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31 May 2011

바이오 에탄올 생산 효율 높이는 효소 발견

효소를 이용해 바이오 연료를 대량 생산할 수 있는 방법을 국내연구진이 고안했다.

한국해양연구원은 해양바이오연구센터 차선신 책임연구원과 한국외국어대 이규호 교수가 공동으로 바이오 에탄올 생산을 돕는 ‘피루브산탈카르복시효소’를 발견했다고 30일 밝혔다. 이 효소는 동·식물을 알코올의 일종인 ‘아세트알데하이드’와 이산화탄소로 분해한다.

피루브산탈카르복시효소는 당초 발효와 관련된 기능을 하는 ‘FrsA’라는 단백질로 알려져 왔다. 공동연구진은 FrsA의 3차원 구조를 분석해 이 물질이 효소의 일종이며 분해하는 효율도 다른 효소보다 뛰어나다는 사실을 알아냈다.

차 연구원은 “이 효소를 바이오 에탄올을 생산하는 기존 미생물에 도입하면 연료를 더 빨리, 더 많이 생산할 수 있을 것”으로 기대했다.

이번 연구는 화학·생물학 분야 학술지인 ‘네이처 케미컬 바이올로지’ 온라인판 29일자에 게재됐다.

전동혁 동아사이언스 기자 jermes@donga.com

자연이 준 선물, 인공광합성

[KISTI의 과학향기]

2011년 05월 30일

오늘날 인류가 직면한 가장 큰 문제점으로 지구온난화와 화석 연료의 고갈을 꼽을 수 있다. 때문에 이를 해결하기 위해 온난화의 원인이 되는 이산화탄소를 배출하지 않고 무제한으로 존재하는 태양 에너지를 이용하려는 노력이 세계적으로 이뤄지고 있다.

이러한 가운데 필자가 포함된 KAIST 신소재공학과 박찬범 교수팀이 효소반응과 태양전지 기술을 접목해 자연계의 광합성을 모방한 인공광합성 시스템 개발에 성공했다. 이 기술은 정밀화학 물질들을 태양에너지를 이용해 생산해 내는 ‘친환경 녹색생물공정’ 개발의 중요한 전기가 될 전망이다.

● 인공광합성이 모방한 자연광합성, 그 원리는 무엇일까?

지구상의 모든 생물은 생존을 위해 에너지를 필요로 한다. 먹이사슬의 상위단계에 있는 개체는 하위단계의 개체로부터 에너지를 얻는다. 식물은 먹이사슬의 가장 아래에 있지만 지구상에서 스스로 에너지를 생산할 수 있는 유일한 생물이다. 식물은 태양빛을 이용해 물과 이산화탄소로부터 생물의 에너지원인 탄수화물을 생산한다. 이것이 우리가 알고 있는 ‘광합성’ 과정이다. 따라서 광합성은 지구상의 모든 생명현상 중에서도 가장 경이롭고 중요한 현상이다. 그렇다면 식물은 어떻게 광합성을 할 수 있을까?

광합성은 크게 명반응과 암반응으로 구성돼 있다. 명반응은 엽록소와 효소 등으로 이루어진 엽록체에서 일어난다. 엽록소는 태양빛을 흡수하면 에너지적으로 들뜬 상태가 된다. 이 들뜬 에너지는 주변으로 높은 에너지의 전자를 전달해 일련의 화학반응을 일으키게 한다. 이러한 화학반응을 통해 식물은 물을 분해해 산소를 생성한다. 뿐만 아니라 다양한 화학반응의 에너지원인 ATP와 NAD(P)H를 만들게 된다. 이렇게 생성된 ATP와 NADPH는 암반응 과정(캘빈회로, calvin cycle)을 통해 이산화탄소로부터 탄수화물을 합성하는데 이용된다.

● 모방은 창조의 어머니 - 효소반응을 이용한 인공광합성

박찬범 교수팀이 개발한 인공광합성 기술은 태양전지 기술을 이용해 NAD(P)+로부터 NAD(P)H를 재생시키는 자연광합성의 명반응을 모방했다. 또 암반응 과정을 산화환원효소로 대체해 효소반응을 이용했다. 효소는 단백질로 이루어진 생체촉매를 일컫는 말로, 기존에 산업적으로 사용되는 촉매와는 달리 상온, 상압, 중성 pH의 온화한 조건하에서 부산물의 생성 없이 특정 화학물질만 선택적으로 합성할 수 있다는 장점이 있다.

다양한 효소 중에서 산화환원 효소는 특히 기존의 촉매로는 거의 불가능한 광학이성질체나 신약원료물질의 합성이 가능해 정밀화학물질이나 신약 산업으로 활용할 수 있을 것으로 기대돼 왔다. 일례로 산화환원효소를 이용하면 당뇨병 치료제나 에이즈 치료제의 원료물질 등을 생산할 수 있다. 그러나 산화환원효소를 실제 산업적으로 활용한 예는 극히 드문 실정이다. 이는 산화환원효소의 촉매반응이 NAD(P)H와 같이 1g당 수백만 원을 호가하는 고가의 보조인자를 소모하기 때문이다.

이러한 문제를 해결하기 위해 KAIST 연구팀은 NAD(P)+로부터 NADPH를 재생하는 자연광합성의 명반응과 염료감응 태양전지의 유사성에 주목했다[그림]. 광합성에서는 엽록소가 가시광선을 흡수해 들뜬 상태가 되면 고에너지의 전자를 주변에 전달해 NAD(P)+로부터 NADPH를 재생한다.

자연광합성과 염료감응 태양전지의 유사성을 이용해 개발한 인공광합성 기술


이와 유사하게 염료감응 태양전지에서는 황화카드뮴(CdS) 양자점과 같은 염료가 가시광선을 흡수해 들뜬 상태가 되면 고에너지의 전자를 주변의 산화티타늄(TiO2)에 전달해 전기를 생산하게 된다. 연구팀은 이러한 유사성에 착안, 염료감응 태양전지를 이용해 전기를 생산하는 대신에 NAD(P)+로부터 NAD(P)H를 재생하는데 성공했다. 더 나아가 재생된 NAD(P)H를 산화환원효소 반응과 연결시켜 고부가가치의 정밀 화학물질을 생산하는 ‘인공광합성’ 기술을 개발해냈다.

이렇듯 인공광합성 기술은 염료감응 태양전지 기술을 이용해 자연광합성 기술을 모방했다는 점이다. 재밌는 사실은 염료감응 태양전지 기술 역시 자연현상을 모방해 개발된 기술이라는 점이다. 결국 모방을 통해 새로운 기술을 개발하고 발전시킬 수 있었다. ‘모방은 창조의 어머니’다.

이 인공광합성 기술을 실제 산업에 적용하기 위해서는 광반응 효율성 향상, 생체물질인 효소의 안정성 향상 등 해결해야 할 문제가 아직 남아있다. 하지만 무한 에너지원인 태양광을 이용해 신약원료물질, 광학이성질체와 같은 고부가가치의 정밀화학물질을 친환경적으로 생산할 수 있다는 점에서 그 파급효과가 매우 클 것으로 예상된다.

● 전 세계적으로 인공광합성 연구 ‘열풍’

인공광합성 기술 개발은 국내뿐 아니라 전 세계적으로도 활발히 진행되고 있다. 미국은 2010년부터 5년간 1억 달러 이상을 캘리포니아 공과대학, 버클리대, MIT의 우수연구자로 구성된 인공광합성 연구센터에 지원한다. 우리나라도 2009년부터 10년간 정부지원금 500억 원을 서강대 인공광합성 연구센터에 지원하고 있다. 이들 연구센터는 빛에너지를 이용해 물과 이산화탄소로부터 수소와 메탄올과 같은 청정연료를 생산하는 연구를 진행하고 있다. 머지않아 세계 곳곳에서 인공광합성을 통한 청정에너지를 사용하기 시작했다는 소식이 들려오길 기대해본다.

류정기 KAIST 신소재공학과 박사후 연구원

25 February 2011

숨쉬기만 해도 전기 만들고…목걸이 정수기로 편하게…

한국연구재단 지원 ‘미래상품’들

2011년 02월 25일




‘그냥 숨만 쉬었을 뿐인데 전기가 만들어진다?’ ‘여행 중에 물을 잘못 마시면 배탈 나는데, 휴대용 정수기 없나?’

현실에서는 불가능할 것 같은 일에 과학자들이 도전하고 있다. 성공 여부가 불투명한 황당한 연구로 비칠 수 있지만 이러한 시도가 미래를 바꿀 수 있기 때문이다. 과학자들은 ‘성실 실패’를 인정하는 한국연구재단의 도움을 받아 ‘모험연구’에 뛰어들었다.

● 몸이 발전기, 옷은 배터리

김용준 연세대 기계공학과 교수가 이끄는 ‘인체에너지변환 융합연구단’은 몸에서 발생하는 각종 에너지를 전기로 바꿔 옷에 저장하는 방법을 찾고 있다. 원리는 간단하다. 사람이 숨을 쉴 때 흉부가 움직이는 힘, 팔이나 다리를 구부릴 때 발생하는 물리적인 힘 등을 ‘압전소자’를 이용해 전기에너지로 바꾸면 된다.

김 교수는 “옷에 주름이 생기는 부분은 모두 힘이 작용한 부분”이라며 “압전소자를 얇게 만들어 옷에 넣으면 이런 힘을 모아 전기를 생산할 수 있을 것”이라고 설명했다. 움직이는 힘만으로 부족하다면 체온 변화를 이용할 수도 있다. 김 교수는 온도 차에 의해 전류가 발생하는 ‘열전소자’를 옷에 넣어서 미세한 체온 변화나 바깥 공기와 몸의 온도 차를 전기로 만들 계획이다.

문제는 이렇게 긁어모은 에너지의 양이 너무 적다는 점이다. 사람 한 명이 압전소자나 열전소자가 들어 있는 옷을 입고 만들어 낼 수 있는 에너지는 20mW(밀리와트·1mW는 1000분의 1W)로 1W 전력을 소모하는 스마트폰 한 대를 작동시키기에도 부족한 양이다.

김 교수는 “전자기기의 전력 소모량이 점점 줄어드는 추세로 미래에는 정보기술(IT) 기기의 전원으로 사용 가능하다”고 말했다. 옷에 저장한 에너지를 꺼내 쓰는 기술도 어려운 과제다. 김 교수는 “화학공학, 재료공학, 운동생리학, 의류학 분야 전문가들이 함께 연구하고 있다”며 “3년 뒤에는 특허를 내고 2020년에는 실생활에 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.


조재원 광주과학기술원 교수팀이 개발한 정수 장치. 내부에 들어가는 막과 펌프를 100분의 1 크기로 축소시켜 목에 걸 수 있는 휴대용 정수 장치를 개발할 계획이다. 광주과학기술원 제공


● 목걸이 정수기

조재원 광주과학기술원(GIST) 환경공학부 교수는 요즘 간단히 손잡이만 돌리면 언제 어디서든 물을 정수해 마실 수 있는 휴대용 정수기 목걸이를 구상하고 있다.

조 교수는 이미 3년 전부터 케냐, 아이티 등 제3세계 국가에 정수 장치를 공급해왔다. 구멍이 수 μm(마이크로미터·1μm는 100만분의 1m) 이하인 얇은 막으로 물속 불순물을 걸러내는 장치다. 발로 페달을 돌려 펌프를 작동시키기 때문에 전기가 없어도 문제가 없지만 소형 냉장고 크기다.

조 교수는 “정수 장치에 들어가는 막과 펌프의 크기를 100분의 1로 축소하면 목걸이 정수기를 개발할 수 있다”며 “막의 구멍이 미세해 보통사람들이 세척하기 어렵다는 문제만 해결하면 상용화할 수 있을 것”으로 내다봤다.

원호섭 동아사이언스 기자 wonc@donga.com
이영혜 동아사이언스 기자 yhlee@donga.com

9 January 2011

미생물 활용한 환경복원 사업, 이것이 미래사업이다

미생물 활용한 환경복원사업, 이것이 미래사업이다
박테리아를 활용한 폐유처리 사업

2011년 01월 09일 (일) 09:49:27 이민주 기자 koredcom@hanmail.net

바이오레메디에이션(Bioremediation)을 이용한 환경 비즈니스가 미래 사업으로 떠오르고 있다. 바이오레메디에이션이란 미생물에 의한 환경복원이라는 환경용어로, 생물학적으로 유해한 유기화합물을 무해한 물질로 변화시키고, 유해한 무기물은 구조를 단순화하여 안전한 물질로 변화시켜 환경복원을 꾀하는 것을 말한다.

미국 플로리다주 브랜던턴에 본사를 두고 있는 ‘인바이런멘탈 바이오테크’(www.environmentalbiotech.com)는 박테리아를 활용한 독특한 폐유처리 시스템으로 주목받고 있는 환경 기업이다.



▲ 인바이런멘탈 바이오테크는 박테리아를 활용한 폐유처리 시스템으로 주목받고 있다.


조리과정에서 발생하는 폐유처리문제는 외식업에서 가장 골치 아픈 문제의 하나이다. 일단 폐유로 오염된 토지가 정상으로 돌아오기까지 수백년이 걸릴 뿐만 아니라 이 기간을 인위적으로 단축시키기 위해서는 엄청난 비용이 필요하기 때문이다. 따라서 적은 비용으로 폐유를 처리할수 있다면 획기적인 사업이 될 수 있다.

박테리아를 활용한 폐유처리 시스템의 원리는 다음과 같다. 13종류의 박테리아를 적절히 배합해 만든 폐유처리제로 폐유를 물과 이산화탄소로 분해하는 것이다.

각각의 박테리아는 올리브 기름 옥수수 기름 등 특정의 기름을 좋아하는 성질을 갖고 있어 기름의 종류에 따라 박테리아의 혼합비율을 달리하고 예컨대 이탈리아 레스토랑의 경우 올리브오일을 잘 분해하는 박테리아의 비율이 높다.

고객의 요청에따라 이 회사는 주방 배수구와 연결된 곳에 약 20리터 크기의 용기를 설치한다. 용기에는 자동펌프가 달려있어 하루에 12회씩 주기적으로 박테리아를 폐유처리장으로 보낸다. 박테리아는 약 21일간 생존하면서 폐유를 분해한 후 배수관을 통해 배출된다. 비용도 펌프설치비 300달러와 월 박테리아 구입비 130달러 등 기존 폐유 처리 비용의 10%에 불과하다.



▲ 미생물 활용한 환경복원사업은 미래 사업이다. 사진=인바이런멘탈 바이오테크 홈페이지


이 방식이 개발되기 전 대부분의 외식업체들은 폐유를 오수와 함께 배수구로 흘러보낸뒤 폐유처리장에 장시간 보관하면서 물과 기름으로 분리하는 방식을 채택하고 있었다. 분리된 물은 하수구로 흘러갔지만 남은 기름은 쓰레기 매립장으로 보내져 환경문제를 야기했다. 더구나 폐유는 배수관을 막아 매년 수차례에 걸쳐 관교체작업을 하지 않으면 안됐다.

폐유를 잡아먹는 박테리아는 이런 문제점을 일거에 해결했다. 고객사도 급속히 늘어 1만개를 넘어섰다. 맥도널드 버거킹 피자헛 등 대형외식업체와 하얏트, 힐튼 등 유명호텔도 고객명단에 들어 있다.

이 회사는 초기부터 고부가가치제품과 프랜차이즈전략을 결합한 성장전략을 구사했다. 체인가맹점들은 평균적으로 100~150개 업체를 고객으로 두고 있다. 여기에 박테리아 구입비 130달러를 곱하면 월 매출이 된다. 박테리아의 매출원가율이 30%로 낮은데다 경비가 크게 들지않기 때문에 수익률도 높은 편이다.

환경오염문제는 전세계의 관심사가 된지 오래 됐다. 현재 이 회사는 영국, 캐나다, 아일랜드, 뉴질랜드, 남아공 등 6개국에 진출했다. 이 회사는 본사 배양실에서 길러진 박테리아를 냉동상태로 보관한 뒤 2주에 한번씩 세계 각지의 고객사로 공수하고 있다.

3 January 2011

10년후의 성장엔진을 찾아라 독일 해상풍력발전

2011년 01월 03일

《2011년 새해가 밝았다. 한 해의 시작이자, 또 다른 10년의 시작이다. 앞으로 10년도 격변의 시기가 될 것이라고 전문가들은 전망한다. 중국의 거침없는 부상, 주도권을 놓치지 않으려는 미국의 반격, 각국의 자원 확보 전쟁…. 글로벌 금융위기를 빠른 속도로 극복한 한국도 중국의 기술 추격을 따돌려야 하고 저출산과 인구고령화를 극복해야 하는 등 큰 숙제를 안고 있다. 새로운 10년을 여는 오늘, 우리는 무엇을 해야 할까. 세계 각국은 다가오는 10년을 어떻게 전망하며 어떤 전략들을 마련할까. 동아일보 기자들이 새로운 세상을 선점하려는 세계 9개국의 현장을 찾았다.》




지난해 12월 9일, 독일 북부 항구도시 브레머하펜 시. 앞이 보이지 않을 정도로 강한 눈발이 휘날렸다. 눈 때문에 기차는 연착이 됐고 중앙역에 내리자 북해의 겨울바람이 매서웠다. 역 대합실 관광안내소에는 ‘WindStadt’란 단어가 눈에 띄었다. ‘바람의 도시’라는 뜻이다.

브레멘의 항구라 이름 붙은 ‘브레머하펜’ 시는 인구 11만4000명의 작은 도시. 1980년대까지만 해도 이 도시는 함부르크와 함께 북해의 대표적 항구도시로 번성했다. 하지만 80년대 중반 이후 주력산업인 조선업과 어업이 쇠퇴하면서 침체 일로를 달려왔다. 브레머하펜 경제발전 투자유치국의 우베 키우펠 마케팅담당 이사는 “현재 브레머하펜의 실업률은 15%로 독일 평균(6.7%)보다 배 이상 높다”며 “우리는 뭔가 새로운 길을 찾지 않으면 안 된다”고 말했다.

브레머하펜이 찾은 새 희망은 ‘바람’이었다. ‘바람의 도시’답게 ‘해상풍력발전’을 신성장동력으로 삼아 새롭게 부흥하고 있었다.

○ 최고 기술력을 가지고 바다로 가자

독일은 전통적인 제조업 강국이다. 자동차, 기계, 화학, 전자 등 4개 업종을 중심으로 한 수출산업이 독일 경제를 이끌고 있다. 유럽의 다른 국가들이 2008년 금융위기 이후 휘청거리고 있지만 튼튼한 제조업이 강점인 독일 경제는 오히려 진가를 발휘하면서 유럽 경제를 이끌고 있다.




독일이 녹색산업 육성에 나선 것은 1990년대. 석유와 석탄을 대체할 신재생에너지를 발굴하는 것이 급선무였다. 독일이 초점을 맞춘 녹색산업은 태양광, 풍력, 바이오매스 등이다. 모두 독일의 강점인 기술력을 활용해야 하는 분야다. 그동안 독일은 유럽 최대의 태양광 클러스터인 ‘솔라밸리’를 운영하는 등 태양광산업도 선도해왔다. 하지만 한국 중국 등이 쫓아오면서 태양전지 저가경쟁이 가속화하자 최근 해상풍력과 바이오에너지 등 새로운 고부가가치 에너지 산업을 발 빠르게 육성하고 있다.

▼이 해상발전기 1대로, 5000가구 오븐 켜고 난방기 틀고…▼

현재 독일의 풍력발전시장은 발전용량 기준 세계 2위, 발전기 및 부품제조 시장점유율은 35%로 세계 1위다. 육상풍력발전은 1990년대부터 이미 한계에 이르렀다는 지적이 나왔다. 풍력터빈이 대형화되면서 어마어마한 소음과 경관 훼손, 생태계 파괴 등의 문제가 불거졌고 주민들의 민원도 잇따랐다. 대안으로 주목한 것이 해상풍력이었다. 바다에 풍력발전기를 세우면 용지 확보 걱정도 없으며 소음이나 생태계 훼손 우려도 적었다. 무엇보다 육상에 비해 풍력이 2배 이상 강하기 때문에 훨씬 효율적으로 전력을 생산할 수 있다. 육상 풍력은 현재 발전기 한 기당 최대 발전용량이 2∼2.5MW이지만 해상에서는 5MW까지 가능하다. 5MW는 3인 가구를 기준으로 5000가구가 쓸 수 있는 전력.

독일은 특히 해상풍력이 고난도의 설치, 유지, 보수 기술이 요구되고 변압기, 헬기장 등 갖춰야 할 부대시설도 많다는 데 주목했다. 지멘스 등 대기업들이 해상풍력에 유달리 관심을 보이는 것도 높은 진입 장벽과 고수익성 때문이다.

독일은 2008년 10월 독일 북해 연안 500m 해상에 건설된 ‘바르트 오프쇼어 1’ 해상풍력발전단지에서 5MW급 해상풍력발전기 5대를 시범 가동한 데 이어 지난해 4월에는 북해 최초의 해상풍력단지인 ‘알파 벤투스’ 가동을 시작했다.

독일은 현재 총 25개의 해상풍력발전 프로젝트가 승인됐으며 2020년까지 해상풍력전력생산을 12GW, 2030년에는 25GW까지 늘릴 계획이다. 이렇게 되면 2015년에는 영국을 제치고 세계 최대 해상풍력발전국가로 도약한다.

풍력산업은 일자리 창출의 일등공신이기도 하다. 한국 등에 밀려 쇠퇴한 독일 조선업계는 선박 건조 대신 풍력발전용 날개를 제조하고 있다. 현재 8만여 명이 날개 제조 산업에 종사하고 있으며 조만간 20만 명까지 늘어날 전망이다. 독일 정부는 2020년까지 북해와 발트해에 40개의 해상풍력단지가 건설되면 약 3만 개의 일자리가 창출될 것으로 기대하고 있다. 2030년까지는 약 1200만 가구에 해상풍력을 통해 생산한 전력을 공급할 수 있을 것으로 보인다.

○ 수출입 항만이 해상풍력 전초기지로

이 야심찬 계획의 중심에 브레머하펜이 있다. 해상풍력의 베이스캠프로 브레머하펜이 최적지로 꼽히기 때문이다. 해상풍력 항만은 대형 부품의 보관 및 조립이 가능한 넓은 용지와 초중량 화물용 크레인 등이 필수다. 이러한 입지요건을 기반으로 10년 전부터 해상풍력을 신성장동력으로 삼은 브레머하펜 시는 독일 최대 해상풍력발전 생산업체인 리파워와 아레바의 조립시설을 유치하는 데 성공했다.

해상풍력발전은 이제 첫걸음을 떼기 시작했지만 브레머하펜 경제는 벌써 활기를 띠고 있다. 키우펠 씨는 “해상풍력산업에서 2010년 한해 1000개의 일자리가 창출됐다”며 “2011년에는 1500개의 신규 고용창출이 기대된다”고 말했다.

브레머하펜 시는 수출입을 위한 기존의 항구 시설을 해상풍력발전용으로 대대적으로 개조하고 있다. 키우펠 씨는 “기존 수출입 및 어업가공 항만 용지 가운데 상당부분을 해상풍력을 위한 항만으로 새로 조성할 계획”이라고 말했다.

○ 긴밀한 산학협동 R&D가 핵심경쟁력

독일 풍력산업의 경쟁력은 풍부한 연구개발(R&D) 인프라에서 나온다. 브레머하펜 시 외곽의 풍력발전시험단지에 위치한 ‘파워윈드’사는 중소형 풍력발전기 제조업체. 지난달 10일 방문했을 때 풍력터빈 제작이 한창이었다. 발전용량이 900kW인 ‘파워윈드56’은 2008년 이후 현재까지 독일을 비롯해 미국 이탈리아 폴란드 루마니아 불가리아 아제르바이잔 등에 100기 이상이 설치됐다.

원래 독일은 해상풍력연구에선 후발주자였다. 덴마크의 리소연구소, 네덜란드의 에너지연구센터와 같은 신재생에너지 분야 대형 연구소가 없었기 때문에 연구개발 역량이 국가적으로 결집되지 못했기 때문이었다. 그래서 만들어진 것이 브레머하펜의 프라운호퍼 풍력 및 에너지시스템연구소다. 이 연구소는 정부, 기업, 연구소 간의 협력을 조율하는 역할을 맡기도 했다.

이러한 산학연(産學硏) 협력은 독일 해상풍력의 핵심 경쟁력을 이룬다. 아레바와 리파워 같은 대형 업체들은 인근 대학의 ‘풍력에너지공학과’와 활발히 교류하고 있다. 2009년 말 현재 전 세계 풍력 전력 생산은 159.2GW로 전체 전력의 2%를 차지한다. 아직은 적은 비중이지만 증가 속도가 빠르다. 이처럼 풍력시장이 미래성장산업으로 떠오를 것으로 전망되는 가운데 독일은 첨단기술과 고부가가치 친환경 에너지원인 해상풍력산업에 집중하고 있다.

■ “세계 해상풍력산업 이제 시작단계…
조선-플랜트 뛰어난 한국도 유망”

2009년 세계 풍력시장 규모는 635억 달러였다. 2019년에는 1145억 달러로 배 가까이 증가할 것으로 예측된다. 해상풍력은 시작단계로 2010년 현재 설치용량이 2.9GW에 불과하지만 현재 건설 중이거나 승인된 계획이 23.6GW, 세계 각국에서 준비하고 있는 규모는 153.9GW나 된다.

지금까지 해상풍력 시장을 주도해온 나라는 덴마크다. 덴마크는 삼쇠 섬에 해상풍력발전기 10기를 설치했다. 영국도 국가주도로 1∼3단계 해상풍력 개발계획을 추진해 현재 세계 최대의 해상풍력단지를 운영하고 있다. 독일은 출발은 늦었지만 빠른 속도로 세계 최대 해상풍력국으로 나아가고 있다.

최근에는 중국, 미국 등이 국가적으로 해상풍력발전단지 개발을 추진하고 있다. 중국은 2015년 15GW, 2030년에는 35GW까지 해상풍력발전기지를 건설할 예정이다.

한국도 민관 합동으로 총 9조2000억 원을 투자해 서남해안에 2500MW 규모의 대단위 해상풍력단지를 개발해 2019년까지 ‘세계 3대 해상풍력 강국’으로 올라선다는 계획을 지난해 발표했다. 연관 중소기업들의 발걸음도 바빠지고 있다. 국내 중소기업인 ‘임진에스티’의 경우 진동에도 풀리지 않는 ‘풀림방지 너트’의 핵심기술을 가지고 세계 해상풍력 업체들을 상대로 영업하고 있다.

김평희 KOTRA 함부르크 KBC센터장은 “한국의 조선, 해상설비, 중장비 등 핵심 기술력을 잘 활용한다면 우리도 세계 1위인 독일의 기술력을 금방 따라잡을 수 있을 것”이라며 “더 많은 한국 기업에 기회가 갈 수 있도록 한·유럽 풍력상담회를 개최하고 무역사절단을 운영하는 등 적극 지원하고 있다”고 말했다.

함부르크=정재윤 동아일보 기자 jaeyuna@donga.com


14 December 2010

“이 빌어먹을 컵, 어떻게 할까”… 스타벅스의 종이컵 딜레마

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밥 먹고 구내 커피숍에서 2000원이면 따뜻한 커피와 함께 함께 있는 동료들과 즐거운 이야기를 나눌 수 있다.
...
많게는 하루 두 잔 정도 일회용 컵에 담긴 커피를 마시는데,
너무 멀쩡한 종이컵을 휴지통에 버리자니
언제나 빛진 기분이 든다.
그렇게 누리며 살면서, 세상에 도움될 행동은 무엇을 하고 있는지 반성되기도 한다...

여하튼...
일단 멋지구리한 여섯 개의 일회용 종이컵을 모으고
바닥에 구멍을 뚫어서 집에서 분양받아 제라늄, 사철나무, 이름모르는 다육식물 등을 심어 왔다.
허옇기만 한 종이컵이 멋진 디자인으로 인쇄된 골판지를 입고,
컵의 마개 플라스틱을 화분 받침으로 두었더니 종이컵인지 모를 정도로 그럴싸 했다.

볕이 잘 들고 온도도 낮지 않으니까 잘 자랄 것이라고
수선 떨면서 딸이 심는다 하니까 믿지 못하면서 식물을 내 주시는 엄마를 설득하여 사무실로 가져 왔다.

계획은 여섯 개의 일회용 컵이 물을 주면 약해 질 테니까
매주 월요일날 물을 주고 난 다음에,
새 종이컵을 다시 받쳐서 재사용하리라 생각했다.

사무실에서 종이컵을 회수해서 씻고 한데 모아두었더니,
생각했던 것 보다 종이컵이 모아지는 속도가 장난 아니어서
어쩜 여지껏 이 많은 종이컵들을 그냥 버렸구나 생각이 들었다.

혹시 인터넷으로 멋진 재활용 아이디어를 찾을 수 있지 않을까 생각이 들었는데,
모아서 재활용할 때 종이컵만 1kg이 모여야 겨우 30원이기 때문에 거의 업체에서도 반기지 않고,
재활용 아이디어는 찾기 힘들었고 모두 사용하지 말자는 선언(?)들에 가까워서...

뭐 좋은 방법이 없을까?

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[2010.11.04 18:10]

커피회사 스타벅스의 주가는 2006년 봄 39.6달러를 기록한 뒤 2년여 만에 ‘4분의 1 토막’이 됐다. 2008년 가을 금융위기 직후엔 8달러까지 추락했다. 거의 포화상태라는 커피 시장에 맥도날드와 던킨도너츠가 본격 진출하면서 성장세가 꺾였다. 이후 주가는 2일 현재 29달러까지 올랐지만 고점을 회복하려면 아직 갈 길이 멀다.

이런 스타벅스의 요즘 고민은? 커피가 아니라 ‘컵’이다. 어떻게 커피를 더 많이 팔까보다 어떻게 일회용 컵 소비를 줄일까에 몰두해 있다고 미 월간지 ‘패스트 컴퍼니’가 11월호에 보도했다. 기사 제목은 ‘이 빌어먹을 컵을 어떻게 할 거요?(What are you going to do about this damn cup?)’ 지난 몇 년간 주주총회 때마다 하워드 슐츠 스타벅스 회장이 들어야 했다는 질문이다.

커피 팔려면 컵부터 해결하라

시애틀의 작은 커피숍이 세계 최대 커피 회사로 성장하는 동안 비판의 목소리도 함께 커졌다. 타깃은 두 가지였다. 제3세계 저임금 커피 노동자를 착취한다는 유통구조와 환경을 파괴하는 일회용품 사용. 여론은 눈에 보이는 일회용품에 더 민감했고, 그중에도 새하얀 바탕에 초록색 로고가 새겨진, 이제 스타벅스의 상징이 된 종이컵이 문제였다.

스타벅스는 미국 1만1000여개 매장에서 연간 30억개의 일회용 컵을 배출한다. 뜨거운 커피용 종이컵이 20억개, 찬 음료용 플라스틱 컵이 10억개다. 그러나 미국 매장 중 불과 5%, 시애틀과 샌프란시스코처럼 법으로 의무화된 지역만 재활용 체계를 갖췄다. 나머지 매장의 컵은 땅에 묻힌다.

스타벅스 종이컵은 매장이 7개였던 1984년 도입된 뒤로 몇 차례 변신을 했다. 종이컵을 쥐는 손이 뜨겁지 않도록 컵에 끼워주는 ‘슬리브’도 종이컵 사용을 줄이려고 고안됐다. 97년 슬리브가 등장하기 전에는 종이컵 2개를 겹쳐서 커피를 담았다. 2006년 재생지가 10%쯤 섞인 종이컵을 만들기 시작했고, 2008년부터 플라스틱 컵에 폴리에틸렌 대신 온실가스 배출이 적은 폴리프로필렌을 사용했지만, 여론은 만족스러워하지 않았다. 소비자 눈에는 여전히 거리에 나뒹구는 스타벅스 컵이 보였다.

주가가 8달러대로 추락했던 2008년 10월, 슐츠 회장은 직원 1만명이 모인 연례 회의에서 “2012년까지 스타벅스 컵을 100% 재활용하도록 하겠다”고 선언했다. 커피보다 ‘문화’를 팔아 성공했다는 회사가 이번엔 녹색기업 ‘이미지’를 팔겠다고 나선 것이다. 이 전략이 얼마나 험난한 길인지는 오래지 않아 확인됐다.

컵 문제를 총괄하는 짐 한나(41) 지속가능경영 담당 이사는 미 와이오밍주 옐로스톤 국립공원의 환경보호 책임자 출신이다. 그는 “처음엔 환경오염 시비가 없는 마법의 친환경 물질을 찾아 컵을 만들면 된다고 생각했다. 그런데 문제는 컵의 재료가 아니었다”고 말했다.

슐츠 회장이 ‘100% 재활용’을 선언할 때 미국의 대다수 재활용 업체는 종이컵을 받지 않았다. 소량의 플라스틱이나 왁스로 방수 처리가 돼 있어 다른 종이와 함께 가공하기 어려워서다. 또 고객의 80%는 테이크아웃을 택한다. 손님이 들고 가버린 종이컵은 어떻게 재활용할 건가.

종이컵 정상회담

스타벅스는 일단 매장에 버려지는 컵부터 해결하기로 했다. 지난해 11월 시애틀 본사에서 ‘종이컵 정상회담(Cup Summit)’이라 이름 붙인 첫 회의를 개최했다. 재활용과 관련된 업체 대표, 대학교수, 시민단체 관계자 30명이 참석했다. 웨스턴미시간 대학의 조엘 켄드릭 교수가 스타벅스 종이컵을 일반 판지와 함께 재활용하는 방법과 실험 결과를 제시했다.

업체들이 많은 관심을 보였지만 재활용도 결국 비즈니스다. 돈이 돼야 달려들고, 그러려면 충분한 물량이 확보돼야 했다. 지난 4월 2차 종이컵 정상회담에는 100여명이 초청됐다. 그중엔 던킨도너츠 맥도날드 등 경쟁업체 관계자도 다수였다. 도시마다 여러 브랜드가 함께 종이컵을 모아서 컵 재활용 산업을 창출하자는 구상이다.

스타벅스는 지난 9월 뉴욕에서 9주짜리 종이컵 재활용 실험을 시작했다. 뉴욕의 86개 매장에 분리수거함을 설치하고, 매일 밤 모아진 컵을 재활용품 수거업체가 가져가고, 인근 제지업체가 이걸로 페이퍼타월이나 복사용지를 만든다. 경제성이 확인되면 전국 각 도시로 경쟁업체들과 함께 확대하겠다는 것이다.

그럼 손님이 분리수거함에 넣지 않거나 매장 밖으로 가져간 종이컵은? 지난 3월 주주총회에서 소액주주운동 단체 ‘애즈 유 소(As You Sow)’가 이런 컵의 회수율 목표치를 제시하라고 요구하자 스타벅스는 거부했다. 한나 이사는 “테이크아웃 컵을 다시 가져오거나 분리수거함에 넣는 것은 고객의 선택이다. 이를 예상할 방법이 없다. 현재로선 재활용 시스템 구축에 집중해야 한다”고 말했다.

대신 지난 5∼6월 ‘베타컵 콘테스트’를 개최해 2만 달러 상금을 걸고 친환경 컵 디자인을 공모했다. 기상천외한 커피 컵들이 출품됐다. 야자수 잎 같은 천연 재료를 가공해 만드는 컵, 다 마신 뒤 주머니에 쏙 넣고 다니게 접히는 컵, 아예 다 먹어버리도록 과자로 만드는 컵….

1위는 디자인이 아니라 손님들이 스스로 종이컵을 안 쓰게 유도하는 간단한 아이디어였다. 매장 카운터 옆에 작은 칠판을 놓고 머그나 개인 텀블러를 사용하는 손님이 올 때마다 기록한다. 이렇게 종이컵을 안 쓰는 10번째 손님마다 커피를 공짜로 준다.

내가 종이컵을 안 쓰면 누군가 공짜 커피를 마시고, 그래서 종이컵 안 쓰는 사람이 늘면 나도 공짜 커피를 마실 가능성이 높아지니까 종이컵 사용이 줄어들 거라는 원리. 최선의 재활용은 안 쓰는 것이란 이 아이디어는 스타벅스 시애틀 매장에서 지금 실험되고 있다.

미국 스타벅스가 ‘100% 재활용’을 위해 2년간 해온 것은 여기까지다. 매년 배출되는 30억개 일회용 컵 중 20억개 종이컵만, 그것도 매장에 버려지는 4억개(20%)에 대해서만 재활용하는 시스템을 이제 테스트하는 중이다.

슐츠 회장은 “종이컵이 문제야? 그럼 가서 방법을 찾아” 하는 즉흥적 성격이라고 한다. 그의 명령과 2년의 노력에도 아직 마법의 묘책을 찾지 못했다. 스타벅스는 100% 재활용 달성 시한을 2015년으로 늦췄다. ‘커피 제국’을 만들어준 새하얀 종이컵이 이젠 발버둥쳐 넘어야 할 장애물이 됐다.

그럼 스타벅스코리아는?

스타벅스 종이컵은 세계 50개국 1만7000여개 매장에 미국 본사가 일괄적으로 공급한다. 제작 노하우를 지키고 비용 절감을 위해서라고 한다. 한국 스타벅스도 본사가 보내오는 종이컵을 쓰고 있다.

한국 스타벅스 박찬희 사회공헌팀장은 “국내 재활용 산업은 미국보다 발달했다. 매장마다 분리수거함이 있고, 분리되지 않은 컵도 직원들이 골라내 모두 재활용 업체에 넘긴다. 방수 처리가 됐더라도 몇 가지 가공을 거쳐 재활용 된다”고 말했다.

국내 스타벅스 매장은 320여개다. 하루 평균 13만명이 커피를 주문해 연간 5000만잔가량 팔린다. 테이크아웃 비율은 약 50%. 음식을 앉아서 즐기는 좌식문화 덕에 매장 밖으로 나가는 종이컵 비율이 미국보다 낮다.

그러나 매장에서 마셔도 종이컵 대신 머그를 택하는 사람은 14%에 불과하다. 박 팀장은 “50원 컵 보증금이 있을 때는 머그 사용률이 40%에 육박했다. 2008년 규제 완화를 위해 보증금을 없앤 뒤로 종이컵 사용이 크게 늘었다”고 말했다.

태원준 기자 wjtae@kmib.co.kr

8 November 2010

′나고야 의정서′ 발효되면…

전염병 치료제 구하기 어려워질 수도

2010년 11월 07일

음식점에만 게시됐던 원산지 표시가 화장품이나 의약품에도 의무화된다. 원료가 어느 나라에서 왔는지 어떤 물질에서 유래됐는지 명시된다. 듣도 보도 못한 식물일 수도 있지만 동남아시아 열대우림에 사는 벌레에서 추출된 물질로 만든 화장품일 수도 있다.

일부 나라는 출국 검색도 강화된다. 무작위로 탑승객의 짐을 열어 식물의 씨앗이 없는지 검색한다. 멸종위기종이 아니더라도 유전물질을 함유한 동식물을 허가 없이 다른 나라로 반출하면 범죄행위가 된다.

이는 ‘나고야 의정서’가 발효된 2013년의 모습을 가상으로 그려본 내용이다. 나고야 의정서는 일본 나고야에서 열린 ‘제10차 생물다양성협약 당사국총회(COP10)’에서 29일 채택된 ‘유전자원 접근 및 이익 공유(ABS)에 대한 의정서’를 의미한다. 의정서는 이르면 2012년 발효될 예정이다.

나고야 의정서가 발효되면 삶의 많은 부분에서 변화가 생기겠지만 가장 큰 변화는 ‘의약’ 분야에서 생길 수 있다. 예를 들어 ‘신종 인플루엔자’ ‘조류 독감(AI)’ ‘급성호흡기증후군(SARS)’이 발생했을 때 치료제 개발에 제동이 걸리거나 가격이 매우 높게 책정될 수 있기 때문이다.

급성 전염병은 대개 특정 병원균(박테리아)이나 바이러스가 관여 한다. 그런데 병원균과 바이러스는 자기 복제가 가능한 유전물질을 갖고 있기 때문에 연구 목적으로 가져가더라도 해당 국가에 이익 공유를 전제로 한 접근을 해야 한다. 만약 병이 창궐한 나라에서 공유될 이익의 가치에 대한 협상이 길어질 경우 치료제 개발은 늦어질 수 있다.

만약 치료제 개발에 성공하더라도 병이 창궐했던 나라가 이익을 강하게 주장했다면 치료제 가격이 높아질 수도 있다.

COP10 실무회의에 참석했던 김찬우 환경부 국제협력관은 “연구목적으로 병원균이나 바이러스가 반출되는 절차는 현재 세계보건기구(WHO)가 담당하고 있다”며 “나고야 의정서가 발효될 때 어떤 절차를 밟아야 하는지에 대한 논의도 필요하다”고 말했다.

전동혁 동아사이언스 기자 jermes@donga.com

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라디오에서 지나가는 말로 토종 동식물에 대해서 특허를 받기 위한 작업이 진행중이라고 해서 무슨 말인가 했는데..

나고야 의정서로 이런 협의가 진행되었나 보다.

계속 봐야 겠다.

7 December 2009

코펜하겐은 인류를 구원할 수 있을까

오늘 유엔기후변화협약 총회 열려

2009년 12월 04일

기후변화로 ‘녹는 사람들‘ 독일 베를린 젠다르멘 마르크트 광장에 사람 모양의 얼음조각상들이 등장했다. 브라질 예술가가 만든 1000개의 얼음조각상은 2일 낮 12시에 설치돼 30분 만에 모두 녹았다. 독일 세계자연보호기금(WWF)이 북극 기후변화의 심각성을 강조하기 위해 마련한 행사다. 출처:베를린=로이터 연합뉴스

“앞으로 2~3년 간 행동이 미래를 결정할겁니다.”

유엔 정부간기후변화위원회(IPCC) 라젠드라 파차우리 위원장의 최근 발언이다. 2012년 만료되는 교토의정서를 대신할 새로운 기후협약을 마련해야 한다는 뜻이다. 1997년 채택된 교토의정서는 2012년까지 온실가스 배출량을 1990년 수준보다 5% 줄이자는 내용을 담고 있다.

이를 위해 7일부터 18일까지 덴마크 코펜하겐에서 유엔기후변화협약(UNFCCC) 당사국 총회가 열린다. 버락 오바마 미국 대통령과 원자바오 중국 총리 등 100여 개 국가 정상이 참석할 예정이다. 이번 총회에서 각 국은 ▲합리적인 온실가스 감축량을 제시하고 ▲후진국의 기후변화 참여를 돕기 위한 지원금 마련 ▲탄소배출권 거래제 도입 등에 대해 논의할 계획이다.

나라마다 다른 실행방안…협상은 꼼수?

그러나 길은 순탄치 않아 보인다. 우선 세계에서 온실가스를 많이 배출하는 ‘빅5(중국, 미국, EU, 인도, 브라질)’가 온실가스 감축량을 세운 건 희망적이지만 감축기준이 달라 혼선이 일고 있다. ‘온실가스 배출 감축’이란 목표는 같지만 실행방안이 다른 것이다.

세계에서 온실가스를 가장 많이 배출하는 나라인 ‘지구의 공장’ 중국은 국제 사회의 책임론이 거세지자 국내총생산(GDP) 단위당 이산화탄소 배출량을 2005년 대비 40~45% 줄이겠다고 발표했다. 인도는 GDP 단위당 배출량의 20~25%를 감축하겠다고 밝혔다.

경제발전에 해가 된다며 교토의정서를 탈퇴했던 미국은 고심 끝에 온실가스 방출량을 2005년 대비 17~20% 감축하겠다고 밝혔다. 호주는 2005년 대비 30%, 캐나다는 20%를 줄이겠다고 약속했다. 러시아는 1990년 대비 25% 줄이겠다고 했다.

브라질은 2020년까지 경제가 평균 4~6% 성장하는 것을 전제로, 2020년 온실가스 배출전망치 대비 36~38%를 줄이겠다고 했다. 한국 역시 2020년 온실가스 배출 전망치의 30%를 감축하겠다고 공언했다.

중국과 인도는 GDP 단위당 배출량, 미국과 캐나다는 배출 총량, 브라질과 한국은 배출전망치 대비 감축 목표를 내놓은 셈이다.

서울대 환경대학원 윤순진 교수는 “한국과 러시아의 감축량이 많아 보이지만 어디까지나 가정이기 때문에 배출전망치를 높게 잡으면 상대적으로 여유가 생긴다”며 “배출량 감축 기준이 각 국가마다 다른 건 자국의 이해에 바탕을 뒀기 때문”이라고 말했다.

윤 교수는 이어 “코펜하겐 회의에서 교토의정서와 같은 명확한 합의가 나오기 어렵다고 보는 전망이 많다”면서도 “기후변화의 부정적인 영향을 알고 있기 때문에 각 국가가 자신의 이해를 계속 주장하긴 어려울 것”이라고 내다봤다.

선진국 지원 약속 실상은 속빈 강정

UNFCCC은 개발도상국이 기후변화에 대응하기 위해서는 매년 1000억 달러(약 115조원) 규모의 막대한 자금이 필요할 것으로 보고 있다. 개발도상국은 이른 시기에 산업발전을 이룩한 선진국이 지구온난화의 책임이 큰 만큼 상당 부분을 선진국이 내야한다는 입장이다.

이들은 또 개발도상국이 환경규제 등 기후변화 대응에 참여함에 따라 입게 되는 손실분에 대해 선진국이 기술·자금 등으로 보상해줘야 한다고 말한다. 실제 131개 개도국 모임인 ‘77그룹’은 선진국들이 GDP의 1%를 출연해 개도국의 친환경기술 지원과 환경보호에 지원해야 한다고 주장한다.

겉으로는 선진국도 이에 동의하는 모양새다. 하지만 자세히 살펴보면 ‘속빈 강정’같은 선언적 수준에 그친다. 지난달 25일 영국 BBC는 “2000년 EU 15개국과 캐나다, 노르웨이 등 20개국이 독일 도시 본에서 2005년부터 2008년까지 매년 4억1000만 달러를 출연해 후진국의 기후변화 적응을 돕는데 쓰기로 했지만 실제 모인 돈은 2억6000만 달러에 불과하다”고 꼬집었다.

상황이 이렇다 보니 선진국이 책임을 분명히 지지 않으면서 후진국에게 책임을 전가하려 한다는 반발도 나온다. 실제 이달 2일 중국과 인도 등 주요 개도국은 2050년까지 전 세계 온실가스 배출량을 반으로 줄이자는 덴마크의 제안을 거부했다.

남아프리카공화국 기후변화협상대표 알프 윌스는 “2050년까지 온실가스 배출량을 절반으로 줄이자는 안은 개도국이 그만큼 많은 책임을 져야 한다는 것”이라고 말했다. 이보 드 보어 UNFCCC 사무총장은 “현재 인도에서만 4억 명이 전기를 쓰지 못하는데 절대적 기준을 가지고 온실가스 배출량을 절반으로 감축하라고 하면 8억 명이 전기를 사용하지 못할 것”이라며 “합리적이지 않다”고 말했다고 로이터 통신이 전했다.

감축목표 제시보다 근원적 처방 찾아야

일각에서는 코펜하겐 협상이 결렬돼야 한다는 급진적 주장도 나온다.

저명한 기후학자인 제임스 한센 박사는 이달 2일 영국 일간 ‘가디언’과 인터뷰에서 “기후변화에 대한 접근 자체가 잘못 됐기 때문에 처음부터 다시 시작하는 게 낫다”고 말했다. 한센 박사는 미국 뉴욕에 있는 미국항공우주국(NASA) 고다드 연구소장이다.

그는 “기후변화는 미국대통령 에이브러햄 링컨이 직면했던 노예제와 영국 수상 윈스턴 처질이 부딪혔던 나치즘과 유사하다”며 “노예 수를 50%나 40% 줄이자고 말할 수 없는 것과 같다”고 지적했다. 온실가스 배출량을 언제까지 몇 % 감축하겠다는 목표에서 벗어나 ‘근원적 처방’을 내놔야 한다는 것이다.

한센 박사는 이어 “중세 시대 가톨릭의 주교는 면죄부를 팔아 돈을 벌고 죄인은 사면을 받았다”며 “탄소배출권 거래는 개도국이 돈을 받고 선진국에게 면죄부를 파는 것”이라고 주장했다.

변태섭 동아사이언스 기자 xrockism@donga.com

10 September 2009

2차전지 빅뱅… 차세대 핵심산업 급부상

증시서 관련株 연일 폭등산업 전반 뒤바꿀 혁신역할 기대美-日 등 막대한 예산 지원 계획기업간 경쟁서 국가간 경쟁으로

2009년 09월 10일

세계 자동차 산업의 본산에서 글로벌 위기를 상징하는 ‘유령도시’로 전락한 미국 미시간 주. 파산한 자동차회사들과 실업자가 넘쳐나는 이곳에서도 재기를 모색하는 노력이 한창 진행 중이다. 그 돌파구는 바로 2차전지와 이를 이용한 친환경자동차 산업이다. 제니퍼 그랜홀름 주지사는 최근 라디오 연설에서 “미시간 주가 세계 전지산업의 수도가 되기를 원한다”고 선언했다.

세계 각국이 불황을 극복할 대안으로 녹색성장 정책을 들고 나오면서 전기자동차에 쓰이는 2차전지를 둘러싸고 기업들의 주도권 경쟁이 치열해지고 있다. 국내 증시에서도 2차전지는 시장 전체 분위기를 장악하는 핵심 테마로 빠르게 부상했다. 증권업계에선 2차전지가 정보기술(IT), 자동차에 이어 한국 기업들에 높은 수익을 제공할 핵심 산업이 될 것으로 전망하고 있다.

○ 2차전지 성장성이 증시 돌파구로

증권가에선 2차전지 산업을 일종의 ‘메가 트렌드’로 인식하는 분위기가 강하다. 한두 번 타올랐다 이내 수그러드는 다른 테마들과는 차원이 다르다는 뜻이다. 이 같은 분위기는 최근 국내 기업들의 가시적인 경영성과가 잇달아 나오면서 더욱 달아오르고 있다.

선두주자는 LG화학이다. 이 회사는 올해 초 제너럴모터스(GM)의 전기차 ‘시보레 볼트’에 리튬이온전지를 공급하는 계약을 체결한 데 이어 지난달에는 2011년부터 생산하는 ‘뷰익’의 전지 공급업체로 선정됐다. 삼성SDI도 지난달 초 독일 자동차 부품사 보쉬와 합작해 BMW에 전기차용 전지를 2020년까지 독점 공급하기로 했다고 밝혔다.

증시에서도 이들 종목은 순식간에 핵심 주도주로 떠올랐다. 삼성SDI의 주가는 9일 현재 16만5000원까지 뛰어올랐다. 지난해 말 종가가 5만5000원이었던 것에 비하면 정확히 세 배로 오른 것이다. LG화학도 같은 기간 7만1000원에서 21만2000원으로 역시 세 배로 뛰었다. 신영증권 조용준 리서치센터장은 “IT와 자동차 종목의 주가가 많이 오른 뒤 투자자들이 장기적 성장성이 높은 2차전지에서 새로운 돌파구를 찾고 있다”고 분석했다. 코스닥시장에서도 2차전지 관련 부품 기업들의 주가는 연일 상한가를 치고 있다.

○ 국가 간 주도권 경쟁으로 확산

산업계에서는 2차전지가 기존 기술을 무력화하고 산업 전반을 혁신하는 역할을 할 것으로 기대하고 있다. 자동차가 석유 기반에서 전지 기반으로 바뀌면서 정유, 에너지 등 관련 산업에도 큰 변화를 불러올 것으로 전망되기 때문이다. 워런 버핏 버크셔해서웨이 회장도 이런 흐름을 읽고 지난해 중국의 전기자동차 회사인 BYD의 지분을 10%나 매입했다.

2차전지를 둘러싼 경쟁은 국가 간 경쟁으로 확대되는 추세다. 미국과 일본 정부는 이미 첨단 전지 개발 등에 막대한 예산을 지원하기로 했으며 중국은 2차전지의 핵심 원료인 리튬 확보를 위해 최대 매장국인 볼리비아에 건설자금을 지원하는 등 자원외교에 나섰다.

유재동 동아일보 기자 jarrett@donga.com

한국 핵융합 연구 시동 걸렸다

9일 KSTAR 본격 가동

2009년 09월 09일

‘땅위의 태양’으로 불리는 한국형 차세대 초전도 핵융합 실험장치 ‘KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research)’가 꿈의 에너지인 핵융합 발전(發電)을 향한 첫 실험에 착수했다. KSTAR는 핵융합이 일어나는 환경을 실현하기 위해 만든 실험장치로, 2007년 8월 세계에서 6번째로 건설됐다.

교육과학기술부는 9일 대전 유성구 국가핵융합연구소에서 KSTAR의 본격 가동을 축하는 기념식을 열었다. 이에 따라 KSTAR는 2년여 간 진행된 시험 가동을 마치고 국내외 과학자들이 제안한 45개 실험 과제를 수행하기 시작했다.

핵융합은 태양이 열에너지를 만드는 원리와 같다. 태양은 높은 온도와 강력한 중력으로 99% 이상이 플라스마 상태다. 플라스마란 원자핵과 전자들이 분리돼 있어 기체보다 훨씬 자유로운 상태다. 고체, 액체, 기체에 이어 물질의 4번째 상태로 불리며 이 상태에서 핵융합반응이 일어나게 된다. 이런 초고온의 플라스마 상태에서 수소 원자핵들은 서로 융합해 헬륨으로 바뀌면서 잃어버린 질량만큼 엄청난 에너지를 낸다.

핵융합 발전은 이 원리를 이용해 전기를 생산하는 것이다. 과학자들은 바닷물 등에서 얻는 삼중수소 300g과 중수소 200g만으로 고리 원자력 발전소 1호기가 4일 동안 생산할 수 있는 200만kw의 전기를 얻을 수 있다고 보고 있다. 핵융합은 발전의 원료를 바닷물에서 쉽게 구할 수 있고 온실가스도 거의 발생하지 않아 석유고갈과 지구온난화를 동시에 해결할 꿈의 에너지로 각광받고 있다.

하지만 태양과 비슷한 환경을 땅위에 실현하는 것은 현재 기술로는 한계가 있다. KSTAR는 바로 그런 인공태양 환경을 만들 수 있을지 확인하기 위해 건설됐다. 따라서 수소가 안정적으로 핵융합을 일으킬 수 있는 플라스마 기술을 확보하는 것을 목표로 하고 있다. 이를 위해 2025년까지 단계적으로 플라스마의 품질을 올리는 실험이 진행될 예정이다.

KSTAR는 지난해 7월 첫 플라스마 시험에서 당초 목표한 온도 섭씨 1000만도, 지속시간 0.249초를 얻는 데 성공했다. 올해 12월까지 지속시간을 2초로 늘리고 플라스마 품질을 좌우하는 전류와 자기장의 세기를 끌어올릴 예정이다. 내년에는 핵융합이 잘 이뤄지도록 플라스마의 단면 모양을 ‘O’에서 ‘D’자로 바꾸는 실험도 진행된다. 국가핵융합연구소 권면 선임단장은 “2025년까지는 핵융합 발전이 가능한 수준인 섭씨 5000만∼1억 도의 플라스마를 300초 이상 유지할 수 있을 것”이라고 예상했다.

이를 위해 연구소 측은 한국과 미국, 유럽연합(EU) 등 7개국이 참여한 국제핵융합실험로(ITER)사업단과 미국 프린스턴고등연구원, 미국 오크리지국립연구소 등 해외 유명 연구기관과의 협력도 확대할 예정이다. 핵융합 전문가들은 2045년경이면 핵융합을 이용한 발전소가 등장할 것으로 내다보고 있다.

교과부는 이날 국가핵융합연구소에서 박주식 국가핵융합연구소 본부장에게 과학기술훈장혁신장을 수여하는 등 15년간 KSTAR 개발에 헌신한 관계자 37명에게 훈·포장 및 표창장을 수여했다.


박근태 동아사이언스 기자 kunta@donga.com

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멋지다. 그런데 괜찮을까?

28 August 2009

대구에 국내 첫 타워형 태양열 발전소


신천하수처리장 서쪽에 건립높이 60m 반사판 200개 갖춰116억 들여 2011년 2월 완공

2009년 08월 28일

국내 최초 타워형 태양열발전소가 대구에 들어선다. 27일 대구시에 따르면 사업비 116억5000만 원(국비 71억5000만 원, 민자 45억 원)을 들여 북구 서변동 신천하수처리장 서쪽 터(2만3000m²)에 반사판 200여 개를 갖춘 높이 60m의 타워형 태양열발전소를 세우기로 했다. 시간당 최대 200kW를 생산하는 이 발전소는 내년 3월 공사를 시작해 2011년 2월에 완공될 예정이다.

이 발전소는 대구도시가스㈜가 관리할 예정. 생산된 전력은 신천하수처리장이 사용하게 된다. 대구도시가스는 지난해 12월 지식경제부가 추진하는 ‘200kW급 타워형 태양열 발전시스템 개발’ 사업의 주관사로 선정됐다. 타워형 태양열발전소 건립은 국가전략 기술개발 사업의 일환으로, 발전소 가동과 운영 기술을 수출하기 위해 추진된다. 정부는 이 사업의 기술을 응용해 태양열을 이용한 수소 생산 프로젝트도 추진할 방침이다. 대구시는 이 태양열발전소 후보지 10여 곳을 대상으로 접근성과 일사조건 등 타당성을 조사한 결과 신천하수처리장 서쪽 터가 가장 적합한 것으로 나타났다고 밝혔다.

태양열 발전은 반사경으로 햇빛을 모아 수천 도의 고온을 만들어 전기를 생산하는 기술로 태양전지를 이용한 발전에 비해 효율성과 경제성이 뛰어난 것으로 알려져 있다. 대구시 김필구 신기술산업국장은 “이 태양열발전소를 지역을 상징하는 랜드마크로 가꿔 2011년 대구세계육상선수권대회와 2013년 대구세계에너지총회 등 국제행사에 참가하는 내외국인들을 위한 관광코스로 활용할 방침”이라고 말했다.

정용균 동아일보 기자 cavatina@donga.com

4 August 2009

역풍 맞은 日풍력…발전 지역 주민들 두통-이명 호소

새와 충돌사고로 발전량 들쑥날쑥

2009년 08월 04일

“귀가 먹먹하고 머리가 아파서 잠을 잘 수가 없어요.”


대표적인 클린에너지로 각광받아온 풍력발전이 일본에서 뜻하지 않은 역풍을 맞고 있다. 풍력발전 설치 지역에서 두통과 이명(耳鳴), 어지럼증을 호소하는 주민이 늘고 있다. 새가 풍차에 부딪히는 사고가 잦은 데다 풍량에 따라 들쑥날쑥한 발전량도 풍력발전의 골칫거리다.

50여 기의 풍차를 설치해 풍차마을로 유명한 에히메(愛媛) 현의 이카타(伊方) 마을. 이 지역 주민들은 발전소가 가동된 지 1년이 지나면서 두통과 어지럼증을 호소하는 사람이 늘었다. 지역주민들은 풍차에서 멀리 떨어질수록 증상이 덜하다는 것을 발견하고 발전소 운영회사에 야간운행 정지를 요청해 풍차를 멈춰 세웠다. 피해 지역은 이곳뿐만이 아니다. 아이치(愛知) 현, 시즈오카(靜岡) 현, 효고(兵庫) 현 등 풍차를 설치한 전국 지방자치단체로 확산되고 있다. 피해를 보았다고 주장하는 지자체가 잇따르자 아예 가동을 보류하는 회사도 나왔다. 일본 중부전력은 당초 올 2월이었던 운행 개시 시기를 2012년으로 늦췄다.

피해 증상의 원인은 아직 명확하게 밝혀진 게 없다. 학자들은 풍차가 돌아갈 때 발생하는 저주파음이 어지럼증 등을 유발하는 것으로 추정하는 정도다. 이 때문에 지역주민과 발전소 운영회사 간의 다툼으로 번지는 일이 생기자 일본 정부가 팔을 걷고 나섰다. 환경성에서 민원이 발생한 전 지자체를 대상으로 현지조사를 하기로 한 것이다. 환경성은 각 지역의 저주파음과 소음을 측정하고 풍차가 많이 설치된 해외사례를 수집해 인과관계를 밝혀 풍차와 거주지역의 적절한 거리를 제시한다는 방침이다.

바람세기에 따라 발전량이 좌우돼 전력 생산량이 일정하지 않은 점도 문제다. 풍력발전 운영회사들은 풍차를 돌려 생산한 전력을 전력회사에 파는데 안정적인 전력 공급이 여의치 않자 전력회사가 전력 구매를 꺼리는 일도 잦다. 이와 함께 잦은 조류 충돌사고는 또 다른 환경피해로 이어지고 있다. 풍차는 바람의 흐름 경로에 따라 세워지는데 기류를 따라 먹이를 쫓는 새가 풍차에 부딪히는 사고가 심심찮게 일어난다.

일본 지자체들은 최근 10년간 친환경이라는 상징성과 풍차가 주는 목가적 이미지를 활용해 앞 다퉈 풍력발전을 도입했다. 1980년 일본에 처음 도입된 풍력발전은 3월 말 현재 1500기를 넘어섰다. 풍력발전의 발전용량도 186만 kW로 2000년보다 13배 급증했다.

도쿄=김창원 동아일보 특파원 changkim@donga.com

26 May 2009

5mm 쌀알이 21세기 식품혁명 주도


“화장품 의약품 등 고부가가치 창출 무궁무진”

2009년 05월 26일

평균 길이 5mm, 무게 0.02g. 작고 하얗고 딱딱하고 동글동글한 이것은 ‘쌀알’이다. 우리 민족이 1만5000년 동안 매일처럼 식탁에서 마주 대하는 쌀알이 최근 식품업계에서 새삼 뜨거운 관심을 모으고 있다. 식품은 물론이고 화장품, 의약품에까지 활용할 수 있는 각종 고부가가치 희소 성분들이 이 작은 쌀알 속에 숨겨져 있기 때문이다.

최근 국내 식품기업 연구소 가운데 가장 큰 규모를 자랑하는 서울 구로구 구로동 CJ제일제당 식품연구소를 찾았다. 이곳에서는 200여 명의 석박사급 식품 연구진이 쌀의 부가가치를 높이기 위한 다양한 연구를 진행하고 있었다.

○“고급 성분의 보고(寶庫)”

“쌀을 그냥 ‘밥’의 재료 정도로만 생각한다면 오산입니다.” CJ제일제당 식품연구소에서 만난 조성준 소재식품센터 수석연구원은 쌀을 “활용 잠재력이 큰 고부가가치 곡물자원”이라고 소개했다. “쌀은 버릴 게 없어요. 밥 짓는 용으로 쓰이는 현미, 백미나 기름(현미유) 외에도 고급 기능성 식품의 소재가 되는 쌀 단백질, 기능성 당, 식이섬유를 비롯해 화장품의 원료가 되는 세라마이드, 피틴산 등도 얻을 수 있죠. 쌀겨(벼 껍질)까지도 친환경 사료로 사용됩니다.”


이 가운데 CJ제일제당은 특히 ‘쌀 단백질’의 상업적 가능성에 대해 주목하고 있었다. 조 연구원은 “쌀 단백질은 일반 단백질과 달리 수용성이면서 영양도도 훨씬 좋다”며 “최근 멜라민 등으로 문제가 됐던 커피 크림이나 과자 등에도 쌀 단백질을 활용해 유화제 같은 인공첨가물을 넣지 않고도 천연적으로 맛과 영양이 좋은 제품을 만들 수 있다”고 설명했다.

지금까지 알레르기 등 인체 부작용을 일으키지 않는 쌀 성분에 대해 식품업계나 학계가 관심을 전혀 갖지 않았던 것은 아니다. 다만, 가공처리가 어려운 쌀 성분의 특성 때문에 번번이 ‘실험실 안에서’의 성공에만 그쳤던 게 문제였다.

CJ제일제당은 이를 극복하고 지난해 6월 세계 최초로 쌀에서 추출한 단백질을 대량 생산하는 데 성공했다. CJ제일제당은 여기서 쌀 단백질과 기름, 식이섬유 등을 추출해 과거보다 8배 이상의 부가가치를 창출해 내고 있다.

○세계가 주목하는 쌀

현재 세계적으로 쌀 성분 관련 연간 시장은 2조6000억 원 규모로 매년 15% 이상 성장하고 있다. 조 연구원은 “고단백 뉴트리션바나 고급 시리얼바 등의 수요가 높은 해외 기업들이 특히 쌀 단백질에 관심이 많다”며 “쌀 단백질은 저가 콩 단백질보다 2배 이상 값이 높아 향후 더 많은 부가가치를 얻을 수 있을 것으로 전망된다”고 전했다.

그러나 해외가 주목하는 이 같은 쌀의 고기능성에도 불구하고 국내에서 쌀은 그야말로 찬밥 신세를 면치 못하고 있다. 식생활 변화의 영향으로 국내 쌀 소비량은 최근 5년간 지속적으로 감소해 쌀 소비량과 쌀 재배면적은 각각 11.6%, 7.8%씩 줄었다. 농협 관계자는 “최근엔 쌀 생산량보다 소비량이 더 빠르게 감소하면서 ‘재고 쌀’을 관리하는 데 들어가는 재정 적자 규모도 점점 느는 추세”라며 “전량 수입에 의존하는 밀을 대체할 쌀 가공식품 개발이 시급하다”고 강조했다.

임우선 동아일보 기자 imsun@donga.com

인간.생물권계획 이사회 제주서 개막

제21차 인간과 생물권계획(MAB) 이사회(ICC)가 25일 제주KAL호텔에서 개막됐다. 유네스코 주최로 29일까지 열리는 이 행사에는 34개 MAB 이사국 관계자와 국제자연보호연합(IUCN) 이사 등 100여명이 참가해 기후변화 대응을 위한 유네스코의 전략을 논의하고 생물권보전지역 네트워크 강화방안을 협의한다.
26일에는 전라남도의 신안 다도해와 북한의 묘향산에 대한 생물권보전지역 지정 여부를 결정한다.

부대행사로 27-28일 국내외 생태관광 전문가 등 300여명 참여하는 '생물권보전지역에서의 기후변화 대응을 위한 국제 워크숍'과 '생태관광 아.태지역 세미나'가 각각 열린다.

29-30일에는 세계자연유산으로 등재된 거문오름과 생물권보전지역을 탐방한다.

개회식에서 김태환 제주지사는 환영사를 통해 "MAB 사무국을 두고 있는 프랑스 파리 이외 지역에서 처음으로 열리는 이번 회의가 기후변화에 대한 대응은 물론 생물권보전지역의 네트워크 활동에 기여할 수 있는 알찬 토론의 마당이 되길 바란다"고 말했다.

ksb@yna.co.kr

(제주=연합뉴스) 김승범 기자

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2009.05.25 11:33:42 입력

녹색투자는 돈 되는 게임…기업, 5년후를 내다보라

덴마크서 기후변화 세계기업 정상회의

전 세계 글로벌 기업과 기업인들은 각국 정부와 기업들이 이산화탄소 배출 감축을 지원하고 연말까지 구체적인 감축 합의를 이룰 수 있도록 적극적으로 나서야 한다고 목소리를 높였다.

25일 덴마크 코펜하겐에서 열린 `기후변화에 관한 세계 기업 정상회의`에서 인드라 누이 펩시코 최고경영자(CEO)는 "정부가 정책을 내놓을 때까지 기다리면 늦다. 기업들이 정부를 움직일 수 있도록 변화를 유도할 필요가 있다"고 말했다.

이날 회의 첫 토론에 나선 누이 CEO는 "지속적인 발전을 위해서는 에너지 절약과 함께 이산화탄소 감축 목표를 구체적으로 합의하고, 각 커뮤니티간에 사회적인 합의를 이루는 등 세 가지 측면이 유기적으로 가동돼야 한다"고 강조했다.

앨런 살츠먼 벤티지 포인트 벤처 파트너스 CEO는 "80년대가 정보기술(IT)의 시대이고, 90년대가 모바일(Mobile)의 시대였다면 지금은 그린(Green)의 시대"라면서 "앞으로는 그린 어젠더를 이끌 수 있는 소수가 살아남아 시대를 이끌게 될 것"이라고 말했다.

살츠먼 CEO는 "기업인들이 녹색투자를 투자가 아닌 자선행위로 보는 시각이 여전히 존재한다"면서 "이러한 생각을 바꿔야 한다"고 설명했다.

코니 헤데가드 덴마크 기후에너지 장관은 "기업과 비즈니스 분야에서 (이 분야가) 돈이 되는 게임이라는 것을 각국 정부에 보여줄 필요가 있다"면서 "기업들이 (기후변화) 자본투자에 적극적으로 나서야 한다"고 목소리를 높였다.

시 젠화 중국 국가개발개혁위원회 부위원장은 "각국이 이산화탄소 감축 목표를 달성하기 위한 재정지원과 기술이전을 확실히 해야 한다"면서 "재정지원과 기술이전이 진행돼야 하고, 정치적인 쇼보다는 행동에 나서는 게 중요하다"고 지적했다. 푸 쳉유 중국해양석유총공사 CEO는 "녹색투자는 당장 효과가 나는 게 아니다"라면서 "5년 이상 긴 호흡으로 투자를 생각해야만 한다"며 "지금 시점은 녹색투자를 통해 수익을 낼 수 있는 시기는 아니지만, 투자하기에는 적절한 타이밍"이라고 강조했다.

호세 마누엘 바로소 EU 집행위원장은 "바로 어제 한국 지도자를 만났는데 한국 정부가 기후변화협약을 잘 해보겠다는 의지가 강했다"면서 "한국의 기업인들도 적극적으로 대응하겠다는 얘기를 내놓았다"고 말했다.

폴 폴먼 유니레버 CEO는 "기업이 사회적인 책임을 다하지 않으면 훌륭한 인력도 들어오기 힘들다"고 지적했다. 영국의 에너지 기업 BP의 토니 헤이워드 CEO는 "앞으로 수년간은 신재생ㆍ대체에너지 기술 실험의 시대가 될 것"이라고 강조했다.

[코펜하겐(덴마크) = 김경도 기자]

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2009.05.25 17:30:13 입력, 최종수정 2009.05.26 07:24:39