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AI가 전력 수요 지형 바꾼다…2030년까지 데이터센터 전력 소비량 2배 증가 전망
- 인공지능(AI)이 글로벌 데이터센터의 전력 소비를 급격히 끌어올리는 한편, 에너지 산업 전반에 구조적 변화를 초래할 가능성이 있다는 국제에너지기구(IEA)의 분석이 나왔다. IEA는 10일(현지시간) 발간한 특별보고서 '에너지와 AI(Energy and AI)'에서 "AI의 확산은 세계 전력 수요에 중대한 변화를 일으킬 것"이라며 "2030년까지 데이터센터의 전력 소비량이 현재의 2배 이상인 945테라와트시(TWh)에 이를 것"이라고 전망했다. 이는 현재 일본 전체 전력 소비량을 넘어서는 수준이다. 특히 AI 최적화 서버에서의 전력 수요는 같은 기간 4배 이상 증가할 것으로 예상된다. 보고서는 이번 전망이 정책 입안자, 기술 업계, 에너지 기업, 국제 전문가들과의 광범위한 협의를 바탕으로 수집된 신규 데이터를 토대로 작성됐다고 밝혔다. IEA에 따르면 미국은 2030년까지 자국의 전력 수요 증가분의 약 절반이 데이터센터에서 발생할 것으로 보인다. 제조업 전반의 에너지 집약 산업(알루미늄, 철강, 시멘트, 화학 등)을 모두 합친 것보다 AI 기반 데이터 처리에 더 많은 전력이 쓰일 것이란 예측이다. 선진국 전체로 보면 데이터센터가 전력 수요 증가의 20% 이상을 차지할 것으로 나타났다. 그간 정체 상태에 머물렀던 전력 산업이 다시 성장 궤도로 진입할 수 있다는 분석도 나온다. 전력 공급원은 태양광, 풍력 등 재생에너지와 천연가스가 중심이 될 것으로 예상되며, 이는 주요 시장에서의 경제성과 접근성에 기반한 결과다. 파티 비롤 IEA 사무총장은 "AI는 현재 에너지 산업에서 가장 중요한 이야기 중 하나"라며 "AI는 도구일 뿐이며, 이를 어떻게 활용하느냐에 따라 미래가 달라질 것"이라고 강조했다. 다만 보고서는 여러 불확실성도 함께 지적했다. AI 기술의 발전 속도, 채택 수준, 효율 향상 여부, 에너지 인프라 병목 현상의 해소 가능성 등은 모두 예측에 변수를 줄 수 있는 요소다. 에너지 안보 측면에서도 복합적인 영향이 예상된다. AI 기술은 사이버 공격의 정교화를 초래해 에너지 유틸리티 대상 해킹이 최근 4년간 3배 증가한 반면, 동시에 이를 방어하는 중요한 수단으로도 활용되고 있다. 또한 AI가 사용되는 서버, 반도체 등 핵심 장비에 들어가는 희귀 광물 수요도 증가하고 있어, 광물 공급망 집중도와 관련한 새로운 도전 과제를 낳고 있다. IEA는 "AI가 초래할 전력 소비 증가로 인한 탄소배출은 전체 에너지 부문 내에서는 제한적인 수준이 될 수 있으며, 오히려 AI를 활용한 효율성 제고와 배출 감축이 그 효과를 상쇄할 수 있다"고 덧붙였다. AI는 또한 배터리, 태양광(PV) 등 차세대 에너지 기술 분야의 혁신을 앞당기는 도구로 활용될 가능성도 높다고 평가했다. 이번 보고서는 2024년 12월 IEA가 개최한 ‘글로벌 에너지·AI 회의’를 기반으로, 프랑스와 인도가 공동 주재한 'AI 액션 서밋'에서의 논의를 반영해 작성됐다. IEA는 조만간 '에너지·AI·데이터센터 관측소(Observatory on Energy, AI and Data Centres)'를 출범시켜, AI 전력 수요와 에너지 부문에서의 AI 활용 현황을 정기적으로 모니터링할 예정이다. 또한 보고서와 함께 제공되는 AI 기반 대화형 요약 시스템도 도입돼, 독자들이 내용을 쉽게 이해할 수 있도록 했다. 한편, 10일 그린피스에 따르면 암스테르담 VU대학의 디지코노미스트 설립자 알렉스 드 브리스는 IEA 보고서가 AI의 전력 수요 추정치에 다소 보수적이라며 "보고서가 AI 관련 데이터 측면에서 다소 모호하다"고 평가했다. 드 브리스는 "정확한 수치와 상관없이, 이들 데이터센터가 세계 전력의 몇 퍼센트 이상을 소비하고 있다는 사실은 분명하다"며, 관련 감시와 정책적 대응의 필요성을 강조했다. IEA는 현재 글로벌 데이터센터 전력 소비의 85%가 미국, 유럽, 중국 등 3대 경제권에 집중돼 있으며, 2030년까지 선진국이 전체 수요 증가의 20% 이상을 차지할 것으로 예측했다. 반면 개발도상국의 비중은 약 5%에 그칠 것으로 보인다.
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- IT/바이오
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AI가 전력 수요 지형 바꾼다…2030년까지 데이터센터 전력 소비량 2배 증가 전망
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2024년 세계 전력의 41%는 청정에너지… 태양광, 3년 연속 최대 기여
- 2024년 전 세계 전력 생산량 가운데 청정에너지가 차지한 비중이 사상 처음으로 40%를 넘어섰다. 에너지 분석기관 엠버(Ember)가 9일(현지시간) 발표한 보고서에 따르면, 지난해 청정에너지로 생산된 전력은 전체의 40.9%로 집계됐다고 폭스비즈니스가 보도했. 이는 1940년대 이후 처음으로 청정에너지 비중이 40%를 돌파한 역사적 전환점이라는 평가다. 보고서에 따르면 지난해 전 세계 전력 생산량은 총 3만 856TWh(테라와트시)였으며, 이 중 청정에너지는 1만 2,609TWh를 기록해 전년 대비 9.6% 증가했다. 같은 기간 재생에너지 부문만 놓고 보면 9,842TWh로 역시 9.6%의 성장률을 보였다. 세부적으로는 수력이 전체의 14.3%를 차지하며 가장 높은 비중을 보였고, 원자력이 9%, 풍력과 태양광은 각각 8.1%, 6.9%를 차지했다. 바이오에너지, 지열, 조력 등 기타 재생에너지는 3% 미만으로 집계됐다. 특히 태양광은 2022년부터 3년 연속 재생에너지 부문에서 가장 큰 기여를 한 에너지원으로 기록됐다. 엠버는 "2024년 한 해 동안 태양광은 다른 어떤 에너지원보다 두 배 이상 많은 전력을 추가로 생산했으며, 12년 전과 비교해 그 규모가 20배 이상 커졌다"고 분석했다. 필 맥도널드(Phil MacDonald) 엠버 전무는 "태양광은 전 세계 에너지 전환의 엔진 역할을 하며, 배터리 저장 기술과 결합될 경우 막을 수 없는 동력이 될 것"이라고 밝혔다. 전 세계 전력 수요 역시 전년 대비 4% 증가해 총 3만 856TWh에 달했다. 수요 증가에는 기록적인 폭염, 인공지능(AI) 및 데이터센터 운영, 전기차 보급 확대, 히트펌프 사용 증가 등이 복합적으로 작용했다. 엠버는 이 가운데 AI, 전기자동차(EV), 히트펌프 등이 전체 수요 증가의 약 0.7%를 차지했다고 분석했다. 전체 전력 수요 증가분 중 4분의 3 이상은 청정에너지로 충당된 것으로 나타났으며, 폭염에 따른 냉방 수요 급증 등의 영향으로 화석연료 기반 전력 생산도 1.4% 증가했다. 지난해 세계 발전량 중 화석연료가 차지한 비중은 59.1%(1만 8,247TWh)로, 기후 요인이 없었더라면 사실상 정체 수준에 머물렀을 것이라는 분석도 덧붙였다. 이번 보고서는 2024년 한 해 동안 전 세계 전력 수요의 93%를 차지하는 88개국의 최신 데이터를 바탕으로 작성됐으며, 나머지 국가들에 대해서는 추정치를 반영했다. 한편, 미국의 경우 청정에너지가 전체 전력 생산의 42%를 차지한 반면, 화석연료 비중은 58%로 집계됐다. 이 중 가스 발전이 42.5%, 석탄 발전은 14.9%를 기록해 처음으로 15% 이하로 떨어졌으며, 풍력과 태양광은 합산 17%를 차지했다. 특히 태양광은 64TWh가 늘어나 미국 역사상 최대 증가폭을 기록했다. 엠버는 보고서를 통해 "청정에너지가 이제 세계 전력 공급의 핵심으로 자리잡았다"며 "특히 태양광은 기후 변화 대응과 전력 수요 증가 해결의 중심축이 될 것"이라고 전망했다.
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- ESGC
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2024년 세계 전력의 41%는 청정에너지… 태양광, 3년 연속 최대 기여
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유럽, 재생에너지 비율 47% 사상 최고⋯미국, 21%에 그쳐
- 지난해 유럽연합(EU) 전체 전력 생산량에서 재생에너지 비율이 사상 최고를 기록한 것으로 나타났다. 반면 미국은 화석 연료 사용이 더 늘어날 전망이어서 에너지 전환 의제를 둘러싼 미국과 EU의 갈등이 심화할 것으로 보인다. 23일(현지 시각) 영국의 기후·에너지연구소 엠버(Ember)가 발표한 보고서에 따르면 지난해 한 해 동안 EU 전역에서 생산된 태양광·풍력·수력 등 재생에너지는 총 1300 테라와트시(TWh)로, 전체 전력 생산량의 47.4％를 차지했다. 전년보다 7.6％(92TWh) 증가한 수치다. 재생에너지에 포함되지는 않지만 온실가스를 거의 배출하지 않는 원자력 발전(23.7％)까지 합치면 청정에너지 비율은 71.1％에 달한다. 특히 태양광 발전이 전력 생산량에서 차지하는 비중이 2023년 9.3％에서 지난해 11.1％로 높아져 석탄 발전 비율(9.8％)을 처음으로 앞질렀다. 지난해 EU 내 태양광 전력량은 304TWh였다. 반면 EU 전력 생산량에서 석탄·가스 등 화석연료 비중은 28.9％로, 40년 만에 최저 수준을 기록했다. AP통신은 EU가 이처럼 빠르게 재생에너지로 전환하는 이유로 친환경 산업정책 패키지 '그린딜'을 꼽았다. 그린딜은 2030년까지 온실가스 배출량을 1990년 대비 55％ 감축한다는 목표를 내세우고 있다. 2022년 2월 러시아의 우크라이나 침공 이후 이어진 러시아산 가스 공급 중단 등 에너지 대란에도 EU는 친환경 전환을 가속해왔다. 크리스 로슬로 엠버 연구원은 "화석연료가 EU 에너지에서 비중을 잃어가고 있다"며 "그린딜이 나왔을 당시(2019년)에는 화석 연료가 유럽 전력 생산의 39％를 차지했지만 현재는 그 비율이 29％밖에 안 된다"고 말했다. EU의 이러한 움직임은 미국과 대조를 이루고 있다. 트럼프 미국 대통령은 지난 20일 취임과 동시에 파리기후변화협정에서 탈퇴하는 행정명령에 서명하며, 석유 등 화석 연료 시추를 확대하겠다고 선언했기 때문이다. 미국은 여전히 전력 생산량의 3분의 2가량이 화석 연료가 차지하며 재생에너지 비율은 21％ 수준에 그친다. 우르줄라 폰데어라이엔 EU 집행위원장은 이날 스위스 다보스 세계경제포럼(WEF·다보스포럼)에서 열린 청정에너지 대담에서 "EU는 (에너지 전환을) 유지하고 있으며 전 세계 모든 관련 행위자와 청정에너지로 전환을 가속할 준비가 돼있다"고 강조했다.
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- ESGC
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유럽, 재생에너지 비율 47% 사상 최고⋯미국, 21%에 그쳐
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EU, PFAS(영원한 화학물질) 규제 본격화…소비자 제품 사용 금지 추진
- 유럽연합(EU)이 환경과 건강에 악영향을 미칠 수 있는 PFAS(퍼플루오로알킬 및 폴리플루오로알킬 물질)의 소비자 제품 사용 금지를 본격 추진한다. EU 환경 담당 집행위원 제시카 로스월은 20일(현지시간) 로이터와의 인터뷰에서 "소비자 제품에서 PFAS 사용을 금지하는 방안을 검토 중"이라며 "이는 인간과 환경에 중요한 문제일 뿐 아니라 산업계가 PFAS를 단계적으로 줄여나가는 데도 도움을 줄 것"이라고 밝혔다. PFAS(Per-and Polyfluoroalkyl Substances)는 퍼플루오로알킬 및 폴리플루오로알킬 화합물을 통칭하는 화학 물질군이다. 이들은 약 4700종 이상의 화합물로 구성되어 있으며, 높은 내구성과 비분해성으로 인해 '영원한 화학물질(Forever Chemicals)'로 불린다. PFAS는 열, 물, 오염물질에 강한 내성을 지니고 있어 쉽게 분해되지 않는다. 또한 물과 기름을 모두 방어하는 특성이 있어 다양한 산업과 소비자 제품에 사용된다. 높은 온도에도 견딜 수 있고 부식에 강한 특성 덕분에 PFAS는 화장품, 코팅 프라이팬, 항공기, 풍력 터빈 등 수천 가지 제품에 사용된다. 그러나 환경에서 분해되지 않아 생태계와 음용수, 인체에 축적될 가능성이 커 심각한 우려를 낳고 있다. 규제 세부안 마련⋯"산업계 필수 사용 사례는 예외 검토 중" 미국 환경보호국(EPA)에 따르면 PFAS에 장기간 노출되면 전립선암, 신장암, 고환암 위험이 증가하고, 어린이의 발달 지연, 여성의 생식력 감소, 신체 호르몬 균형이 깨질 수 있다. 특히 PFAS는 장내 미생물의 섬세한 균형을 파괴해 염증을 유발하고, 이는 대장암과 같은 질병 발생 위험을 높이는 것으로 밝혀졌다. 덴마크, 독일, 네덜란드, 노르웨이, 스웨덴은 2년 전부터 PFAS의 광범위한 금지를 지지해 왔지만, EU의 공식 제안은 이르면 내년에나 나올 전망이다. 의료용 흡입기와 전기차용 반도체 같은 필수 산업 분야에서 PFAS 사용이 예외적으로 허용될 가능성을 검토 중이기 때문이다. EU 화학물질청(ECHA)은 금지 대상의 범위를 구체화하기 위해 기업 및 업계 단체로부터 수천 건의 의견을 수렴하고 있다. 자동차, 청정 에너지, 플라스틱 산업 등 다양한 분야의 단체들은 일부 PFAS, 특히 방수 의류나 태양광 패널에 쓰이는 플루오로폴리머에 대한 예외 적용을 요청하고 있다. PFAS 관련 소송 증가⋯기업 리스크 확대 PFAS는 신장 기능에도 심각한 영향을 미치는 것으로 드러났다. 미국 남부캘리포니아 대학교(USC) 연구팀의 4년간 추적 관찰 결과, PFAS 노출은 신장 기능을 최대 50%까지 감소시키는 것으로 나타났다. 신장 기능 감소는 노폐물 여과 기능 저하로 이어져 체내 독성 물질 축적, 주요 장기 기능 손상 등을 유발할 수 있다. 또한 미국 노스이스턴 대학교 연구팀은 PFAS가 면역 체계를 약화시켜 감염에 대한 저항성을 떨어뜨린다는 사실을 밝혀냈다. 이는 면역력 저하로 인한 각종 감염성 질환, 만성 염증성 질환 발병 위험 증가로 이어질 수 있다. PFAS가 간 손상, 저체중 출산, 고환암 등 건강 문제와 관련 있다는 연구 결과가 나오면서 기업들의 소송 위험도 커지고 있다. 미국에서는 화학물질로 인한 수질 오염 소송으로 3M과 케모어스(Chemours) 등 기업들이 110억 달러(약 14조 원) 이상의 합의금을 지불했다. 유럽에서도 환경오염과 건강 피해를 축소하거나 은폐한 기업들을 대상으로 한 소송이 확산될 가능성이 크다는 분석이 나온다. 환경법 전문 로펌 클라이언트어스(ClientEarth)의 헬렌 뒤구이 변호사는 "PFAS와 관련된 기업들의 행동을 주시하고 있으며, 필요할 경우 법적 조치를 취할 것"이라고 밝혔다. EU의 PFAS 규제가 본격화되면 관련 산업계와 소비자 제품에 적잖은 변화를 가져올 것으로 보인다. PFAS 사용 금지와 규제 강화가 어떻게 진행될지 귀추가 주목된다.
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- ESGC
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EU, PFAS(영원한 화학물질) 규제 본격화…소비자 제품 사용 금지 추진
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[1조 달러 클럽의 탄생(6·끝)] '차세대' 1조 달러 기업 후보는 누구?
- 미국 증시에서 시가총액 1조 달러(약 1400조 원)를 돌파한 기업들이 속속 등장하며 '1조 달러 클럽'은 단순한 성공의 상징을 넘어 글로벌 경제를 새롭게 정의하는 경제적 패러다임으로 자리 잡았다. 애플, 마이크로소프트, 알파벳(구글 모기업), 아마존, 엔비디아, 메타, 버크셔 해서웨이, 테슬라, 브로드컴에 이르기까지, 클럽의 멤버들은 혁신의 최전선에서 전 세계 투자자와 소비자들에게 깊은 인상을 남긴다. 흥미로운 점은 이 기업들 중 다수가 불과 몇 년 만에 1조 달러 클럽에 합류했다는 것이다. 하지만 1조 달러 클럽은 단순히 숫자의 위력만을 보여주는 것이 아니다. 이는 기술 혁신, 시장 지배력, 글로벌 확장성, 그리고 지속 가능한 성장의 조화라는 복합적인 기준에 의해 달성된다. 그렇다면, 앞으로 이 클럽에 합류할 가능성이 있는 차세대 기업은 어떤 모습일까? 시리즈의 최종회인 여섯 번째 기사는 '차세대' 1조 달러 기업의 후보에 대해 알아본다. [편집자 주] '테슬라·TSMC·바이오테크?'⋯1조 달러 이끌 차세대 주자들 1조 달러 클럽에 진입하기 위해 기업들은 단순한 성장 이상의 조건을 충족해야 한다. 우선 혁신적인 기술력, 지속 가능한 비즈니스 모델, 그리고 글로벌 경제를 선조할 수 있는 영향력이 필수적이다. 투자자들은 단기적인 이익이 아닌 장기적인 성장 가능성, 싲방 점유율, 그리고 산업에서의 변곡점을 주도할 기업들을 주목한다. 전기차 혁신을 주도하며 에너지 전환 시대를 선도하는 테슬라는 이미 글로벌 자동차 시장의 패러다임을 바꾸고 있다. 테슬라의 강점은 단순한 차량 판매에 머물지 않는다. 배터리 기술, 에너지 저장 솔루션, 태양광 사업 등 재생에너지 분야에서의 확장 가능성은 기업 가치를 더 높인다. 하지만 중국 시장 의존도와 전기차 경쟁 심화는 여전히 리스크로 작용할 수 있다. 최근 테슬라의 주가는 급격한 상승세를 보이며 2024년 12월 11일 종가 기준 사상 최고치인 479.86달러를 기록했다. 이는 2023년 1월 최저점인 108달러 배디 약 4.4배 가까이 상승한 것이다. 특히 2024년 11월 5일 미국 대선 이후 트럼프 당선에 따른 규제 완화 기대감, 자율주행 로보택시 '사이버캡' 개발 전망, 월가의 긍정적 평가와 목표주가 상향 등의 요인으로 주가가 급등했다. 그러나 테슬라의 이러한 급격한 주가 상승세가 지속될 수 있을지는 미지수다. 여전히 중국 시장 의존도, 전기차 시장 경쟁 심화, 자율주행 기술 개발 속도 등 불확실성이 존재하기 때문이다. 또한, 높은 금리가 성장 기업들의 자금 조달 비용을 증가시키고 투자 심리를 위축시킬 수 있다는 점도 유의해야 한다. 글로벌 반도체 시장의 핵심 기업인 TSMC는 엔비디아와 애플 같은 클럽 멤버들의 필수적인 파트너다. 특히, 인공지능(AI)과 클라우드 컴퓨팅 기술이 발전함에 따라 최첨단 반도체 제조 기술에 대한 수요가 지속적으로 증가한다. 이러한 흐름에 힘입어 TSMC는 지난 2024년 10월 14일 장중 시가총액 1조 달러(종가 기준 9967억 달러)를 돌파하는 기염을 토했다. 하지만 지정학적 리스크(중국-대만 갈등)는 TSMC의 가장 큰 도전 과제다. 미-중 갈등이 심화되면서 TSMC는 미국 정부의 압력으로 중국 기업과의 거래에 제약을 받고 있으며, 이는 TSMC 성장에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 실제로 최근 미국 정부의 정책 변화와 정치적 불확실성, 특히 미중 갈등과 트럼프 전 대통령의 당선 등으로 인해 TSMC 주가는 변동성을 보이며 2024년 11월 11일에는 1조 달러 아래로 하락했다. 또한, 삼성전자와 인텔 등 경쟁 기업들의 추격도 TSMC에게는 위협 요인이다. 게다가 경기 침체 가능성은 반도체 수요 감소로 이어져 TSMC의 실적에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 엔비디아 신화 넘어설까? 1조 달러 클럽 노리는 기업들의 치열한 경쟁 글로벌 헬스케어 산업은 고령화와 팬데믹 이후 빠르게 성장하고 있다. 유전자 편집, AI 기반 신약 개발, 맞춤형 의료 기술을 선도하는 기업들은 투자자들의 주목을 받는다. 특히 CRISPR(크리스퍼-유전자 편집 가위) 기술을 활용하는 일루미나(Illumina), AI로 신약 개발을 가속화하는 모더나(Moderna), 그리고 바이오엔텍(BioNTech)과 같은 기업들은 새로운 1조 달러 클럽의 후보로 거론된다. 하지만 긴 임상 시험 주기와 규제 리스크는 해결해야 할 과제다. 신약 개발은 막대한 비용과 시간이 소요되며, 성공 가능성도 매우 낮다. 또한, 각국의 규제와 정책 변화는 바이오테크 기업들의 성장을 제한할 수 있다. AI와 재생에너지, 그리고 헬스케어-차세대 성장 동력 엔비디아의 성공은 AI의 상업화 가능성을 여실히 보여준다. AI는 단순히 소프트웨어에 국한되지 않고, 로봇 공학, 자율주행, 디지털 헬스케어까지 다양한 산업에 걸쳐 경제적 가치를 창출한다. 구글 딥마인드와 같은 선도 기업과 함께 AI 기반 스타트업의 급성장은 새로운 투자 기회를 열어준다. AI 시장 규모는 2023년 약 1500억 달러(약 215조 원)에서 2030년에는 1조 5970억 달러(약 2293조 원)까지 성장할 것으로 예상된다. 테슬라와 넥스테라 에너지(NextEra Energy)는 에너지 전환 시대의 핵심 플레이어다. 글로벌 정부들이 탄소 중립 목표를 설정하며 태양광, 풍력, 수소 에너지 기술의 상업화가 더욱 가속화될 전망이다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면,2050년까지 재생에너지가 전 세계 전력 생산의 약 90%를 차지할 것으로 예상된다. 하지만, 에너지 저장 기술의 한계와 초기 인프라 비용은 기업들에게 도전 과제로 남아 있다. AI와 데이터 분석이 결합된 디지털 핼스케어는 빠르게 성장 중이다. 측히 유전자 데이터와 맞춤형 치료 기술을 보유한 기업들이 시장 판도를 바굴 가능성이 크다. 고령화로 인한 의료 수요 증가와 기술 발전은 헬스케어 기업들이 1조 달러 클럽에 진입할 주요 원동력이 될 것이다. 글로벌 헬스케어 시장 규모는 2022년 약 8452억 달러(약 1240조 원)에서 2030년에는 약 1조 3730억 달러(약 2015조 원)까지 성장할 것으로 예상된다. 투자자들을 사로잡을 1조 달러 클럽, 미래 경제 지형을 바꿀 게임 체인저는 누구? 1조 달러 클럽의 멤버십은 단순한 성공의 척도가 아니라, 미래 경제를 이끌어갈 기업들에게 부여되는 특별한 상징이다. 차세대 후보군으로 거론되는 테슬라, TSMC, 바이오테크 기업들은 기술 혁신과 시장 선도력을 통해 새로운 클럽 멤버로 자리 잡을 가능성이 크다. 이들은 기존의 패러다임을 바꾸고 새로운 경제 지형을 형성하며 글로벌 투자자들에게 꾸준히 주목받을 것이다. 하지만 투자는 항상 리스크를 동반한다. 1조 달러 클럽 후보 기업들에 투자할 때는 지정학적 리스크, 규제 환경 변화, 시장 포화, 금리 인상, 경기 침체 가능성 등 다양한 요인들을 면밀히 분석하고, 장기적인 관점에서 투자를 결정해야 한다. 1조 달러 클럽에 합류하는 것은 쉽지 않지만, 성공한다면 막대한 수익을 가져다줄 것이다.
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[1조 달러 클럽의 탄생(6·끝)] '차세대' 1조 달러 기업 후보는 누구?
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[윌로우, 양자 혁명의 시작(3)] 윌로우, 양자 컴퓨팅의 미래를 펼치다
- 구글의 양자 컴퓨팅 칩 '윌로우(Willow)'는 단순한 기술 발전을 넘어, 인류가 풀지 못한 문제들을 해결할 열쇠로 주목받고 있다. 에너지, 의료, 암호화 등 다양한 분야에서 그 가능성은 무한하며, 상상조차 할 수 없던 변화를 가져올 준비를 하고 있다. 이번 회에는 윌로우가 제시하는 기술적 가능성과 이를 활용해 만들어갈 미래의 모습을 구체적으로 탐구한다. [편집자 주] 양자 컴퓨팅의 본질: 슈퍼컴퓨터를 넘어선 도구 윌로우는 기존 컴퓨터가 수천년이 걸려도 풀기 어려운 문제를 단 몇 분 만에 해결할 수 있는 능력을 입증했다. 랜덤 회로 샘플링(RCS) 벤치마크를 통해 윌로우는 슈퍼컴퓨터조차 10해년(10의 25제곱 년) 걸리는 연산을 단 5분 만에 처리하며 양자 컴퓨팅의 우위를 확실히 보여주었다. 이처럼 양자 컴퓨팅은 기존 컴퓨터와는 완전히 다른 방식으로 작동한다. 큐비트(양자 컴퓨터의 기본 단위)의 중첩(superposition)과 얽힘(entanglement)을 활용해 더 많은 정보를 동시에 처리할 수 있기 때문에, 기존 방식으로는 불가능했던 계산이 가능해진다. 에너지 혁명: 지속 가능한 미래의 도구 윌로우는 에너지 효율화와 신재생에너지 최적화에서도 중요한 역할을 할 가능성이 크다. 예를 들어, 전기차 배터리 설계에서 윌로우는 분자 수준의 화학 반응을 시뮬레이션하여 더 효율적이고 오래 지속되는 배터리 재료를 개발하는 데 도움이 될 수 있다. 또한, 풍력 터빈의 최적 배치, 태양광 패널의 효율성 개선 등 재생에너지 활용도를 높이는 데도 기여할 수 있다. 이는 탄소배출 감소와 지속 가능한 에너지 전환을 가속화하는 데 결정적인 역할을 할 것이다. 의료 혁명: 신약 개발의 속도와 효율성을 높이다 의료 분야에서 윌로우는 분자 상호작용 시뮬레이션을 통해 기존 신약 개발 과정을 혁신적으로 단축할 가능성을 열었다. 예를 들어, 항암제나 희귀 질환 치료제 개발을 위한 분자 구조 분석은 기존 기술로는 수년이 걸리는 작업이었지만, 윌로우는 이를 몇 주 또는 며칠로 단축할 수 있다. 또한 단백질 접힘 현상을 시뮬레이션하여 새로운 치료제를 설계하거나 약물과 수용체의 결합 방식을 정밀하게 분석할 수 있어, 난치병 치료제 개발에서도 중요한 도구로 자리잡을 수 있다. AI와 양자의 융합: 초지능으로 나아가는 길 양자 컴퓨팅은 인공지능(AI)과의 융합을 통해 새로운 혁신을 이끌 것이다. 기존 컴퓨터로는 처리하기 어려운 대규모 데이터 분석과 고속 학습 모델 훈련을 지원하며, AI가 더욱 효율적이고 정교하게 작동할 수 있도록 돕는다. 예를 들어, 자율주행차의 실시간 데이터 분석, 금융 시장의 예측 모델링, 의료 영상 분석 등 다양한 AI 응용 분야에서 윌로우의 능력이 발휘될 수 있다. 환경 보호: 복잡한 생태계 모델링과 기후 변화 대응 윌로우는 기후 변화와 환경 문제 해결에도 강력한 도구가 될 것이다. 산림 복원 프로젝트에서 탄소 흡수량을 최적화하거나 복잡한 생태계 상호작용을 시뮬레이션하여 환경 보전 정책의 효율성을 높일 수 있다. 또한 더 정교한 기후 모델링을 통해 재난 예측의 정확성을 높이고, 지속 가능한 도시 계획을 세우는 데 기여할 것이다. 무한한 가능성을 향한 윌로우의 도전 윌로우는 단순한 양자 컴퓨팅 칩 이상의 의미를 지닌다. 구글 퀀텀 AI는 오픈소스 플랫폼과 협업을 통해 학계와 산업계의 연구자들이 윌로우를 활용할 수 있도록 지원하며, 양자 컴퓨팅 생태계를 확장하고 있다. 이러한 협력을 통해 윌로우는 에너지, 의료, 환경 등 다양한 분야에서 인류가 직면한 난제를 극복하는 데 기여할 것이다. 다음 회에서는 윌로우가 암호화 기술과 보안 패러다임에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 중점적으로 다룬다. [윌로우, 양자 혁명의 시작(4)]에서 이어진다.
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- IT/바이오
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[윌로우, 양자 혁명의 시작(3)] 윌로우, 양자 컴퓨팅의 미래를 펼치다
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[정책] 정부, 무탄소에너지 경제 성장 엔진으로⋯2033년까지 59조원 경제 효과 기대
- 산업통상자원부(이하 산업부)는 22일 서울 강남구 코엑스에서 산·학·연 전문가들이 참석한 가운데 공청회를 개최하고, 2024년부터 2033년까지 적용될 제5차 에너지기술개발계획안을 발표했다. 에너지법에 따라 5년마다 10년 단위의 에너지기술개발 중장기 로드맵을 수립하는 산업부는 이번 계획안에서 '탄소중립 및 에너지 안정성 확보를 위한 무탄소 에너지 생태계 조성'을 최상위 목표로 설정했다. 특히 주목할 만한 점은 원전, 재생에너지, 수소를 아우르는 무탄소 에너지 생태계 강화를 통해 2033년까지 59조원에 달하는 경제적 파급 효과를 창출할 것으로 기대된다는 점이다. 산업부는 소형모듈원자로(SMR, 발전 용량 30만㎾급)를 포함한 원전 기술 고도화, 태양광·풍력 등 재생에너지 확대, 수소 에너지 활용 등 다각적인 에너지 기술 개발을 통해 탄소중립 시대를 선도하고 국가 경쟁력 강화에 기여할 것으로 전망했다. 이번 공청회에서는 에너지 기술 개발 계획안에 대한 각계 전문가들의 의견을 수렴하고, 향후 계획안을 보완하여 최종 확정할 예정이다. 에너지 기술 자립화율 90% 목표 산업통상자원부는 제5차 에너지기술개발계획을 통해 에너지 기술 자립화율을 현재 80.6%에서 2033년까지 90%로 끌어올리겠다는 목표를 제시했다. 이는 핵심 에너지 기술의 국산화를 통해 에너지 안보를 강화하고, 국내 에너지 산업의 경쟁력을 제고하기 위한 전략이다. 이를 위해 산업부는 '무탄소 에너지 확대를 위한 기술 경쟁력 강화' 전략을 추진한다. 2035년 국내 최초 가동 예정인 소형모듈원자로(SMR) 건설 단가를 kWe(킬로와트)당 3500달러(약 490만원) 수준으로 낮춰 경제성을 확보하고, 원전 기술 고도화를 추진한다. 신재생에너지 경쟁력을 강화한다. 차세대 탠덤 태양전지 효율을 2033년까지 35%로 높이고, 해상풍력단지 이용률을 50%까지 향상시켜 재생에너지 발전 효율을 극대화한다. 아울러 청정수소 생산 및 활용 기술, 청정 화력 발전 기술의 국산화를 통해 에너지원 다변화를 추진한다. 또한 '유연하고 안정적인 에너지망 구축' 전략을 통해 만성적인 송전 제약 문제를 해결하고 에너지 저장 기술을 고도화하여 안정적인 에너지 공급망을 확보할 계획이다. 이와 더불어 에너지 사용 효율을 높이고, 혁신적인 연구개발(R&D) 생태계를 조성하는 전략도 병행 추진한다. 산업부는 이번 계획을 통해 탄소중립 목표를 달성하고 에너지 안보를 강화하는 동시에, 에너지 신산업 육성을 통한 경제 성장 및 일자리 창출에도 기여할 것으로 기대하고 있다.
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- 경제
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[정책] 정부, 무탄소에너지 경제 성장 엔진으로⋯2033년까지 59조원 경제 효과 기대
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미국, 원자로 용량 3배 증설 계획 발표…트럼프, 실행할까?
- 미국이 원자력 발전량을 대규모로 늘리기 위한 새로운 로드맵을 공개했다. 바이든 행정부가 이 같은 계획을 공개했는데, 도널드 트럼프 대통령 당선자가 백악관에 입성해 이 계획을 실행할지는 알 수 없다. 그럼에도 불구하고 원자력 발전은 양당의 큰 지지를 얻었으며, 거대 기술 기업도 환영하고 있다고 더버지가 전했다. 현재 원자력 에너지는 미국 전체 발전의 약 20%를 차지한다. 이는 미국이 풍력 및 태양광 등 재생 에너지 발전량과 거의 같다. 나머지 60%는 화석 연료에서 나온다. 이를 감안하면, 원자력 발전은 탄소 배출이 없는 전력의 거의 절반을 차지한다. 연료봉용 우라늄 채굴과 핵 발전소의 방사성 폐기물에 대한 환경적 우려는 여전히 크다. 그러나 원자력은 온실가스를 배출하지 않고 전기를 생산하기 때문에 일부 환경 단체와 바이든 행정부의 지지를 얻었다. 또 풍력과 태양광 발전이 변동할 때, 이를 대체할 수 있는 안정적인 에너지 공급으로 여겨진다. 미국은 작년에 전 세계적으로 재생 에너지 용량을 3배로 늘리겠다는 국제적 공약에 동참했다. 백악관은 2050년까지 200GW의 새로운 원자력 에너지 용량을 증설한다는 목표를 제시했는데, 이는 미국이 2020년에 보유한 용량의 최소 3배에 해당한다. 2035년까지 35GW의 새로운 용량을 증설하는 것으로 시작해 2040년까지 매년 15GW를 추가한다는 중간 목표를 세웠다. 이는 쉬운 일은 아니다. 미국의 원자력 에너지는 노후화된 원자력 발전소에서 나온다. 대부분은 1970년대 또는 1980년대에 건설되었다. 미국 원자로의 평균 수명은 42년이다. 원자력 산업은 펜실베이니아의 쓰리마일아일랜드, 우크라이나의 체르노빌, 일본의 후쿠시마에서 발생한 대형 사고로 인해 오명을 썼다. 그리고 수년 동안 원자력은 더 저렴하고 유연한 전력원, 즉 가스와 경쟁하는 데 어려움을 겪었다. 참고로 15GW는 엄청나게 큰 발전 용량이다. 일반적인 원자력 발전소 1기의 발전 용량이 약 1GW 정도다. 다시 말하면 15GW는 원자력 발전소 15기를 합친 것과 같은 용량이다. 또다른 예를 들면 1GW는 약 75만 가구에 전력을 공급할 수 있는 용량이다. 15GW는 약 1125만 가구에 전력을 공급할 수 있는 양으로 도시 하나에 전력을 공급하고도 남을 규모다. 수십 년 만에 미국에서 새로 건설된 최초의 원자로인 조지아주의 보글(Vogtle) 3호기 원자로는 2023년 가동에 들어갔다. 당초 예정일을 7년 넘겼고 예산은 170억 달러 초과했다. 같은 부지에 있는 또 다른 새로운 원자로는 올해 4월에 가동을 시작했다. 이 원자로의 건설은 2009년에 시작됐다. 대규모 원자력 발전소를 건설하는 것은 높은 비용으로 인해 대단히 어렵다. 이로 인해 원자력 산업의 성장은 제한적이었다. 업계의 해결책은 소형 모듈형 원자로(SMR)라고 하는 차세대 기술을 개발하는 것이었다. 이 첨단 원자로는 기존 원자력 발전소의 약 10~25%의 크기이므로 비용이 저렴하고 건설도 쉽다. 원자력 발전 목표를 달성하기 위한 바이든 행정부의 로드맵은 크고 작은 새로운 원자로를 건설할 것을 요구하고 있다. 또 오래된 원자로의 수명을 연장하고 퇴역한 원자로를 재가동하기 위한 면허 갱신을 주장한다. 특히 빅테크는 올해 원자력 에너지를 구매하고 첨단 원자로 개발을 지원하기 위한 새로운 계약을 잇따라 체결하면서 원자력 산업에 힘을 실어주고 있다. 마이크로소프트는 9월에 쓰리마일아일랜드의 원자로를 재가동할 수 있는 전력 구매 계약을 체결했다. AWS는 3월에 펜실베이니아주에 있는 원자력 발전 데이터 센터 캠퍼스를 매입했다. 지난달 아마존은 워싱턴주와 버지니아에서 SMR을 개발하는 3건의 추가 계약을 발표했다. 한편 구글은 10월에 2030~2035년 사이에 건설될 SMR로부터 전기를 구매할 계획이라고 발표했다. 트럼프는 바이든 행정부의 온실가스 감축 노력을 무산시키려 할 것으로 예상된다. 그러나 그는 과거 원자력 에너지에 대해서는 덜 적대적이었다. 그의 어젠다47은 "원자력 규제 위원회를 현대화하고, 기존 원자력 발전소를 계속 가동하며, 혁신적인 SMR에 투자함으로써 원자력 에너지 생산을 지원할 것"이라고 말한다. 다만 트럼프가 다시 취임하면 무슨 일이든 일어날 수 있다. 그는 10월 25일 조 로건과의 인터뷰에서 핵 르네상스에 대해 의심을 표명하며 "핵에는 다소의 위험이 있다"고 말했다. 그는 기후 변화로 인한 위험을 무시하는 태도를 보였다. 그는 로건에게 "오늘날 세계에서 가장 큰 문제는 지구 온난화가 아니라 핵 온난화다"라고 말했다.
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미국, 원자로 용량 3배 증설 계획 발표…트럼프, 실행할까?
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수출입은행, 청정수소 산업 육성 위한 금융 지원 확대⋯"선도국가 도약 발판"
- 한국수출입은행(이하 '수출입은행')이 대한민국을 청정수소 선도국가로 도약시키기 위한 핵심 전략으로 수소 산업 밸류체인 전반에 대한 금융지원 강화에 나섰다. 17일 수출입은행은 국내 기업의 글로벌 경쟁력 확보와 탄소 감축 목표 달성을 위해 수소 생산, 저장, 운송, 활용에 이르는 전 과정에 대한 금융 지원을 확대한다고 발표했다. 이번 지원 방안의 핵심은 대출 한도 확대 및금리 수수료 우대 정책이다. 수출입은행은 수소 관련 사업에 대한 대출 한도를 최대 10%까지 확대하고, 기업 규모에 따라 금리 및 수수료 감면 혜택을 제공하여 기업들의 자금 부담을 완화할 계획이다. 이를 통해 국내 기업들이 글로벌 수소 시장에서 경쟁 우위를 확보하고, 청정수소 생태계 조성에 적극적으로 참여할 수 있도록 지원한다는 방침이다. 특히, 수소 산업 생태계 기반 조정을 위한 초기 단계 사업 발굴에도 적극적으로 나선다. 시업 타당성 조사 지원 대상 사업 선정시 수소 분야 사업에 가점을 부여하여 초기 사업 개발과 잠재력있는 사업군 확보를 지원한다. 이는 미래 성장 동력으로 주목받는 청정수소 산업의 발전을 가속화하고, 관련 산업 생태계를 조성흐는 데 크게 기여할 것으로 기대된다. 수출입은행 관계자는 "수소 경제 활성화는 탄소 중립 시대를 향한 필수적인 과제"하며, "수충입은행은 기업들의 수요에 부응하는 맞춤형 금융 지원을 통해 국내 청정수소 산업의 경쟁력 강화와 지속 가능한 성장을 뒷받침할 것"이라고 강조했다. 청정수소란 무엇인가? 한편, 청정수소는 생산과정에서 탄소를 거의 배출하지 않는 수소를 말한다. 수소는 생산 방식에 따라 색깔로 구분되는 데, 청정수소는 그린수소와 그레이수소, 블루수소를 포함한다. 먼저 그린수소는 태양광, 풍력 등 재생에너지로 생산한 전기를 이용해 물을 전기 분해하여 생산하는 수소다. 탄소 배출이 없어 가장 이상적인 청정수소로 꼽힌다. 그레이수소는 수소 생산 과정에서 이산화탄소(CO₂)가 발생하는 수소를 말한다. 이러한 방식으로 생산되는 수소는 부생수소, 천연가수 개질 등이 있다. 한국중부발전에 따르면 부생수소는 석유화학 공정이나 철강을 만들 때 발생하는 부산물로 나오는 수소를 말한다. 천연가스 개질은 천연가스를 고온·고압의 수증기로 분해해 수소를 만드는 방식으로 수소 1kg를 생산하는 데 10kg의 이산화탄소가 배출된다. 반면, 블루수소는 천연가스 등 화석 연료를 개질하여 수소를 생산하는 과정(그레이수소 생산 과정)에서 발생하는 이산화탄소를 포집·저장·활용(CCUS) 기술을 통해 탄소를 제거해 생산하는 수소다. 그린수소에 비해 비용이 저렴하지만, CCUS 기술의 완성도에 따라 탄소 배출량이 달라질 수 있다. 높은 성장성 청정수소 산업의 미래는 매우 밝다고 할 수 있다. 전 세계적으로 기후 변화 대응과 탄소 중립 달성을 위해 청정에너지로의 전환이 가속화되면서, 청정수소는 미래 에너지 핵심 요소로 주목받고 있다. 맥킨지 보고서에 따르면, 2050년 전 세계 수소 시장 규모는 약 2940조원에 달할 것으로 예상된다. 특히 청정수소는 정체 수소 시장의 60% 이상을 차지할 것으로 전망된다. 다양한 활용성 청정수소는 전력생산과 운송 연료, 철강이나 화학 등 다양한 분야에서 산업 연료로 활용될 수 있다. 수소는 연료전지를 통해 전력 생산에 활용될 수 있으며 석탄 화력 발전소를 대체해 온실가스 감축에 기여할 수 있다. 또한 수소전기차, 수소트럭, 수소열차, 수소선박, 수소드론 등 다양한 운송 수단의 연료로 사용될 수 있다. 그밖에 철강이나 화학, 시멘트 등 탄소 배출이 많은 산업 공정에서 탄소를 대체하는 원료 및 연료로 사용될 수 있다. 건물에서도 수소의 활용성은 뛰어나다. 가정이나 건물용 연료 전지 시스템에 수소를 활용해 전력과 열을 공급하는 친환경 건물을 구현할 수 있다. 한국 정부는 2019년 '수소 경제 활성화 로드맵'을 발표하고, 수소 생산, 저장, 운송, 활용 등 전 분야에 걸쳐 지원 정책을 추진하고 있다. 미국, 유럽연합(EU), 일본, 중국 등 주요 국가들도 청정수소 산업 육성을 위한 정책과 투자를 확대하고 있다.
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- 산업
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수출입은행, 청정수소 산업 육성 위한 금융 지원 확대⋯"선도국가 도약 발판"
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[기후의 역습(71)] 과학자들, 지구 온난화로 기온 섭씨 2.7도 상승 경고
- 기후 변화가 지구에 어떤 영향을 미치는지는 올해 그대로 드러났다. 올해의 기상 변화에 대해 '전례 없는', '역대 최고' 등의 문구가 따라다녔다. 미국 동부의 허리케인 헬렌과 베트남의 슈퍼 태풍 야기 등 열대성 폭풍이 유례를 찾아보기 어려울 정도로 빠르게 강해지고 있다. 캐나다에서는 전례 없는 화재가 발생해 마을이 파괴되었다. 브라질은 전례 없는 가뭄으로 거대한 강이 말라붙고 강바닥이 그대로 드러났다. 올해 메카에서 열린 하지(Hajj) 순례 기간 동안 기온이 섭씨 50도를 넘으면서 최소 1300명의 순례자가 사망했다. 불행히도 인류는 훨씬 더 나쁜 상황을 향해 나아가고 있다. 시드니 대학교, 오레곤 주립대, 영국 전문가 등 국제 과학자팀이 발간한 새로운 2024년 기후 현황 보고서는 심화되고 있는 기후 위기에 대한 또 다른 엄중한 경고다. 정부가 탄소 배출 저감 목표를 달성하더라도 지구가 섭씨 2.7도 온난화될 수 있다는 것이다. 이는 기후 변화를 1.5도로 유지하려는 파리 협정 목표의 거의 두 배에 달하는 수치다. 보고서는 옥스퍼드아카데믹의 바이오사이언스에 실렸다. 연구팀의 일원이었던 토마스 뉴섬, 윌리엄 리플 교수가 충격적인 보고서 내용을 더 컨버세이션을 통해 알렸다. 이 내용은 또 사이언스얼라트에도 게재됐다. 연구팀은 매년 빙하 해빙에서 산림에 이르기까지 지구의 35가지 생명 징후를 추적하고 있다. 올해는 그중 25가지가 기록적인 수준에 도달했다. 이 모두가 잘못된 방향으로의 추세를 보이고 있다. 인간은 이렇게 나빠지는 조건에 익숙하지 않다. 문명은 지난 1만 년 동안 너무 덥거나 춥지 않은 온화한 조건에서 출현했다. 그러나 살기 좋았던 기후는 이제 위험에 처해 있다. 두 세대만 지나도 기후 조건은 선사 시대에 인류가 겪었을 어떤 것보다 더 위협적일 것이다. 보고서에 따르면 화석 연료로 인한 배출은 계속 증가하고 있으며, 현재 사상 최고 수준을 유지하고 있다. 전문가들의 오랜 경고에도 불구하고 화석 연료 소비는 지구를 위험한 수준의 온난화로 몰아넣고 있다. 풍력과 태양광 발전이 급속히 성장했다지만, 화석 연료 사용은 14배 더 많다. 올해는 가장 더운 해로 기록될 것이 확실하다. 지난해의 거의 절반과 2024년 대부분 기간의 전 세계 일일 평균 기온이 역대 최고 수준을 기록했다. 11월 아제르바이잔에서 열리는 연례 유엔 기후 회담 COP29에서 노력을 배가해야겠지만, 훨씬 더 강력한 정책이 없다면 기후 변화는 계속 악화될 것이다. 인류는 여전히 '화석 연료의 일상적인 연소'라는 핵심 문제를 해결하지 못했다. 메탄과 이산화탄소로 대표되는 온실가스의 대기 중 농도는 계속 증가하고 있다. 지난해 9월 대기 중 이산화탄소 농도는 418ppm에 달했다. 올해 9월에는 422ppm을 넘었다. 강력한 온실가스인 메탄은 놀라운 속도로 증가하고 있다. 문제를 더욱 악화시키는 것은 대기 에어로졸이 최근 감소했다는 점이다. 이는 오염을 줄이기 위한 노력으로 인해 생긴 결과다. 공기 중에 떠다니는 에어로졸은 자연적 및 인간 활동의 과정 모두에서 발생하며, 뜨거워진 지구를 식히는 데 도움이 된다. 이런 냉각 효과가 없어지면 지구 온난화 속도가 빨라질 수 있다. 다른 환경 문제도 기후 변화에 영향을 미치고 있다. 아마존 등에서의 산림 벌채는 탄소 자연 흡수 능력을 감소시켜 추가적인 온난화를 유발한다. 이는 피드백 루프를 생성해 온난화로 인해 나무가 죽고 결과적으로 지구 온도가 증폭되는 결과를 가져온다. 해빙 손실도 또 다른 문제다. 해빙이 녹고 빙하가 추가 형성되지 않으면 짙푸른 바닷물이 노출된다. 얼음은 햇빛을 반사하지만 바닷물은 햇빛을 흡수한다. 결국 지구의 반사율(표면의 반사도)이 변하고 온난화가 더욱 빨라진다. 향후 수십 년 동안 해수면 상승은 해안 지역 사회에 점점 더 큰 위협이 될 것이다. 보고서는 화석 연료의 일상적인 사용을 즉각 끝내야 한다고 강조한다. 특히 배출량이 많은 선진국이 앞장서야 한다는 지적이다. 메탄 배출을 줄이기 위한 효과적인 정책 도입도 권고했다. 이산화탄소에 비해 대기 중에 머무르는 시간이 짧은 메탄을 빠르게 줄이면 단기적으로 온난화 속도를 늦출 수 있다. 산림 및 토양 복원과 같은 자연 기후 솔루션을 도입해 목재와 토양에 저장되는 탄소량도 늘려야 한다. 산불과 가뭄이 자주 발생하는 지역에 대한 보호 조치가 수반되는 것도 중요하다. 더 엄격한 토지 이용 정책을 도입하고, 파괴적인 화재 위험을 줄이며, 지속 가능한 산림 투자를 늘려야 한다. 보고서는 기후 변화가 이미 훨씬 악화되는 방향으로 진행되고 있다고 우려하고, 이를 막기 위해 배출량을 줄이고, 자연적 기후 솔루션을 강화하며, 기후 정의를 위해 노력함으로써 최악의 상황을 피해야 할 것이라고 강조했다.
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[기후의 역습(71)] 과학자들, 지구 온난화로 기온 섭씨 2.7도 상승 경고
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한국, D램 등 세계 1위 품목 4개로 줄어…글로벌 경쟁력 하락
- 한국 기업들이 작년 주요 산업 분야에서 세계 최고 자리를 차지한 품목은 4개로, 미국, 중국, 일본에 이어 세계 4위를 기록했다고 일본 니혼게이자이신문(닛케이)이 10일 전했다. 닛케이가 발표한 2023년 주요 상품·서비스 시장점유율 조사 결과를 보면 한국 기업은 71개 조사 분야 가운데 D램 반도체, 유기발광다이오드(OLED) 패널, 낸드플래시 반도체, 초박형 TV 4개 품목에서 세계 1위를 차지했다. 이들 4개 품목 모두 삼성전자가 2022년에 이어 1위를 지켰다. 다만 한국 1위 품목은 2022년 조사 때 6개에서 2개가 줄어들면서 국가별 순위도 3위에서 4위로 한 계단 내려갔다. 이 기간 삼성전자는 스마트폰에서 미국 애플에 밀렸고, 조선에서는 HD현대중공업이 중국선박집단유한공사(CSSC)에 밀려 각각 2위로 내려갔다. 미국은 지난해 전체 조사 분야의 3분의 1을 넘는 26개 분야에서 선두를 달렸다. 그 뒤를 이어 중국이 17개로 2위, 일본은 10개 분야로 3위를 각각 기록했다. 일본은 2022년 조사에서는 한국과 함께 6개로 공동 3위였으나 작년에는 1위 분야를 4개 늘리며 단독 3위에 올랐다. 특히 일본은 새로 조사 품목에 추가된 반도체 재료 5개 중 포토레지스트(감광제) 등 3개 분야에서 1위를 차지했다. 품목별로 살펴보면 미국이 전기차(테슬라)와 스마트폰·태블릿PC(애플), 생성형 인공지능(AI)(오픈AI) 등에서 1위를 기록했다. 중국은 전기차 필수 부품인 차량용 리튬이온 배터리(CATL)와 이동통신 인프라(화웨이), 냉장고·세탁기(하이얼), 일본 기업은 자동차(도요타자동차)와 CMOS 이미지 센서(소니) 등이 1위를 차지했다. 닛케이는 "중국 기업들이 태양광 패널, 풍력 발전기 등 재생에너지 분야 공급망을 장악하고 있으며, 전기차 분야에서도 중국의 영향력이 커지고 있다"고 진단했다. 또한 "미국과 유럽은 중국에 대한 관세 면제 조치를 끝내는 등 경계심을 높이고 있다"고 덧붙였다.
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한국, D램 등 세계 1위 품목 4개로 줄어…글로벌 경쟁력 하락
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[신소재 신기술(93)] 미국 버팔로대학, 세계 최고 성능 초전도체 와이어 개발…에너지 혁신 앞당겨
- 미국에서 세계 최고 성능의 초전도체 와이어가 개발됐다. 미국 버팔로 대학교 화학생물공학과 아미트 고얄 교수 연구팀이 세계 최고 성능의 초전도(HTS) 와이어 개발에 성공했다고 Phys. org, 인터레스팅엔지니어링 등 다수 외신이 전했다. 이번에 개발된 와이어는 섭씨 영하 268도에서 영하 196도 사이의 온도에서 작동한다. 이는 다른 초전도체의 작동 온도인 절대 영도보다는 높지만 여전히 극저온 환경이다. HTS 와이어는 전력 손실 없이 전기를 전송할 수 있어 미래 에너지 시스템의 핵심 요소로 주목받고 있다. 해상 풍력 발전소의 전력 출력을 두 배로 높이고, 초전도 자기에너지 저장 시스템을 구축하는 등 에너지 인프라 분야에서 다양한 활용이 기대된다. 또한, 최근에는 핵융합 원자로, 차세대 이미징 및 분광 기술에도 적용되고 있다. HTS 와이어는 비교적 높은 온도에서 작동하는 장점이 있지만, 제조 비용이 높다는 단점이 있었다. 버팔로 대학교 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 기존의 이온 빔 보조 증착(IBAD) 기술과 나노기둥 결함 기술을 결합한 새로운 방식을 개발했다. 나노기둥 결함 기술은 절연 또는 초전도 물질을 초전도체에 통합하여 더 높은 초전류 흐름을 가능하게 하는 기술이다. 연구팀은 희토류 바륨 구리 산화물(REBCO) 와이어에 펄스 레이저 증착 시스템을 사용하여 HTS 필름을 제작했다. 또한 캐나다 맥마스터 대학교와 이탈리아 살레르노 대학교와의 협력을 통해 원자 해상도 현미경 및 초전도 특성 측정을 수행했다. 이번에 개발된 HTS 와이어는 5 켈빈(-268℃)에서 77 켈빈(-196℃)까지 모든 자기장 및 온도에서 최고의 임계 전류 밀도와 고정력을 달성했다. 특히, 4.2 켈빈에서 외부 자기장 없이 제곱센티미터당 1억 9000만 암페어의 전류를 전달했으며, 7 테슬라의 자기장에서는 제곱센티미터당 9000만 암페어를 전달했다. 또한, 상용 핵융합 반응 온도인 20 켈빈에서는 외부 자기장 없이 제곱센티미터당 1억 5000만 암페어, 7 테슬라 자기장에서는 제곱센티미터당 6000만 암페어 이상의 전류를 전달하는 데 성공했다. 이러한 성과는 0.2 마이크론 두께의 HTS 필름으로 달성되었다는 점에서 더욱 주목할 만하다. 일반적으로 이 정도의 전류를 전달하려면 10배 더 두꺼운 HTS 와이어가 필요하다. 이 연구의 책임 저자인 아미트 고얄 박사는 "이러한 결과는 산업이 상업용 코팅 도체의 가격 대비 성능 지표를 크게 개선하기 위해 증착 및 제조 조건을 더욱 최적화하는 데 도움이 될 것"이라면서 "가격 대비 성능 지표를 더욱 유리하게 만드는 것은 초전도체의 수많은 대규모 예상 응용 분야를 완전히 실현하는 데 필요하다"고 말했다. 이번 연구는 학술지 '네이처 커뮤니케이션'에 게재됐다.
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[신소재 신기술(93)] 미국 버팔로대학, 세계 최고 성능 초전도체 와이어 개발…에너지 혁신 앞당겨
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[신소재 신기술(81)] 핀란드, 목재 부산물 리그닌 활용 차세대 배터리 개발 성공
- 나무에서 발견되는 천연물질인 리그닌을 활용한 차세대 배터리가 개발됐다. 핀란드에 본사를 둔 임업 및 재생 가능 제품 회사인 스토라 앤소(Stora Enso)는 목재의 주요 성분인 리그닌을 기반으로 한 배터리 대체품 리그노드(Lignode)를 개발했다고 더쿨다운이 보도했다. 스토라 앤소는 이 친환경 배터리 생산을 위해 스웨덴의 나트륨 이온베터리 개발사인 알트리스(Altris)와 상용화를 위해 협력했다. 리그노드는 펄프 제조에서 나오는 제품인 리그닌에서 추출한 지속 가능한 경질 탄소로 리튬 이온과 나트륨 이온의 양극(충전 및 방전 중에 이온을 받거나 방출하는 베터리 부품) 재료로 사용된다. 인터레스팅엔지니어링이 따르면, 리튬 배터리는 가장 에너지 밀도가 높은 솔루션이다. 업계는 현재 리튬 배터리를 사용해 휴대전화, 테블릿, 노트북에 전원을 공급하고 있다. 그러나 리튬 배터리는 리튬, 코발트 등 희귀 금속을 활용해 가격이 높으며, 과충전, 과방전 시 화재 위험이나 열폭주현상 등의 안전 문제가 있다. 특히 열폭주 현상은 배터리셀 하나에서 발생한 열이 다른 셀로 전달되어 연쇄적으로 폭발하는 현상으로 대형 화재의 원인이 될 수 있다. 친환경 배터리는 전기 자동차(EV), 태양광 발전, 풍력발전소를 포함한 대체 에너지 운동에도 중요하다. 에너지연구소(IER)는 리튬 배터리 생산 과정에서 상당한 양의 탄소 오염이 대기 중으로 방출된다고 밝혔다. 배터리 핵심 구성 요소 중 하나인 흑연은 대부분 중국에서 공급하기 때문에, 다른 국가들의 중국 의존도가 높은 점도 문제라고 인터레스팅엔지니어링은 지적했다. IER은 "중국이 전기의 약 60%를 석탄에서 얻는다"고 밝혔다. 석탄을 태워서 전력을 생산하면 독성 오염이 발생해 지구 온난화가 더욱 심화될 수 있다. 게다가 "리튬 배터리는 종종 매립지에 버려져 토양과 지하수로 누출될 수 있는 중금속을 포함한 독소를 방출할 수 있다"고 IER은 지적했다. 그로 인해 업게에서는 친환경적인 에너지 저장 대체품 개발에 노력을 기울이고 있다. 리그닌은 침엽수나 활엽수 등 목본식물의 목질부를 구성하는 주요 성분 중 하나로 나무의 20~30%를 차지한다. 셀룰로오스와 함께 식물 세포벽의 주성분이며. 식물의 강도와 견고함을 제공하는 역할을 한다. 리그닌은 복잡한 3차원 구조를 가진 고분자 화합물로, 다양한 페놀 단위들이 연결되어 있다. 이러한 복잡한 구조 때문에 분해가 어려워 제지산업에서는 펄프 생산 과정에 제거해야 하는 골칫거리로 여겨지기도 했다. 하지만 최근에는 리그닌의 활용 가치가 재조명되면서 바이오 연료, 바이오 플라스틱, 접착제 등 다양한 분야에서 활용될 수 있는 가능성이 높아지고 있다. 스토라 엔소는 "펄프 제조에서 나오는 리그닌은 양극 재료 제조를 위한 안정적이고 일관된 원자재 공급을 보장한다"고 설명했다. '생물 기반' 소재는 구성에 탄소를 포함하므로, 리튬 및 나트륨 배터리에서 양극 재료를 만드는 데 사용되는 흑연을 대체할 수 있는 적격 소재다. 이번 친환경 배터리 개발자인 알트리스에 따르면 나트륨 이온 배터리는 지속가능하고 재활용하기 쉽다. 스토라 앤소의 수석 부사장 겸 생체재료 성장 책임자인 유쏘 콘띠넨(Jusso Konttinen)은 "리그노드는 세계에서 가장 지속 가능한 양극 소재가 될 잠재력이 있기 때문에, 알트리스와의 이번 파트너십은 보다 지속 가능한 전기화를 지원하려는 우리의 공동 의지와 완벽하게 부합한다"고 말했다. 스토라 앤소는 자사 웹사이트에서 "리그닌은 펄프를 생산할 때 발생하는 부산물이기 때문에 양극은 순환 공정의 일부로 만들어진다"면서 "실제로 우리는 (목재) 부산물을 귀중한 자원으로 바꾸고 있다"고 밝혔다. 이 창의적인 에너지 저장 방법이 성공적이라면 현재 널리 사용되고 있는 리튬 배터리의 지속 가능한 대체품이 될 수 있다. 리그닌 활용 배터리 개발로 생산 과정에서 대기 오염을 줄이고, 매립지의 독성 폐기물 또한 동시에 줄일 수 있으며, 저렴한 친환경 소재를 활용한 지속 가능한 배터리 생산이 앞당겨질 전망이다.
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[신소재 신기술(81)] 핀란드, 목재 부산물 리그닌 활용 차세대 배터리 개발 성공
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[신소재 신기술(57)] 영국 스타트업, AI로 희토류 없는 영구자석 개발
- 영국의 한 스타트업이 인공지능(AI)을 활용해 희토류를 사용하지 않고도 영구 자석을 제작했다. 런던에 본사를 둔 스타트업 머티리얼스 넥서스(Materials Nexus)는 영국 헨리 로이스 연구소 및 셰필드 대학교와 협력해 AI 기반 소재 발굴 플랫폼을 활용해 희토류 원소를 사용하지 않고 새로운 영구 자석인 '마그넥스(MagNex)'를 개발했다고 인터레스팅엔지니어링(IE)이 11일(현지시간) 보도했다. 영구 자석은 외부 에너지 공급 없이도 자기장을 유지할 수 있는 자석이다. 전자레인지 문이나 스피커, 하드디스크 드라이브뿐만 아니라 풍력 터빈 로터, 첨단 로봇, 전기자동차(EV)에 이르기까지 다양한 분야에서 사용된다. 현재 사용되는 영구 자석은 네오디뮴과 디스프로슘 등과 같은 희토류 광물을 사용해서 만들어진다. 이들은 매우 희귀하며 공급망 문제에 매우 취약한 광물이다. 머티리얼스 넥서스는 강력한 인공지능 모델을 활용해 기존 재료를 대체하거나 프로세스를 줄이는 새로운 재료를 설계해 산업생산 과정의 여러 문제를 해결하고자 했다. 새로 개발된 영구 자석 제작은 기존 프로세스보다 200배나 빨랐고, 탄소 배출량은 70%나 절감됐다. 조나단 빈(Jonathan Bean) 머티리얼스 넥서스 공동 설립자 겸 CEO는 "이 AI 기반 플랫폼은 원하는 물성을 지닌 원소 조합을 빠르고 체계적으로 주기율표에서 검색한다. 모든 데이터는 자체 양자역학 계산을 통해 생성되기 때문에 실험 데이터 세트보다 정확성과 범위가 넓다. 이 데이터는 기계 학습 알고리즘을 통해 입력되고 최적의 공식을 생성한다"고 설명했다. 1억개 이상 후보 물질 조성 연구팀은 이 기술을 희토류를 사용하지 않는 영구 자석 개발에 적용하여 1억 개 이상의 후보 물질 조성을 분석해 새로운 유형의 영구 자석을 제작했다. 보도자료에 따르면 연구팀은 3개월간의 설계 및 테스트를 거쳐 기존 방식 대비 20% 저렴한 소재 비용으로 마그넥스를 개발하는데 성공했다. 개발 속도는 기존 방식의 200배나 빨랐다. 셰필드 대학의 야금 및 재료 가공교수인 이안 토드(Iain Todd)는 "머티리얼스 넥서스와의 첫번째 협력이 이처럼 긍정적인 결과를 낳게 되어 매우 기쁘다"고 말했다. 토드 교수는 "재료 발견을 위해 AI를 사용하는 머티리얼스 넥서스의 접근 방식과 셰필드의 헨리 로이스 연구소에서 고급 합금을 제조하기 위해 보유하고 있는 세계적인 시설이 결합되어 새로운 자성 재료를 놀라운 속도로 개발할 수 있었다. 이 접근 방식의 추가적인 이점은 현재 사용 가능한 희토류 재료에 비해 탄소 배출량이 70% 감소한다는 것이다"라고 강조했다. 탄소 배출량 70% 감소 빈 CEO는 "AI 기반 재료 설계는 자기 뿐만 아니라 재료 과학 전체 분야에도 영향을 미칠 것"이라면서 "이제 우리는 모든 종류의 산업 요구에 맞는 새로운 재료를 설계할 수 있는 확장 가능한 방법을 확인했다"고 말했다. 그는 "마그넥스에 대한 소재 발굴 재료 검색에 3개월이 걸렸다. 데이터 세트와 기능을 확장함에 따라 검색 속도도 더욱 빨라질 것"이라고 IE와의 인터뷰에서 밝혔다. 빈은 또한 "이미 반도체, 촉매제, 코팅 등 다양한 제품 분야에 대한 광범위한 관심을 불러일으켰다. 점점 더 시급해지는 공급망과 환경 문제 해결을 위한 새로운 소재 개발에 시장 수요를 충족시키는데 우리 플랫폼이 어떤 역할을 할지 기대된다"고 덧붙였다. 마그넥스의 개발은 희토류 없는 영구 자석 제조 기술의 발전을 가속화하고 미래 청정 에너지 개발에 기여할 것으로 잔망된다.
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- 포커스온
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[신소재 신기술(57)] 영국 스타트업, AI로 희토류 없는 영구자석 개발
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한국 조선업, 글로벌 발주량 감소에도 시장점유율 상승
- 한국 조선사들의 선박 수주 증가에 한국 조선업의 지난 5월 시장 점유율이 국제기준 조선발주량 감소에도 불구하고 더 높아진 것으로 나타났다. 11일 업계에 따르면 5월 글로벌 신조선 발주는 총 62척이다. 지난해 같은 달의 발주가 166척이었던 것과 비교하면 발주 선박 수를 기준으로 62.7% 감소했다. CGT(표준선 환산톤수)를 기준으로 삼으면 51.3%가 줄어든 179만CGT를 기록했다. 올해 누적 발주량은 총 726척으로 지난해 같은 기간(841척)보다 13.7% 축소됐다. CGT를 기준으로 비교해도 올해 누적 발주량은 1574만CGT로 지난해 대비 17.5% 줄었다. 하지만 한국 조선사들은 수주 낭보를 이어가고 있다. HD현대의 조선 중간 지주사인 HD한국조선해양은 올해 수주 목표액(135억 달러)의 89.7%(121억1000만달러)를 달성했다. 상반기가 채 끝나지 않은 상황임을 감안하면 수주 목표액을 초과 달성할 것으로 보인다. HD한국조선해양 산하 HD현대미포는 지난 7일 PC(석유화학제품 운반)선 2척(수주금액 1372억원), 지난 10일 PC선 2척(수주금액 1484억원) 계약 소식을 전했다. 시장은 HD현대미포가 이미 2년 치가 넘는 일감을 수주한 것으로 본다. 한화오션은 지난달 LPG 운반선 1척을 수주했고 오는 2027년 인도할 예정이다. 한화오션은 해양 프로젝트 수주 등으로 사업 다변화를 꾀하고 있다. 최근에는 대형 해상풍력설치선 진수에 성공했다. 국내 빅3 조선사인 삼성중공업도 상선 수주와 건조에 집중하고 있다. 올해 1분기 수주 잔고는 33조2458억원이다. 1분기에만 연간 수주 목표의 39%(38억달러 수주)를 달성했다. 배의 가격인 신조선가의 지표인 클락슨 지수는 지난 5월 31일 기준 186.43을 기록하며 상승세를 이어가고 있다. 조선사들이 과거보다 높은 가격에 배 제작 계약을 따낼 수 있는 상황이다. 중국 조선사의 발주량 확대가 가장 큰 우려 사항이다. 고부가가치 선박을 선별 수주하는 것은 중요하지만, 중국과 경쟁에서 이길 기술 초격차가 필요하다는 것이다. 한국 조선사의 국제 시장 점유율(1~5월 CGT 기준)은 지난해 25%에서 올해 28%로 성장했지만 중국이 54%에서 61%로 치고 올라오면서 경쟁이 심화되고 있다. 업계 관계자는 "신조선가지수가 높은 시기에 선박 수주가 이어지는 것은 조선사에 긍정적이다"며 "지난해 저가 수주된 물량이 일부 남아있지만, 올해 실적이 개선될 여지가 있다"고 말했다.
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- 산업
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한국 조선업, 글로벌 발주량 감소에도 시장점유율 상승
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희토류 원소 방사성 '프로메튬' 비밀 80년 만에 밝혀져
- 특수 용도로 사용되는 희토류 원소인 방사성 물질 프로메튬(promethium)이 발견된 지 80년 만에, 과학자들이 처음으로 프로메튬의 신비하고도 중요한 특성을 밝혀내 주목된다고 라이브사이언스가 전했다. 프로메튬은 주기율표의 맨 아래 15개의 란타넘족에 속해 있는 원자번호 61번의 원소다. 희토류로 알려진 프로메튬은 강한 자성과 특이한 광학 특성을 포함해 여러 가지 유용한 특성을 나타내 현대 전자 장치 소재로 중요하게 사용된다. 프로메튬은 안정된 동위원소는 없고 방사성 동위원소들만 존재한다. 프로메튬은 미국 오크리지 국립연구소(ORNL: Oak Ridge National Laboratory)가 지난 1945년 처음으로 발견했다. ORNL 연구원들이 발견한 프로메튬 자체는 원자 배터리 및 암 진단 분야에서 적용됐다. 그러나 이 원소의 화학적 성질은 지극히 일부만 알려졌고, 이 때문에 더 널리 사용되는 것은 지금까지 불가능했다. 방사성 원소를 연구하는 것 자체가 적합한 샘플 확보의 어려움으로 인해 수십 년 동안 높은 장벽으로 작용했던 것. 연구팀인 ORNL의 알렉산더 이바노프는 "프로메튬에는 안정된 동위원소가 없고 모두가 방사성이기 때문에 시간이 지남에 따라 다른 원소로 붕괴된다. 프로메튬은 핵분열 과정을 통해 얻어지기 때문에 특히 희소하고 연구하기 어렵다"고 말했다. 그런데 작년에 개발된 프로메튬 생산 방법을 사용, ORNL 연구팀은 이 동위원소를 원자로 폐기물로부터 분리, 연구를 위한 가장 순수한 샘플을 만들어내는 데 성공했다. 그 후 연구팀은 이 샘플을 금속 원자를 가두기 위해 특별히 고안된 분자인 리간드(수용체에 결합하는 항체·호르몬·약제 등의 분자)와 결합해 물속에서 안정적인 복합체를 형성했다. PyDGA로 알려진 배위 분자(리간드 배위 결합을 통해 형성된 분자)는 9개의 프로메튬-산소 결합을 형성했다. 이 결합은 연구팀에 프로메튬 복합체의 결합 특성을 분석할 수 있는 기회를 처음으로 제공했다. 그러나 분석하는 일도 쉽지는 않았다. 프로메튬이 방사성이었기 때문에 일단 붕괴되면, 주기율표상 인접 원소인 사마륨으로 변환된다. 사마륨 형태로 소량의 오염이 발생하게 됐던 것이다. 이를 해결하기 위해 연구팀은 ‘싱크로트론 기반 X선 흡수 분광법’이라는 극도로 전문화된 기술을 사용했다. 입자 가속기에 의해 생성된 고에너지 광자는 프로메튬 복합체에 충격을 가해 원자의 위치와 결합 길이의 그림을 만들었다. 금속-산소 결합 길이의 미묘한 차이를 통해 팀은 오염된 사마륨과 관계없이 주요 프로메튬-산소 결합 분석에 집중할 수 있었다. 결국 이런 방식을 통해 연구팀은 처음으로 프로메튬의 특성을 다른 희토류 복합체와 비교할 수 있었다. 리간드는 모든 란타넘족 원소에 안정적인 복합체를 형성할 수 있는 방법을 제공했다. 동일한 원소 비율과 동일한 종류의 기하학적 구조를 가질 수 있게 된 것이다. 이로써 복합체의 기본적인 물리적 화학적 특성을 연구할 수 있었다. 란타넘족은 자연적인 원소들의 혼합물로 발견되므로, 결합 길이 및 복합체 형성과 같은 주기적인 경향을 이해하는 것은 과학자들이 금속을 분리하는 새롭고 보다 효율적인 방법을 개발하는 데 도움이 된다. ORNL의 연구원이자 '네이처' 지에 발표된 새로운 연구를 이끈 일자 포포브스는 라이브사이언스와의 인터뷰에서 "프로메튬은 레이저에 사용되며 스마트폰 화면에도 일부 들어간다. 또한 풍력 발전을 위한 풍력터빈과 전기자동차의 자석에도 쓰인다"고 말하고, 프로메튬에 대한 추가 연구가 이루어지면 응용을 대폭 확대할 수 있다고 설명했다. 현재 ORNL 연구팀은 프로메튬 원소의 화학적 움직임과 배위 환경에 대한 보다 명확한 그림을 만들기 위해 물속의 프로메튬 연구를 확대하고 있다. 포포브스는 "우리의 연구가 다른 과학자들에게 더 나은 분리 기술을 설계하는 방법을 알려주고, 다른 응용 분야 연구에 더 많은 관심을 불러일으킬 수 있기를 바란다"고 말했다.
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- 경제
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희토류 원소 방사성 '프로메튬' 비밀 80년 만에 밝혀져
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[신소재 신기술(52)] 공기 중 물 추출 기술, 글로벌 물 부족 해결할까?
- 공기에서 물을 추출하는 영화 같은 기술이 개발됐다. 습도가 거의 없는 지역에서도 공기에서 깨끗한 물을 추출할 수 있는 시스템이 개발됐다고 과학 기술 전문매체 인터레스팅엔지니얼링이 보도했다. 기후 변화로 인해 강수 패턴이 변화하고, 가뭄과 같은 극단적인 날씨 현상이 빈번해지면서 물 자원이 불 안정해지고 있다. 강수량의 변동성이 커져 물 부족 문제가 악화되고 있는 것. 유엔식량농업기구(FAO)에 따르면 전 세계 인구의 절반이 적어도 한 달에 한 번은 물 부족에 직면하고 있다. 2025년에는 전 세계 18억 명의 사람들이 절대적인 물 부족 상황에 직면할 것으로 예상되고 있다. 기후 변화로 인한 극심한 홍수도 이용 가능한 수자원을 오염시킬 수가 있다. 영화 '스타워즈'에서 영감 받은 공기 중에서 물을 생성하는 혁신적인 기술은 기후 변화로 초래되는 여러 불확실한 상황에서 깨끗하고 안전한 물을 공급하는 데 도움이 될 수 있다. 공기에서 물 생성 원리는? 공기로부터 믈을 생성하는 원리는 간단해 냉각방식과 가열 방식 두 가지가 있다. 공기 중의 습도는 수증기의 결과이며, 이를 추출하면 깨끗한 물을 얻을 수 있다. 냉각 방식에서는 습한 공기가 이슬점까지 냉각되어 수증기가 액체로 응축된다. 가열 방식은 흡습성 물질을 사용해 공기 중의 습기를 흡수한 후 가열해 수분을 방출하는 방식이다. 두 가지 기술 모두 확장이 쉽고, 재생 가능한 에너지로 전력을 공급받을 수 있으므로 고립된 섬이나 외딴 지역에 물을 공급하기가 용이하다. 2016년 가뭄에 직면한 케냐의 학생 베스 코이기(Beth Koigi)는 인근 강에서 깨끗한 물을 공급받을 수 있는 정수 솔루션을 찾기 시작했다. 그러던 중 냉각식 공기-물 발전기를 개발했다. 그녀는 지역사회가 깨끗한 물을 이용할 수 있도록 돕기 위해 마지크워터(Majik Water)를 설립했다. 마지크 워터는 비정부기구(NGO)와 협력하여 가정, 병원, 지역사회를 위한 확장 가능한 솔루션을 제공하고 있다. 가장 큰 설비는 24시간 동안 500리터의 물을 생산할 수 있다. 그러나 비용을 고려할 때 장기적인 해결책은 아니다. 고비용 문제 해결이 관건 아라비아해 남부 케랄라 주의 학생이었던 스왑닐 슈리바스타브(Swapnil Shrivastav)도 비슷한 경우다. 2016년 코지코데 시의 가뭄으로 하루에 물 공급량이 2통으로 줄어든 뒤, 그는 3년 후인 2019년 인도의 실리콘밸리인 벵갈루루에 '우라부 랩스(Uravu Labs)'를 설립했다. 물 생성을 위해 가열 방법을 사용하는 우라부 랩스는 단 12시간 만에 2000리터의 물을 공급할 수 있다,. 그러나 생산한 물을 지역 사회에 전달하는 비용이 지나치게 높았다. 게다가 인도에서 NGO 지원을 찾을 수 없었다. 그로 인해 우라브 랩스는 현재 호텔 산업에 물을 공급하고 있다. 이 회사는 자사의 장치를 배포해 깨끗한 물을 만들고 데이터 센터의 물 소비량을 95% 줄이려고 한다. 그러나 공기로부터 물을 얻는 시스템은 비용 절감 뿐만 아니라 글로벌 물 부족 문제를 해결하기 위해 열 교환기, 흡습성 재료, 응축기 등의 구성 요소에서 혁신을 이루어야 한다. 이에 전문가들은 이 시스템의 채택을 늘리기 위해 정부 지원과 환경 규제도 도움이 될 수 있다고 지적했다. 수질 정화 기술도 개발해야 한편으로는 공기 중에 존재하는 다양한 오염 물질을 효과적으로 제거하고, 추출된 물을 안전하게 식수로 공급하는 기술 개발이 필요하다. 공기에서 물을 추출하는 기술은 상당한 에너지를 필요로 한다. 이는 기술의 실용성과 지속 가능성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 특히 태양 에너지나 풍력과 같은 재생 에너지를 사용하지 않고 기존 전력망에 의존해 물을 추출한다면 에너지 생산 과정에서 발생하는 온실 가스 배출량의 문제가 발생한다. 또한 물 사용 방식에 대한 근본적인 변화를 요구하기 때문에 물 자원 소유권과 관리, 기술 개발 등 사회적 논쟁을 불러 일으킬 수 있다.
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[신소재 신기술(52)] 공기 중 물 추출 기술, 글로벌 물 부족 해결할까?
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미국, 중국 태양광 겨냥해 양면형 패널에 관세·동남아 우회수출 차단
- 미국 바이든 정부가 중국산 태양 전지에 대한 관세를 50%로 두 배 인상키로 한 데 이어 중국의 태양광 업체를 겨냥해 양면형 태양광 패널에 관세를 다시 부과하기로 했다. 또 중국 업체들이 태국, 베트남 등 동남아시아 국가를 통해 우회 수출하는 것을 차단하기 위해 이들 동남아 국가의 태양광 패널에 대한 관세 부과 유예 조치도 종료키로 했다. 로이터통신 등 외신들에 따르면 백악관은 16일(현지시간) 보도자료를 통해 이같이 밝혔다. 미국은 우선 양면형 태양광 패널에 대한 관세부과 유예조치를 끝내기로 했다. 미국은 통상법 201조에 따라 태양광 패널에 대해서는 14.25%의 관세를 부과하고 있으나 대형 전력 사업 등에 사용되는 양면형 태양광 패널에 대해서는 관세 부과 대상에서 예외로 해왔다. 이 조치는 트럼프 정부 때 내려졌으며 바이든 정부에서도 연장됐다. 그러나 이런 조치에 따라 값싼 중국산 제품이 미국으로 유입되면서 관세 부과 예외 조치를 중단해야 한다는 요구가 미국 내에서 나왔다. 미국에 대규모 투자를 하고 있는 한화큐셀도 지난 1월 미국 무역대표부(USTR)에 이런 요청을 했다. 백악관은 보도자료에서 "전임 정부에서 예외 조치가 시행된 이후 양면형 패널 수입이 급증하면서 현재 (양면형 패널이) 수입되는 태양광 패널의 대부분을 차지하고 있다"면서 "이에 따라 통상법 201조에 따른 세이프가드(긴급수입제한) 효과가 약화하고 있다"고 밝혔다. 미국은 또 태국, 베트남, 캄보디아, 말레이시아 등 동남아 4개국에서 생산된 태양광 패널에 대한 한시적 관세 면세 조치도 종료키로 했다. 중국 업체들이 태양광 모듈을 동남아 국가에서 조립해 미국 관세를 우회하기 위한 루트로 사용한다는 것이 그 이유다. 이에 따라 동남아 4개국에 대한 관세 면제는 내달 6일 종료된다. 미국 에너지부와 상무부는 최근 급증한 동남아 태양광 패널의 수입 패턴도 면밀히 모니터링하고 불공정 관행에 대응하기 위해 가능한 모든 조치를 탐색하기로 했다고 백악관을 밝혔다. 이런 조치를 통해 미국 시장이 과포화되는 것을 막겠다는 것이 목표다. 이밖에 재무부는 인플레이션 감축법(IRA)에 따라 미국산 부품(전체의 40%)을 사용하는 태양광 및 풍력발전소 등에 10%의 추가 세액 공제 혜택을 주는 규정도 일부 변경했다. 업체들은 미국산 부품 사용 비율 계산시 에너지부의 기본 비용 비율을 사용할 수 있게 돼 이전보다 기준 충족이 이전보다 용이해질 것으로 관측된다. 앞서 미국 정부는 지난 14일 태양전지를 비롯해 중국산 수입 제품에 무역법 301조를 활용한 고율 관세 부과 방침을 발표한 바 있다. 한편 미국 정부는 이달 말 중국산 합성 흑연에 대한 25% 관세를 발표할 예정이라고 로이터 통신 등이 보도했다.
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미국, 중국 태양광 겨냥해 양면형 패널에 관세·동남아 우회수출 차단
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소프트뱅크 자회사 암(ARM), 2025년 AI 칩 출시 목표로 개발 착수
- 소프트뱅크 그룹의 자회사 암(ARM)이 인공지능(AI) 칩 개발에 뛰어들어 내년 첫 제품 출시를 목표로 한다고 닛케이 아시아가 12일(현지시간) 보도했다. 이는 손정의 소프트뱅크 그룹 회장이 640억 달러(약 87조8400억 원)을 투자해 그룹을 거대 AI 기업으로 변모시키려는 노력의 일환이다. 영국에 본사를 둔 암은 2025년 봄까지 프로토타입 개발을 목표로 AI 칩 사업부를 설립할 계획이다. 계약 제조업체가 맡을 대량 생산은 내년 가을 시작될 것으로 예상된다. 암은 이미 엔비디아 등 칩 개발업체에 아키텍처(회로 설계)를 공급하고 있으며, 스마트폰용 프로세서 아키텍처 시장에서 90% 이상의 점유율을 차지하고 있다. 소프트뱅크가 90% 지분을 소유한 암이 초기 개발 비용을 부담하며, 소프트뱅크도 수천억 엔을 투자할 것으로 예상된다. 대량 생산 체제가 구축되면 AI 칩 사업을 분사해 소프트뱅크 산하에 둘 수도 있다. 소프트뱅크는 이미 대만 반도체 제조사 등과 생산 능력 확보를 위한 협상을 진행 중인 것으로 알려졌다. 손정의 회장의 AI 혁명 비전 아래 소프트뱅크는 데이터 센터, 로봇, 발전 분야로 사업 확장을 목표로 한다. 손 회장은 최신 AI, 반도체, 로봇 기술을 결합해 다양한 산업 분야의 혁신을 촉진할 계획이다. 이 프로젝트의 핵심은 대량의 데이터를 처리할 수 있는 AI 칩이다. 이러한 야심찬 투자는 AI의 힘에 대한 손 회장의 깊은 믿음에서 비롯되었다. 손 회장은 지난해 7월 심포지엄에서 "인간의 지적 능력을 뛰어넘는 AI는 수정 구슬에 미래를 묻듯 문제를 해결할 수 있다"며 "일본은 그 중심에 가장 밝은 수정 구슬을 만들어야 한다"고 말했다. 이후 그는 실적 발표도 건너뛰고 전 세계를 돌아다니며 이 비전을 실현하기 위해 노력했다. 대만과 미국의 칩 허브를 방문하고 소프트뱅크의 이니셔티브에 협력할 것으로 예상되는 기업 경영진과도 만났다. 그는 또한 해운, 제약, 금융, 제조, 물류 등의 분야에서 인간을 보조할 것으로 기대되는 범용 인공지능(AGI)에도 주목하고 있다. AI 칩 시장은 성장이 가속화될 것으로 예상된다. 캐나다의 프리시던스 리서치에 따르면 올해 300억 달러(약 41조1750억 원)로 추정되는 이 시장은 2029년에 1000억 달러(약 137조2500억 원)를 돌파하고 2032년에는 2000억 달러(약 274조5000억 원)를 넘어설 것으로 예상된다. 현재 이 분야를 선도하는 엔비디아는 수요 증가를 따라잡지 못하고 있으며, 소프트뱅크는 이 기회를 포착했다. 주력 투자 사업이 회복되면서 공격적인 행보를 이어갈 수 있는 재정적 여력도 생겼다. 13일에 발표될 2023 회계연도 실적 보고서에서는 전년도 1조 엔(약 8조8091억 원)에 가까운 손실을 기록했던 수익이 크게 개선되었음을 발표할 것으로 예상된다. 재무제표에는 충분한 현금을 보유하고 있음을 보여줄 것이다. 소프트뱅크는 이르면 2026년부터 미국, 유럽, 아시아, 중동에 자체 개발한 칩을 탑재한 데이터 센터를 건설할 계획이다. 데이터 센터는 막대한 양의 전력을 필요로 하기 때문에 발전 사업에도 진출할 예정이다. 차세대 융합 기술에 주목하여 풍력 및 태양광 발전소 건설을 계획하고 있다. 소프트뱅크는 지난 2월 사우디아라비아 국부펀드와 로봇 공학 합작회사 설립 계획을 발표했다. 인수합병도 추진 중이다. 자체 자금과 국부펀드 등의 투자를 포함해 총 투자 규모는 10조 엔(약 88조910억 원)에 달할 것으로 예상된다. 소프트뱅크는 과거에도 기술 발전에 발맞춰 주력 사업을 전환한 적이 있다. 1990년대 후반에는 미국 야후와 합작 투자를 통해 인터넷 사업을 운영했고, 2000년대 후반에는 영국 보다폰과 미국 스프링을 인수하며 모바일 사업으로 전환했다. 이제 소프트뱅크는 AI 중심 그룹으로의 변신을 시도한다. 하지만 대규모 투자에는 위험이 따르기 때문에 손정의 회장의 비즈니스 통찰력은 그의 비전을 추구하는 과정에서 다시 한번 시험대에 오를 것으로 보인다.
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소프트뱅크 자회사 암(ARM), 2025년 AI 칩 출시 목표로 개발 착수
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[퓨처 Eyes(35)] 첨단 '고밀도 물 없는 수력' 에너지 플랜트 시연
- 기존 수력 발전의 한계를 극복하는 저지대 언덕을 활용한 고밀도(HD) '무수력(無水力·물 없는 수력) 발전' 시스템이라는 혁신적인 에너지 저장 기술이 개발됐다. 영국 스타트업 리에너자이즈(RheEnergise)가 개발한 무수력 발전 시스템은 물 대신 2.5배 더 높은 밀도의 액체를 사용해 기존 수력 발전소의 40% 용량으로 동일한 전력 저장 성능을 달성했다고 리차지뉴스와 뉴아틀라스 등 다수 외신이 최근 보도했다. 리에너자이즈의 고밀도 무수력(HD Hydro) 기술은 물 대신 특수한 미네랄 분말과 혼합된 액체를 사용해 에너지 저장 효율이 높다. 이 무거운 유체를 사용하면 40%의 부피, 훨씬 작은 탱크 또는 상부 탱크와 하부 탱크 사이의 40%의 높이 차이를 사용해 기존의 양수 발전과 동일한 에너지 저장 성능을 얻을 수 있다. 에너지 수요가 낮을 때 HD Hydro 시스템은 올림픽 규격 수영장보다 큰 지하 저장 탱크로 오르막의 물보다 2.5배 더 밀도가 높은 특허 받은 유체를 펌핑한다. 프로젝트는 5MW에서 100MW까지 다양하며 100m 이하의 수직 높이에서 작업할 수 있다. 또한 이 에너지 저장 시스템은 풍력 및 태양열 시설에서 잉여 전력을 활용하는 데도 사용 가능하다. 기존의 수력 발전 시스템은 세계 최고의 친환경 전기 생산 수단으로, 생산량의 4300TWh, 즉 전체 전기의 15%를 차지한다. 수력 발전으로얻은 전기를 수력 전기라고 하며 일단 건설되면 더 이상 직접적인 폐기물은 발생하지 않으며, 이산화탄소 배출량도 적다. 최근 몇 년 동안 수력 발전이 확장되었음에도 불구하고 지형적인 제약 등으로 더 이상 확장할 여지가 많지 않다. 전통적인 수력 발전은 효율적인 전력 생산을 위해 가파르고 산이 많은 지형 등 충분히 높은 수위를 가진 큰 수역이 필요하다. 기존 수력발전은 지형적 제약을 받지만, 이 기술은 언덕이 훨씬 낮은 지역에도 에너지 저장 시설을 설치할 수 있어, 기존 방식으로는 사용할 수 없었던 전 세계 다양한 지역에 깨끗한 형태의 에너지를 제공할 수 있다. 현재 영국 정부는 이 혁신적인 물 없는 수력 발전소의 파일럿 플랜트 설립을 승인했다. 영국은 무수력 시범 발전소 건설을 통해 기술 검증 및 상업화 기반을 마련하고자 한다. 리에너자이즈의 HD Hydro 500kW 실증기는 영국 데번주의 플리머스 외곽 콘우드(Cornwood)에 있는 광산 회사 시벨코(Sibelco)에 오는 9월 건설을 시작할 예정이다. 영국 정부의 장기 에너지 저장 시범 프로그램 지원으로 무수력 시범 발전소가 건설되며, 성공 시 상업용 대규모 발전소 건설로 이어질 전망이다. 리에너자이즈에 따르면 영국에만 6500개의 무수력 발전소의 잠재적 부지가 있다고 한다. 이 회사는 또 유럽, 아프리카, 북미 및 호주 전역에서 10만개 이상의 잠재적인 부지가 있다고 덧붙였다. 이는 태양열이나 풍력 에너지 저장에도 활용될 수 있으며 리튬 이온 배터리 대비 저렴한 비용과 장기간 저장이 가능하다는 장점이 있다. HD Hydro 시스템은 기존 수력 발전 시설을 건설하는 데 평균 5년에서 10년이 걸리는 데 비해 단 몇 년 만에 건설할 수 있다고 한다. 리에너자이즈는 또한 계곡의 범람이 필요한 기존의 양수 저장 수력 발전 시설보다 설치 면적이 현저히 작기 때문에 몇 년이 아닌 몇 달 만에 계획 승인을 받을 수 있다고 밝혔다. 전 세계가 탈탄소화 경쟁에서 재생 에너지 그리드로 전환하고 있는 상황에서 이 프로젝트는 매우 중요한 소식이다. 무수력 파일럿 플랜트 시설은 시벨코의 콘우드 공장에서 도자기, 타일, 산업용 애플리케이션뿐만 아니라 위생 도기 용 카올린을 생산하는 공장에 설치되고 있다. 이 파일럿 플랜트는 영국 정부의 장기 에너지 저장(LoDES) 실증 프로그램(화장실 제조업체에 적합한 자금 출처)의 지원을 받고 있으며, 데본 카운티 의회의 지원을 받고 있다. 스테판 크로셔(Stephen Crosher) 최고경영자(CEO)는 "이 플랜트 시연은 장기 에너지 저장 부문의 '선구적인 프로젝트'이며 리에너자이즈는 영국과 해외에서 상업 규모의 프로젝트를 구축할 수 있는 강력한 위치에 놓이게 될 것"이라고 말했다. 그는 "호주와 칠레에 이르기까지 전 세계적으로 우리 기술에 관심을 가지고 있다. 우리는 2년 이내에 첫 번째 10MW 그리드 규모 프로젝트를 가동하고 싶다"고 포부를 밝혔다.
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[퓨처 Eyes(35)] 첨단 '고밀도 물 없는 수력' 에너지 플랜트 시연
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