실용화 초읽기, 꿈의 차세대기술 KEY WORD 5가지

- 닛케이 비즈니스, 이젠 꿈이 아닌 차세대 키워드 선정 -

- 메탄 하이드레이트, 초음속여객기, 리니어중앙신칸센, 전자 페이퍼, 식물공장 -

□ 닛케이 비즈니스, 이젠 꿈이 아닌 차세대 키워드 선정

 ○ 10년 전까지만 해도 꿈이나 공상과학소설에서나 가능한 것으로 여겨졌던 여러 과학적 혁명들. 이런 꿈의 기술 중 현실화가 임박한 15가지를 일본 경제 잡지 닛케이비즈니스가 올 3월 29일 판을 통해 선정함.

 ○ 에너지·에코(Ecology), 이동수단, IT, 소재, 농업, 기타의 6가지로 분류된 이 항목들은 특히 일본이 세계에 자랑하는 과학 중 특정 분야와 최근 몇 년간 일본 내 최대의 화제로 꼽힌 친환경 분야를 접목시킨 기술이 주를 이뤘음. 이중 우리나라에 호소력을 갖는 주요 5가지를 소개하고자 함.

□ 현실화가 임박한 차세대 꿈의 키워드 5가지

 ○ 메탄 하이드레이트

  - 천연가스의 주성분인 메탄가스가 물과 함께 저온·고압의 환경하에서 샤베트 상태로 굳은 것을 일컬음. 영구동토나 해저지하에 존재하며 불을 붙이면 타기 때문에 ‘불타는 얼음’이라고도 불림. 안전하게 메탄가스로 기체화할 있으면 석화연료를 대신하는 새로운 에너지원으로써 이용이 가능해 주목 받음.

  - 일본 경제산업성은 2007년, 시즈오카현에서 와카야마현에 이르는 해역에 일본 내 천연가스 14년치 사용량에 상당하는 1조1000억㎥의 메탄 하이드레이트가 매장돼 있는 것을 확인. 일본 전체적으로서는 7조4000억㎥라는 세계최대 규모의 메탄 하이드레이트층이 존재하는 것으로 알려짐. 이 매장량은 일본 천연가스 사용량의 약 100년분에 해당됨.

  - 메탄 하이드레이트는 토사와 같이 파내는 방법으로는 비용부담이 크기 때문에, 해저에서 메탄 가스와 물로 분해한 후 관을 통해 자연스럽게 상승해오는 메탄 가스를 채취함. 이 분해작업에 대한 비용을 어떻게 억제하며 실용화시킬 것인지가 최대 과제. 일본은 산학연대를 통해 연구개발에 전념하고 있어, 이 분야 세계 최고를 달리고 있음.

메탄 하이드레이트

 ○ 초음속여객기

  - 음속이상의 속도로 비행하는 여객기. 장거리노선의 비행시간을 대폭 단축시킬 수 있어, 항공운송수요의 확대로 직결됨. 과거 영국가 프랑스가 공동개발한 콩코드가 운영되기도 했으나, 낮은 연비와 특유 소음 문제 및 비행사고로 인해 2003년 운송서비스를 중단한 바 있음.

  - 차기 초음속여객기가 해결해야 할 가장 큰 과제는 소음문제임. 초음속여객기는 이착륙 시 항공기 주변에 발생되는 충격파가 지방에 닿으면서 낙뢰와 같은 폭발적인 소리를 내는 ‘소닉붐’ 현상을 일으키기 때문에, 폭음의 발생을 억제한 기체의 설계연구가 진행 중임. 또 기체를 가볍게 만들어 연비를 높이는 기술과 안전성을 확보하기 위한 기술도 개발 중

  - 일본에서는 우주항공연구개발기구, IHI, 카와사키 중공업 등이 미항공우주국, 보잉사와 공동으로 차세대 초음속여객기 연구를 진행 중. 초속의 2배 속도와 소음 억제 기능을 겸비해 최대 300명까지 탑승시킬 수 있는 기체 제작을 목표로 함. 2020년대까지는 세계 주요 공항 이착륙이 가능할 것으로 기대됨.

 ○ 리니어 중앙 신칸센

  - 도쿄에서 오사카까지 시속 500㎞의 초전도자기부양식 리니어모터카로 연결되는 철도. 현실화될 경우 약 1시간만에 이 거리의 이동이 가능함. 현재 도쿄-나고야-오사카를 연결하는 신칸센의 이용객수는 하루 40만 명, 연간 1억4500만 명에 이르며 열차수는 하루 300편 이상임.

  - 일본여객철도(JR)는 2025년까지 우선 수도권-중경권을 연결하는 라인 개발을 목표로 함. 2013년 에 야마나시현에 위치한 리니어실험선의 연장공사를 완료할 예정이며, 2045년까지는 오사카까지의 연장을 상정하고 있음.

초음속여객기(왼쪽), 리니어중앙신칸센(오른쪽)

 ○ 전자페이퍼

  - 종이와 같이 얇고 가벼우며, 접거나 말 수도 있는 전자 디스플레이. 데이터의 표시나 삭제도 반복해서 실행이 가능함. 전력이 필요한 것은 화면에 그림이나 글을 입력할 때 뿐이며, 화면내용의 유지에는 전력이 불요함. 이로써 종이의 소비량을 억제할 수 있어 산림보전이나 소각에 의한 이산화탄소 배출을 줄일 수 있을 것으로 기대됨.

  - 전자페이퍼는 형광등이나 태양광 등의 빛을 반사해 화면에 표시하는 형식을 취하기 때문에 어두운 곳에서는 사용이 불가함. 단, 강한 빛 아래와 같이 액정화면을 보기 힘든 장소에서도 사용은 용이함.

  - 미국 아마존사가 발매한 전자북 ‘킨들’의 디스플레이 부분에 적용되고, 전철 내 광고, 역의 개찰기 광고팬널 등에 시험적으로 사용됨. 장차 노트북, 휴대용 단말기, 잡기, 신용카드 등에도 이 전자페이퍼 기술이 접목될 것으로 예상됨.

전자페이퍼로 보는 신문

 ○ 식물공장

  - 야채, 과일, 꽃 등을 공장제품과 같이 안전하게 생산하는 공장. 외부와 차단된 비닐하우스 등에서 재배됨. 주로 비료성분을 포함한 배양액을 사용해 키우며, 기후에 영향을 받지 않는 LED 등 인공적인 빛만을 사용하는 ‘완전인공형’이 주류를 이룸.

  - 해충 피해가 없기 때문에 무농약재배가 가능해, 음식에 민감한 소비자의 지지를 받기 쉬움. 또 항상 적절한 환경의 유지가 가능하기 때문에 안정된 품질의 농산물 생산도 용이함. 식물공장을 통한 식물 등의 재배는 작업의 평준화가 가능하기 때문에 농업에 임해본 경험이 없는 사람들의 고용이 가능함.

  - 문제는 높은 에너지 비용, 시설설비·운영 비용문제를 해결하고 재배기술을 확립하는 것임. 일본 농림수산성, 경제산업성은 식물공장 수를 3년간 3배로 늘려 150곳 만들고 생산비용은 3할 절감하는 것을 목표로 삼음.

식물공장

□ 시사점

 ○ 위 항목들은 모두 우리 삶에 큰 영향을 미치는 기술. 일본이 온실가스 배출량 삭감에 큰 정책 비중을 두는 만큼 친환경 요소를 가미하면서도 피부에 와닿는 혁신적인 과학기술을 계속 연구개발할 것

 자료원 : 닛케이(日經)비즈니스, 우주항공연구개발기구(JAXA), 농림수산성