안녕하십니까,
도래하는 초연결시대의 본질을 통찰하면서,
새로운 디지털혁명에 과감하게 도전하는 기술의 신기축을 탐색하는 새통사입니다.
이번 새통사 83차 모임은 KAIST 성단근 교수님께서 <환골탈태하는 ETRI>라는 강연시리즈에 이어 두 번째 마련하는 강연시리즈의 두 번째 시간을 가졌습니다. 이번 주제는 <제4차산업혁명과 ICT의 역할>이라는 주제의 강연시리즈입니다. 성 교수님께서는 저항할 수 없는 제4차산업혁명기를 거치면서 우리나라가 지속가능성을 담보하기 위해서는 전체 산업생태계의 구조변혁을 멋지게 완수해야 한다는 말씀을 해주고 계십니다. 이에 대한 밑그림을 그린다는 차원에서 인류와 우리국가사회가 안고 있는 문제들을 중심으로 최선의 해결책을 강구하는 것이 전체 산업생태계의 구조변혁과 맥을 같이 하고 있음을 통찰력있게 제시해주고 계십니다.
이번 시간에는 에너지 문제를 중심으로 국가 차원의 전략과 ICT의 역할에 대한 생각나누기를 해봤습니다. 특히, 이번 4월은 성 교수님께서 ETRI에 입소한지 40주년이 되는 달이라고 합니다. 이번 83차 새통사는 성교수님의 R&D 40주년 기념강연의 영광과 함께한 시간이었습니다. ^^*
1. R&D는 세상에 드러나지 않는 문제를 선도적으로 정의하는 것이다.
- 전체 산업구조의 변혁은 단시간에 해결할 수 있는 문제가 아니다. 때문에 거시적 관점에서 인류사회가 안고 있는 문제들이나 우리의 국가사회적 차원에서 직면하고 있는 문제들은 결국 시장생태계에 직접적인 영향을 초래하는 것이기 때문에, 반드시 이러한 거시적 문제 이상의 차원에서 접근전략을 고민해야 함과 동시에 실행적차원에서의 문제를 심층적으로 고민할 필요가 있다.
- 우리사회가 안고 있는 3대 문제는 산업경쟁력 문제, 노령화/저출산 문제, 국가안보문제라고 할 수 있다.
- 누구나 알고 있다시피 우리나라를 이끌어 온 주력산업들이 제대로 된 힘을 발휘하지 못하고 있다. 그동안 우리나라 경제성장에 20%이상의 기여를 해오던 ICT산업도 최근 6%대로 주저 않으며 정체기에 들어 있다. 전 세계의 새로운 경제주도세력들이 모두 IT기업이거나 IT기술을 기반으로 하는 신생기업들임에도 불구하고 우리나라는 아직 미래에 대한 방향성을 찾지 못하고 있다.
- 노령화/저출산 문제는 Care해줄 수 있는 사람보다 Care를 받아야 할 사람의 수가 더 많다는 것을 의미한다. 어떻게 비용최적의 국가사회시스템을 만들 것인가의 던져주는 부분이다.
- 국가안보의 문제에 국방문제는 기본이고 자급률이 20%수준에 머물고 있는 식량안보문제도 있고 자급률이 3~4%밖에 되지 않는 에너지안보문제도 도사리고 있다. 또한 미세먼지를 포함한 환경문제, 조류독감/구제역 등의 되풀이되는 전염병문제, 물 부족문제, 기후온난화에 의한 생태계 파괴문제 등의 문제들도 국가사회의 근간을 뒤흔드는 중차대한 문제이기에 이를 통틀어 국가안보차원에서 다루어야 할 재안안보 문제다.
2. Energy-Mix 속에 인류의 현안이 들어 있다.
- 현대인 사용하는 에너지 사용량은 어머어마하다. 2,000kcal로 살아갔던 원시인들에 비하여 무려 115배의 에너지를 많이 사용한다고 한다.
- 미국의 국가연구소인 Lawrence Livemore 연구소에서 미국의 Energy-Mix 도표를 만들었다. 미국에서 사용하는 에너지원의 양과 가정용, 상업용, 산업용, 물류용 등에 대한 에너지사용량과 버려지는 에너지의 양에 대한 도표이다. 이 그림 속에 인간의 한계와 인간이 살아가는 방식과 인간이 살아가야 할 길이 모두 담겨 있다.
- 생산한 에너지의 57%는 사용하지 못한다. 화력발전의 경우 만들어진 에너지의 4%밖에 이용할 수 없다고 한다.
소비하는 에너지 중에서 가정용으로는 11.7%를 사용하거나 버리고, 사업용으로는 8.8%, 산업용으로는 24.2%, 물류용으로 27.7%으로 소비되거나 손실된다.
- 에너지 문제는 기후변화 문제와 직결되는 문제이다. 왜냐하면, 기후문제의 주범이 이산화탄소이기 때문이다. 인간들이 화석연료를 캐내어 소비하기 시작하면서 과거 지구온난화로 인하여 맞이했던 빙하기 시대의 이산화탄소 밀도에 근접해 가고 있기 때문이다.
- 이 도표 속에서 우리가 어떤 부분에 에너지 소비를 최소화해야 하는지에 대한 중요한 방향성을 찾을 수 있다.
3. 세계 각국은 Energy자립문제를 심각하게 접근하고 있다.
- 또 하나의 도표가 있다. 에너지 고갈을 예측한 도표이다. 원유도 가스도 석탄도 지금 시점이 우리가 사용할 수 있는 피크점이다. 수력발전이나 친환경에너지의 생산량은 쉽지 않다. 원자력은 심리적 저항에 부딪치고 있다.
- 우리나라의 경우, 중화학공업의 비중이 크기 때문에, 석탄과 석유와 가스 의존도를 줄이기 쉽지 않은 구조다. 비용의 문제 때문에 원자력의 의존도도 크다. 친환경에너지의 생산력은 늘어나지 않고 있다. IPCC에서 우리나라에 배정된 이산화탄소배출에 대한 감축요구량은 도저히 우리나라 땅에서는 해결이 불가능한 수치다. 다른 나라에 발전소를 만들어야 할 판이다.
- 미국을 보자. 캘리포니아주의 에너지정책을 들여다 보면, 그들이 얼마나 심각하게 대응하고 있는지를 엿볼 수 있다. 이미 2010년도에 친환경에너지 비중을 20%를 넘어섰다. 2020년에는 33%까지 끌어올린다는 목표다. 한걸음 더 나아간 것이 읽어진다. 2020년에 새로 짓는 모든 가정용 건물은 에너지 자립건물로 지어야 한다. 자체적으로 생산해서 자체적으로 소비하는 Zeo Net Energy Building이다. 2030년도에는 신축하는 상업용 건물은 ZNE building만을 허용한다는 목표다.
- 우리나라는 2027년도에 친환경에너지 비중을 12%로 잡고 있다. 이렇게 해도 되는 것인지 잘 모르겠다.
4. 친환경에너지는 <구정물과 같다>?
- Berkerly LBNL의 새로운 도표를 보자. 에너지 소비패턴을 기준으로 보자면, 빌딩이 39%를 소비하고 산업이 33%를 소비하고 물류가 28%를 소비한다고 한다.
- 빌딩의 경우, 가정용은 온열/온수에 45%의 에너지를 소비하고, 상업용은 조명에 28%의 에너지를 소비한다고 한다. 이런 에너지 소비 포트폴리오는 ZNE 빌딩을 설계하는데 중요한 힌트를 제공한다. 에너지소비 패턴을 인간의 행동양태에 연계하여 관리 할 수 있다면 에너지 소비의 많은 부분을 감축할 수 있을 것이다.
- ZNE빌딩을 첨단으로 만드는데에는 디지털지능-초연결,초지능,초실감,초물질 등-기술이 다양하게 녹아들어 가야만 한다. 건출, 물리, 환경, 생물 등등의 다양한 분야의 사람들이 모여서 고효율의 ZNE 빌딩을 설계하고 또 그것을 관제하는 시스템이 필요로 할 것이다.
- 물류운송의 에너지 소비량을 친환경에너지로 대체할 수 있다면 엄청난 화석연료의 소비를 줄일 수 있을 것이기에 전기자동차, 수소자동차 등의 등장은 매우 자연스러운 것이 아닐까 싶다.
- 또 하나 해결해야 할 큰과제가 있다. 친환경에너지는 자연환경이 실시간 조건에 따라 에너지의 생산량이 들쭉날쭉이다. 에너지시스템의 안정성은 에너지의 생산과 소비의 밸런스에 있다. 밸런스가 깨지면 끔직한 블랫아웃을 직면하게 된다. 때문에 친환경에너지의 생산은 시스템이 대응할 수 있는 시간만큼 앞서서 예측할 수 있어야 하며, 그것에 따라 에너지의 밸런스를 맞추는 능동적인 관제가 필요하다. 거대한 빅데이터 시스템과 자율운전시스템이 절대적으로 필요로 하게 되는 문제이다.
5. 세계는 에너지문제 해결을 위한 다양한 시도가 진행되고 있다.
- 영국은 Bioregional Quintain 이라는 회사가 ‘One Planet Living’의 10가지 원칙- Zero Carbon, Zero Waste, Sustainable Transport, Local & Sustainable materials, Local & Sustainable food, Sustainable Water, Natural habitats and wildlife, Culture & Heritage, Equity & Fair Trade, Health & Happiness-을 지키는 지속가능도시 건설을 진행 중이다.
- Zero Carbon, Zero Waste, Car-free를 지향하는 세계최초의 Positive energy 도시 Masdar도 있다.
- 원자력은 정말 불안전한 것인가? 후쿠시마의 1세대 원자로의 안전도를 가지고 지금의 3세대 원자로의 안전도를 평가할 수 있는 것인가도 다시한번 검토해 볼 필요가 있다. 일본의 후쿠시마 원전사고 이후 화력발전소 가동으로 이산화탄소가 무려 22%나 증가했다. 에너지 생산비용과 이산화탄소문제 등을 고려한 종합적인 고찰도 자연조건과 부존자원이 절대적 열세에 있는 우리나라에서는 아주 중요한 문제이다.
- 우리도 더 늦출 수 없다. Smart Energy Building, Smart Energy City, Smart Energy Factory 등등의 다양한 ZNE System 건설을 위한 Master Architecture의 설계가 필요하며, Industry-grade IoT platform, Industry-grade Bigdata platform, Industry-grade IoT digital SCADA platform, Industry-grade AI platform 등에 대한 준비가 필요하다. Open Source 쪼가리로 노닥거리고 있을 때가 아니다. ##
A4용지 속의 작은 그림 하나로 인류의 우매함이 무엇인지, 인류가 노력해야 할 것이 무엇이지, 인류가 추구해야 할 것이 무엇인지를 일깨워 주시는 통찰력을 나누어 주신 성단근 교수님께 다시한번 감사를 드립니다.
안녕하십니까,
도래하는 초연결시대의 본질을 통찰하면서,
새로운 디지털혁명에 과감하게 도전하는 기술의 신기축을 탐색하는 새통사입니다.
이번 새통사 83차 모임은 KAIST 성단근 교수님께서 <환골탈태하는 ETRI>라는 강연시리즈에 이어 두 번째 마련하는 강연시리즈의 두 번째 시간을 가졌습니다. 이번 주제는 <제4차산업혁명과 ICT의 역할>이라는 주제의 강연시리즈입니다. 성 교수님께서는 저항할 수 없는 제4차산업혁명기를 거치면서 우리나라가 지속가능성을 담보하기 위해서는 전체 산업생태계의 구조변혁을 멋지게 완수해야 한다는 말씀을 해주고 계십니다. 이에 대한 밑그림을 그린다는 차원에서 인류와 우리국가사회가 안고 있는 문제들을 중심으로 최선의 해결책을 강구하는 것이 전체 산업생태계의 구조변혁과 맥을 같이 하고 있음을 통찰력있게 제시해주고 계십니다.
이번 시간에는 에너지 문제를 중심으로 국가 차원의 전략과 ICT의 역할에 대한 생각나누기를 해봤습니다. 특히, 이번 4월은 성 교수님께서 ETRI에 입소한지 40주년이 되는 달이라고 합니다. 이번 83차 새통사는 성교수님의 R&D 40주년 기념강연의 영광과 함께한 시간이었습니다. ^^*
1. R&D는 세상에 드러나지 않는 문제를 선도적으로 정의하는 것이다.
- 전체 산업구조의 변혁은 단시간에 해결할 수 있는 문제가 아니다. 때문에 거시적 관점에서 인류사회가 안고 있는 문제들이나 우리의 국가사회적 차원에서 직면하고 있는 문제들은 결국 시장생태계에 직접적인 영향을 초래하는 것이기 때문에, 반드시 이러한 거시적 문제 이상의 차원에서 접근전략을 고민해야 함과 동시에 실행적차원에서의 문제를 심층적으로 고민할 필요가 있다.
- 우리사회가 안고 있는 3대 문제는 산업경쟁력 문제, 노령화/저출산 문제, 국가안보문제라고 할 수 있다.
- 누구나 알고 있다시피 우리나라를 이끌어 온 주력산업들이 제대로 된 힘을 발휘하지 못하고 있다. 그동안 우리나라 경제성장에 20%이상의 기여를 해오던 ICT산업도 최근 6%대로 주저 않으며 정체기에 들어 있다. 전 세계의 새로운 경제주도세력들이 모두 IT기업이거나 IT기술을 기반으로 하는 신생기업들임에도 불구하고 우리나라는 아직 미래에 대한 방향성을 찾지 못하고 있다.
- 노령화/저출산 문제는 Care해줄 수 있는 사람보다 Care를 받아야 할 사람의 수가 더 많다는 것을 의미한다. 어떻게 비용최적의 국가사회시스템을 만들 것인가의 던져주는 부분이다.
- 국가안보의 문제에 국방문제는 기본이고 자급률이 20%수준에 머물고 있는 식량안보문제도 있고 자급률이 3~4%밖에 되지 않는 에너지안보문제도 도사리고 있다. 또한 미세먼지를 포함한 환경문제, 조류독감/구제역 등의 되풀이되는 전염병문제, 물 부족문제, 기후온난화에 의한 생태계 파괴문제 등의 문제들도 국가사회의 근간을 뒤흔드는 중차대한 문제이기에 이를 통틀어 국가안보차원에서 다루어야 할 재안안보 문제다.
2. Energy-Mix 속에 인류의 현안이 들어 있다.
- 현대인 사용하는 에너지 사용량은 어머어마하다. 2,000kcal로 살아갔던 원시인들에 비하여 무려 115배의 에너지를 많이 사용한다고 한다.
- 미국의 국가연구소인 Lawrence Livemore 연구소에서 미국의 Energy-Mix 도표를 만들었다. 미국에서 사용하는 에너지원의 양과 가정용, 상업용, 산업용, 물류용 등에 대한 에너지사용량과 버려지는 에너지의 양에 대한 도표이다. 이 그림 속에 인간의 한계와 인간이 살아가는 방식과 인간이 살아가야 할 길이 모두 담겨 있다.
- 생산한 에너지의 57%는 사용하지 못한다. 화력발전의 경우 만들어진 에너지의 4%밖에 이용할 수 없다고 한다.
소비하는 에너지 중에서 가정용으로는 11.7%를 사용하거나 버리고, 사업용으로는 8.8%, 산업용으로는 24.2%, 물류용으로 27.7%으로 소비되거나 손실된다.
- 에너지 문제는 기후변화 문제와 직결되는 문제이다. 왜냐하면, 기후문제의 주범이 이산화탄소이기 때문이다. 인간들이 화석연료를 캐내어 소비하기 시작하면서 과거 지구온난화로 인하여 맞이했던 빙하기 시대의 이산화탄소 밀도에 근접해 가고 있기 때문이다.
- 이 도표 속에서 우리가 어떤 부분에 에너지 소비를 최소화해야 하는지에 대한 중요한 방향성을 찾을 수 있다.
3. 세계 각국은 Energy자립문제를 심각하게 접근하고 있다.
- 또 하나의 도표가 있다. 에너지 고갈을 예측한 도표이다. 원유도 가스도 석탄도 지금 시점이 우리가 사용할 수 있는 피크점이다. 수력발전이나 친환경에너지의 생산량은 쉽지 않다. 원자력은 심리적 저항에 부딪치고 있다.
- 우리나라의 경우, 중화학공업의 비중이 크기 때문에, 석탄과 석유와 가스 의존도를 줄이기 쉽지 않은 구조다. 비용의 문제 때문에 원자력의 의존도도 크다. 친환경에너지의 생산력은 늘어나지 않고 있다. IPCC에서 우리나라에 배정된 이산화탄소배출에 대한 감축요구량은 도저히 우리나라 땅에서는 해결이 불가능한 수치다. 다른 나라에 발전소를 만들어야 할 판이다.
- 미국을 보자. 캘리포니아주의 에너지정책을 들여다 보면, 그들이 얼마나 심각하게 대응하고 있는지를 엿볼 수 있다. 이미 2010년도에 친환경에너지 비중을 20%를 넘어섰다. 2020년에는 33%까지 끌어올린다는 목표다. 한걸음 더 나아간 것이 읽어진다. 2020년에 새로 짓는 모든 가정용 건물은 에너지 자립건물로 지어야 한다. 자체적으로 생산해서 자체적으로 소비하는 Zeo Net Energy Building이다. 2030년도에는 신축하는 상업용 건물은 ZNE building만을 허용한다는 목표다.
- 우리나라는 2027년도에 친환경에너지 비중을 12%로 잡고 있다. 이렇게 해도 되는 것인지 잘 모르겠다.
4. 친환경에너지는 <구정물과 같다>?
- Berkerly LBNL의 새로운 도표를 보자. 에너지 소비패턴을 기준으로 보자면, 빌딩이 39%를 소비하고 산업이 33%를 소비하고 물류가 28%를 소비한다고 한다.
- 빌딩의 경우, 가정용은 온열/온수에 45%의 에너지를 소비하고, 상업용은 조명에 28%의 에너지를 소비한다고 한다. 이런 에너지 소비 포트폴리오는 ZNE 빌딩을 설계하는데 중요한 힌트를 제공한다. 에너지소비 패턴을 인간의 행동양태에 연계하여 관리 할 수 있다면 에너지 소비의 많은 부분을 감축할 수 있을 것이다.
- ZNE빌딩을 첨단으로 만드는데에는 디지털지능-초연결,초지능,초실감,초물질 등-기술이 다양하게 녹아들어 가야만 한다. 건출, 물리, 환경, 생물 등등의 다양한 분야의 사람들이 모여서 고효율의 ZNE 빌딩을 설계하고 또 그것을 관제하는 시스템이 필요로 할 것이다.
- 물류운송의 에너지 소비량을 친환경에너지로 대체할 수 있다면 엄청난 화석연료의 소비를 줄일 수 있을 것이기에 전기자동차, 수소자동차 등의 등장은 매우 자연스러운 것이 아닐까 싶다.
- 또 하나 해결해야 할 큰과제가 있다. 친환경에너지는 자연환경이 실시간 조건에 따라 에너지의 생산량이 들쭉날쭉이다. 에너지시스템의 안정성은 에너지의 생산과 소비의 밸런스에 있다. 밸런스가 깨지면 끔직한 블랫아웃을 직면하게 된다. 때문에 친환경에너지의 생산은 시스템이 대응할 수 있는 시간만큼 앞서서 예측할 수 있어야 하며, 그것에 따라 에너지의 밸런스를 맞추는 능동적인 관제가 필요하다. 거대한 빅데이터 시스템과 자율운전시스템이 절대적으로 필요로 하게 되는 문제이다.
5. 세계는 에너지문제 해결을 위한 다양한 시도가 진행되고 있다.
- 영국은 Bioregional Quintain 이라는 회사가 ‘One Planet Living’의 10가지 원칙- Zero Carbon, Zero Waste, Sustainable Transport, Local & Sustainable materials, Local & Sustainable food, Sustainable Water, Natural habitats and wildlife, Culture & Heritage, Equity & Fair Trade, Health & Happiness-을 지키는 지속가능도시 건설을 진행 중이다.
- Zero Carbon, Zero Waste, Car-free를 지향하는 세계최초의 Positive energy 도시 Masdar도 있다.
- 원자력은 정말 불안전한 것인가? 후쿠시마의 1세대 원자로의 안전도를 가지고 지금의 3세대 원자로의 안전도를 평가할 수 있는 것인가도 다시한번 검토해 볼 필요가 있다. 일본의 후쿠시마 원전사고 이후 화력발전소 가동으로 이산화탄소가 무려 22%나 증가했다. 에너지 생산비용과 이산화탄소문제 등을 고려한 종합적인 고찰도 자연조건과 부존자원이 절대적 열세에 있는 우리나라에서는 아주 중요한 문제이다.
- 우리도 더 늦출 수 없다. Smart Energy Building, Smart Energy City, Smart Energy Factory 등등의 다양한 ZNE System 건설을 위한 Master Architecture의 설계가 필요하며, Industry-grade IoT platform, Industry-grade Bigdata platform, Industry-grade IoT digital SCADA platform, Industry-grade AI platform 등에 대한 준비가 필요하다. Open Source 쪼가리로 노닥거리고 있을 때가 아니다. ##
A4용지 속의 작은 그림 하나로 인류의 우매함이 무엇인지, 인류가 노력해야 할 것이 무엇이지, 인류가 추구해야 할 것이 무엇인지를 일깨워 주시는 통찰력을 나누어 주신 성단근 교수님께 다시한번 감사를 드립니다.