[융합연구/상] 메마르는 지구촌 되살리려면 '융합R&D' 필수

기후변화에 산업리스크 해결차
독일에선 탄소저감 등 핵심투자
유럽 복원비 지원·美 480조 투입
국내도 ESG·친환경 경영 바람

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국내 주요 융합연구 사업 <출처:2021년 융합연구연감>

정부 2021년 융합연구 투자 규모 <출처:2021년 융합연구연감>

곡물을 포함한 먹거리부터 에너지, 기후, 팬데믹까지…. 인류가 다중 리스크 상황에 처한 가운데 융합R&D(연구개발)가 이를 극복하는 방안으로 주목받고 있다. 세계 각국은 다양한 기술영역을 엮어내고 화학적으로 결합하는 융합연구를 통해 탄소중립, 디지털전환, 신소재 개발, 질병 대응 등 난제를 해결하는 데 집중하고 있다. 국내외 융합연구 투자 현황과 트렌드, 부상하는 기술영역을 3회에 걸쳐 짚어본다.

"사과가 나뭇가지에서 그대로 구워지고 있다."

CNN이 500년 만에 닥친 최악의 유럽 가뭄 현장을 전한 모습이다. 가뭄 때문에 유럽에서는 가축에게 먹일 풀이 자라지 않고, 서유럽 내륙 운송의 심장으로 불리는 독일 라인강이 말라붙어 해상무역이 멈출 위기다. 농업은 물론 수력·원자력발전 등 에너지 생산마저 타격을 입었다.

세계 각국이 기후변화로 인한 '이변의 일상화'에서 살아남고 탈탄소 시대의 신에너지를 확보하기 위해 융합R&D에 운명을 걸고 있다.

◇융합연구에서 생존해법 찾는 글로벌= 기후변화와 러시아·우크라이나 전쟁으로 타격을 입은 독일은 정부 R&D·교육·혁신 방안인 '하이테크전략 2025'에서 '지속가능성, 기후보호, 에너지'를 핵심 투자영역에 포함시켰다. '기후 액션플랜 2050'과 연계해 온실가스 중립형 산업을 키우고, 개방형 탄소저감과 산업기술 R&D를 통해 자국 제조업 경쟁력 손실을 최소화한다는 전략이다. 아울러 원자재 재사용률을 2030년까지 2010년 대비 30% 높이고, 독자 배터리 기술가치사슬과 순환형 배터리 생태계 구축, 62개 대규모 수소 프로젝트를 추진한다.

유럽연합은 유럽 최대 연구·혁신 자금지원 프로그램 '호라이즌유럽'을 작년부터 새로 시작하면서 기후변화 적응과 기후중립·스마트시티를 5대 주요 목표 중 2개로 꼽았다. 2030년까지 150개 이상 유럽 지역이 기후 복원력을 갖추도록 지원하고, 기후중립 및 스마트시티를 100개 만든다는 계획이다. 또 2050년까지 유럽 내 모든 도시를 기후중립·스마트시티로 만든다.

최근 미국 상·하원을 통과한 '인플레이션 감축법'의 핵심도 에너지와 기후변화 대응이다. 에너지와 기후변화 대응에 약 480조원을 투자해 오는 2030년까지 온실가스를 40% 감축하는 게 목표다. 미국과 패권경쟁을 벌이는 중국도 작년부터 2025년까지 R&D 투자를 매년 7% 이상 늘리고 수소에너지, 에너지 저장, 스마트 그리드 등에 집중 투자한다.

◇우리 정부도 탈세계화와 기후변화, 에너지 위기에 대응해 융합연구 투자 확대= 정부부처의 융합R&D 투자는 2020년 18개 부처·청의 177개 사업, 총 4조7614억원 규모에서 2021년 19개 부처·청의 188개 사업, 5조3199억원으로 늘어났다. 2021년 국가 R&D 27조4018억원의 19.4%에 달한다.

특히 과기정통부·산업부·해수부·환경부가 협업하는 '대규모 CCS(이산화탄소 포집) 통합실증 및 CCU(이산화탄소 전환) 상용화 기반 구축사업'이 대형 범부처 R&D 사업으로 새로 추진된다. 화력발전, 제철, 시멘트 등 산업현장에서 나오는 이산화탄소를 분리해 땅속 등에 저장하는 기술을 개발·실증하고, 이산화탄소를 메탄 등 유용한 물질로 전환해 발전연료, 수송연료, 도시가스 등에 활용하는 게 목표다. 정부는 이 사업과 연계해 국내 대륙붕 서해 심부지층을 올해 7월부터 11월까지 시추해 이산화탄소 저장소 후보지를 물색할 계획이다.

KIST(한국과학기술연구원) 융합연구정책센터는 과기정통부 지원으로 최근 발간한 '2021년 융합연구연감'에서 '기후위기 대응 및 탈탄소화의 산업 전반 확산'을 융합 메가트렌드 중 하나로 꼽았다.

생존권과 건강권이 이슈로 떠오르면서 지속 가능한 삶에 대한 목소리가 높아지고, 경영에서도 지속가능성이 화두로 떠오르면서 거의 모든 산업분야와 기업에서 ESG(환경·사회·지배구조) 경영과 친환경 산업 투자가 확대되고 있다는 것.

특히 기업에서 사용하는 전력의 100%를 재생에너지로 대체하는 RE100(재생에너지100) 도입으로 산업 전 분야의 기후위기 대응과 탈탄소화가 구체화된 것으로 분석됐다. 연감은 또한 기후위기 이슈가 커지면서 수소경제, 전기차, 자원재활용에 R&D 투자가 집중되고 있다고 조명했다.

◇CCUS, 에너지 전환 과도기에 주목= 연감에 따르면 신재생에너지 중심의 에너지 전환 과도기에서 CCUS(이산화탄소 포집·활용·저장) 기술이 중요한 역할을 할 전망이다.

IEA(국제에너지기구)는 2050년 글로벌 탄소중립 시나리오에서 CCUS 기술이 총 감축량의 18%에 기여할 것으로 전망했다. 아직 기술완성도와 가격 경쟁력이 낮은 초기 시장이지만, 활용분야가 기존 천연가스 생산에서 시멘트, 철강, LNG 발전 등으로 확대되면서 세계 각국이 대규모 실증사업과 허브·클러스터 구축을 추진하고 있다. 해외 주요 국가는 이미 일부 활용기술을 상용화 단계로 발전시켰고, 산업화를 위해 법률 개정과 R&D 투자에 나서고 있다.

선박의 친환경화도 화두다. IMO(국제해사기구)는 선박의 이산화탄소 배출 감축안을 채택해 2023년 적용할 예정이다. 이에 대응해 LNG 이중연료 추진선 개발·상용화가 이뤄지고 있고, 무탄소 연료인 암모니아 선박 개발도 빠르게 추진되고 있다. 암모니아 선박은 2035년 이후 LNG 추진선을 대체하는 주력 선박으로 자리잡을 전망이다.

이종호 과기정통부 장관은 연감 발간사에서 "인류가 당면한 다양한 문제를 풀려면 융합이 알아서 일어나길 기다릴 수만은 없다. 융합연구는 누구도 가보지 않은 길에 대한 도전에서 시작된다"면서 "융합연구에 대한 보다 전략적이고 체계적인 지원으로 혁신 창출의 씨앗을 뿌려야 할 것"이라고 밝혔다.

안경애기자 naturean@