플라스틱을 동일한 그룹으로 분류하는 경향이 있다. 전 세계적으로 생산되는 플라스틱은 대체로 이 두 범주로 구분된다. 퇴비화 가능한 바이오 플라스틱은 업계 표준에 따라 산업 퇴비화 시설에서 12주 이내에 완전히 분해될 수 있는 생분해성 바이오플라스틱의 특정 부류에 속한다. 다른 한편으로, 비생분해성 바이오 플라스틱에는 사탕수수, 사탕무, 당밀, 또는 옥수수 등에서 추출된 바이오 기반의 폴리에틸렌(바이오-PE), 바이오 기반 폴리에틸렌 테레프탈레이트(바이오-PET), 폴리아미드(나일론) 등이 포함된다. 이 바이오 플라스틱들은 사탕수수 등 천연 자원에서 추출되었음에도 불구하고, 기존의 화석 연료 기반 플라스틱과 유사한 기능성을 제공하도록 설계됐다. 가장 흔히 사용되는 생분해성 바이오플라스틱 중 하나는 폴리락트산(PLA)으로, 옥수수와 같은 전분 기반의 폴리에스테르로 제조된다. 또한, 셀룰로오스 기반의 바이오 플라스틱 섬유도 이 범주에 포함되며, 농업 부산물, 해조류, 효모, 박테리아에서 추출한 폴리하이드록시알카노에이트(PHA)와 폴리부틸렌숙신산염(PBS)으로 제작된 바이오플라스틱도 동일한 범주 안에 속한다. '3세대' 바이오플라스틱은 농업 폐기물, 음식물 쓰레기, 다시마, 스위치그래스, 폐유, 박테리아, 목재 폐기물 등 다양한 원료를 활용하여 제작되며, 식량 작물을 사용하지 않기 때문에 보다 지속 가능한 대안으로 간주된다. 이러한 3세대 바이오플라스틱 제품들은 이미 시장에 출시되어 있지만, PLA나 바이오 폴리아미드를 사용한 제품들의 규모에는 아직 미치지 못하고 있다. 바이오 플라스틱 사용 용도는? 플라스틱 산업 협회의 지속 가능성 담당 매니저 헤더 노츠는 일회용 바이오 플라스틱 음료 용기, 퇴비화 가능한 식품 서비스 용기, 소매 포장, 그리고 기타 식품 산업 관련 제품이 바이오 플라스틱 사용의 약 43%를 차지한다고 말했다. 그중에서도 PLA와 바이오 PET의 사용이 가장 많다. 노츠에 따르면, 생분해성 멀치 필름 및 기타 농업용 제품이 주로 PLA와 PHA로 제조되어 전체 바이오 플라스틱 사용량의 약 21%를 차지한다. 또한, 안경, 섬유, 컵, 아이폰 케이스, 커피 포드 등의 소비재들은 전체 사용량의 13%를 차지하며, 이들 제품은 생분해성 및 비생분해성 다양한 바이오 플라스틱으로 제작된다. 자동차 산업도 바이오 플라스틱의 또 다른 중요한 소비자 군이다. 자동차 쿠션, 대시보드, 범퍼, 배터리 커버 및 기타 부품들이 점점 더 바이오 기반의 폴리아미드 및 바이오 PP로 제작되고 있다. 바이오 플라스틱의 사용은 또한 건축 및 건설, 전자, 코팅 산업에서도 확장되고 있지만, 상대적으로 더 적은 비율을 차지한다. 대규모 바이오 플라스틱 제조업체들은 대부분 화석 연료 기반 플라스틱을 생산하는 대형 석유화학 회사의 내부 사업부이거나, 이러한 대기업에서 독립한 분사 회사들이다. 그럼에도 불구하고, 어떤 회사가 시장에서 선도적인 위치를 차지하고 있는지에 대해서는 재무 분석가들 사이에 의견이 분분하다. 예를 들어, 인사이더 몽키는 바이오 플라스틱 부문이 전체 시가총액에서 차지하는 비중이 비록 작지만, 전체 시가총액 기준으로 BASF SE, 다우, 라이온델바젤 인더스트리, LG화학, 셀라니즈를 상위 5대 제조업체로 지목했다. 반면, 다른 분석가들은 석유화학 기업에 인수되었거나, 석유화학 기업과의 합작 투자를 통해 성장한 기업들을 시장의 선두 주자로 보는 경향이 있다. 이러한 기업으로는 네덜란드 암스테르담에 본사를 둔 다국적 식품 및 바이오케미컬 기업 코비온(Corbion), 영국 옥스퍼드에 본사를 둔 바이오플라스틱 생산 및 개발회사 바이옴 바이오플라스틱(Biome Bioplastics), 텐마크 코펜하겐의 플랜틱(Plantic), 미국 미시건 주의 네이처웍스(NatureWorks), 태국 방콕에 본사를 둔 바이오플라스틱 및 바이오케미컬 회사 PTT MCC바이오케미(PTT MCC Biochem) 등이 포함된다. 환경과 건강에 미치는 영향 바이오플라스틱은 전통적인 플라스틱과 유사한 제조 공정을 거쳐 생산된다. 이 폴리머는 최소한 부분적으로 식물 재료에서 추출한 화학 물질을 기반으로 하며, 때로는 화석 연료에서 완전히 추출한 화학 물질로 구성된다. 제품의 유연성, 내구성, 색상 및 기타 특성을 조정하기 위해 다양한 화학적 충전재, 첨가제 및 염료가 첨가된다. 세계자연기금(WWF)의 플라스틱 폐기물 및 사업 책임자인 에린 사이먼 부사장은 바이오 플라스틱이 여전히 독성 화학 물질을 포함할 수 있다고 말했다. 사이먼은 “PET를 제조할 때, 오래된 탄소 또는 새로운 탄소를 사용하더라도, 궁극적으로 같은 제품을 만들기 때문에 많은 가공 화학 물질이 여전히 필요하다”며, 바이오 플라스틱 생산 과정에서도 화학 물질의 사용이 불가피함을 지적했다. 와그너의 2020년 연구에 따르면 PLA, PBAT, PHA, PBS, 바이오 PE 및 바이오 PET로 만든 43개의 일상적인 바이오 플라스틱 제품이 기존 제품과 마찬가지로 독성이 있는 것으로 나타났다. 이 중 3분의 2가 환경 내 다양한 생명체에 유해할 가능성이 있는 것으로 나타났으며, 42%는 DNA 손상을 유발할 수 있는 자유 라디칼을 생성하는 화학물질의 존재로 인해 산화 스트레스를 일으키는 것으로 조사됐다. 또한, 4분의 1의 샘플에서는 호르몬 교란 특성이 관찰됐다. 분석된 개별 바이오 플라스틱 샘플에는 평균적으로 1000개에서 최대 2만965개에 이르는 다양한 화학적 특성이 포함되어 있었다. 연구를 주도한 와그너는 "이런 종류의 연구를 진행하면서 가장 충격적인 발견은 개별적인 플라스틱 제품에 엄청나게 많은 화학 물질이 존재한다는 사실이었다"고 말했다. 이 연구 과정에서 발견된 다수의 화학 물질들 중 상당수는 특정되지 않았지만, 와그너는 프탈레이트 같은 '자주 지목되는 화학물질들'은 검출되지 않았다고 말했다. 그는 "바이오플라스틱을 기능적으로 제조하는 데 쓰이는 화학물질들에 대한 우리의 이해가 상당히 제한적임을 발견했다. 폴리머의 화학 구조가 다르기 때문에, 사용되는 첨가제 역시 다를 가능성이 있다"고 밝혔다. 바이오 플라스틱과 기후 변화 바이오플라스틱을 옹호하는 주요 주장 중 하나는 이들이 이론상으로 재생 가능한 자원에서 탄소를 추출할 때 순 이산화탄소 배출량이 증가하지 않으므로, 전체 수명주기 동안 전통적 플라스틱에 비해 훨씬 적은 온실가스를 배출한다는 것이다. 예컨대, 유럽 바이오플라스틱 협회는 전 세계적으로 화석 연료 기반의 폴리에틸렌 수요를 바이오 PE로 대체할 경우, 연간 약 8000만 톤의 이산화탄소 배출을 절감하여 마치 매년 2000만 번의 항공 여행을 줄인 것과 동등한 효과를 가져올 수 있다고 주장한다. 2017년 진행된 연구에서는 미국 내 기존 플라스틱을 옥수수 기반의 PLA로 대체할 경우, 미국 플라스틱 산업에서 발생하는 온실가스 배출량을 25% 감소시킬 수 있을 것으로 추정했다. 이 연구는 또한 화학 산업이 재생 가능 에너지 및 스위치그래스와 같은 더 지속 가능한 원료로 전환함으로써 더 큰 탄소 배출 감소 효과를 달성할 수 있다고 제시했다. 앞서 설명했듯이 바이오 플라스틱 샘플에는 평균적으로 1,000개에서 최대 2만965개에 이르는 다양한 화학적 특성이 포함되어 있음이 밝혀졌다. 드레이스바흐는 세라믹, 스테인리스 스틸, 유리로 만든 재사용 가능한 용기는 수명 기간 동안 일회용 바이오 플라스틱보다 이산화탄소 배출량이 3~10배 적다고 말했다. 하지만 바이오플라스틱이 가져올 수 있는 이산화탄소 절감의 잠재적 이점은, 비료와 살충제의 사용 증가, 그리고 옥수수나 사탕수수 같은 원료의 생산을 위한 토지 개간과 산림 태우기로 인해 일부 상쇄될 수 있다. 또한, 생분해성 플라스틱이 매립지에 매립될 경우, 분해 과정에서 메탄 같은 강력한 온실가스가 배출되어 환경에 또 다른 부담을 줄 수 있다. 바이오 플라스틱 폐기물 규정은? 생분해성 바이오플라스틱의 폐기물 관리는 생분해성을 정의하는 명확한 규정이 부재하기 때문에 복잡한 과제로 남아있다. 업계 자발적 기준에 따르면, 생분해성 제품은 대부분 6개월 이내에 자연적으로 분해되어야 하지만, 생분해성이라고 표시된 일부 제품은 완전히 분해되기까지 수년이 걸릴 수 있다. 예를 들어, 한 연구에 따르면 토양에 묻힌 생분해성 비닐봉지가 3년 후에도 여전히 분해되지 않은 채 발견됐다. 이러한 물질이 퇴비 시설에 매립되면 오염 물질이 되어 걸러내야 한다. 톰슨에 따르면, 재활용 시설에서도 이런 종류의 폐기물은 전체 재활용 플라스틱의 품질을 저하시킬 수 있어 기피 대상이다. 게다가 많은 지역에서는 산업 퇴비화 시설이나 도로변 수거 시설이 부족해, 퇴비화 가능한 포장재와 운반 용기가 결국 매립지나 소각장으로 향하는 경우가 많다. 퇴비화되지 않는 플라스틱이 퇴비화 가능한 플라스틱으로 잘못 인식되는 경우가 빈번하여, 라벨링이 명확하지 않을 때 혼란이 가중된다. 미국 퇴비화 위원회의 린다 노리스-월트 부국장은 이러한 문제를 “그린워싱, 모조품, 짝퉁”이라고 지칭했다. 다수의 퇴비화 업체들이 이러한 재료로 인해 퇴비화 가능한 식품 포장을 기피하며, 이는 업체의 수익성에 부정적인 영향을 미친다. 노리스-월트는 이 문제를 두 가지 주요 요인으로 설명했다. 첫 번째는 처리 과정에서 발생하는 노동력 문제이며, 두 번째는 최종 퇴비 제품의 품질 저하로 인해 농장, 조경업체, 골프장 등의 시장에 미치는 영향이다. 따라서, 바이오플라스틱은 퇴비를 오염시키는 원인이 될 수 있다. 생분해성 인스티튜트(BPI)와 유럽의 대응 기관인 OK컴포스트(OK Compost)는 퇴비화 업체들의 우려에 대응하기 위하여 퇴비화 가능한 포장을 위한 자발적 인증 표준을 마련했다. 이 인증을 획득하기 위해서는 바이오플라스틱 제조업체가 제품의 분해 속도를 증명하는 ASTM 기준을 만족시켜야 하며, PFAS(영구적 화학 물질)를 포함하지 않고, 일반적인 토양 생태독성 테스트를 통과해야 한다. 그러나 노리스-월트는 이러한 인증 프로그램이 퇴비 중 미세 플라스틱 문제를 충분히 고려하지 않는다고 지적했다. 이에도 불구하고, 미국 퇴비화 위원회의 최근 조사 결과, 조사 대상 173개 퇴비업체 중 오직 46개 업체만이 퇴비화 가능한 식품 포장의 사용을 허용하는 것으로 나타났다. 혁신을 위한 기회 전문가들은 바이오플라스틱이 여러 어려움에도 불구하고, 화학적 안전성과 수명이 제품 설계에 주요 고려사항으로 포함될 경우, 농업용 멀치 필름과 같은 특정한 용도에 대해 적합한 대안이 될 수 있다고 지적했다. 린 프로덕션 액션의 마크 로시 전무이사는 플라스틱 사용이 필수적인 상황에서는 바이오플라스틱의 활용을 고려해야 한다고 말했다. 그는 "모든 재료에는 잠재적 문제가 존재한다. 우리는 이러한 재료를 인간의 건강과 안전을 고려하여 어떻게 최적화할 수 있을까?"라고 의문을 제기했다. 플라스틱 산업 내에서 바이오플라스틱은 특정 시장에서의 성장 가능성을 가지고 있지만, 광범위한 대체재로는 여겨지지 않는다. 로시는 바이오플라스틱이 대규모로 기존 플라스틱을 대체할 수 있는 해법이 아니라고 명확히 했다. 다시마나 농업 폐기물로 제작된 차세대 바이오플라스틱은 식량 작물을 원료로 사용함으로써 발생하는 환경적 문제를 어느 정도 해결했으나, 여전히 독성 문제에 대한 해결책을 마련해야 한다는 지적이 있다. 클린 프로덕션 액션은 제조업체들이 자사 제품에서 수천 가지의 유해 화학물질을 식별하고 제거할 수 있도록 돕기 위해, 일회용 식품 포장과 재사용 가능한 용기에 적용할 수 있는 독립적인 표준인 그린스크린(GreenScreen)을 개발했다. 주요 PLA 제조업체 중 하나인 네이처웍스(NatureWorks)는 그린스크린 평가를 통해 자사의 원료가 유해 화학물질을 포함하지 않음을 공식적으로 인증받았다. 그러나 업계 전반에 걸친 변화를 이끌기 위해서는 더 많은 제조업체들이 이러한 제품 인증 과정을 통과해 한다. 노리스-발트는 캘리포니아나 콜로라도에서 시행된 것과 같은 엄격한 라벨링 기준과 법률의 존재가 퇴비화 가능한 바이오플라스틱이 실제로 산업 퇴비화 시설로 올바르게 전달되기 위해 필수적이라고 강조했다. 그녀는 "실수든 의도적이든 시리얼을 퇴비화할 수 있다고 잘못 표시하는 비양심적 기업들에 대해 소송을 제기하는 것만으로도 이러한 오해를 빠르게 중단시킬 수 있다. 여기서 중요한 것은 법의 집행이다"라고 말했다. 전 세계적으로 전문가들은 바이오플라스틱이 현재 직면한 플라스틱 오염 문제에 대응하기 위한 국제적 합의에서 중요한 역할을 하고 있음에 동의하며, 이러한 재료는 기존 플라스틱과는 다르게 관리되어야 한다는 점에 대해 합의했다. 톰슨은 단순히 대안이나 대체재를 찾는 것 이상이 필요하다고 말했다. 그는 "우리가 직면한 문제를 해결할 뿐만 아니라 더 우수한 성능을 제공할 수 있음이 입증된 대안과 대체재가 필요하다"고 강조했다. 톰슨과 와그너가 활동하는 국제적 단체인 '효과적인 글로벌 플라스틱 조약을 위한 과학자 연합'은 플라스틱이 화학물질을 적게 포함하도록 재설계되고, 재료 회수를 간소화할 인센티브를 조약에 포함시키길 바란다. 와그너는 "업계가 1만가지의 화학 물질을 포함하지 않는 제품을 설계하길 바란다"고 말해, 제품 설계 시 화학물질 사용을 대폭 줄이는 것을 목표로 하고 있음을 밝혔다.
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'바이오플라스틱' 환경 문제의 해답인가, 새로운 문제의 시작인가?
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한국 주도 무탄소연합 "올해부터 해외 기업 참여 확대"
- 한국 주도의 '무탄소 에너지(Carbon-Free Energy, CFE) 이니셔티브'를 지원하는 비정부기구인 무탄소 연합(Carbon-Free, CF Alliance)이 올해부터 해외 기업을 회원으로 적극 포함시키며 국제적 확장을 모색하기로 결정했다. CF 연합은 28일 서울 중구에 위치한 대한상공회의소에서 개최된 정기 총회에서, 2023년을 CFE 이니셔티브의 글로벌 확산을 위한 기념비적인 해로 설정하고, 이를 위한 전략적 사업 계획을 승인했다고 발표했다. 이 연합체는 올해 중 주요 국가들이 참여하는 '글로벌 작업반'을 출범시키고, 하반기에는 국제 기관 및 기업들에게도 회원 자격을 개방할 계획임을 밝혔다. CF 연합은 윤석열 대통령이 지난해 9월 유엔 총회 기조 연설에서 'CFE 이니셔티브'의 전 세계적 확산을 강조한 이후, 민간 기업 및 기관의 참여와 정부의 지원을 받는 사단법인 형태로 설립됐다. 현재 CF연합에는 삼성전자, SK하이닉스, 포스코, LG화학, 한화솔루션, 한국전력, 한전원자력연료, 한국산업기술시험원 등 20개의 국내 기업과 기관이 참여하고 있다. 아직 해외 기업 및 기관의 참여는 이루어지지 않았으며, RE100(재생 가능 에너지 100% 사용을 목표로 하는 글로벌 이니셔티브)과 같은 국제적으로 인지도가 높고 영향력 있는 이니셔티브에 비해 CF 연합은 상대적으로 인지도가 낮다. 정부와 산업계는 RE100 운동이 청정 전력으로의 전환에 초점을 맞추고 있지만, 이는 주로 전력 사용에 한정되어 있다고 지적했다. 이에 비해, 에너지 사용이 많은 산업 부문 전체를 아우르는 국제적인 탈탄소 규범의 필요성을 강조하며, 이를 통해 한국 기업들이 글로벌 시장에서의 경쟁력을 유지할 수 있을 것으로 전망했다. CF 연합 측은 이날 총회를 통해 한국데이터센터에너지효율협회, 한국생산기술연구원, FITI시험연구원 등 3개의 국내 기관이 CF 연합에 새롭게 가입하기로 했다고 전했다. 이번 행사에 참석한 강경성 산업통상자원부 1차관은 "국제 표준에 부합하는 CFE 이행 기준을 설정하기 위해, 올해 상반기 중 주요 국가들이 참여하는 '글로벌 작업반' 출범을 목표로 하고 있다"고 밝혔다. 또한, "우리 기업들이 전력 사용 및 생산 공정 등의 영역에서 겪는 문제들이 글로벌 이행 기준에 적극적으로 반영될 수 있도록 노력할 것이며, 주요 국가 정부들 뿐만 아니라 국제에너지기구(IEA)와 같은 해외 주요 기관들과의 협력도 강화할 계획"이라고 덧붙였다. 탄소제로(Carbon Zero) 또는 탄소 중립(Carbon Neutrality)은 특정 활동, 기업, 지역, 또는 국가가 발생시키는 온실가스 배출량을 측정하고, 이를 줄이거나 상쇄하여 실질적인 탄소 배출량을 '제로(0)'로 만드는 환경 정책이나 실천 방안을 말한다. 우리나라 정부가 주도하는 무탄소 운동도 이같은 취지에 부합하는 것이다. 이 개념은 기후 변화를 완화하고 궁극적으로 지구 온난화를 제한하는 데 중요한 역할을 한다. 한편, RE100은 'Renewable Energy 100%(신재셍 에너지 100%)'의 약자로, 기업이 사용하는 전력을 100% 재생 가능 에너지로 전환하겠다는 글로벌 이니셔티브다. 이 운동은 기후 변화에 대응하고 지속 가능한 미래를 위해 기업들이 선도적인 역할을 하도록 독려하기 위해 2014년 시작됐다. RE100은 비영리 단체인 국제기후변화 대응 단체 '더 클라이미트 그룹(The Climate Group)'이 국제 비영리 단체 'CDP'(Carbon Disclosure Project·카본 디스클로저 프로젝트, 기후 변화 대응을 위한 기업의 탄소 배출 정보 공개 플랫폼)와 협력해서 운영한다. RE100에 가입한 기업들은 설정된 시간 내에 자신들의 전력 소비를 100% 재생 가능 에너지로 충족시키겠다고 약속한다. 이 목표는 태양광, 풍력, 수력 및 기타 재생 가능 에너지 소스를 통해 달성할 수 있으며, 자체적으로 에너지를 생산하거나, 재생 가능 에너지 공급자로부터 에너지를 구매하거나, 재생 가능 에너지 인증서(RECs)를 구입하여 목표를 달성할 수 있다.
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한국 주도 무탄소연합 "올해부터 해외 기업 참여 확대"
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[신소재 신기술(6)] 지열로 대기 중 이산화탄소 직접 회수하는 기술 개발
- 미국 과학자들이 청정 지열에너지를 이용해 대기 중 이산화탄소를 직접 회수하는 획기적인 기술을 개발했다. 지열에너지는 지구 내부의 열을 활용하는 지속 가능한 에너지원 중 하나다. 지구 내부의 열은 주로 지구의 형성 과정에서 발생한 열, 방사성 붕괴로 인해 발생하는 열, 그리고 마그마의 이동 등 지구 내부의 압력으로 인한 열 등이 있다. 26일(현지시간) 싱크 지오에너지에 따르면 오하이오 주립대 연구팀이 개발한 'DACCUS'라는 시스템은 회수를 위한 에너지를 지열로 충당함으로써 깨끗하고 안전하게 공기에서 이산화탄소를 제거할 수 있다고 한다. 연구팀이 수행한 연구에 따르면 직접 공기 CO₂ 포집 기술(DACC)과 CO₂ 플룸 지열을 결합한 시스템을 개발하는 방법을 제안했다. 이들은 CO2 배출량이 거의 없이 대규모 CO2 제거가 가능한 기후 친화적인 직접 공기 CO₂ 포집, 활용 및 저장(DACCUS) 시스템을 만들 수 있다. 대기 중 이산화탄소를 회수해 지하에 가두는 기술은 대량의 에너지를 필요로 하기 때문에 잘 못하면 오히려 이산화탄소를 배출하는 결과를 초래할 수 있다. 사례 연구 분석 결과, 지층의 두께가 100미터 이상이며 최대 CO₂ 주입 속도가 연간 1MtCO2/유정으로 제한되는 조건에서, 5년간의 초기 활성화 기간(priming period)이 충분한 것으로 나타났다. 보다 두꺼운 지층의 경우, CO₂ 플룸의 지열 시스템 활용에 앞서, 5년 이상의 기간 동안 지질학적 CO₂를 저장해야 한다. 이산화탄소 포집-지하 저장 기술 지구 온난화의 주요 원인 중 하나는 화석 연료의 연소로 인해 대기 중으로 방출되는 이산화탄소다. 따라서 지구 온난화를 억제하기 위해서는 탄소 중립, 즉 탄소 배출을 줄이거나 제로(0)로 만드는 것이 중요하다. 그러나 인간의 활동에는 에너지가 필수적이기 때문에, 이산화탄소 배출을 완전히 제로로 줄이는 것은 현실적으로 어려운 과제다. 이 문제에 대한 창의적인 접근 방법 중 하나는 배출된 이산화탄소를 포집하여 지하에 저장하는 기술, 즉 '이산화탄소 포집 및 저장(CCS)' 기술이다. 이 기술은 대기 중으로의 이산화탄소 방출을 줄이는 데 기여할 수 있다. 그러나 기존의 CCS 기술은 이산화탄소 포집 효율이 낮아, 실제로는 예상과 다르게 이산화탄소 배출을 증가시킬 수 있는 역효과를 낳을 가능성이 있다. 지열에너지를 활용하면 이산화탄소를 포집하면서 동시에 발전을 진행할 수 있다. 오하이오 주립대 연구팀은 이 점에 착안해 '이산화탄소 포집 및 저장(CCS)' 기술에 지열 에너지를 통합하여 운영하는 새로운 접근 방식을 개발했다. 이들이 도입한 시스템은 'DACCUS'(직접 공기 중 이산화탄소 포집 및 활용 저장)로, 대기 중에서 직접 이산화탄소를 분리해내고 이를 지하에 저장하는 동시에, 지열을 활용해 이 과정에 필요한 에너지를 충당한다. 지열은 지속가능하고 청정한 에너지원으로, DACCUS 시스템은 이를 활용하여 대기 중의 이산화탄소를 효과적으로 포집하고 지하에 안전하게 저장한다. 이 과정에서 포집된 이산화탄소는 지하의 지열을 활용하여 지표면으로 열을 전달하는 데 사용한다. DACCUS의 혁신적인 장점은 이산화탄소를 단순히 저장하는 것에서 그치지 않고, 이를 활용하여 지열 발전을 촉진하고 발전 과정에서 에너지를 생산한다는 점이다. 이로 인해 지속 가능한 에너지 생산과 온실가스 감축이라는 이중의 이점을 동시에 달성할 수 있다. 멕시코만서 실증 실험 연구팀은 이 획기적인 시스템의 가능성을 증명하기 위해 지열이 풍부한 미국 멕시코만 지역에서 실증 실험을 진행하고 있다. 연구팀에 따르면, 멕시코만 연안에는 석탄 및 천연가스 발전 시설과 같은 CO₂의 점 공급원이 존재하며, 이산화탄소를 저장하기에 적합한 지질과 DACCUS를 가동하기에 충분한 지열이 있다. 이 시스템을 설치하면 효율적으로 이산화탄소를 회수할 수 있는 것으로 나타났다. 연구팀은 2050년까지 멕시코만 연안의 한 지층에 25개의 DACCUS 시스템을 가동하는 것을 목표로 하고 있다. 이를 통해 이 획기적인 기술의 가능성을 보여줄 수 있다. 그러나, 현재 DACCUS 시스템의 구축에는 몇 가지 도과제가 있다. DACCUS 기술을 효과적으로 활용하기 위해서는 초기 5년간 공장 등의 이산화탄소 배출원으로부터 배출되는 이산화탄소를 저장하는 과정이 필수적이다. 이 과정은 마치 펌프에 물을 채워야 물이 나오는 마중물과 같아서, 초기 단계에서 필요한 '프라이밍' 작업으로 볼 수 있으며, 이 단계를 완료해야만 대기 중 이산화탄소의 포집이 가능해진다. 2025년까지 DACCUS 기술을 적용할 수 있다면, 실제로 대기에서 이산화탄소를 제거하기 시작하는 시점은 2030년경이 될 것으로 예상된다. 마르티나 레베니와 제프리 M. 비엘리키의 이번 연구 전체 논문은 '환경 연구 편지 저널(Environmental Research Letters)'에 게재됐다.
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[신소재 신기술(6)] 지열로 대기 중 이산화탄소 직접 회수하는 기술 개발
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한화오션, 3년만에 초대형 원유운반선 2척 수주
- 한화오션이 3년만에 초대형 원유운반선 2척을 수주했다. 한화오션은 23일 오세아니아 지역 선주로부터 초대형 원유운반선(VLCC) 2척을 3420억원에 수주했다고 밝혔다. 이는 2008년 세계금융위기 이후 16년만의 최고가다. 한화오션이 초대형 원유운반선을 수주한 것은 2021년 이후 3년만에 처음이다. 이는 지속적인 고수익 제품위주의 선별 수주전략으로 이룬 성과로 평가된다. 이들 선박은 거제사업장에서 건조돼 2026년 상·하반기 각각 1척씩 선주측에 인도될 예정이다. 또한 이번 계약에는 추가로 계약할 수 있는 옵션이 포함돼 있어 향후 추가 수주도 기대된다. 이 선박은 한화오션이 개발한 각종 연료 저감 장치와 최적화된 선형을 적용해 탄소배출량을 최소화한 친환경 원유운반선이다. 한화오션 관계자는 "오랜 기간 축적되어 온 차별화된 VLCC 기술력과 건조 경험 그리고 선도적 친환경기술 적용을 바탕으로 지속적인 수익성 위주의 선별수주 전략을 추진하고 있다"며 "이를 통해 경영 정상화에 최선을 다하겠다"고 말했다. 초대형 원유운반선은 2022년 3척이 발주됐지만 2023년 18척이 발주되는 등 시황이 조금씩 살아나고 있다. 뿐만 아니라 전세계적으로 건조중인 수주 잔량도 23척 밖에 되지 않는다. 이 분야에서 압도적인 경쟁력과 건조실적을 보유한 한화오션의 수혜가 앞으로 기대되는 상황이다. 한화오션은 현재 전세계에서 운항중인 925척의 초대형 원유운반선 중 가장 많은 185척을 건조했다. 최근 세계적인 조선해운 리서치 기관인 클락슨사가 집계한 신조선가 기준을 보면 초대형 원유운반선의 선가는 2021년 이후 3년동안 무려 40% 이상 상승했다. 초대형 원유운반선이 LNG운반선, 암모니아운반선과 더불어 새로운 고수익 선종으로 떠오르고 있다. 한화오션은 올해 초대형 원유운반선 2척과 초대형 암모니아운반선 2척 등 총 4척 약 5억1000만 달러 상당의 선박을 수주했다.
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한화오션, 3년만에 초대형 원유운반선 2척 수주
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EU집행위, 2040년까지 온실가스 90% 삭감 권고⋯농업분야 목표는 삭제
- 유럽연합(EU) 집행위원회가 6일(현지시간) EU 회원국들에 2040년까지 순 온실가스 배출량을 1990년보다 90%까지 줄일 것을 권고했다. 이날 로이터통신 등 외신들에 따르면 웝크 훅스트라 EU 기후행동 집행위원은 "가용한 최고의 과학과 상세한 영향 평가를 바탕으로 2040년 온실가스 목표는 1990년 수준에 비해 90% 감축된 것이어야 한다고 권고한다"고 말했다. EU집행위는 오는 6월의 유럽의회 의원선거에 대비해 기후변화문제에 대한 EU의 정치적 의욕을 시험하는 야심적인 내용을 내놓았다. 전체 목표는 EU의 공식 기후 과학 자문위가 권장하는 범위 내에 들어갔다. 하지만 이번 권고안에는 농업에 대한 목표는 삭제됐다. 최근 EU의 과도한 환경 규제에 분노한 농부들의 항의를 감안한 것으로 보인다. 원래 초안에는 농업이 전반적인 기후 목표를 준수하기 위해 2040년까지 비이산화탄소(CO₂) 배출량을 2015년 수준에서 30% 줄여야 한다는 내용이 있었는데 빠진 것이다. 유럽의 기후 의제는 농업과 같은 민감한 부문에 영향을 미치기 시작해 정치적으로 논쟁이 되고 있다. 훅스트라 집행위원은 유럽 의회에서 권고를 발표하면서 "밸런스가 잡힌 접근으로 할 필요가 있다"고 언급했다. 그는 "대다수의 역내 주민들은 기후변화의 영향을 인식하고 있으며, (환경) 보호를 원하지만 동시에 그것이 자신의 삶에 어떤 영향을 미치는지 걱정하고 있다"고 지적했다. 로이터통신은 이번 발표된 내용은 권고안이고 최종적으로 목표가 통과되는 것은 오는 6월의 유럽의회 선거 이후 구성될 새로운 EU 위원회와 의회에 달려있다고 전했다. 여론조사에 따르면 선거에서 유럽의회가 우파로 크게 의석을 늘릴 가능성이 있어 야심적인 기후변화 대책의 성립이 어려워질 가능성이 있다.
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EU집행위, 2040년까지 온실가스 90% 삭감 권고⋯농업분야 목표는 삭제
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혼다-GM, 미국서 차량용 수소연료전지 생산 돌입
- 일본 자동차업체 혼다와 미국 GM은 25일(현지시간) 미국 합작공장에서 차량용 수소연료전지시스템의 생산을 개시한다고 발표했다. 이날 닛케이(日本經濟新聞) 등 외신들에 따르면 혼다와 GM이 절반씩 공동투자한 미국 합작회사 ‘퓨엘셀시스템 매뉴팩추링(FCSM)’이 미국 중서부 미시간주 디트로이트 인근의 브라운스타운 공장에서 수소연료전지 시스템의 생산을 시작했다고 밝혔다. FCSM은 기존 수소연료전지와 비교해 제조비용을 3분의 1로 줄여 수소연료배터리차량(FCV) 용으로 판매할 계획이다. 이에 따라 연소시 이산화탄소(CO2)를 배출하지 않는 수소를 사용한 배터리를 전세계로 확산시켜나가게 됐다. 혼다와 GM은 지난 2019년 출시한 혼다 FCV '혼다 클라리티 퓨엘셀'용 연료전지와 비교하면 제조비용이 3분의 1에 불과하다고 설명했다. GM과 혼다가 원자재를 공동조달한다든지 고가인 귀금속이 사용을 줄여 비용을 줄였다. 또한 내구성도 2배로 높였다. 혼다와 GM이 공동투자한 FCSM은 지나 2017년에 설립됐다. 부지면적 6500㎡의 생산거점에서 이미 80명의 직원을 고용했다. 공장에서는 연료전지의 조립에 자동화를 도입하는 등 생산성을 높이는 방식도 채택했다. 연료전지는 혼다와 GM이 독자 판매처를 확대해나가기로 했다. 혼다는 스포트유틸리티차량(SUV) 'CR-V'를 기반으로 한 FCV를 올해부터 미국 오하이오주 공장에서 생산한다. 미국 내 수소 충전 인프라가 미흡한 점을 고려해 혼다의 CR-V 수소차는 캘리포니아 지역에서만 판매될 것으로 예상된다. 혼다는 또 상용차 부문에서 이스즈와 합작해 2027년 중 수소트럭을 출시할 계획이다. GM도 미 상용차 제조사 오토카와 협력해 2026년부터 오토카가 만드는 레미콘 트럭, 덤프트럭 등 중장비에 연료전지를 적용할 계획이다. 혼다는 2002년에 FCV 'FCX'를 발매했지만 3세대 클라리티 퓨엘셀은 지난 2021년에 단종했다. 혼다는 2040년에 전세계로 판매하는 모든 신차를 배출가스가 없는 전기자동차(EV)와 RCV 등 '제로에이션차량'으로 한다는 방침을 밝혔다. 미국은 지난 22년 성안된 인플레억제법(IRA)에서 제조시의 CO₂ 배출량이 적은 클린 수소생산을 지원할 방침이며 탈탄소전력원으로 수소연료전지시스템 판매를 확대하고 있다.
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혼다-GM, 미국서 차량용 수소연료전지 생산 돌입
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에어버스, 수소 항공기 A380 2026년 시험 비행
- 프랑스의 대표 항공업체인 에어버스는 수소 연료전지 시스템인 '아이언 패드'의 테스트에 성공해 제로탄소(ZEROe) 목표에 한 걸음 더 가까워졌다. 항공전문 매체 심플플라잉(simpleflying)은 에어버스가 오는 2026년부터 F-WWOW(테스트기체)로 등록된 에어버스 380의 제로탄소 테스트 베드에 연료전지 추진 시스템을 설치해 기내 테스트를 진행할 계획이라고 지난 22일(현지시간) 보도했다. 항공업계는 탄소제로 목표에 적극적으로 동참하고 있다. 이는 기업 활동에서 발생하는 이산화탄소 배출을 최소화하고, 절감이 어려운 부분은 탄소배출권 매입을 통해 결국 이산화탄소 발생량을 '0'으로 만드는 것을 의미한다. 에어버스 연구팀은 지난해 6월 1.2MW(메가와트)의 최대 전력을 달성하는 수소 연료전지 시스템 테스트에 성공했다. 이어 지난해 말에는 수소 연료전지 시스템과 전기 모터를 결합한 추진 시스템 프로토타입이 뮌헨의 전자 항공기 하우스(E-Aircraft House)에서 1.2MW의 전력으로 구동되는 성과를 보였다. 에어버스의 ZEROe 프로젝트에 대한 최신 업데이트에 따르면, 테스트 및 시연 책임자 마디아스 안드리아미사이나(Mathias Andriamisaina)는 프로토타입이 테스트 중에 1.2MW의 전력에 도달했다고 밝혔다. 이 전력 수준은 에어버스가 A380 기내 시연에서 실시하려는 테스트 전력과도 일치한다. 이러한 성과는 ZEROe 프로젝트 팀이 비행 조건에 적합한 추진 시스템의 크기, 질량 및 사양을 최적화하는 다음 단계로 나아가는 데 중요한 진전이다. 이를 통해 프로젝트의 기내 테스트는 한층 더 구체화되고 가까워졌다고 할 수 있다. ZEROe 프로젝트는 그 이름이 의미하듯이 배출가스 제로를 목표로 하며, 지속 가능한 항공 기술에 대한 수요에 대응하는 에어버스의 중요한 프로젝트이다. 이 프로젝트의 궁극적인 목표는 혁신적인 기술과 개념을 활용하여 2035년까지 수소 동력을 사용하는 상업용 비행기를 생산하는 것이다. 이러한 노력은 항공업계의 지속 가능한 미래로의 전환을 위한 중요한 발판이 될 것으로 기대된다. 에어버스의 첫 ZEROe 비행기에 대한 구체적인 디자인과 콘셉트는 아직 확정되지 않았다. 이는 에어버스가 수소 연소와 수소 연료전지 기술을 포함한 다양한 항공기 콘셉트를 탐구하고 있기 때문이다. 2020년에 제안된 4가지 콘셉트 중 하나인 수소 연료전지 기술은 완전 전기 항공기 유형에 사용될 예정이며, A380 실증기에서 테스트될 계획이다. 특별히 지정된 ZEROe 실증기는 에어버스가 생산한 최초의 A380이자, MSN001이라는 생산 일련번호를 가진다. 이 항공기는 2005년 4월 27일 첫 비행을 시작해, 세계에서 가장 큰 상업용 항공기로서의 역사적 비행을 시작했다. MSN001의 이력은 A380 프로그램만큼이나 매력적이다. 이 항공기는 프로토타입으로서 상용 운용을 위한 기술 테스트와 인증 획득 역할을 수행했다. 물 섭취, 극한의 기후 조건에서의 작동, 고속 이륙 거부 테스트 등이 이에 포함된다. 또한 MSN001은 전 세계를 여행하며 다양한 에어쇼에 참가했고, 때로는 에어버스를 대표하는 특별한 상징으로 등장하기도 했다. A380 프로그램이 시작된 이래, MSN001은 에어버스에 의해 보존되어 왔으며, 다른 많은 초기 프로토타입들과 달리 폐기되지 않았다. 이 항공기는 A350 프로그램의 '트렌트 XWB(Trent XWB)' 엔진 테스트에 있어 핵심적인 역할을 수행했으며, 특히 2번 엔진으로 날개 아래에 트렌트 XWB 엔진을 장착하는 중요한 작업을 담당했다. 트렌트 XWB(Trent XWB)는 영국 롤스로이스엔진이 개발한 대형 항공기용 터보 엔진이다. 영어 'Trent'는 롤스로이스의 항공기용 터보 엔진 브랜드명이며, 'XWB'는 '초대형 동체(Extra Wide Body)'의 약자로 넓은 동체(Wide Body) 항공기에 탑재되는 엔진을 의미한다. 처음에는 A350-900 모델을 위해 트렌트 XWB-84 엔진을 테스트했으며, 이어서 A350-1000 모델을 위한 트렌트 XWB-97 엔진의 테스트를 수행했다. 이러한 과정은 A350 프로그램의 성공적인 발전에 기여했다고 볼 수 있다. 최근에는 MSN001이 지속 가능한 항공 연료(Sustainable Aviation Fuel, SAF) 사용을 위한 여러 차례의 시험 비행에 참여했다. 롤스로이스, 프랫 앤 휘트니와의 협력 하에 진행된 첫 번째 시험 비행에서는 토탈 에너지가 제공한 혼합되지 않은 SAF 27톤을 사용해 3시간 동안의 임무를 수행했으며, 이어서 이착륙 시의 성능에 초점을 맞춘 여러 다른 시험 비행들이 진행됐다. 한편, 한국 항공업계는 친환경 항공유, 즉 지속 가능한 항공연료(SAF)의 도입에 박차를 가하고 있다. 최근 대한항공은 일본의 글로벌 물류 기업 유센로지스틱스와 SAF 사용 활성화를 위한 협약을 체결함으로써 이 분야의 선도적인 역할을 하고 있다. SAF는 동식물성 기름, 해조류, 도시 폐기물 가스 등 지속 가능한 원료를 기반으로 제조된 친환경 항공유로, 기존 화석 연료 기반 항공유에 비해 가격은 높지만, 탄소 배출량을 최대 80% 이상 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다. 이러한 특성 때문에 SAF는 항공업계의 지속 가능한 미래를 위한 중요한 대안으로 간주되고 있다. 유럽연합에서는 오는 2025년부터 자국 공항을 이용하는 항공기를 대상으로 SAF 사용을 의무화할 예정이며, 미국에서는 세액 공제 혜택을 제공하는 등 전 세계적으로 도입을 늘리는 추세다. 유럽연합(EU)은 2025년부터 자국 공항을 이용하는 모든 항공기에 대해 SAF 사용을 의무화할 계획이며, 미국에서도 세액 공제 혜택을 통해 SAF 도입을 장려하고 있다. 이러한 국제적인 움직임은 전 세계적으로 친환경 항공연료의 사용 증가 추세를 보이고 있음을 나타낸다.
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에어버스, 수소 항공기 A380 2026년 시험 비행
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인류 종말시계, '자정 90초 전' 유지…여전히 '위험'
- 인류 멸망까지의 시간을 상징적으로 보여주는 '운명의 날 시계(The Doomsday Clock)'가 지난해와 마찬가지로 자정 90초 전으로 유지됐다. 시계가 만들어진 이래 그 어느 때보다 '종말'에 가까워진 시간이다. 미국 잡지 '불레틴 오브 디 아토믹 사이언티즈(Bulletin of the Atomic Scientists)'는 23일(현지시간) 운명의 날 시계를 90초라고 발표했다. 지난해부터 이 시간은 바뀌지 않았다. 러시아의 우크라이나 침공과 팔레스타인 가자지구 정세와 연루된 핵 위협, 기후변화, 인공지능(AI) 등을 그 요인으로 꼽았다. '지구 종말 시계'라고도 불리는 이 시계는 1947년 냉전이 시작되던 때 핵무기에 대해 우려를 표한 과학자 단체들에 의해 제작됐다. 이 잡지의 레이첼 브론슨 최고경영자(CEO)는 이에 대해 "전세계 분쟁의 핫 스팟은 핵(의 위협)이 가속화하는 위협을 안고있는 것 뿐만 아니라 기후변화는 이미 죽음이나 파괴를 일으키고 있다"면서 "AI나 생물학적 연구라고 하는 파괴적인 테크놀로지는 안전책을 넘어선 속도로 진행되고 있다"고 지적했다. 그는 "남은 시간이 지난해와 같게 된 것은 전세계가 안정되고 있다는 것을 보여주는 것은 아니다"라고 강조했다. 브론슨 CEO는 지난 2022년 2월에 시작된 러시아의 우크라이나 침공에 대해서는 "전쟁종결은 먼 것같고 계속 리시아가 이 분쟁으로 핵무기르 사용하는 심각한 가능성이 존재한다. 러시아는 지난 1년간 우려되는 핵에 관한 신호를 많이 보내왔다"고 말했다. 그는 "핵보유국인 이스라엘의 이슬람 무장조직 하마스와의 전투도 운명의 날 시계의 남겨진 시간 논의에서 고려된다"면서 "특히 우려되는 점은 이 지역에서 광범위하게 가속화해 대규모 통상전쟁을 불러일으켜 많은 핵보유국 등이 휩쓸리는 일"이라고 지적했다. 또한 기후변화에 의한 위협도 꼽았다. 그는 "2023년는 관측사상 가장 더운 해를 맞았고 온실효과 가스 배출량도 계속 늘어나고 있어 세계는 미지의 영역에 돌입했다"고 언급했다.
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인류 종말시계, '자정 90초 전' 유지…여전히 '위험'
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[퓨처 EYES(20)] NASA, 소닉붐 없는 초음속 항공기 공개
- 미국 항공우주국(나사·NASA)과 록히드 마틴이 공동으로 개발한 실험용 초음속 제트기 X-59가 최근 공개됐다. 이 혁신적인 항공기는 소닉붐 없이 초음속 비행을 할 수 있는 능력으로 주목받고 있다. '소닉붐(Sonic Boom)'은 음속을 초과하는 속도로 비행하는 항공기나 기타 물체가 생성하는 현상이다. 다시 말하면 소닉붐은 마하 1 이상의 속도로 비행하는 항공기에서 발생하는 현상으로, 큰 소리로 유리창을 깨뜨릴 수 있을 정도의 충격파를 발생시킨다. 이 충격파는 항공기 주변에서 계속해서 발생하며, 항공기가 음속을 초과하는 동안 지속된다. 기술 전문매체 기즈모도에 따르면 록히드 마틴이 제작한 이 실험용 초음속 제트기 X-59는 더 조용한 초음속 비행을 개발하기 위해 설계됐다. 퍼퓰러사이언스(popsci)에 따르면 이 최첨단 비행기는 소닉붐의 트레이드 마크인 110데시벨의 '천둥소리' 대신 75데시벨의 '소닉 쿵' 소리를 내는 것을 목표로 한다. 이는 자동차 문을 '쾅'하고 닫는 소리 정도에 불과하다. 천둥소리 '소닉붐', 초음속 여객기의 한계 소닉붐은 갑작스러운 큰 폭발음으로 들리며, 이로 인한 소음과 진동은 인근 지역 주민들에게 수면 방해, 스트레스 증가, 청력 손상 등의 영향을 미친다. 이 때문에 많은 국가에서는 인구 밀집 지역 위에서의 초음속 비행을 제한하고 있다. 이처럼 소닉붐은 초음속 여객기 개발의 한계 중 하나로 작용한다. 여객기가 초음속으로 비행하면 소닉붐이 발생하여 지상에 소음 피해를 줄 수 있기 때문에, 이러한 비행은 대부분 군사 목적이나 특수한 상황에서만 허용된다. 더 레지스터에 따르면 나사의 퀘스트 임무의 핵심인 X-59는 비행기가 음장벽을 깨뜨릴 때 발생하는 소닉 붐(음파 붐) 없이 초음속으로 비행하도록 설계됐다. 미국 연방항공청은 1973년 4월 27일 소음과 충격파로부터 인명과 재산을 보호해야 한다는 이유로 민간 항공기의 방음벽 초과 비행을 금지했다. 또한 일부 군용기에서는 소닉붐이 허용되지만, 2003년 콩코드 제트기가 퇴역한 이후 미국 상공의 상업용 비행에서는 소닉붐 발생을 금지시켰다. 록히드 마틴의 비밀 사업부인 스컹크 웍스(Skunk Works)와 함께 설계한 이 비행기는, 소닉 붐 없이 초음속으로 항공 여행을 할 수 있는 잠재력을 보여주고자 하는 목적을 가지고 있다. 이는 항공 산업에 있어서 중요한 혁신으로, 소닉 붐의 감소는 민간 항공 여행의 새로운 시대를 여는 열쇠가 될 수 있다. X-59의 개발은 또한 환경 보호 측면에서도 중요한 의미를 갖는다. 환경 보호론자들은 초음속 비행의 탄소 배출량 증가에 대해 우려를 표명하고 있으며, X-59는 이러한 문제에 대한 해결책을 제공할 수 있다. 나사는 소닉 붐 문제에 초점을 맞추고 있지만, 이착륙 소음, 배기가스, 연료 연소 등 다른 환경 문제에 대한 연구도 병행하고 있다. 록히드 마틴의 엔지니어이자 X-59 프로그램 책임자인 데이비드 리처드슨은 상업용 초음속 비행의 현실화를 2035년경으로 예상하고 있다. 이는 X-59의 성공이 상업 항공 여행의 미래에 어떤 영향을 미칠 수 있는지에 대한 중요한 지표이다. 음파 붐 감소 위한 특수 설계 X-59의 설계는 독특하고 혁신적이다. 이 실험용 비행기는 길이가 약 95피트(약 28.9m), 폭이 30피트(약 9.1m)미만으로 비슷한 기존 비행기보다 훨씬 작고 길쭉한 형태다. 뉴사이언티스트에 따르면 X-59는 F-16보다 폭은 좁지만 길이는 두 배나 더 길다. 기수(비행기 맨 앞 부분)만 비행기 길이의 거의 절반을 차지한다. 이러한 설계는 앞쪽에서 발생하는 충격파가 뒤쪽에서 발생하는 충격파와 합쳐져 귀가 먹먹할 정도의 굉음을 내는 것을 방지할 수 있다. 또한, 조종석에는 앞쪽을 향한 창이 없다. 대신 조종사들은 고해상도 비디오 카메라로 공급되는 4K 모니터인 나사의 '외부 비전 시스템'을 통해 볼 수 있다. 이같은 설계는 비행기의 소음을 줄이는 데 중요한 역할을 한다. 나사의 팸 멜로이 부행정관은 "오늘날 초음속 비행은 천둥과 같은 음파 붐을 일으킨다"고 말했다. 그는 "이 지역에 사는 사람들은 이 소리에 익숙하다. 하지만 이 소리는 인구 밀집 지역에서 제한적으로 들리는데, 그럴 만한 이유가 있다. X-59는 그 장벽을 깨뜨릴 것"이라고 기대했다. X-59의 의미는 단순히 기술적 혁신에만 국한되지 않는다. 이 프로젝트는 공공의 안전과 환경 보호, 그리고 더 빠른 항공 여행의 가능성을 탐색하는 것을 포함한다. 특히, X-59의 개발과 테스트는 미국 연방항공청(FAA) 및 국제 항공 당국이 초음속 비행에 대한 규제를 재검토하고, 항공기 속도가 아닌 소음도를 기준으로 규정을 다시 작성하는 데 영향을 미칠 수 있다. 멜로이는 "세심하게 설계된 이 비행체는 과거의 파괴적인 붐에 비하면 속삭이는 정도의 부드러운 충돌을 일으킨다"며 "이 획기적인 기술은 육상 초음속 상업 여행의 실현 가능성을 재정의했다. 뉴욕에서 로스앤젤레스까지의 비행 시간을 절반으로 단축해, 우리가 이해하고 있는 미래 기술에 더 가까이 다가갈 수 있게 됐다"고 평가했다. '초음속 비행 규정' 완화 기대 그러나 X-59 프로그램의 테스트와 개발에는 상당한 비용이 소요된다. 프로그램의 총 비용은 8년 동안 약 6억 3200만 달러(약 8471억 원)로 추정되며, 이는 항공 산업에 있어 중요한 투자를 나타낸다. 나사는 X-59가 빠르고 조용하게 비행할 수 있다는 것이 확인되면, 여러 인구 밀집 지역에서 시험 비행을 실시할 계획이다. 이 시험 비행을 통해 지역 주민의 피드백을 수집하고, 그 결과를 연방항공청과 국제 항공 당국에 전달하여 초음속 비행의 소음 규제를 재정립하는 데 중요한 근거를 제공할 것으로 보인다. X-59는 올해 말 처음으로 비행할 계획이며, 테스트 후 초음속 비행을 시도할 예정이다. 이 뾰족한 비행기는 마하 1.4, 약 925mph에 도달하도록 설계됐다. 대형 여객기는 일반적으로 마하 0.78에서 마하 0.81, 즉 575~600마일의 속도로 순항한다. 지금은 퇴역한 콩코드는 에어프랑스와 영국항공이 1969년부터 2003년까지 초음속 여객기를 운항했다. 콩코드는 마하 2, 즉 약 1350마일의 속도에 도달할 수 있었다. 그러나 2000년 7월 25일 에어프랑스 4590편의 추락 사고와 그에 따른 경제적 손실, 부품 수급 문제, 2001년 9월 11일 테러 공격으로 인한 영향 등의 요인 등으로 인해 에어프랑스와 영국항공은 2003년에 이 비행기를 퇴역시키기로 결정했다. 나사의 저소음 비행 시범 프로젝트 매니저인 캐서린 밤은 나사 발표 자료에서 "지상에서의 초음속 비행 금지를 해제한다는 아이디어는 정말 흥미롭다"고 말했다. 그는 "이것이 바로 X-59가 실현할 수 있는 미래"라며 기대감을 드러냈다. 상업용 초음속 여객기 상용화 기여 X-59의 성공은 FAA와 국제 항공 당국이 초음속 비행에 대한 규정을 완화하는 데 영향을 미칠 것으로 예상된다. 이는 상업용 초음속 여객기의 개발과 상용화를 앞당기는 데 도움이 될 것이다. 전문가들은 X-59는 단순히 새로운 유형의 항공기를 넘어서, 항공 여행의 미래를 바꿀 수 있는 잠재력을 가지고 있다고 지적한다. 또한 X-59의 성공은 미국을 비롯한 전 세계 항공 산업에 큰 영향을 미칠 것으로 예상된다. 상업적인 초음속 여객기 운항이 가능해짐에 따라, 여행 시간이 크게 단축되고, 항공 여행의 효율성이 향상될 것이다. 이는 국제 비즈니스, 관광 산업, 그리고 글로벌 교류에 큰 변화를 가져올 수 있다. 예를 들어, 뉴욕에서 런던까지의 비행 시간은 현재 약 7시간이지만, X-59가 상용화되면 3시간 30분으로 단축될 수 있다. 이는 기업인, 관광객, 그리고 가족들에게 큰 편리함을 제공할 것이다. 또한, 초음속 여객기의 도입은 항공 산업의 새로운 시장을 창출할 것으로 예상된다. 물론, X-59의 성공에는 아직 몇 가지 장애물이 남아 있다. 먼저, X-59의 소음은 아직도 일반적인 초음속 비행기의 소음보다 약간 더 크다. 나사는 X-59의 소음을 더욱 줄이기 위한 연구를 계속하고 있다. 또한, X-59의 상용화에는 상당한 비용이 소요될 것으로 예상된다. 비용 절감과 함께 항공 당국의 초음속 비행에 대한 규제 개정 의지 등이 성공적으로 작용한다면, X-59는 상업적인 성공을 거둘 가능성이 높다.
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- 포커스온
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[퓨처 EYES(20)] NASA, 소닉붐 없는 초음속 항공기 공개
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영국 스타트업, 화장실 오수로 친환경 제트 연료 개발
- 인간이 버린 폐기물에서 제트 연료를 개발하는 것이 가능하다면 어떨까? 실제로 화장실 오수에서 탄소 배출량을 현저히 줄인 항공 연료를 만드는 혁신적인 기술이 최근 개발돼 화제를 모으고 있다. 미국의 IT 전문 매체인 엔가젯(Engadget)은 영국 스타트업 반딧불이 그린퓨엘(Firefly Green Fuels)이 크랜필드대학교(Cranfield University)의 전문가들과 협력해, 기존 항공 연료에 비해 90% 적은 탄소 배출량을 가진 연료를 개발했다고 보도했다. 반딧불이 그린퓨엘이 개발한 A1 제트 연료는 독립 규제 기관의 테스트를 통해 제품이 표준과 유사한 성능을 보이는 것으로 확인됐다. 이 회사는 2021년 지속 가능한 항공 연료 개발을 계속하기 위해 영국 교통부로부터 200만 파운드(33억4830만원)의 보조금을 받았다. 아직 상업적으로 이용 가능하지는 않지만, 회사 측은 이 연료를 세계 시장에 공급하기 위한 과정에 있으며 향후 5년 이내에 최초의 상업용 발전소를 가동하게 될 것이라고 자신하고 있다. 이 회사는 저비용 항공사인 위즈에어(Wizz Air)와 2028년부터 시작되는 연료 공급을 위한 파트너십을 이미 체결했다. 화장실 오수에서 연료 생산 반딧불이 그린퓨엘은 영국의 수자원 관리 회사로부터 폐기물을 공급받아, 정제된 하수를 얻기 위해 다음과 같은 공정을 거친다. 열수 액화 과정을 통해 액체 폐기물을 슬러지 또는 원유로 전환하고, 이 과정에서 발생하는 고체 부산물은 작물 비료로 재활용될 수 있다. 회사 측은 에너지 생산 과정에서 발생하는 총 탄소량을 측정하여, 전체 공정의 탄소 강도가 메가줄 당 이산화탄소 7.97g(gCO²e/MJ)이라고 주장한다. 이는 국제클린운송위원회(ICCT)가 밝힌 기존 제트 연료의 탄소 강도, 즉 85에서 95 gCO²e/MJ에 비해 현저히 낮은 수치다. 이 회사 데이터에 따르면 자연 상태에서 유기물이 화석 연료로 전환되는 데는 수백만 년이 걸린다. 반면에 반딧불이 그린퓨엘의 방법은 단 며칠 만에 연료를 생산할 수 있게 하며, 더욱 중요한 것은 인간의 배설물이 풍부하고 쉽게 접근할 수 있는 자원으로 활용될 수 있다는 점이다. 이 회사가 개발한 지속 가능한 항공 연료의 가격이 현재 시장에서 사용되는 연료보다 더 비쌀지, 아니면 더 저렴할지는 아직 확실하지 않다. 그러나 제임스 하이게이트 최고경영자(CEO)는 성명서에서 인간의 배설물을 연료로 사용하는 것이 '비용 효율적이고 풍부한 자원'이라며, 이 자원은 '절대로 고갈되지 않을 것'이라고 말했다. 탄소 중립 달성은 유럽과 미국의 규제 기관과 지도자들에게 오랜 목표였다. 전기 자동차는 자동차 산업에서 혁신을 가져왔지만, 배터리로 구동되는 상업용 제트기의 등장은 아직 먼 미래의 일로 보인다. 따라서, 친환경적인 대안적 제트 연료의 개발은 환영받는 솔루션으로 여겨진다. EU, SAF 2% 의무 사용 한편, 유럽연합(EU)은 2025년부터 지속 가능한 항공 연료(SAF, Sustainable Aviation Fuel)를 기존 항공유에 최소 2% 혼합하도록 의무화하는 '리퓨얼 EU' 법안을 지난해 4월 통과시켰다. SAF는 석유가 아닌 다양한 대체 원료(동식물성 바이오 오일, 합성 원유 등)로 만들어진 항공 연료로, 기존 항공유에 비해 탄소 배출을 최대 80%까지 줄일 수 있다고 알려져 있다. 또한 SAF는 기존 항공기 엔진 및 연료 공급 시스템과 호환된다. 따라서 새로운 인프라 투자 없이도 현재의 항공 시스템에 통합될 수 있다. 그러나 SAF의 비용은 일반 항공유보다 약 2∼6배 높다. 이러한 높은 비용은 항공사와 소비자에게 전가될 수 있다. SAF의 생산은 아직 초기 단계에 있으며, 대량 생산에 필요한 기술과 인프라가 완전히 구축되지 않았다. 따라서 현재의 수요를 충족시키기 위한 충분한 공급이 아직 불가능할 수 있다. 게다가 일부 SAF 원료는 식량 생산과 경쟁할 수 있다. 예를 들어, 식물성 기름의 사용이 증가하면 식량 가격 상승으로 이어질 수 있다. SAF는 항공 산업의 탄소 배출을 줄이는 데 중요한 역할을 할 수 있지만, 그 구현과 확산을 위해서는 여러 기술적, 경제적, 환경적 과제를 해결해야 한다.
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영국 스타트업, 화장실 오수로 친환경 제트 연료 개발
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美 MIT, 미생물 비료 코팅 개발…재생농업 촉진
- 미국 매사추세츠 공과대학(MIT) 화학자들은 지속 가능한 대안으로 질소 고정 박테리아를 사용해 화학 비료의 탄소 배출량을 줄이고 있다. 과학 전문 매체 사이테크데일리(SciTechDaily)는 MIT 화학 엔지니어들이 박테리아 세포의 성장이나 기능을 방해하지 않으면서 세포를 손상으로부터 보호하는 금속-유기 코팅을 개발해 종자 발아율을 크게 향상시켰다고 보도했다. 이러한 혁신은 미생물 비료의 접근성을 높이고 재생 농업을 촉진할 수 있다. 이 코팅은 박테리아 세포의 표면에 금속과 폴리페놀로 구성된 삼각형 모양의 구조를 형성한다. 이러한 구조는 박테리아 세포를 둘러싸고 보호막을 형성하여 열이나 습도, 건조 등의 손상으로부터 박테리아 세포를 보호해주어 미생물 비료의 안정성을 향상시킬 수 있다. 화학 비료 생산은 전 세계 온실 가스 배출량의 약 1.5%를 차지한다. MIT 화학자들은 일부 화학 비료를 보다 지속 가능한 공급원인 박테리아로 대체하여 탄소 발자국을 줄이는 데 도움이 되기를 기대하고 있다. 질소 가스를 암모니아로 전환할 수 있는 박테리아는 식물에 필요한 영양분을 제공할 뿐만 아니라 토양을 재생하고 해충으로부터 식물을 보호하는 데 도움이 될 수 있다. 그러나 이러한 박테리아는 열과 습도에 민감하기 때문에 대량 생산해서 농장으로 배송하기가 어렵다. 박테리아 민감성 극복 이러한 장애물을 극복하기 위해 MIT 화학 엔지니어들은 박테리아 세포의 성장이나 기능을 방해하지 않으면서 손상으로부터 세포를 보호하는 금속-유기 코팅을 개발했다. 새로운 연구에서 MIT 연구진은 이러한 코팅 박테리아가 옥수수와 청경채와 같은 채소를 포함한 다양한 종자의 발아율을 향상시킨다는 사실을 발견했다. 코팅된 박테리아로 처리한 씨앗은 코팅되지 않은 신선한 미생물로 처리한 씨앗에 비해 발아율이 150% 증가했다. 연구를 주도한 MIT 화학 공학과 아리엘 퍼스트(Ariel Furst) 박사는 "이 코팅은 농부들이 미생물을 비료로 배치하는 것을 훨씬 쉽게 만들 수 있다. 건조 공정으로부터 박테리아를 보호하고, 액체가 아닌 건조 분말이기 때문에 훨씬 더 쉽고 더 적은 비용으로 유통할 수 있다. 또한 섭씨 55.55도(화씨 132도)까지 견딜 수 있으므로 이러한 미생물을 냉장 보관을 사용할 필요가 없다"라고 말했다. 연구진은 이 기술은 화학 비료 사용을 줄여 환경 오염을 감소시킬 수 있고 토양의 영양분을 보충하고 토양을 건강하게 유지하는 데 도움이 될 수 있어 농업의 지속 가능성을 높이기를 기대한다. 이번 연구는 최근 '미국 화학학회지 Au'에 게재됐다. 미생물 보호 코팅 화학 비료는 공기 중의 질소와 수소를 결합하여 암모니아를 만드는 데 매우 높은 압력을 사용하는 에너지 집약적인 하버-보쉬 공정을 통해 제조된다. 화학 비료의 또 다른 단점으로는 이 과정에서 상당한 탄소 발자국이 발생한다는 점 외에도 장기간 사용하면 결국 토양의 영양분이 고갈된다는 것이다. 토양을 복원하기 위해 일부 농부들은 작물 순환과 퇴비화 등 다양한 전략을 사용해 토양을 건강하게 유지하는 '재생 농업'으로 전환하고 있다. 질소 가스를 암모니아로 전환하는 질소 고정 박테리아가 이러한 접근 방식에 도움이 될 수 있다. 퍼스트 박사는 열과 동결 건조로부터 미생물을 보호하기 위해 이전에 소화관으로 전달되는 치료용 박테리아를 보호하는 등 다른 용도로 미생물을 캡슐화하기 위해 개발한 금속-페놀 네트워크(MPN)라는 코팅을 적용하기로 결정했다. 이 코팅에는 금속과 폴리페놀이라는 두 가지 유기 화합물 성분이 포함되어 있어 스스로 조립되어 보호막을 형성할 수 있다. 철, 망간, 알루미늄, 아연 등 코팅에 사용되는 금속은 식품첨가물로서 안전한 것으로 간주된다. 식물에서 흔히 발견되는 폴리페놀은 탄닌과 오트 등의 분자를 포함한다. 퍼스트 박사는 "우리는 그 자체로 효능이 있는 것으로 알려진 천연 식품 등급의 화합물을 사용하여 미생물을 보호하는 작은 갑옷을 만들고 있다라고 말했다. 이 연구를 위해 연구팀은 12가지 MPN을 만들어 유해한 곰팡이와 기타 해충으로부터 식물을 보호하는 질소 고정 박테리아인 슈도모나스 클로로라피스를 캡슐화하는 데 사용했다. 연구진은 모든 코팅이 최대 섭씨 50도(화씨 122도)의 온도와 최대 48%의 상대 습도로부터 박테리아를 보호한다는 사실을 발견했다. 또한 코팅은 동결 건조 과정에서도 미생물의 생존을 유지했다. 종자 발아 향상 연구팀은 망간과 에피갈로카테킨 갈레이트(EGCG)라는 폴리페놀의 조합인 가장 효과적인 MPN으로 코팅된 미생물을 사용하여 실험용 접시에서 종자 발아를 돕는 능력을 테스트했다. 또 연구팀은 코팅된 미생물을 접시에 넣기 전에 50°C로 가열한 후 코팅되지 않은 신선한 미생물과 동결 건조된 코팅되지 않은 미생물을 비교했다. 연구 결과 코팅된 미생물은 발아율을 150% 향상 시켰다. 퍼스트 박사는 "기술을 개발할 때는 의도적으로 저렴하고 접근하기 쉽도록 설계해야 하는데, 이 기술이 바로 그런 기술이다. 이 기술은 재생 농업의 대중화에 도움이 될 것이다라고 말했다. 퍼스트 박사는 이 기술을 상용화하기 위해 세이아 바이오(Seia Bio)라는 회사를 설립했다. 세이아 바이오는 현재 이 코팅을 적용한 미생물 비료를 농업 현장에 적용하는 데 대한 연구를 진행하고 있다.
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美 MIT, 미생물 비료 코팅 개발…재생농업 촉진
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[퓨처 Eyes(17)] 세계 최대 화물기 '드론 라이너', 10년 내 취항 전망…온라인 쇼핑 혁신 기대
- 영국 항공 스타트업 '드론라이너'는 무한정 공중에 머물 수 있는 자율주행 화물기를 개발 중이라고 밝혔다. 드론라이너는 기존 화물기의 한계를 극복하고, 화물 운송의 혁신을 예고하고 있다. 물론 자동화된 항공기는 새로운 개념은 아니다. 지난 몇 년 동안 많은 기업들이 자율 비행을 실현하기 위해 노력해 왔다. 이러한 기업의 성장은 조종사 부족과 항공 산업의 지속가능성 개선에 대한 필요성과 밀접한 관련이 있다. 이에 따라 여러 기업이 안전하고 지속 가능한 자율주행 항공기를 개발하는 과정에 있다. 영국 일간지 더 선(The Sun)에 따르면 드론라이너는 최근 DL200과 DL350이라는 두 가지 자율주행 화물 항공기의 컨셉을 공개했다. 더 작은 DL200은 전기로 구동되는 단일 부스트 엔진으로 40개 이상의 화물 컨테이너를 실을 수 있다. 최대 화물 중량은 200톤, 최대 이륙 중량은 350톤이다. 반면에 더 큰 버전인 DL350은 세계에서 가장 무거운 항공기로, 두 개의 하이브리드 터보팬 엔진으로 구동된다. DL350은 최대 80개의 컨테이너를 적재할 수 있으며, 최대 화물 중량은 350톤이다. 또한 DL350의 최대 이륙 중량은 600톤이다. 지금까지 비행한 화물기 중 가장 큰 보잉 747-8의 적재 용량은 약 137톤이다. 드론라이너 DL200과 DL350은 모두 6500해리의 항속거리를 자랑한다. 작은 비행기인 DL200에는 터보팬 엔진이 하나, 큰 비행기인 DL350에는 두 개가 장착되지만 항속 거리는 대략 6500해리로 동일하다. 이는 베이징에서 로스앤젤레스까지의 거리보다 길고 지구 둘레의 3분의 1에 해당하는 거리다. 드론라이너의 디자인 디렉터인 마이크 데번스는 더 선과의 인터뷰에서 이 항공기를 "점보 제트기 이후 가장 흥미로운 새 비행기"라고 평가했다. 데번스는 "드론라이너의 취항을 위해서는 수십억 달러의 비용이 들겠지만, 10년 안에 이 항공기가 하늘을 날게 될 것이라고 믿는다. 드론라이너는 점보 제트기 한 대의 무게를 화물칸에 실을 수 있을 정도로 큰 크기와 강력한 엔진 덕분에 많은 양의 화물을 운송할 수 있다"고 덧붙였다. 기존 화물기의 한계 기존 화물기는 항공기의 크기와 연료 효율성의 한계로 인해 장거리 화물 운송에 적합하지 않았다. 먼저, 화물기는 여객기보다 크기가 크고 무거워 연료 소모가 많다. 이에 따라 장거리 화물 운송 시 비용이 많이 들고, 탄소 배출도 증가한다. 또한, 화물기는 탑재 중량이 제한되어 있어 대용량 화물 운송에 어려움이 있다. 현재, 취약한 공급망과 항만 혼잡은 배송을 지연시키는 주요 원인으로 지적되고 있다. 최근의 사건들은 공급망이 얼마나 쉽게 중단될 수 있는지를 보여 주었다. 코로나19 팬데믹과 감염, 또한 전쟁에 대한 우려로 인해 기존 항만과 운송 수단은 취약한 생태계를 형성하고 있다. 국제 교역의 주요 항로 중 파나마 운하와 수에즈 운하는 기후 변화와 전쟁의 영향으로 제 기능을 못하고 있으며, 이로 인해 선박들의 혼잡이 더욱 심각해지고 있다. 파나마 운하는 태평양과 대서양을 연결하며, 수에즈 운하는 지중해와 홍해를 이어준다. 전 세계 상품 교역량의 5%가 지나가는 파나마 운하가 올해 들어 전례 없는 가뭄에 따른 수위 하락으로 선박 통행량을 제한했다. 이에 미국 선박 퍼시픽 웨이하이호는 10일이 더 걸리지만 운하 통과 시 병목 현상이 없는 이집트 수에즈 운하를 이용하기로 결정했다. 수에즈 운하는 지중해와 홍해를 잇는 최단거리 바닷길로 전 세계 상품 교역량의 12%가 이곳을 통과한다. 그런데 예멘의 친이란 반군 세력인 후티가 이스라엘-하마스 전쟁 이후 '팔레스타인 지지'의 표시로 홍해에서 상선 공격을 확대하자 퍼시픽 웨이하이호의 수에즈 운하 통과 계획은 순식간에 무산됐다. 결국 이 배는 지난 18일 수에즈 해협에서 경로를 우회해 파나마 운하 이용보다 15일이나 더 걸리는 아프리카 희망봉 우회 경로를 선택했다. 지난 26일 발표된 스탠더드앤드푸어스(S&P) 글로벌 마켓 인텔리전스 보고서에 따르면, 이러한 우회 항로는 운송 비용을 15% 이상 증가시킨다. 드론항공기를 이용하면 이런 선박 혼잡도를 피할 수 있다. 드론 라이너의 특징 반면에 드론라이너는 이러한 기존 화물기의 한계를 극복하기 위해 다음과 같은 세 가지 특징을 갖추고 있다. 첫째, 드론라이너는 기존 화물기와 달리 직사각형 모양의 기체를 채택하고 있다. 이는 컨테이너를 효율적으로 실을 수 있도록 설계된 것으로, 화물 공간의 낭비를 줄일 수 있다. 둘째, 드론라이너는 하이브리드 전기 비행을 목표로 하고 있다. 이는 연료 효율성을 높이고, 탄소 배출을 줄이기 위한 것이다. 셋째, 드론라이너는 무한정 공중에 머물 수 있는 능력을 갖추고 있다. 이는 드론라이너가 승무원 없이도 자율적으로 운항할 수 있기 때문이다. 드론라이너의 미래형 기능과 전망 드론라이너는 택시 기능과 착륙, 이륙에 필요한 연료와 탑재하중을 지원하는 하이브리드 시스템을 갖춘, 연료 효율이 가장 높은 장거리 항공기로 설계됐다. 초저저항 기체는 항력을 줄이고 연료 효율적 운항이 가능하도록 설계되어 한 번의 비행으로 장거리를 이동할 수 있다. 또한 이 항공기는 지속 가능한 항공 연료(SAF)와 수소 연료로 구동되어 탄소 배출량을 95% 감축하고, 핸드링을 90% 이상 줄여 운영 비용을 절감할 수 있다. 또한 드론라이너는 완전 자율 비행이 가능하여 조종사 없이도 스스로 비행할 수 있다. 따라서 조종석이나 기내 가압장치가 필요하지 않으므로 더 빠른 적재와 하역이 가능하다. 게다가 비행기의 앞면과 뒷면을 열 수 있어 컨테이너를 더 빠르게 넣고 뺄 수 있다. 드론라이너의 상용화는 화물 운송 산업에 큰 변화를 가져올 것으로 기대된다. 드론라이너의 등장으로 화물 운송이 더욱 빠르고 저렴해지고, 온라인 쇼핑과 식료품 배송의 대중화가 촉진될 것으로 전망된다. 온라인 쇼핑과 식료품 배송 분야의 변화 특히 드론라이너는 온라인 쇼핑과 식료품 배송 분야에 큰 변화를 가져올 것으로 예상된다. 드론라이너는 화물 운송 시간을 크게 단축함으로써, 고객이 주문한 상품을 더 빠르게 받을 수 있게 해준다. 또한, 기존의 배송 방식에 비해 비용을 크게 절감할 수 있다. 이는 온라인 쇼핑업체들이 해외에서 상품을 빠르게 배송할 수 있는 기반을 마련해 주며, 고객들의 만족도를 높이는 데 기여할 것으로 보인다. 식료품 배송 업체들은 드론라이너를 활용해 신선한 식품을 빠르게 배송할 수 있게 되어, 고객들의 불만을 해소하고 경쟁력을 강화할 수 있을 것으로 전망된다. 예를 들어, 드론라이너가 상용화되면 고객이 온라인으로 주문한 상품을 당일 또는 익일 배송받을 수 있게 된다. 또한, 드론라이너를 이용하면 채소, 과일 등 신선식품이나 식료품과 같은 상품을 더욱 신속하고 안전하게 배송할 수 있을 것이다. 환경 문제 해결에 기여 드론라이너는 환경 문제 해결에도 기여할 것으로 기대된다. 드론라이너는 하이브리드 전기 비행을 통해 연료 효율성을 높이고, 탄소 배출을 줄일 수 있다. 이에 따라 화물 운송으로 인한 환경 오염이 감소할 것으로 예상된다. 드론라이너에 따르면 DL200과 DL350 두 기체 모두 하이브리드 전기 비행을 지향하며 지속 가능한 제트 연료를 사용한다. 안전성 확보가 관건 그러나 드론라이너의 상용화에는 안전성 문제가 해결되어야 할 과제로 남아 있다. 600톤에 달하는 대형 항공기가 승무원 없이 하늘을 날아다니는 것은 안전상의 우려가 있기 때문이다. 드론라이너 측은 안전성 확보를 위해 다양한 기술을 개발하고 있으며, 기존 공항을 사용하지 않고 폐쇄된 공항이나 사용하지 않는 공군 기지 등을 활용할 방침이라고 밝혔다. 이 회사는 10년 내 상용화를 목표로 하고 있다. 드론라이너의 상용화는 앞에서 살펴보았듯이 화물 운송 산업에 큰 변화를 가져올 것으로 전망된다. 화물 운송의 속도와 효율성이 크게 개선되면서, 식품 배송 산업 등의 성장을 촉진하고, 소비자들의 편익을 증진시킬 것으로 기대된다. 다만, 드론라이너 측은 안전 문제는 여러 번 강조했지만 소음 발생에 대해서는 별다른 언급이 없어서 이 또한 상용화에 앞서 선결 과제로 남았다.
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[퓨처 Eyes(17)] 세계 최대 화물기 '드론 라이너', 10년 내 취항 전망…온라인 쇼핑 혁신 기대
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남극대륙 빙하 녹으면 지구는 어떻게 변할까?
- 지구상에서 가장 큰 두 개의 빙상인 남극 대륙과 그린란드의 빙상 크기는 약 6백만 제곱마일에 달한다. 그런데 이들 빙하가 다 사라진다면 지구는 과연 어떤 모습일까? 참고로 600만 제곱마일은 한국 면적의 약 155배, 미국 면적의 약 1.63배에 해당한다. 미국 경제매체 비즈니스 인사이더(Business Insider)는 지구상의 모든 육지의 빙하가 모두 녹을 경우, 해안선이 어떻게 변할지 상세히 묘사했다. 이 매체는 지구의 육지 얼음이 모두 녹아 바다로 들어가면 해수면이 약 65.8m(216피트) 상승할 것이라는 내셔널 지오그래픽의 추정을 바탕으로 해안선 변화 영상을 제작했다. 이 시나리오에 따르면, 많은 유럽 도시들, 예를 들어 브뤼셀과 베니스는 실질적으로 물에 잠길 것으로 예상된다. 아프리카와 중동에서는 다카르, 아크라, 제다와 같은 주요 도시들이 사라질 위험에 처한다. 아시아에서는 인도의 뭄바이, 중국의 베이징, 일본의 도쿄와 같은 대도시들에서 수백만 명의 사람들이 내륙으로 이주해야 할 정도로 심각한 변화가 일어날 것으로 보인다. 남미에서도 리우데자네이루와 부에노스아이레스와 같은 주요 도시들이 물에 잠길 가능성이 있다. 미국에서는 플로리다 주 전체와 휴스턴, 샌프란시스코, 뉴욕 등의 도시들이 점차 바다에 잠기는 모습을 목격하게 될 것으로 예측된다. 이러한 변화는 해수면 상승의 심각한 결과를 시각적으로 보여주며, 기후 변화의 중대한 영향을 강조한다. 해수면 상승은 지역 사회에 심각한 영향을 미칠 수 있으며, 이러한 영향을 자세히 살펴볼 수 있는 지도가 존재한다. 이 지도를 보면 해수면 상승의 결과를 긍정적으로 상상하기 어려울 정도로 충격적인 변화가 예상된다. 특히, 이러한 현상이 우리 모두에게 충분히 발생할 수 있는 실질적인 결과로 여겨지기 때문에 더욱 경각심을 일으킨다. 미국에서 인구가 가장 많은 지역 대부분은 해수면 상승의 영향을 심각하게 받을 것으로 예상된다. 알렉스 팅글(Alex Tingle)이 나사의 데이터를 바탕으로 제작한 지도를 통해 볼 때, 서부해안의 샌프란시스코, 동부해안의 필라델피아, 걸프 해안의 버번 스트리트 등 많은 지역이 위험에 처해있다는 것을 알 수 있다. 이 주제를 다루는 것은 재미를 위한 것이 아니라, 기후 변화로 인해 해수면 상승과 같은 현상이 실제로 발생할 가능성이 있다는 점에서 우리에게 중요한 경고를 주고 있다. 지속적인 화석 연료 사용과 탄소 배출로 인해 지구는 점점 더워지고 있으며, 이는 빙하가 녹고 있음을 의미한다. 미국, 영국, 독일의 연구자들이 지난 9월 발표한 연구에 따르면, 남극 빙상을 완전히 녹일 수 있는 양의 화석 연료 자원이 존재한다고 한다. 이러한 사실은 기후 변화의 심각성을 더욱 강조하며, 지속 가능한 에너지 소스로의 전환과 환경 보호를 위한 긴급한 행동이 필요함을 시사한다. 우리는 기후 변화에 대응하기 위해 보다 적극적이고 지속 가능한 방법을 모색해야 할 책임이 있다. 기존에 언급된 기후 관련 재난은 확실히 가능성의 범위 안에 들어가며, 이러한 상황은 현재의 행동이 미래에 큰 영향을 미칠 수 있음을 보여준다. 이번 연구의 주요 저자이자 기후영향 연구소의 리카다 윈켈만(Ricarda Winkelmann)은 "이러한 변화가 하룻밤 사이에 발생하지는 않겠지만, 우리의 현재 행동이 지구의 모습을 바꾸고, 이러한 영향이 수만 년 동안 지속될 것이라는 사실이 놀랍다"고 지적했다. 윈켈만은 또한 "이러한 재난을 막기 위해서는 석탄, 가스, 석유와 같은 화석 연료를 지속적으로 사용하지 않고 땅에 그대로 묻어두어야 한다"고 강조했다. 이는 기후 변화에 대응하기 위한 즉각적이고 구체적인 조치를 취해야 한다는 중요한 메시지를 전달한다. 지구 환경을 보호하고 기후 변화의 위험을 최소화하기 위해 지속 가능한 에너지 소스로의 전환과 환경 보호 노력이 필수적이다. 희망적인 점은, 대부분의 해안선이 아직 손상되지 않았다는 사실이다. 만약 우리가 지금부터라도 적극적으로 행동에 나선다면, 이러한 상태를 보존할 수 있는 가능성이 있다. 또한 긍정적인 변화로, 세계 지도자들이 기후 변화를 글로벌 위기로 인식하고 이에 대응하기 시작했다는 사실이다. 이는 지구 온난화와 해수면 상승의 심각성을 깨닫고, 이에 대한 책임 있는 조치를 취하는 것이 얼마나 중요한지를 보여준다. 기후 변화 대응을 위한 글로벌 협력과 지속 가능한 정책 추진은 해안선 보존과 더 나은 미래를 위한 필수적인 단계임을 의미한다. 기후변화에 대응하기 위해, 많은 기업들이 '탄소제로' 달성을 목표로 활발한 움직임을 보이고 있다. '탄소제로'란 기업 활동에서 발생하는 이산화탄소를 최대한 줄이고, 절감이 불가능한 부분은 탄소배출권을 매입하여 이산화탄소 배출량을 실질적으로 '0'으로 만드는 전략을 말한다. 특히, 우리나라에서는 대기업을 중심으로 'RE100' 캠페인이 활발하게 진행되고 있다. 이 캠페인은 재생 가능한 에너지를 100% 사용하는 것을 목표로 하며, 탄소 배출을 줄이고 친환경 에너지 사용을 촉진함으로써 기후 변화에 적극적으로 대처하고자 하는 기업들의 노력을 반영한다. 이러한 기업들의 노력은 기후 변화 대응에 있어 중요한 역할을 하며, 지속 가능한 미래를 위한 긍정적인 변화를 가져오고 있다.
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남극대륙 빙하 녹으면 지구는 어떻게 변할까?
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폐막앞둔 COP28, 공동선언문 놓고 산유국 반발 직면
- 아랍에미리트(UAE)에서 열리고 있는 제28차 유엔기후변화협약 당사국 총회(COP28)에서 온실가스 감축 방안을 담은 공동선언문 내용을 둘러싸고 산유국들의 반발에 직면했다. 연합뉴스가 전한 로이터통신 등 외신들에 따르면 COP28 의장인 술탄 알자베르 UAE 산업·첨단기술부 장관 겸 기후변화 특사는 이날 두바이에서 COP28 당사국 장관급 인사들을 모아 비공개회의를 진행했다. 폐막일인 12일 COP28 당사국들은 공동선언문을 채택하게 되는데, 그 내용을 절충하기 위한 자리다. 공동선언문에 담길 내용을 놓고 각국이 자국의 이해관계를 관철하려 하면서 합의가 진통을 겪고 있는 것으로 알려졌다. 온실가스 배출량이 큰 국가와 주요 산유국이 아직 화석연료 사용의 단계적 폐지 등에 명시적으로 동참하지 않으려 하는 탓이다. 미국과 유럽연합(EU), 저개발국을 비롯한 기후변화 취약국 등은 화석연료 퇴출 문제를 합의에 포함하는 데 찬성하고 있으나 중국과 인도 등 온실가스 주요 배출국은 지지 여부가 명확하지 않다. 사우디아라비아 등 산유국들은 화석연료의 단계적 퇴출·감축을 공식화해선 안된다며 공개적으로 반발하고 나섰다. 하이탐 알가이스 석유수출국기구(OPEC) 사무총장은 이날 공동선언문에 대해 배출량이 아니라 화석연료를 언급한 선언문를 거부하도록 OPEC회원국과 러시아 등 비 OPEC회원국가 협의체인 OPEC플러스(+)에 촉구했다. 로이터는 이같은 OPEC 입장을 담은 서한을 입수해 보도했다. 이에 따라 이번 COP28에서 화석연료의 대응에 관한 최종 합의문서의 문구가 최대 쟁점으로 떠올랐다. OPEC은 회원국과의 공식적인 대응에 대해 언급을 회피했지만 OPEC+ 회원국들에 조언을 계속하고 있다고 OPEC관계자들은 전했다. OPEC은 서한에서 지난 5일 발표된 공동선언문의 초안에 대해 "화석연료의 단계적 폐지안이 여전히 포함돼 있으며 화석연료에 대한 부당하고등 부적절한 압력이 돌이킬 수 없는 결과를 초래할 전환점이 이를 가능성이 있다"고 지적했다. 8일에는 초안도 발표됐다. 새로운 초안에는 '이용가능한 최선의 과학에 입각한 화석연료의 단계적 폐지'와 '배출삭감대책을 포함하지 않은 화석연료'의 단계적 폐지에 합의한 안 뿐만 아니라 화석연료를 전혀 언급하지 않은 안 등 여러 옵션이 포함돼 있다.
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폐막앞둔 COP28, 공동선언문 놓고 산유국 반발 직면
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LG전자, ESG 경영 선도기업 12년 연속 인정
- LG전자가 글로벌 지속가능경영 평가지수인 다우존스 지속가능경영지수(DJSI) 월드 지수에 12년 연속 편입됐다고 10일 밝혔다. DJSI는 글로벌 금융정보회사 스탠더드앤드푸어스(S&P) 글로벌이 발표하는 기업의 경제적 성과와 ESG(환경·사회·지배구조) 분야를 포함하는 지속가능경영 평가지수다. LG전자는 DJSI 평가의 가전 및 여가용품 분야에서 가장 높은 종합점수를 받으며 ESG 경영 수준 상위 10% 기업에 선정됐다. 국내 기업 중 가전 및 여가용품 분야에서 DJSI 월드 지수에 12년 연속 편입된 기업은 LG전자가 유일하다. LG전자는 또 아시아·태평양 지역 상위 600대 기업 중 상위 20% 지수인 'DJSI 아시아퍼시픽', 한국 상위 200대 기업 중 상위 30% 지수인 'DJSI 코리아'에도 각각 14년, 15년 연속 편입됐다. LG전자는 각 ESG 항목 평가에서 온실가스 감축 및 자원순환, 인권 경영, 이사회 역량지표 공개 등에서 높은 점수를 받았다. 특히, LG전자는 2022년 기준 온실가스 배출량을 전년 대비 27% 감축하는 등 탄소중립 실천에 앞장서고 있다. 또, 폐기물 재활용률을 99% 이상 달성하고, 인권경영헌장을 제정하는 등 ESG 경영을 위한 다양한 노력을 기울이고 있다. LG전자는 "이번 DJSI 월드 지수 편입을 계기로 ESG 경영을 더욱 강화하고, 지속가능경영을 선도하는 글로벌 기업으로 자리매김하겠다"고 말했다.
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LG전자, ESG 경영 선도기업 12년 연속 인정
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화산인가 소행성인가? AI, 공룡 멸종에 답하다
- 전통적으로 공룡의 멸종 원인은 운석의 충돌과 화산 분출 같은 복잡한 요인들로 인식되어 왔다. 그러나 최근에는 인공지능(AI)을 활용한 새로운 접근 방식이 등장했다. 과학기술 전문매체 '사이테크데일리(SciTechDaily)'에 따르면, 미국 다트머스 대학의 연구팀이 AI를 사용해 6600만 년 전 공룡 멸종에 관한 화석 기록을 역설계하는 혁신적인 방법을 시도했다. 이 연구에서 연구팀은 복잡한 지질학적 기후 데이터를 분석할 수 있는 연결된 프로세서 네트워크를 활용하여 '사이언스(Science)' 저널에 결과를 발표했다. 연구팀은 약 130개의 프로세서를 이용해 백악기-팔레오기 멸종(K-Pg) 사건의 원인과 조건을 역추적했다. 다트머스 대학의 지구과학과 대학원생이자 이 연구의 주 저자인 알렉스 콕스(Alex Cox)는 연구의 목표가 가설이나 편견 없이 평가하는 것이었으며, 탄소 순환 모델을 적용해 최소한의 정보만으로 원인을 파악했다고 밝혔다. 콕스는 이 모델이 지질학적 기록에서 어떻게 결론에 도달했는지 보여준다고 설명했다. 이 연구에서 사용된 모델은 K-Pg 멸종 이전과 이후 약 100만 년 동안의 이산화탄소 및 이산화황 배출, 그리고 생물학적 생산성을 포함한 30만 개 이상의 다양한 시나리오를 분석했다. 마르코브 체인 몬테 카를로(Markov Chain Monte Carlo)로 알려진 기계 학습 유형을 통해 프로세서는 독립적으로 협력하여 일치하는 시나리오에 도달할 때까지 결론을 비교, 수정 및 재계산 했으며, 그 결과는 화석 기록에 보존되어 있다. 화석 기록에 담긴 지구화학적 및 유기적 잔존물은 K-Pg 멸종 당시의 격변적인 상황을 선명하게 보여준다. 이 시기는 지질학적으로 유황이 햇빛을 가리고, 공기 중에 미네랄이 가득하며, 이산화탄소로 인해 열이 가두어진 불안정한 대기로 인해 먹이 사슬이 붕괴되어 전 세계의 동식물이 대규모 멸종을 겪은 시기였다. 이러한 효과는 분명하지만, 멸종의 정확한 원인은 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 초기에는 화산 폭발로 인한 공룡 멸종 이론이 주목받았으나, 현재는 멕시코에서 발견된 수 마일 너비의 칙슬루브(Chicxulub) 충돌 분화구로 인한 소행성 충돌이 주요 원인으로 여겨진다. 화석 증거가 지구의 역사상 전례 없는 '원투 펀치' 현상을 시사하면서, 과학계의 이론이 점차 수렴하기 시작했다. 이 이론에 따르면, 소행성은 이미 인도 서부 데칸 트랩의 강력한 화산 활동으로 인해 불안정한 상태에 있던 지구에 충돌했을 가능성이 있다. 그러나 과학자들 사이에서는 여전히 이 두 사건이 공룡 대량 멸종에 어느 정도 기여했는지에 대한 의견 일치가 없다. 이에 대해 브레힌 켈러(Brenhin Keller) 다트머스 대학 지구과학 조교수 겸 이 연구의 공동 저자와 알렉스 콕스는 코드가 어떤 결과를 도출하는지 실험해보기로 결정했다. 해당 연구팀의 모델은 데칸 트랩에서 방출된 기후 변화를 일으키는 가스가 단독으로도 전 지구적인 멸종을 촉발할 수 있음을 시사한다. 데칸 트랩의 화산 활동은 칙슬루브 소행성의 충돌보다 약 30만 년 전에 시작되었으며, 이 폭발은 거의 100만 년 동안 지속되었다. 이 기간 동안 데칸 트랩은 최대 10조 4000억 톤의 이산화탄소와 9조 3000억 톤의 황을 대기 중으로 배출했을 것으로 추정된다. 브레힌 켈러는 이에 대해 "역사적으로 화산 활동이 대규모 멸종을 일으킬 수 있다는 것은 잘 알려져 있지만, 이번 연구는 환경에 미치는 영향을 증거에 근거하여 휘발성 물질의 배출량을 독립적으로 추정한 최초의 사례"라고 설명했다. 그는 이어 "우리 모델은 인간의 편견 없이 독립적으로 데이터를 분석하여 지질학적 기록에서 볼 수 있는 기후와 탄소 순환의 교란에 필요한 이산화탄소와 이산화황의 양을 결정했고, 이는 데칸 트랩의 배출량과 일치하는 것으로 나타났다"고 덧붙였다. 연구팀의 모델은 칙슬루브 충돌 당시 심해에서 유기 탄소의 축적이 급격히 감소한 사실을 밝혀냈다. 이는 소행성 충돌이 다수의 동식물 종의 멸종을 초래했을 가능성이 크다는 것을 의미한다. 또한, 기록에 따르면 매머드급 운석이 유황이 풍부한 표면과 충돌했을 때, 대기 중으로 유황(단기 냉각 효과를 가진)이 대량으로 방출되었을 가능성이 있으며, 이와 연관된 기온 하락의 흔적이 발견된다. 소행성 충돌은 탄소와 이산화황을 방출했을 가능성이 높지만, 모델은 이 두 가스의 방출이 그 당시 급격히 증가하지 않았음을 발견했다. 이는 소행성 충돌이 멸종에 기여한 주요 원인이 가스 방출이 아니었을 가능성을 시사한다. 콕스는 현대 맥락에서 볼 때, 2000년부터 2023년까지 화석 연료의 연소로 인해 연간 약 160억 톤의 이산화탄소가 대기 중으로 배출되었다고 언급했다. 이는 데칸 트랩에서 과학자들이 추정하는 최대 연간 배출량보다 약 100배 더 많은 양이다. 콕스는 현재의 이산화탄소 배출량이 고대 화산에서 방출된 총량과 일치하기까지 여전히 수천 년이 소요될 것이라고 언급했다. 이는 자체적으로 매우 놀라운 사실이다. 그는 "우리 연구의 결과가 물리적으로 타당하다는 것이 가장 고무적인 부분이며, 이는 모델이 강력한 사전 제약 없이도 기술적으로 완벽하게 실행될 수 있음을 시사한다"고 말했다. 또한, 연구팀은 프로세서를 상호 연결하여 대규모 데이터 세트의 분석 시간을 몇 달 또는 몇 년에서 몇 시간으로 대폭 단축하는 데 성공했다. 이는 과학적 연구의 효율성과 속도를 혁신적으로 개선한 사례로 볼 수 있다 콕스는 "이와 같은 유형의 병렬 역전 과정은 지구 과학 모델링 분야에서 이전에는 시도된 적이 없었다"고 언급했다. 그는 이어 "우리의 방법론은 수천 개의 프로세서를 동원할 수 있어, 훨씬 더 광범위한 솔루션 공간을 탐색할 수 있으며, 인간의 편견으로부터 크게 자유롭다"고 설명했다. 그는 또한 "지금까지 우리 분야의 전문가들은 우리가 도달한 결론보다는 이 새로운 방법론에 더 매료되어 왔다"라고 말했다. 콕스는 "지구 시스템에 대해 우리가 결과는 알지만 원인은 모르는 경우가 많으며, 이러한 시스템은 역전될 가능성이 높다. 출력에 대한 더 나은 이해는 그 결과를 초래한 입력을 더 정확하게 특성화하는 데 도움이 된다"고 덧붙였다.
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화산인가 소행성인가? AI, 공룡 멸종에 답하다
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호주 기업, 수소 없이도 700°C 열과 전기 생산 기술 특허
- 기업 활동 중 발생하는 이산화탄소를 최소화하고, 불가피하게 발생하는 이산화탄소에 대해서는 탄소 배출권을 구매하여 실질적인 탄소 배출량을 '0'으로 만드는 '탄소제로' 전략이 주목받고 있다. 이제는 석유 자원이 풍부한 국가들도 이러한 탄소제로 움직임에 동참하며 청정에너지 개발에 적극적으로 나서고 있다. 미국의 경제 전문 매체 포브스는 텍사스주가 세계에서 두 번째로 석유 자원이 풍부함에도 불구하고 호주로부터 수소열 에너지를 도입하려는 배경을 최근 분석했다. 포브스에 따르면, 텍사스주는 기존의 석유나 천연가스 대신 탄소 배출이 적은 청정 에너지 소스에 주목하고 있다. 특히 수소는 청정 에너지로 분류되며, 자동차 엔진에서 연소되거나 전기로 변환될 때 탄소를 배출하지 않는다. 하지만, 높은 온도에서는 산화질소나 질소산화물을 방출할 수 있다. 수소의 생산 방식에 따라 그 환경적 영향이 달라질 수 있다. 메탄을 사용해 제조되는 청색 수소는 비용이 저렴하지만 환경적으로 깨끗하다고 볼 수 없다. 반면, 물을 전기분해하여 만드는 녹색 수소는 비용이 더 들지만 환경에 더 친화적이다. 호주 기업, 뉴멕시코주에 신규 공장 건설 뉴멕시코주는 연소 과정 없이 수소를 열 에너지로 전환하는 새로운 기술을 보유하고 있어, 호주로부터의 수소 도입을 통해 이를 열 에너지로 변환하고자 한다. 이 기술은 중공업에서 바로 사용하거나 거의 모든 전기 응용 분야에서 전기로 변환할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 특히, 연소 과정이 없다는 점은 석탄을 태워 열을 생성하고 전기를 생산하는 전통적인 발전소의 복잡한 기계적 단계를 건너뛸 수 있음을 의미한다. 이러한 접근은 나쁜 탄소 배출을 크게 줄일 수 있는 방법으로, 환경 보호와 지속 가능한 에너지 사용을 위한 중요한 전략 중 하나이다. 호주에 본사를 둔 스타 사이언티픽(Star Scientific)은 2024년 뉴멕시코주 앨버커키에서 새로운 공장 건설을 시작할 계획이라고 발표했다. 이 프로젝트에는 약 1억 달러(약 1297억원)가 투자될 예정이며, 공장은 최대 50에이커 규모의 부지에 10개의 건물로 구성될 예정이다. 이 공장은 연구부터 관리까지 다양한 부서를 아우르며 약 200명의 직원을 고용할 것으로 기대된다. 이번 투자는 뉴멕시코주의 미셸 루잔-그리샴(Michelle Lujan-Grisham) 주지사와 스타 사이언티픽의 글로벌 그룹 회장인 앤드류 호바스(Andrew Horvath)가 지난달 시드니에서 만난 자리에서 발표됐다. 실험 시연서 713°C까지 치솟아 이 회사는 핵융합 연구 중에 흥미로운 발견을 했다. 수소 가스와 산소 가스가 결합하여 물을 형성하도록 촉진하는 동시에 반응에서 상당한 양의 열을 방출하는 새로운 촉매를 발견했다. 이 과정은 물리학이 아닌 화학 반응에 속하며, 두 개의 수소 원자가 헬륨으로 융합되어 핵 에너지를 방출하는 과정과 유사하다. 이러한 원리는 수소 폭탄의 작동 원리를 연상시킨다. 실험실에서 수행된 시연에서는 수소와 산소 유입 파이프를 사용했다. 이 실험에서 온도는 단 몇 분 만에 713°C까지 급상승했으며, 촉매가 뜨거워지며 주황색으로 변하는 현상이 관찰됐다. 이러한 높은 온도는 연소 과정 없이도 일부 산업 공정에 필요한 열을 제공할 수 있어 공정을 단순화하는 데 기여할 수 있다. 이 촉매는 회사의 비밀로 유지되고 있으며, 이미 특허를 받았다. 이 과정은 '헤로(HERO, Hydrogen Energy Release Optimiser)'라고 명명되었으며, 이는 '수소 에너지 방출 최적화'라는 의미를 담고 있다. 이 새로운 기술을 사용하면 집과 사무실의 난방에 최대 700°C까지 필요한 온도를 조절할 수 있다. 또한, 이 과정을 통해 물을 가열하여 증기를 만들고, 그 증기로 터빈을 구동하여 전기를 생산할 수도 있다. 이러한 과정은 석탄 화력 발전소에서 일어나는 과정과 유사하지만, 석탄 연소로 인한 무거운 탄소 배출이 없다는 점에서 차이가 있다. 스타 사이언티픽에 따르면, 기존 발전소에서 석탄 연소 보일러를 이들의 HERO 공정으로 교체하면 탄소 배출량을 크게 줄일 수 있다. 만약 유입되는 수소가 그린수소라면, 전 과정에서 탄소 배출이 전혀 발생하지 않는다. 하지만, 물을 수소와 산소로 전기분해하는 과정은 상당한 에너지를 소모하는 비효율적인 방법일 수 있다. 청색 수소를 사용하는 경우, HERO의 전체 수명에 대한 이점은 명확하지 않다. 이는 청색 수소 생산 과정에서 발생하는 이산화탄소가 탄소 포집 및 저장(CCS)을 통해 시스템에서 제거되어야 하기 때문이다. 이러한 점들을 고려할 때, HERO 기술의 환경적 이점은 사용되는 수소의 종류에 크게 의존한다고 볼 수 있다. HERO, 수소 연료전지와 장점 공유돼야 수소 연료 전지는 양극과 음극을 갖추고 있으며, 배터리의 작동 원리와 유사한 방식으로 전기를 생산한다. 이 시스템은 고가의 백금 촉매를 사용하는 것이 일반적이다. 연료 전지는 전기와 열을 동시에 생산하지만, 대부분의 경우 열은 크게 활용되지 않는다. HERO는 특히 전력 공급이 작은 것으로 알려진 부문(약 9%)에서 이점을 가져야 한다. 리스타드 에너지(Rystad Energy)의 분석에 따르면, 산업 연소라 불리는 분야(15%)는 전기화를 통해 해결할 수 있으며, 이는 배터리를 사용하는 것이 가능하다. 연료 전지와 HERO는 이러한 분야에서 기회를 포착해야 한다. 연료 전지의 에너지 변환 효율은 약 65%로, 석탄 화력 발전소의 34%와 비교했을 때 상대적으로 높은 편이다. HERO의 효율성은 특정 애플리케이션에서 매우 중요하며, 성능, 비용과 내구성이 입증되면, 운송, 상업 및 주거용 건물의 난방, 가역 그리드 시스템 등 다양한 분야에서 전력이나 열을 공급하는 데 유용하게 사용될 수 있다. 스타 사이언티픽은 HERO에 대해 매우 낙관적이며, 이 기술이 시멘트 공장과 같은 산업 공정에서 필요한 열을 충분히 발생시킬 수 있으며, 장거리 운송이나 화석 연료를 사용하는 중공업 공정과 같이 탈탄소화하기 어려운 부문에서도 유용하게 적용될 수 있다고 강조하고 있다. 이는 탄소 배출을 줄이는 데 중요한 역할을 할 수 있는 혁신으로 평가받고 있다. 뉴멕시코주 주지사 사무실에 따르면 호주의 스타 사이언티픽은 올해 뉴멕시코주에 성공적으로 유치된 싱가포르, 대만, 독일 기업들에 이어 가장 최근에 합류한 국제 기업이다. 제임스 케네이(James Kenney) 뉴멕시코 환경부 장관은 “회사는 수소에 대한 주지사의 낙관적인 접근 방식과 기후 변화 대응에 대한 우리 주의 낙관적인 접근 방식에 매료됐다“고 말했다. 바이오테크, 혁신적인 수소 생산 스타 사이언티픽은 뉴멕시코주에 기반을 둔 수소를 생산하고 판매하는 바이오테크(BayoTech)의 혁신적인 방식에 깊은 인상을 받은 것으로 전해졌다. 바이오테크는 화학 공장 및 정유소에 수소를 공급하는 기존의 대규모 중앙 집중식 공장들보다 더 저렴하고 탄소 배출량이 적은 수소를 생산한다. 이 회사는 깨끗한 천연가스 또는 바이오메탄 소스를 원료로 사용하여 수소를 제조하고 있다. 바이오테크는 지난 11월 2일 미주리주 웬츠빌에 새 수소 허브를 완공했다고 밝혔다. 이 허브는 연간 350톤의 수소를 생산할 수 있는 능력을 가지고 있으며, 이 수소는 연료전지와 산업 공정에 사용될 예정이다. 또 바이오테크는 니콜라(Nikola) 수소 연료 전지로 구동되는 전기 세미 트럭과 뉴 플라이어(New Flyer) 연료전지 버스를 시연했다. 아울러 니콜라와의 파트너십을 통해 니콜라 연료전지 트럭 50대를 구매할 계획을 발표했다. 이러한 발전은 수소 에너지와 관련된 기술의 발전뿐만 아니라, 수소 기반 교통 수단의 상업적 활용 가능성을 더욱 확장시키는 중요한 진전을 나타낸다. 바이오테크의 이번 발표와 계획은 미래의 친환경 교통 수단에 대한 투자와 연구의 중요성을 강조하며, 지속 가능한 에너지 솔루션에 대한 지역 사회와 산업계의 관심을 끌고 있다.
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호주 기업, 수소 없이도 700°C 열과 전기 생산 기술 특허
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尹 대통령, 영국 국빈방문…원전 등 '탄소 중립 파트너' 기대
- 윤석열 대통령이 한·영 수교 140주년을 맞아 찰스 3세 국왕 초청으로 20∼23일 영국을 국빈 방문한다. 윤 대통령의 이번 방문 기간 동안 양국 간 '탄소 중립 협력'이 강조될 것으로 예상된다. 한국과 영국 간의 상업 교류는 작년 기준으로 63억 달러에 불과하지만, 탄소 중립을 추구하는 새로운 협력 기회가 열릴 것으로 기대된다. 특히 영국 정부가 중점적으로 추진하는 해상풍력 프로젝트, 신규 원전 건설, 소형모듈원자로(SMR) 개발 프로젝트 등에서 협력 가능성이 높게 평가된다. 또한, 바이오와 반도체 등 첨단 기술 분야에서도 양국 간의 시너지 효과를 기대할 수 있을 것으로 전망된다. 20일 한국무역협회에 따르면, 지난해 기준으로 영국과의 교역 규모는 크지 않았으며 수출액은 63억 달러로 20위, 수입액은 85억 달러로 27위에 해당한다. 우리나라의 영국 수출 품목 중 주요한 항목으로는 전기차(15.9%), 기타 자동차(12.7%), 무선전화기(7.9%) 등이 상위에 있었다. 반면, 주요 수입 품목은 원유(17.2%), 승용차(8.6%), 의약품(6.9%) 순으로 나타났다. 윤 대통령의 국빈 방문을 계기로 한국과 영국 간의 교역이 '탄소 중립 파트너'로 한 단계 높아질 가능성이 큰 것으로 기대된다. 또한, 영국은 탄소중립 정책을 적극적으로 추진하고 있어, 이와 관련한 협력 가능성이 높게 평가되고 있다. 영국은 2019년 세계 최초로 '2050년 온실가스 배출량 제로(0)', 일명 넷제로를 법적 목표로 도입한 국가다. 또한, 2021년 제26차 기후변화협약 당사국 총회(COP26)에서 의장국을 맡아 전 세계에 탄소중립 노력을 촉구하며 탄소중립 시대를 주도하고자 하고 있다. 영국은 환경 및 탄소 중립에 대한 앞장서는 역할을 하며 ESG(환경, 사회, 지배구조) 수준 역시 비교적 높다. 2020년 11월에 시작된 '녹색산업혁명을 위한 10대 중점계획'을 출발로, 2020년 12월에 '에너지백서 2020(Energy White Paper)'를 발표하고, 2022년 4월에 '에너지안보 전략(Energy Security Strategy)'을 공개하며, 2023년 4월에 '에너지안보 계획(Powering up Britain: Energy Security Plan)'을 발표하는 등 많은 중장기 계획을 제시하고 있다. 또한, 세계 주요 증권거래소에서 상장된 기업들의 ESG 리스크를 분석한 결과, 영국과 프랑스가 ESG 리스크가 가장 낮다는 평가를 받았다. 특히 영국의 FTSE 100 기업 중 54%가 ESG 위원회를 보유하고 있는 등 ESG 경영에 앞선 노력을 기울이고 있다. 더불어, 영국 재무부는 ESG 경영을 더욱 투명하게 촉진하기 위해 2021년에 '녹색금융: 지속가능한 투자 로드맵(Greening Finance: A Roadmap to Sustainable Investing)'을 발표했다. 이 로드맵은 금융 제공기관들로 하여금 금융 활동이 환경에 미치는 영향, 제품의 지속가능성 수준, 투자 전략 이행 여부 등을 의무적으로 공개하도록 규정하고 있다. 기업들은 이 로드맵에서 제시한 환경 보전 항목 중 하나 이상에 실질적인 기여를 증명해야 한다. 이 외에도 영국 정부는 플라스틱 포장세(Plastic packaging Tax), 플라스틱 빨대 공급 금지, 2030년 내연기관차 판매 금지 조치 등 환경에 해를 가하는 기업의 경제활동을 법적으로 금하고 있다. 이처럼 영국에서는 탄소중립이 에너지 안보와 성장 전략의 중요한 요소 중 하나로 고려되고 있다. 대한무역투자진흥공사(코트라)에 따르면, 영국 정부는 지난 3월에 발표한 '에너지 안보 및 넷제로 성장 계획'에서 신규 원전·SMR 기술 선발·차세대 원자로(AMR) 실증(원자력) 및 해상풍력·태양광(신재생에너지) 그리고 탄소포집 및 활용(CCUS), 저탄소 수소 생산·수소 수송 및 저장(수소에너지)을 핵심 전략으로 제시했다. 이러한 전략은 한국에게도 기술 개발 분야에서 큰 기회를 제공하는 분야와 관련이 있다. 원전 분야 협력 기대 특히 한국과 영국 간의 원전 분야에서의 협력은 세계적인 경쟁력을 지닌 분야로 주목할 만하다. 코트라의 '탄소중립을 위한 영국 원전산업 정책 동향' 보고서에 따르면, 영국 정부는 2050년까지 총 24기가와트(GW) 용량의 원자력 발전을 목표로 하고 있지만, 현재 가동 중인 원전 발전량은 7GW 수준으로 적극적인 투자가 필요한 상황이다. 양국 정부는 원전산업 협력 논의를 오랫동안 진행해 왔으며, 지난 4월에는 원자력 발전과 청정에너지 분야에서의 협력 확대를 위한 공동선언문을 발표했다. 이 선언문에는 영국 신규 원전 건설 참여 가능성을 모색하는 내용이 포함되어 있다. 또한, 지난 3월에는 영국원자력청(GBN) 출범을 계기로 한국전력이 영국 신규 원전 건설에 참여하는 방안을 논의하기로 합의한 일도 있었다. 한국전력은 2016∼2017년에 영국 무어사이드 원전 사업에 참여를 검토했지만, 경제성 문제로 추진을 중단한 적이 있다. 코트라는 "단기적으로는 한국 정부가 영국 대형 원전 건설 프로젝트에 참여하고, 한국의 원전 기자재 기업이 영국 시장에 원전 기자재를 수출하는 것을 모색하는 것이 중요하다"고 말했다. 그리고 앞으로는 영국 원전 운영사(EDF) 등과의 기업 네트워크를 구축하거나 에이전트 기업을 활용해 원전 기자재 기업의 독자적인 수출이 가능할 것으로 보인다.
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尹 대통령, 영국 국빈방문…원전 등 '탄소 중립 파트너' 기대
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