코로나19가 하늘길에도 ‘새로운 표준’(New normal)을 만들었다. 특히 항공사 상징과도 같은 승무원 유니폼의 변화가 눈에 띈다. 19일(현지시간) CNN은 카타르항공이 객실 승무원에게 코로나19 대응 신규 유니폼을 제작해 배포했다고 전했다. 카타르항공 공식 성명에 따르면 객실 승무원들은 지난달 말부터 마스크와 장갑 등 보호장비가 포함된 새로운 유니폼을 입고 근무 중이다. 일등석도 예외 없이 보호복과 마스크, 장갑 등 개인보호장비(PPE, Personal Protective Equipment)가 포함된 새 유니폼을 착용한 승무원이 서비스에 나선다.이 같은 카타르항공의 조처는 에어아시아와 필리핀항공이 임시 유니폼을 도입한 데 이어 나온 것이다. 특히 아시아 최대 저가항공사인 에어아시아의 승무원 유니폼은 하늘길에 생긴 ‘새로운 표준’이 무엇인지를 잘 보여준다. 에어아시아는 필리핀 출신 디자이너 푸에 퀴네노스가 제작한 코로나19 유니폼을 도입했다. 항공사 상징 색상과 흰색이 섞인 유니폼은 탈부착 가능한 모자와 함께 마스크, 얼굴가리개가 포함돼 머리부터 발끝까지 보호할 수 있다. 이에 영감을 받은 필리핀 디자이너 에드윈 탄도 필리핀항공의 의뢰를 받고 임시 유니폼을 제작했다. 필리핀항공의 코로나19 유니폼은 바이러스 감염 방지를 위해 의료기준을 통과한 안전보호복용 소재로 제작됐다.흰색 바탕에 자사 로고가 새겨져 있으며 일회용 라텍스 장갑과 얼굴가리개, 헤어캡, 마스크 등이 포함됐다. 활동성을 위해 수술복에 비해 느슨하게 제작됐다. 세탁 후 재사용이 가능한 데다 예상보다 착용감도 좋아 승무원들의 호평이 이어지고 있다. 에미레이트항공은 기존 유니폼 위에 착용할 수 있는 일회용 가운을 제작해 배포했다. 페이스쉴드와 마스크를 착용했지만 목 부위가 노출된다.우리나라 대한항공도 장거리 노선 귀국편 담당 승무원에게 PPE 유니폼을 제공했다. 기존 유니폼과 비슷한 하늘색 보호복과 보호안경, 고글 등이 포함된 임시 유니폼은 바이러스에 무분별하게 노출될 수 있는 승무원의 안전을 책임지고 있다. 부작용을 걱정하는 목소리도 있긴 하다. 독일 루프트한자항공 소속 승무원은 “마스크나 얼굴가리개 등으로 내가 뱉은 이산화탄소를 다시 들이쉬면 졸리거나 어지러울 수 있다”고 우려했다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

미세먼지같이 대기오염 물질은 물론 지구온난화 원인 물질로 지목받고 있는 이산화탄소 배출이 코로나19로 인해 5분의1 가까이 줄었다는 연구 결과가 나왔다. 영국 이스트앵글리아대, 엑서터대, 미국 스탠퍼드대, 노르웨이 국제기후환경연구센터, 네덜란드 흐로닝언대, 호주 연방해양대기연구소, 프랑스 소르본대, 독일 메르카토르 기후변화연구소, 베를린공과대 공동연구팀은 코로나19 확산을 막기 위한 각국 정부의 정책 덕분에 전 세계 이산화탄소 배출량이 지난해보다 평균 17% 감소했다는 연구 결과를 환경분야 국제학술지 ‘네이처 기후변화’ 20일자에 발표했다. ●운송·산업 분야가 배출량 감소의 86% 코로나19 확산을 막기 위해 각국 정부는 사회적 거리두기, 이동제한 등의 조치를 취해 생산과 소비활동이 줄어들면서 에너지 사용량에도 상당한 영향을 미쳤다. 그렇지만 지금까지 그 영향을 정확히 정량화하지 못해 왔다. 연구팀은 지난 4월 말까지 에너지, 인류의 모든 활동, 환경 정책 데이터를 조합해 전력, 육상운송, 항공운송, 산업, 공공 및 상업건물, 주거 등 6개 분야에서 일일 이산화탄소 배출량을 추정해 2019년과 비교했다. 그 결과 지난 4월까지 전체 이산화탄소 배출량은 지난해에 비해 17% 감소했으며 하루 평균 배출량은 약 26% 줄어든 것으로 나타났다. 육상운송과 항공운송 분야에서 배출량은 전년도에 비해 각각 36%, 60% 감소된 것으로 확인됐다. 육상운송과 전력, 산업 등 3개 분야는 총이산화탄소 배출량 감소의 86%를 차지했다. ●올 전체 평균 배출량 작년보다 4% 줄어들 둣 연구팀은 지난 1~4월 이산화탄소 감소량이 올 연말까지 전체 이산화탄소 배출량에 미치는 영향도 분석했다. 연구팀에 따르면 6월 중순 이전에 코로나19 대확산 이전으로 모든 활동이 회복된다고 가정했을 때 올해 전체 평균 배출량이 전년보다 4% 줄어들 것으로 봤다. 또 올해 말까지도 일부 활동 제한이 남아 있을 경우 이산화탄소 평균 총배출량은 전년 대비 7% 정도 감소할 수 있을 것으로 전망됐다. 코린 르케레 영국 이스트앵글리아대 교수는 “이번 연구로 이산화탄소 배출에 가장 큰 영향을 미쳤던 분야가 파악된 만큼 코로나19 사태 이전으로 배출량이 다시 늘어나지 않도록 대응책을 마련할 필요가 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미세먼지같이 대기오염 물질은 물론 지구온난화 원인 물질로 지목받고 있는 이산화탄소 배출이 코로나19로 인해 5분의1 가까이 줄었다는 연구 결과가 나왔다. 영국 이스트앵글리아대, 엑서터대, 미국 스탠퍼드대, 노르웨이 국제기후환경연구센터, 네덜란드 흐로닝언대, 호주 연방해양대기연구소, 프랑스 소르본대, 독일 메르카토르 기후변화연구소, 베를린공과대 공동연구팀은 코로나19 확산을 막기 위한 각국 정부의 정책 덕분에 전 세계 이산화탄소 배출량이 지난해보다 평균 17% 감소했다는 연구 결과를 환경분야 국제학술지 ‘네이처 기후변화’ 20일자에 발표했다. ●운송·산업 분야가 배출량 감소의 86% 코로나19 확산을 막기 위해 각국 정부는 사회적 거리두기, 이동제한 등의 조치를 취해 생산과 소비활동이 줄어들면서 에너지 사용량에도 상당한 영향을 미쳤다. 그렇지만 지금까지 그 영향을 정확히 정량화하지 못해 왔다. 연구팀은 지난 4월 말까지 에너지, 인류의 모든 활동, 환경 정책 데이터를 조합해 전력, 육상운송, 항공운송, 산업, 공공 및 상업건물, 주거 등 6개 분야에서 일일 이산화탄소 배출량을 추정해 2019년과 비교했다. 그 결과 지난 4월까지 전체 이산화탄소 배출량은 지난해에 비해 17% 감소했으며 하루 평균 배출량은 약 26% 줄어든 것으로 나타났다. 육상운송과 항공운송 분야에서 배출량은 전년도에 비해 각각 36%, 60% 감소된 것으로 확인됐다. 육상운송과 전력, 산업 등 3개 분야는 총이산화탄소 배출량 감소의 86%를 차지했다. ●올 전체 평균 배출량 작년보다 4% 줄어들 둣 연구팀은 지난 1~4월 이산화탄소 감소량이 올 연말까지 전체 이산화탄소 배출량에 미치는 영향도 분석했다. 연구팀에 따르면 6월 중순 이전에 코로나19 대확산 이전으로 모든 활동이 회복된다고 가정했을 때 올해 전체 평균 배출량이 전년보다 4% 줄어들 것으로 봤다. 또 올해 말까지도 일부 활동 제한이 남아 있을 경우 이산화탄소 평균 총배출량은 전년 대비 7% 정도 감소할 수 있을 것으로 전망됐다. 코린 르케레 영국 이스트앵글리아대 교수는 “이번 연구로 이산화탄소 배출에 가장 큰 영향을 미쳤던 분야가 파악된 만큼 코로나19 사태 이전으로 배출량이 다시 늘어나지 않도록 대응책을 마련할 필요가 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

5G와 인공지능으로 첨단화된 디지털 기술이 코로나 바이러스의 위협으로부터 우리를 구해 줄 수 있을까. 디지털로 가능해진 비대면 만남들이 감염 위험으로부터 우리를 보호해 줄 수 있을까. 디지털 기술 산업지원이 이 경제 위기로부터 우리의 일자리를 지켜 줄 수 있을까. 며칠 전 문재인 대통령의 취임 3주년 연설을 보면서 든 생각이다. 대통령은 디지털 기반 산업을 육성하고 디지털 인프라를 구축해 ‘한국판 뉴딜’을 이끌겠다고 약속했다. 그런데 디지털은 정말 우리를 구원해 줄 수 있을까? 한국의 IT 역량을 한국판 뉴딜을 위한 버팀목으로 삼겠다는 이 희망이 기존의 혁신성장 계획과 크게 다르지 않다는 점은 제쳐 두자. 코로나 위기 이전의 계획에 국난극복이라는 새로운 목표를 하나 더 얻은 것은 아닐까 하는 의심도 미뤄 두자. 데이터 기반 디지털 기업의 일자리 창출 효과가 기존 제조업에 비해 훨씬 미약하다는 통계 자료도 잠시 접어 두자. 무엇보다 이번 정부 계획이 우리가 이 위기를 다시 겪지 않도록 해 주는 방향으로 한 걸음이라도 우리 사회를 진전시키느냐는 질문만 던지고 싶다. 몇 주 전 일거리가 완전히 사라진 이 상황이 다시 또 올까 봐 너무 두렵다고 울먹이던 한 관광버스 기사를 TV에서 보면서 많은 이들이 나처럼 이번이 끝이 아닐 거라고 직감하고 있다고 생각했다. 우리 아이들은 이런 현실을 뉴노멀로 여기고 앞으로 어떻게 살아갈 수 있을까, 마음이 무거웠다. 디지털 인프라를 구축하고 관련 산업을 육성하면 우리는 이런 위기의 재발로부터 점점 멀어질 수 있는 것일까. 코로나 팬데믹은 단지 공중보건의 위기가 아니다. 여러 학자가 주장하듯이, 신종 감염병이 불러온 공중보건의 위기를 넘어 기후변화를 포함한 지구 규모의 생태적 위기의 일부이다. 도널드 트럼프 미국 대통령은 코로나바이러스를 “중국 바이러스”로, 영국의 보리스 존슨 총리는 “보이지 않는 강도”로 부르며 외부의 적으로 규정했지만, 사실 이는 우리의 삶이 낳은 문제이다. 바이러스를 무도한 침입자로, 인간을 선량한 희생자로 만들고 싶겠지만 이 위기는 익숙한 삶의 방식들을 누리고 받아 든 냉정한 계산서이다. 경쟁력을 이유로 경제적 지구화를 무한히 확장하고, 여유로운 삶을 찾아 때마다 해외여행을 하며, 자연에서 자원을 얻는다는 명목으로 숲을 개간하고 야생의 삶을 침입하고 상업화한 결과이다. 예외적 상태가 아니라 글로벌 자본주의에 익숙한 우리의 삶이 가져온 평범한 결과이다. 디지털 기술은 문제가 되는 삶의 방식을 수정하기보다는 연장하는 것에 가깝다. 디지털 기술은 종이를 사용하지 않고 가상의 비트를 사용하기 때문에 친환경적이라고 생각하지만, 상당한 생태적 흔적을 지구에 남기고 있다. 스마트폰과 전기자동차 배터리에 들어가는 리튬, 전기회로판 재료로 쓰이는 콜탄 등의 광물을 찾는 채굴작업은 아프리카 등 지구 곳곳에서 이뤄지고 있다. ‘토스터 프로젝트’로 유명한 디자이너 토머스 트웨이츠는 우리가 전자기기를 싼값에 이용할 수 있는 것은 이런 채굴작업에서 발생하는 하천오염 등 생태적 비용을 정당하게 지불하지 않기 때문이라고 꼬집은 적이 있다. 데이터를 물리적으로 저장하는 데이터센터의 경우, 서버에 전기를 공급하고 열을 식히기 위해 엄청난 에너지를 소모한다. 최근에 만들어진 기술이지만, 벌써 인간이 사용하는 전기의 1~1.5%를 사용하며 인간이 배출하는 이산화탄소 배출의 0.3%를 차지한다. 우리의 주변 기기들이 더 스마트해질수록 이런 생태적 흔적이 더 커질 전망이다. 일상의 삶이 자동화되고 사물인터넷이 보편화한다는 것은 결국 이런 인간의 생태적 영향이 더 깊어진다는 의미이다. 디지털 산업 육성을 외치면서 코로나 위기가 재발하지 않기를 바랄 수는 없다. 인프라의 디지털화를 지원하면서 미세먼지가 퇴치되길 기대할 수도 없다. 이 위기로 불행을 당한 이들이 많지만, 화석연료가 없어지면 지구가 어떤 모습일지 감히 상상할 수 없었던 것을 매일 느끼고 생각할 수 있게 됐다. 지금 멈춰 선 활동들 중에서 다시 보고 싶지 않은 것들이 무엇인지 상상해 볼 기회도 얻었다. 디지털 뉴딜보다는 훨씬 과감한 정책적 상상을 할 수 있는 때이다.

SK이노 공정 설비에 AI·빅데이터 도입 에쓰오일 복합석유화학시설 투자 확대 현대오일뱅크 원유 정제물로 유화제품올 1분기 4조원이 넘는 적자를 낸 국내 4대 정유회사가 디지털을 사업에 접목하거나 비정유사업을 확대하고 친환경 가치를 더하는 방식으로 고강도 체질 개선에 나서고 있다. 사업구조 개선으로 돌파구를 찾기 위해서다. 14일 정유업계의 1분기 실적보고서를 분석해 보면 사업별로 온도차가 확연하게 드러나는데, 석유화학에서는 코로나19 사태에서도 나름 선방한 흔적이 보이는 반면 정유 부문에서는 원유 가격 폭락으로 인한 재고 손실이 고스란히 반영됐다. 에쓰오일을 보면 전체 1조 73억원의 적자 중에서 정유에서만 손실이 1조 1190억원이었다. 나머지 석유화학(665억원)과 윤활기유(1162억원)에서는 오히려 흑자를 기록했다. 대외의존도가 높아 여러 변수에 취약한 정유사들의 사업 구조를 대폭 개선하지 않으면 앞으로도 똑같은 위기에 직면할 거라는 지적이 나온다. 정유사들이 첫 번째로 내놓은 전략은 디지털 사업과의 ‘이종교배’다. 업계를 선도하는 곳은 SK이노베이션이다. 최근 회사 차원에서 ‘디지털 트랜스포메이션’을 추진하겠다고 강조한 바 있는 SK이노베이션은 우선 핵심 생산거점인 SK 울산CLX의 공정과 설비의 안정성을 높이기 위해 앞으로 인공지능(AI), 빅데이터 기술을 전 공정으로 확대해 이른바 ‘스마트 플랜트’를 이루겠다고 나섰다. 비정유 사업을 강화하는 회사 중에서 눈에 띄는 곳은 에쓰오일과 현대오일뱅크다. 에쓰오일은 앞서 5조원을 들여 2018년 완공한 복합석유화학시설(RUD/ODC) 프로젝트를 통해 정유 외에서 새로운 활로를 찾고 있다. 올 1분기 정유 4사 가운데 정유를 제외하고 가장 높은 실적을 내놓은 회사이기도 하다. 에쓰오일 관계자는 “석유화학 사업의 고도화를 위해 복합석유화학시설에 2단계로 2024년까지 7조원을 투자할 계획”이라고 말했다. 현대오일뱅크는 원유 정제부산물로 석유화학제품의 생산성을 높이는 ‘HPC 프로젝트’를 추진하고 있다. 내년 하반기 상업가동이 목표다. 최근 온실가스 부산물을 탄산칼슘으로 제조하는 기술을 상용화하는 데도 나선 가운데 현대오일뱅크는 2021년 이후 석유화학에서만 영업이익 1조원 이상을 안정적으로 창출하면서 이익의 절반을 비정유 사업에서 낼 수 있을 것으로 기대하고 있다. 정유사업에 ‘친환경’ 가치를 접목하는 방식으로 체질 개선을 꾀하기도 한다. GS칼텍스는 지난해에 1300억원 규모의 ‘그린본드’를 발행했다. 이 채권으로 마련한 자금은 오염물질 배출 저감을 위한 설비 투자에 쓰인다. 유승훈 서울과학기술대 에너지정책학과 교수는 “체질 개선은 분명히 필요하다. 정부도 중장기적으로 체질 개선이 가로막히지 않도록 규제를 정비해야 한다”면서 “앞으로 정유사들은 이산화탄소에서도 수송용 연료를 뽑아내고 천연가스에서도 석유화학제품을 저렴하게 뽑아내는 신기술 개발에 박차를 가해야 한다”고 말했다. 오경진 기자 oh3@seoul.co.kr

올 1분기 4조원이 넘는 적자를 낸 국내 4대 정유회사가 디지털을 사업에 접목하거나 비정유사업을 확대하고 친환경 가치를 더하는 방식으로 고강도 체질 개선에 나서고 있다. 사업구조 개선으로 돌파구를 찾기 위해서다. 14일 정유업계의 1분기 실적보고서를 분석해보면 사업별로 온도차가 확연하게 드러나는데, 석유화학에서는 코로나19 사태에서도 나름 선방한 흔적이 보이는 반면 정유 부문에서는 원유 폭락으로 인한 재고 손실이 고스란히 반영됐다. 에쓰오일을 보면 전체 1조 73억원의 적자 중에서 정유에서만 손실이 1조 1190억원이었다. 나머지 석유화학(665억원)과 윤활기유(1162억원)에서는 오히려 흑자를 기록했다.대외의존도가 높아 여러 변수에 취약한 정유사들의 사업 구조를 대폭 개선하지 않으면 앞으로도 똑같은 위기에 직면할 거라는 지적이 나온다. 정유사들이 첫 번째로 내놓은 전략은 디지털 사업과의 ‘이종교배’다. 업계를 선도하는 곳은 SK이노베이션이다. 최근 회사 차원에서 ‘디지털 트렌스포메이션’을 추진하겠다고 강조한 바 있는 SK이노베이션은 우선 핵심 생산거점인 SK 울산CLX의 공정과 설비의 안정성을 높이기 위해 앞으로 인공지능(AI), 빅데이터 기술을 전 공정으로 확대해 이른바 ‘스마트 플랜트’를 이루겠다고 나섰다. 최근 회사가 원유저장탱크 점검에 드론을 도입해서 검사비용을 대폭 절감(1억원→200~300만원)한 것도 같은 맥락이다. 비정유 사업을 강화하는 회사 중에서 눈에 띄는 곳은 에쓰오일과 현대오일뱅크다. 에쓰오일은 앞서 5조원을 들여 2018년 완공한 복합석유화학시설(RUD/ODC) 프로젝트를 통해서 정유 외에서 새로운 활로를 찾고 있다. 올 1분기 정유 4사 가운데 정유를 제외하고 가장 높은 실적을 내놓은 회사이기도 하다. 에쓰오일 관계자는 “석유화학 사업의 고도화를 위해 복합석유화학시설에 2단계로 2024년까지 7조원을 투자할 계획”이라고 말했다. 현대오일뱅크는 원유 정제부산물로 석유화학제품의 생산성을 높이는 ‘HPC 프로젝트’를 추진하고 있다. 내년 하반기 상업가동이 목표다. 최근 온실가스 부산물을 탄산칼슘으로 제조하는 기술을 상용화하는 데도 나선 가운데 현대오일뱅크는 2021년 이후 석유화학에서만 영업이익 1조원 이상을 안정적으로 창출하면서 이익의 절반을 비정유 사업에서 낼 수 있을 것으로 기대하고 있다. 정유사업에 ‘친환경’ 가치를 접목하는 방식으로 체질 개선을 꾀하기도 한다. GS칼텍스는 지난해에 1300억원 규모의 ‘그린본드’를 발행했다. 이 채권으로 마련한 자금은 오염물질 배출 저감을 위한 설비 투자에 쓰인다. 유승훈 서울과학기술대 에너지정책학과 교수는 “그간 정유사들이 경쟁력을 쌓아온 방식이 언제까지 유효할지 의문이다. 체질 개선은 분명히 필요하다. 정부도 중장기적으로 체질 개선이 가로막히지 않도록 규제를 정비해야 한다”면서 “앞으로 정유사들은 이산화탄소에서도 수송용 연료를 뽑아내고 석유가 아닌 천연가스에서도 석유화학제품을 저렴하게 뽑아내는 신기술 개발에도 박차를 가해야 한다”고 말했다. 오경진 기자 oh3@seoul.co.kr

1964년 美물리학자 겔먼 ‘쿼크 이론’ 제시 우주 구성하는 가장 작은 단위 찾아나서 가속기 종류는 가속 방식·입자 따라 구분 재료공학·의학·생물학 등 활용처도 달라 국내선 방사광·양성자·중이온가속기 운용지난주 차세대 다목적 방사광가속기 최종 입지로 충북 청주 오창 지역이 선정됐다. 신청 지역들은 유치를 위한 총력전을 벌이는 등 과열 양상을 보이기도 했다. 그렇지만 방사광가속기를 포함한 입자가속기는 만들어지기만 하면 어려운 지역경제를 단숨에 살릴 수 있는 도깨비방망이가 아니다. 입자가속기는 물리학자와 화학자가 품고 있는 “물질을 구성하는 기본 입자는 무엇일까”라는 기본적 궁금증을 풀기 위한 거대한 실험 장비다. 19세기 러시아 화학자 멘델레예프가 주기율표를 완성하면서 세상 모든 물질은 주기율표상 원자들의 조합으로 만들어지는 것으로 이해됐다. 20세기 들어 원자는 핵과 전자로 이뤄져 있으며 핵은 양성자와 중성자로 구성돼 있다는 것이 밝혀졌다. 이때까지만 해도 과학자들은 양성자, 중성자, 전자가 물질을 이루는 기본 입자라고 확신했다. 그런데 1964년 미국 물리학자 머리 겔먼이 ‘쿼크 이론’을 제시하면서 물질 구성 기본 입자는 더 작아졌다. 쿼크의 존재를 증명하고 우주를 구성하는 가장 작은 단위를 찾기 위해 입자물리학자들이 사용하는 거대한 현미경이 바로 ‘입자가속기’다. 입자가속기는 전자기장을 이용해 전자, 양성자, 이온 등 전하를 갖는 입자를 빛의 속도에 가깝게 가속시킨 뒤 물질과 충돌시키는 장치다. 가속된 입자가 원자핵과 부딪치면 핵이 깨져 양성자나 중성자가 튀어나오거나 여러 개의 원자핵으로 분열되기도 하고 새로운 소립자가 만들어지기도 한다. 최근에는 기초연구뿐만 아니라 생물학, 의학, 재료공학 등에도 입자가속기가 쓰이면서 활용 범위가 넓어지고 있는 추세다.입자가속기는 가속 방식에 따라 선형과 원형으로 나뉘고 가속 입자의 종류에 따라서 전자가속기, 방사광가속기, 양성자가속기, 중이온가속기, 중입자가속기로 구분된다. 선형가속기는 다시 저에너지 선형가속기와 고에너지 선형가속기로 구별된다. 저에너지 선형가속기는 가속시키려는 입자를 고전압에 한 번에 통과시켜 단숨에 가속시키는 방식이며, 고에너지 선형가속기는 입자를 비교적 낮은 전압에 반복적으로 통과시켜 높은 에너지를 얻도록 해 가속시키는 방식이다. 선형가속기는 원형가속기에 비해 균일하고 강한 입자빔을 얻을 수 있고 직선 형태이기 때문에 입자가 위치를 바꿀 때 나타나는 미세한 제동에 의한 에너지 손실이 적다는 장점이 있다. 그러나 가속시키려는 입자 크기가 클수록 가속기가 길어져야 하기 때문에 많은 공간을 차지한다는 단점이 있다. 원형가속기는 이런 단점을 보완하기 위해 입자를 나선(사이클로트론)이나 원(베타트론, 싱크로트론)을 그리며 가속되도록 한 장치다. 포항에서 운용되고 있는 3세대, 4세대 가속기와 오창에 만들어질 가속기는 방사광가속기다. 방사광가속기는 빛의 속도에 가깝게 가속된 전자가 강력한 자기장을 지날 때 방출되는 빛(방사광)을 활용하는 장치로 기초과학뿐만 아니라 연료전지 같은 첨단재료 기술, 세포 영상획득기술, 단백질 구조분석 등에 활용된다.한국원자력연구원이 경주에서 운용하고 있는 양성자가속기는 수소 원자에서 분리한 양성자를 가속시켜 표적에 충돌시킨 뒤 나타나는 표적의 변화와 충돌로 만들어지는 2차 입자인 중성자, 뮤온 등을 연구할 때 주로 쓰이지만 나노, 재료과학 등을 연구할 때도 쓰인다. 중이온가속기는 양성자 가속기와 비슷한 원리이지만 수소보다 무거운 탄소, 칼슘, 우라늄 같은 입자를 충돌시켜 핵반응을 일으켜 나타나는 현상을 연구하는 데 활용된다. 특히 다양한 희귀 동위원소를 만들어 우주 핵반응, 극한 핵물질 등 기초과학 연구에 주로 쓰이는데 기초과학연구원(IBS)이 2021년 대전에 구축할 예정인 ‘라온’이 중이온가속기다. 중입자가속기는 이산화탄소 가스에서 추출한 탄소이온을 가속시켜 인체를 쉽게 통과할 수 있는 중입자빔을 만드는 데 쓰인다. 이를 통해 암 치료나 DNA 손상 회복 메커니즘, 우주 방사선에 의한 인체 영향 등 주로 의학 연구에 활용된다. 국내에서는 부산 기장에 2023년을 목표로 구축 중이다. 과학자들은 “입자가속기는 지역이나 정치인들의 생각처럼 만들어 놓기만 하면 지역경제가 살아나고 산업이 활성화되는 도깨비방망이가 아니다”라며 “구축 이후 어떻게 활용할 것인지에 대한 명확한 로드맵을 세우지 못하면 비싼 실험 장비를 만들어 놓고 놀리게 되는 일이 벌어질 수 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인도가 코로나19 확산을 막기 위해 내린 봉쇄령 덕분에 무려 40년 만에 처음으로 탄소배출 감소라는 새로운 기록을 세웠다. 영국 비영리 연구단체 ‘카본 브리프’의 연구에 따르면 인도의 이산화탄소 배출량은 지난 3월 전년 동기 대비 15% 감소했고, 4월에는 30% 감소했을 가능성이 있는 것으로 나타났다. 구체적으로 석유와 가스, 석탄 소비량을 분석한 결과, 3월 말 기준으로 줄어든 이산화탄소 배출량은 30억t에 달한다. 전력회사 인도내셔널그리드의 자료를 보면 이전 10년간 석탄 화력발전은 연평균 7.5%씩 성장했지만, 올 3월에는 15% 감소했고, 4월은 3주간 31% 줄었다. 반대로 신재생 에너지 발전 수치는 올 3월 6.4% 증가했고, 4월은 3주간 1.4% 소폭 감소했다. 영국 BBC는 12일 “코로나19 사태 이전부터 전기 사용량이 감소하고, 재생 에너지와의 경쟁등이 있어 화석 연료 수요가 낮아지긴 했지만, 결정적인 것은 지난 3월 코로나19로 인한 봉쇄였다”고 분석했다. 이어 “석유 발전도 석탄 발전과 마찬가지로 작년 초부터 수요가 둔화됐다”면서 “이러한 경향은 코로나19 봉쇄 조치 후 더욱 심화됐다”고 밝혔다. 인도는 3월 25일부터 코로나19 바이러스 확산을 막기 위해 공장과 시장, 상점 등을 폐쇄하고, 대부분의 대중교통 및 건설공사도 중단했다. 이에 따라 인도 각 도시는 초미세먼지와 차량, 발전소에서 방출되는 이산화질소 배출량을 코로나19 사태 이전보다 훨씬 낮은 수준으로 유지하고 있다. 인도에서는 그 어느 국가보다 ‘코로나의 역설’이 더욱 생생하게 나타나고 있다. 인도는 전세계 대기 오염도가 나쁜 상위 20개 가운데 14개 도시가 위치해 있을 만큼 최악의 대기오염 국가다. 이런 인도에서 코로나19로 인해 오염물질 배출이 줄어들지 30년 만에 히말라야가 보이는 지역이 나타나기도 했다. 인도 환경단체 ‘케어 포 에어’ 공동 설립자인 조티 판데 라바카레는 “인도의 대기 질 지수가 낮아져 푸른 하늘이 모습을 드러냈다”면서 “대기오염의 많은 원인이 인간 활동의 결과라는 것을 분명히 보여준다”고 밝혔다. 이어 “경제를 둔화시키는 것이 대기 오염을 줄이는 이상적인 방법은 아니지만 의지만 있지만 그렇게 할 수 있다는 것을 증명한다”고 덧붙였다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

최근 분양시장에서 인공지능 기술이 적용된 스마트 아파트가 등장하고 있다. 13일 견본주택을 개관한 ‘울산 지웰시티 자이’에도 입주민의 편의성을 극대화하기 위한 인공지능 기반 월패드를 비롯해 음성인식 기반 주방TV, 홈네트워크 연동 공기청정시스템 등 다양한 첨단 시스템이 도입돼 수요자들의 높은 관심을 끌고 있다. ㈜신영(시공: GS건설)이 공급하는 울산 지웰시티 자이에는 다양한 첨단 시스템이 도입된다. 먼저 카카오엔터프라이즈 인공지능 기술의 집합체인 Kakao i 플랫폼을 탑재한 AI월패드가 적용된다. 기존 아파트에 도입되던 IoT 플랫폼과 연동한 홈네트워크나 AI스피커를 활용한 음성인식 서비스 등에서 한발 더 나아가 음성인식과 월패드가 결합된 완성형 AI 홈서비스다.AI월패드는 스마트홈 IoT 전문기업 코맥스의 13.3인치 대형 월패드에 Kakao i를 적용해 음성이나 채팅을 통해 세대 내 조명, 가스, 난방 등 빌트인 기기 및 엘리베이터 호출과 같은 공용부를 제어할 수 있다. 뿐만 아니라 입주민이 직접 구입한 다양한 가전제품과 카카오홈 어플리케이션을 연동해 집 안팎으로 언제든지 서비스를 활용할 수 있다. 이외에도 버스 운행 정보, 자동차 소요시간 등의 교통정보를 비롯해 날씨, 뉴스, 운세, 주식, 로또번호 등 생활 정보도 확인 가능하다. 여기에 힐링 사운드, 어학 및 인물 등 카카오만의 다양한 콘텐츠를 이용할 수 있다. 주방에는 안드로이드 기반의 음성인식 주방TV를 도입한다. 이를 통해 각종 어플리케이션 사용은 물론 4K영상도 시청할 수 있다. 특히 네이버 클로바 AI스피커 기능이 탑재돼 네이버 어플리케이션 내 음성검색 기능 사용이 가능하다. 거실에 기본으로 제공되는 시스클라인도 홈네트워크와 통합 연동된다. 창문을 열지 않고도 미세먼지 및 이산화탄소 농도를 낮춰 쾌적한 실내 공기를 유지해주는 시스클라인은 자동운전 모드를 통해 세대 내 공기질을 스스로 측정하고 가동할 수 있다. 외출 시에는 스마트폰 어플리케이션을 통해 원격으로 내부 공기 조절도 가능하다. 입주민의 안전을 위한 보안 시스템도 단지 곳곳에 선보인다. 무인 경비시스템, 무인 택배시스템을 비롯해 놀이터, 지하주차장, 동별 출입구, 엘리베이터 등 주요 동선에 CCTV가 설치된다. 또한 외부차량 통제를 위한 차량번호 인식 주차관제 시스템이 마련되며 최하층 전 세대(필로티 제외)에는 거실 동체감지기도 적용할 계획이다. 울산 최초로 미니카약물놀이터가 각 단지 내 들어선다. 각 단지 중앙에 풋살장도 마련된다. 단지별로 조성되는 커뮤니티센터에는 휘트니스, 골프연습장, 실내체육관, 작은 도서관, 1인 독서실, GX룸, 건식사우나, 다목적실 등의 다채로운 시설들로 채워진다. 특히 실내체육관 내에는 클라이밍시설이 조성된다. 서부초, 녹수초, 현대중, 현대청운중, 현대고, 현대청운고 등의 학교시설을 걸어서 이용할 수 있고, 울산동부도서관, 학원가 등도 인접해있어 우수한 교육 환경을 갖췄다. 여기에 현대백화점(울산동구점), 울산대학교병원, 현대예술관 등도 도보권에 있으며 염포산, 큰마을저수지, 명덕저수지, 현대예술공원 등이 있어 주거환경이 쾌적하다. 현대중공업이 단지 바로 맞은 편에 있는 것을 비롯해 현대미포조선, 현대자동차, 현대제철 울산공장, KCC울산공장, 현대모비스 울산염포동공장 등 대규모 산업단지 내 주요기업체들까지 차량으로 20분 이내에 이동이 가능해 직주근접 주거지로 손색이 없다. 교통 여건도 양호하다. 지난 2016년 울산대교가 개통되면서 울산 시내로의 이동이 한층 편리해졌을 뿐 아니라 단지 인근으로 방어진순환도로, 봉수로, 염포로, 염포산터널 등을 통해 울산 동구 및 타 지역으로 쉽게 이동할 수 있다. 청약일정은 5월 25일(월) 특별공급을 시작으로 26일(화) 1순위, 27일(수) 2순위를 받는다. 6월 2일(화) 1단지, 6월 3일(수) 2단지 당첨자 발표가 진행되고, 6월 15~18일까지 4일동안 정당계약이 진행된다. 당첨자 발표일이 다르기 때문에 1단지와 2단지 중복 청약이 가능하다. 한편, 울산 지웰시티 자이는 울산광역시 동구 서부동 일대에 공급된다. 총 2개 단지로 구성되며 지하 5층~지상 37층, 18개동, 전용면적 59~107㎡ 총 2,687가구 규모로 이뤄진다. 시공은 GS건설이 맡았다. 견본주택은 울산광역시 남구 달동 번영사거리 위치하며, 입주는 2023년 5월 예정이다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

만일 세계 각국이 이산화탄소(CO₂) 등 온실가스 배출을 줄이지 못하고 현재 추세를 유지한다면 지구의 해수면 상승은 2100년까지 1m, 2300년까지 5m를 넘어설 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 싱가포르 난양이공대(NTU)가 주도한 국제연구진은 온실가스 저감 정책에 관한 최선과 최악이라는 두 가지 시나리오에서 세계 평균 해수면 변화에 관한 세계 전문가 106명이 예측한 결과를 비교 분석해 위와 같은 결론에 이르렀다.이 연구에서 이들 연구자는 지구의 평균기온 상승을 산업화 이전 시기의 2℃ 아래, 즉 현재 수준보다 1℃ 아래로 제한하는 강력한 온실가스 저감 정책으로 지구가 스스로 회복할 수 있는 최선의 시나리오(RCP2.6)대로 흘러가면 해수면 상승을 2100년까지 0.5m, 2300년까지 0.5~2m로 억제할 수 있다고 추정했다. 반면 현재 추세로 저감 노력 없이 온실가스가 배출돼 지구의 평균기온이 산업화 이전 시기보다 4.5℃ 상승하는 최악의 시나리오(RCP8.5)에서는 해수면이 2100년까지 0.6~1.3m, 2300년까지 1.7~5.6m 상승할 것으로 나타났다. 연구를 주도한 NTU의 벤저민 호턴 박사는 “해수면 상승에 대한 예측과 불확실성에 대한 지식은 정보에 입각한 완화와 적응 결정을 내리는 데 꼭 필요하다”고 지적했다. 호턴 박사에 따르면, 해수면 예측의 복잡성과 관련 과학 출판물의 양이 너무 많아서 정책 입안자들은 과학적 상태에 관한 개요를 얻기 어렵다. 이 개요를 얻으려면 앞으로 시나리오에 관한 더 넓은 그림을 제시하고 정책 입안자들에게 필요한 대책을 마련할 수 있도록 하는 해수면 상승 예상 전문가들을 대상으로 조사하는 것이 유용하다고 그는 덧붙였다. 연구저자 중 한 명으로 미국 로완대 환경과학부의 앤드라 가너 박사는 “미래에 지구가 추가적인 해수면 상승을 경험하리라는 것을 우리는 알지만, 전문가들은 배출량이 상대적으로 적은 경우를 예측할 때 극명한 차이가 있었다”면서 “이는 미래에 관한 큰 희망을 줄 뿐만 아니라 해수면 상승의 더욱더 심각한 영향을 피하기 위해 현재 행동할 수 있는 강한 동기를 부여한다”고 말했다. 이번 연구는 또 이런 예측에 관한 가장 큰 불확실성의 원천은 남극과 그린란드의 빙하가 녹는 정도에서 나온다고 지적했다. 이는 두 빙하 모두 해수면 상승의 주요 원인이 되기 때문이다. 실제로 인공위성 기반의 대륙 빙하를 측정한 결과에서도 두 빙하 모두 빠른 속도로 녹고 있는 것으로 밝혀졌다. 하지만 전문가들은 앞으로 온실가스 배출 저감은 해수면 상승의 영향을 줄일 잠재력이 있다고 지적했다. 이 연구를 검토한 미국 위스콘신대 매디슨캠퍼스의 지구과학자 앤드라 더튼 박사는 “이 연구에서 얻은 중대한 이점 중 하나는 현재 우리의 행동이 앞으로 우리 해안선이 얼마나 후퇴할지에 큰 변화를 줄 수 있다는 것”이라면서 “이 지식은 우리가 행동을 통해 더 나은 결과를 선택할 수 있다는 것을 의미하므로 힘이 된다”고 말했다. 자세한 연구 결과는 네이처 출판그룹(NPG)에서 발행하는 ‘네이처 파트너저널 기후와 대기과학’(npj Climate and Atmospheric Science) 5월 8일자에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

5만㎞ 타면 유지비 500만원 절약 ‘가성비 갑’엔진 소음 전혀 없어 자기부상차 같은 승차감전기모터 힘만으로 100㎞/ℓ 이상 주행 가능 ‘플러그인 하이브리드 전기차’(PHEV)가 궁극의 미래차가 될 수 있을까. PHEV는 전기를 구하기 힘든 오지에서 차량이 방전됐을 때 휘발유만 소량 구해도 탈출할 수 있다는 점에서 진정한 미래차라는 평가를 받고 있다. 머지않은 미래에 순수전기차(EV)가 아닌 PHEV가 대세가 될 것이란 전망도 나온다. 순수전기차 충전 인프라 확충이 더디다는 점과 석유 매장량을 고려했을 때 당장 내연기관차 시장이 소멸하진 않을 것이란 점도 ‘PHEV 대세론’에 힘을 싣는다. 물론 “PHEV가 전기차 시대로 진입하기 위한 디딤돌에 그칠 것”이란 전망도 없지 않다.내연기관·전기차 장점만 합쳤다 PHEV는 하이브리드카가 순수전기차에 더 가깝게 진화한 모델이다. 외부 충전이 불가능한 기존 하이브리드 모델과는 달리 전기차처럼 플러그를 꽂아 배터리를 충전할 수 있다. 하이브리드카는 소형 전기 배터리가 가솔린 엔진을 보조하는 수준이지만 PHEV는 대형 전기 배터리와 가솔린 엔진이 동등한 비율로 역할을 한다. 또 하이브리드카는 가속페달에서 발을 떼고 관성 주행을 할 때에만 엔진이 멈추고 전기 주행 모드로 전환되는 반면 PHEV는 전기모터의 힘만으로도 시속 100㎞ 이상 고속으로 달릴 수 있다. 특히 도심 주행에선 전기로만 달릴 수 있어 기름값을 많이 아낄 수 있다. PHEV로 연 5만㎞를 타면 휘발유차로 5만㎞를 탈 때보다 유지비를 500만원가량 절약할 수 있다고 한다. 이처럼 PHEV는 하이브리드 모델보다 400만~600만원가량 비싸지만 유지비가 적게 들기 때문에 가성비가 나쁜 편은 아니다.PHEV 도입에는 주로 수입차 브랜드가 발 빠르게 움직이고 있다. 특히 BMW는 PHEV를 향후 전기화 전략의 핵심 모델로 정할 정도로 많은 공을 들이고 있다. 2015년에는 PHEV 스포츠카 i8를 국내로 들여왔고 2018년 X5, 3시리즈, 7시리즈에 이어 최근 5시리즈와 X3에도 PHEV 모델을 추가했다. 올해 하반기에는 3시리즈와 X5의 신형 PHEV를 선보일 계획이다. 메르세데스벤츠는 E클래스와 C클래스, GLC클래스에 PHEV 모델을 보유하고 있다. 볼보도 XC60과 XC90의 PHEV 모델을 출시했다. 수입차들이 PHEV 시장 장악에 나서자 현대차도 준중형 스포츠유틸리티차(SUV) 투싼을 시작으로 PHEV 모델을 확대해 나갈 움직임을 보이기 시작했다. 현재 국산 PHEV는 현대차 아이오닉과 기아차 니로 단 두 종에 불과하다. 아직은 국산차 시장에서 PHEV가 주력 모델로 떠오르지 못했다는 의미다.BMW코리아는 지난달 28일 인천 영종도 BMW 드라이빙센터에서 ‘PHEV에 대한 오해와 진실’이라는 주제로 ‘오토 살롱’ 행사를 열고 PHEV 세단 뉴 530e를 소개했다. 530e는 12.0◇ 용량의 고전압 리튬이온 배터리를 탑재해 1회 충전 시 최대 39㎞ 거리를 전기의 힘만으로 주행할 수 있다. 전기 모드 최고 속력은 시속 140㎞에 달한다. 충전 시간은 가정용 소켓 이용 시 5시간, BMW 전용 충전기 ‘i월박스’로는 3~4시간 정도 걸린다. 최고출력은 전기모터가 113마력, 터보 직렬 4기통 가솔린 엔진이 184마력으로 시스템 합산 출력은 252마력에 달한다. 복합 연비는 16.7㎞/ℓ, 이산화탄소 배출량은 40g/㎞다. 고전압 리튬이온 배터리 탑재 뉴 530e 럭셔리 플러스 트림을 타고 BMW 드라이빙센터에서 출발해 인천국제공항 주변 약 55㎞ 거리를 시승했다. PHEV 모델인 만큼 말이 필요 없을 정도로 조용했다. 엔진 소음뿐만 아니라 풍절음 차단까지 완벽했다. 그러면서도 주행 성능은 폭발적이었다. 드라이브 모드는 ‘오토 e드라이브’, ‘맥스 e드라이브’, ‘배터리 컨트롤’ 등 3가지를 선택할 수 있었다. ‘오토 e드라이브’로 놓고 달리니 기존 하이브리드 모델처럼 전기 모터와 가솔린 엔진이 번갈아 가며 구동됐다. 전기 동력을 최대한 이용하는 ‘맥스 e드라이브’는 뉴 530e 주행의 백미였다. 가속페달을 강하게 밟아 속력을 올려도 엔진 소음이 전혀 없다 보니 마치 자기부상자동차를 타고 달리는 듯한 느낌이 들었다. 또 전기 모드에서 엔진 모드로 바뀌어도 엔진음이 크지 않아 어떤 모드로 달리고 있는지 알아채기가 쉽지 않았다. 계기판의 테두리 색상이 변하는 것으로 겨우 파악할 수 있었다. 그만큼 엔진과 전기모터의 구동 전환이 자연스럽고 부드러웠다. 전기 모드에서 엔진 모드로 넘어갈 때 시동을 거는 것처럼 ‘웽’ 하는 엔진 소음이 나는 국산 하이브리드 모델과는 확연한 차이를 보였다. 가솔린 엔진만 구동해 배터리를 충전하는 ‘배터리 컨트롤’ 모드로 전환하니 최대 주행거리는 쑥쑥 늘어났다. 운전자가 브레이크를 밟으면 배터리가 충전되는 회생제동 시스템도 가속과 제동이 급격하게 변하지 않아 편안한 주행을 할 수 있었다.뉴 530e의 배터리는 뒷좌석 바닥에 자리잡았다. 배터리가 차지하는 공간 때문에 트렁크는 다소 좁은 편이었다. 충전 소켓은 운전자가 탑승할 때마다 충전하는 것을 잊지 않도록 운전석 문과 앞바퀴 사이에 위치했다. 뉴 530e 럭셔리 플러스 판매 가격은 7660만원이다. 지난 3월 새로 출시된 530e M 스포츠패키지는 7850만원이다. 이영준 기자 the@seoul.co.kr

이미 은퇴한 미국항공우주국(NASA)의 케플러 우주망원경은 수천 개 이상의 외계행성을 찾아냈다. 과학자들은 케플러의 후계자인 테스(TESS·Transiting Exoplanet Survey Satellite))를 통해 훨씬 많은 숫자의 외계행성을 찾을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 하지만 수많은 외계행성을 발견한 것은 외계 성 연구의 시작일 뿐이다. 과연 이 가운데 생명체가 살 수 있는 행성이 어디인지 알아내고 실제 생명체가 있는지 검증하는 일이 앞으로 외계행성 연구의 가장 큰 과제로 떠오르고 있다. 만약 지구처럼 질소와 산소로 구성된 대기와 지구와 비슷한 크기, 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 환경을 지닌 행성이 있다면 과학자들은 생명체 존재 가능성을 높게 볼 것이다. 하지만 만약 대기 구성 성분이 지구와 크게 다르다면 어떨까? 사실 지구도 초기에는 대기 중에 산소와 질소가 거의 없고 암모니아, 메탄, 이산화탄소, 수소 등 지금과는 다른 성분이 풍부했다. 초기 지구 생명체는 이런 환경에서 탄생했다. 따라서 지구형 외계행성이 현재 지구와 다른 대기를 지녔다고 해도 생명체는 존재할 수 있다. 과학자들은 지구와 다르지만 생명체가 존재할 수 있는 대기 조건에 대해서 연구를 진행하고 있다. 미국 매사추세츠공과대(MIT)의 사라 시거 교수가 이끄는 연구팀은 독특한 조건에서 지구 생물을 연구했다. 바로 수소가 100%인 대기 환경에서도 생존이 가능한 생명체를 찾는 것이다. 언뜻 생각하기에는 수소 100%인 대기 조건에서 생존할 수 있는 지구 생명체가 없을 것 같지만, 사실 수소 자체는 독성을 지닌 물질이 아니다. 단지 산소와 격렬하게 반응하기 때문에 일반적으로 위험 물질로 여겨지는 것뿐이다. 100% 수소 환경에서는 매우 안정한 기체다. 연구팀은 두 종류의 생물이 100% 수소로 채워진 실험실 환경에서도 잘 자라는 것을 확인했다. 바로 메탄생성균과 효모가 그 주인공이다. 전자는 원시적인 고세균의 일종으로 산소를 싫어하는 혐기성 생물이고, 후자는 진핵생물이지만 산소 없이도 살아갈 수 있는 생물이다. 따라서 이들은 100% 수소를 채운 실험실 환경에서도 영양배지 속에서 문제없이 증식하고 살아간다. 메탄 생성균의 경우에는 수소와 이산화탄소를 이용해 에너지를 얻을 수도 있다. 연구팀은 이를 근거로 수소가 풍부한 지구형 외계 행성을 그냥 지나쳐서는 안된다고 주장했다. 수소는 가벼운 기체이기 때문에 수소가 풍부한 원시적 대기를 지닌 행성이 있다면 대기 상층부로 상승해 지구에서 가장 쉽게 관측된다. 물론 현재 지닌 망원경으로 수백 광년 떨어진 작은 외계 행성의 대기를 직접 관측하기는 쉽지 않지만, 과학계의 기대를 한 몸에 받고 있는 차세대 우주 망원경인 제임스 웹 우주 망원경의 경우 가능할 수 있다. 수소가 풍부한 대기를 지닌 지구형 외계 행성은 어쩌면 원시적인 메탄 생성균이 살고 있을지도 모른다. 하지만 가능성이 있다는 이야기가 실제로 존재한다는 이야기가 될 순 없다. 많은 연구자들이 지구와 다른 환경에서도 생명체가 존재할 가능성을 다각도로 검토하고 있지만, 사실 가장 중요한 일은 하나라도 진짜 존재한다는 것을 증명하는 것이다. 과학자들은 우선 태양계에서 생명체 존재 가능성이 있는 목성의 위성 유로파나 토성의 위성 엔켈라두스에 대한 탐사를 준비하는 한편 망원경을 통해 생명활동의 징후를 찾아내는 방법을 연구하고 있다. 수소가 풍부한 대기를 지닌 행성에서도 예상보다 높은 메탄의 존재 등 여러 가지 방법이 있을 것이다. 당장에 답을 얻긴 어렵지만, 결국 과학이 이 문제에 대한 해답을 내놓을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

8일 전문가 워킹그룹이 제시한 제9차 전력수급 기본계획 초안은 ‘탈원전·탈석탄’으로 요약된다. 특히 지난 8차 계획과 비교했을 때 석탄발전 대규모 감축에 방점을 찍었다. 미세먼지와 온실가스를 줄이고자 액화천연가스(LNG)와 신재생에너지 발전을 늘리자는 것이다. 그러나 취지와는 별개로 전기요금에 대한 문제점은 수급계획에 담기지 않았다. 전문가들은 값비싼 LNG가 확대되면 전기요금의 큰 폭 인상은 불가피하다고 보고 있다. 아직 초안 단계인 만큼 정부의 최종 검토 과정에서 경제성을 적극 고려할 필요성이 제기된다.■30년 이상 석탄발전 30기 폐기…LNG로 대체 제9차 전력수급계획 초안은 우선 2034년까지 가동 후 30년이 되는 석탄발전기 30기(15.3GW)를 폐지한다는 계획을 세웠다. 현재 있는 60기 가운데 절반을 감축하는 것이다. 3년 전 발표한 8차 계획에선 10기를 폐기하기로 했으나, 이를 20기 늘리면서 가속도를 붙였다. 민간 영역에서 건설되고 있는 7기까지 포함하면 석탄발전 설비 규모는 2020년 34.7GW에서 2030년 32.6GW, 2034년 29W로 점차 줄어든다. 대신 폐지되는 석탄발전 30기 가운데 24기(12.7GW)를 LNG로 전환한다는 계획이다. 이에 따라 LNG는 2020년 41.3GW에서 2034년 60.6GW까지 늘어난다. 이 외에 원자력도 2024년 26기(27.3GW)를 정점으로 점진적으로 감축하고, 대신 신재생에너지와 관련해 2034년까지 62.3GW의 신규설비를 확충해 보급하겠다고도 밝혔다. ■‘전기요금’ 고려 없는 계획…8차 당시 정부 예측도 ‘축소’ 지적 문제는 전기요금이 폭등할 위험이 있다는 점이다. 이번 수급계획 초안엔 요금에 관한 내용은 포함돼 있지 않다. 실제로 전기사업법상 수급계획 검토 사항엔 ▲기본방향 ▲장기전망 ▲발전설비계획 ▲전력수요 관리 ▲직전 기본계획 평가 등만 명시하고 있다. 앞서 산업통상자원부는 지난 8차 수급계획 당시 2030년 기준 전기요금이 10.9% 인상에 그칠 것으로 예상했다. 당시 산업부는 배출권 거래비용, 석탄폐기물 비용 등을 고려하는 환경급전 제도를 반영하더라도 2020년까지 1.3%, 2030년까지 10.9% 상승할 것이라 밝혔다. 그러나 전문가 그룹에선 ‘희망적인 예측’이라는 지적이 이어졌다. 한국경제연구원은 지난해 12월 발표한 ‘탈원전 정책의 경제적 영향’ 보고서를 통해 2030년까지 25.8% 전기요금 인상 요인이 있다고 밝혔다. 특히 9차 수급계획에선 단가가 싼 석탄발전이 대폭 줄고, 상대적으로 비싼 LNG가 늘어나기 때문에 인상분이 더욱 커질 것이라는 게 전문가들의 관측이다. 정범진 경희대 원자력공학과 교수는 “똑같은 전기 1㎾를 만드는 데 원자력은 60원, 석탄은 70원, LNG는 120원, 그리고 재생에너지는 200원 정도 든다”면서 “석탄을 LNG로 대체하면 전기요금이 크게 오르는 것은 당연한 이치”라고 말했다.■안정적 공급·친환경 효과 의문 제기도 안정적인 공급이 가능할지에 대한 의구심도 나온다. 신재생에너지는 특성상 지속적인 공급이 힘들 수 있고, LNG도 가격변동이 커질 가능성이 존재하기 때문이다. 정 교수는 “지금 상황에선 석유 가격과 LNG 가격이 싸고, 사우디아라비아가 미국의 컨트롤 하에 있으므로 안정적인 수급이 가능하다. 때문에 LNG를 늘리는 전략 자체는 좋다”면서도 “그런데 LNG에 몰아줬다가 추후 다른 요인으로 가격이 확 오르면 감당이 안 된다. 자원 간 밸런스를 맞춰야지, 석탄과 원전을 무작정 줄이는 게 좋은 방법이 아니다”라고 말했다. LNG의 친환경 효과에 대해서도 의문점이 제기된다. 이덕환 서강대 화학·과학커뮤니케이션 명예교수는 “LNG도 결국은 화석 연료이고, 적지 않은 이산화탄소가 발생한다”면서 “특히 미세먼지는 줄더라도 초미세먼지는 많이 나온다는 연구 결과도 있고, 신재생에너지의 일환은 수소도 결국 LNG를 태워야 하기 때문에 친환경성과 안전성 모두 좋다고 볼 수 없다”고 말했다. 다만 이와 관련해 이번 수급계획을 설계한 유승훈 총괄분과위원회 위원장(서울과기대 교수)은 “물론 LNG도 원전이나 재생에너지와 비교하면 미세먼지가 나온다”면서도 “석탄에 비하면 1/30 수준”이라고 말했다. 세종 나상현 기자 greentea@seoul.co.kr

“지금까지 이런 맛은 없었다. 이것은 차인가 술인가. 네, 콤부차입니다.” 요즘 글로벌 음료업계를 강타하고 있는 주인공은 콤부차입니다. 새콤한 맛이 나고 탄산이 들어간 콤부차는 녹차나 홍차 혹은 과즙을 탄 물에 사탕수수 원당(설탕) 등을 넣고 발효를 시킨 대표적인 ‘발효음료’입니다. 유래는 중국으로 진나라 시황제가 즐겨 마셨다는 설이 전해집니다. 러시아 알렉산드르 솔제니친의 소설 ‘암병동’에는 주인공이 콤부차를 마시면서 병을 극복한다는 구절도 나오고요. 콤부차는 2010년대 중반 즈음 미란다 커, 레이디 가가, 어맨다 사이프리드 등 유명 할리우드 스타들이 미용과 건강관리를 위해 마시는 음료로 알려지면서 미국에서 붐이 일었습니다. 마침 김치 등 발효음식이 글로벌 식음료 트렌드로 떠오르면서 콤부차의 인기는 전 세계로 퍼져나갔고 이제는 콜라를 위협할 만한 대중적인 건강음료로 자리를 잡았습니다. 하지만 오늘날 콤부차가 당당하게 ‘음료수’로 인정받기까진 우여곡절이 많았답니다. 발효 과정에서 자연적으로 발생하는 알코올 때문인데요. 2015년 미국 연방정부는 콤부차 생산업체들에 콤부차의 알코올을 주의하라고 경고문을 보냈습니다. 또 캐나다, 호주 등에선 시장에 출시돼 판매된 콤부차가 알코올 때문에 ‘술’로 분류돼 보건당국에 의해 전량 철수되는 일도 심심치 않게 벌어졌고요. 미국 일부 업체들은 아예 콤부차의 알코올 도수를 3~4%로 높여서 저도주 술로 따로 팔기도 하면서 ‘콤부차술’ 시장이 형성되기도 했답니다. 미국에선 특정 음료수에 0.5% 이상의 에탄올(알코올)이 발생하면 술로 분류됩니다. 한국의 기준은 1%이고요.콤부차의 알코올은 어떻게 생성되는 것일까요. 콤부차의 원액에는 효모와 초산균을 혼합한 혼합균주가 들어갑니다. 효모는 당을 먹고 알코올과 이산화탄소를 배출합니다. 여기까지는 맥주, 와인 등의 발효주와 똑같은 원리입니다. 이 상태로 병입해 팔면 술이 되겠죠. 콤부차가 ‘차’가 될 수 있도록 결정적인 역할을 하는 건 아세트산균(ABB)으로도 불리는 초산균입니다. 이 균은 효모가 내뿜은 알코올을 재빨리 산으로 전환시켜서 콤부차에 날카로운 신맛을 가미합니다. 최종 병입되는 콤부차에는 바쁜 초산균이 미처 손을 보지 못한 알코올이 소량 남아 때때로 술인지 음료인지 오해를 불러일으키죠. 다만 이 같은 발효 과정에서 항산화물질, 소화촉진물질 등 인체에 좋은 부산물도 함께 나옵니다. 마시면 몸에 해로운 술과는 완전히 다르죠. 콤부차의 알코올을 완벽하게 제거할 수는 없는 걸까요. 최근 수년간 콤부차 시장이 무섭게 성장하자 콤부차의 알코올 함량을 컨트롤하는 것은 생산업체들의 가장 큰 과제가 됐습니다. 전북 익산 식품클러스터의 공장에서 1일 2만병의 콤부차를 생산하는 ‘아이엠얼라이브’의 황진수(53) 대표는 “콤부차는 발효 과정을 거치기 때문에 알코올이 반드시 나오지만 이 알코올 함량을 낮추는 일은 공정 기술의 문제”라고 말합니다. 알코올 도수 0%대의 콤부차를 만들 수 있는 비결을 알려 달라고 묻자 황 대표는 “업체 고유의 노하우이기 때문에 알려줄 수 없다”며 웃었습니다. 대신 그에게 콤부차의 매력을 물어봤습니다. 미국, 유럽뿐만 아니라 한국에서도 피자, 햄버거 등을 먹을 때 콜라 대신 콤부차를 찾는 사람이 늘어나고 있는 현상에 대해 언급하면서요. 그는 중독성과 다양성을 꼽았습니다. 그는 “콤부차는 건강음료이지만 결국 기호식품이니 맛있어야 사람들이 찾는다”면서 “건강에 대한 관심이 높아진 시대에 달콤함과 산미, 탄산이 어우러진 맛에 중독돼 사람들이 열광하는 것”이라고 봤습니다. 또 “콤부차는 생산업체마다 종균이 달라 같은 재료를 넣은 동일한 콘셉트의 제품이어도 맛이 다 다르다”고 하네요. 황금연휴 기간 다이어트나 금주를 결심하셨다면 콤부차가 훌륭한 대체재가 될 수 있을 듯합니다. macduck@seoul.co.kr

활성산소는 인체 노화와 각종 질병을 유발하는 것으로 알려져 있다. 체내 활성산소가 많아지면 건강이 악화되는 것처럼 배터리에도 활성산소가 발생하면 수명과 성능이 급격하게 떨어지게 된다. 전기차나 드론 등에 쓰기 위해 고용량 리튬이온배터리를 개발하더라도 활성산소를 제대로 제거하지 못할 경우 원하는 성능과 수명에 못 미치게 된다. 국내 연구진이 배터리 속 활성산소를 제거할 수 있는 일종의 배터리용 항산화 물질을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 연구팀은 리튬이온배터리 양극에서 만들어지는 활성산소와 배터리 전해질에 있는 수분을 제거해 수명과 성능이라는 두 마리 토끼를 잡을 수 있는 전해액 첨가제를 개발했다고 30일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈’에 실렸다. 전기자동차의 수요가 증가하면서 리튬이온배터리 용량과 수명을 늘리기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 배터리 용량을 키우기 위해 리튬이 많이 포함된 물질인 ‘리튬 리치 양극’을 사용하는 경우가 많은데 이 경우 충방전 반응 중 활성산소가 발생해 전해액을 분해하고 일산화탄소나 이산화탄소를 발생시켜 오히려 용량이나 수명을 떨어뜨리게 된다. 연구팀은 계산화학적 방법으로 기존 전해액에 말론산이 포함된 풀러렌(MA-C60)이라는 물질을 첨가하는 것만으로 이 같은 문제를 해결할 수 있음을 파악했다.이번에 개발한 MA-C60은 탄소 원자가 축구공처럼 이어진 풀러렌에 말론산을 결합한 물질로 전해액 속에 1% 정도만 첨가하더라도 활성산소를 제거해 전해액이 분해되는 것을 막아주는 역할을 한다. 사람의 몸 속 활성산소를 없애기 위한 항산화효소들처럼 MA-C60는 배터리 내 활성산소를 제거하는 항산화물질 역할을 하는 것이다. MA-C60는 전기 작동 중에 만들어지는 배터리 전해질 속 수분도 효과적으로 제거하는 것으로 확인됐다. 수분 역시 활성산소처럼 배터리의 수명과 성능을 단축시키는 주범으로 지목받아왔다. 최남순 교수는 “이번에 개발된 전해액 첨가제는 활성산소와 물을 제거할 뿐만 아니라 양극 표면에 보호막도 형성시켜 배터리 노화를 방지해준다”라며 “다양한 배터리 양극 소재에도 적용 가능해 고용량 전지의 성능과 수명을 효과적으로 개선하는 기술이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

석탄은 고대부터 현대까지 인류가 사용해온 화석연료입니다. 기원전 몇천 년 전부터 석탄을 사용한 흔적이 있으며 고대 그리스 문헌에서도 석탄을 이용해 금속을 제련했다는 기록이 나옵니다. 다만 석탄이 주요 에너지원으로 사용된 시기는 산업혁명 이후입니다. 석탄을 태우는 증기기관은 이 시기를 대표하는 동력원이었습니다. 20세기 들어 석유와 천연가스의 소비가 폭발적으로 증가하면서 석탄의 위상은 다소 낮아졌지만, 여전히 발전 부분에서는 중요한 연료로 사용됐습니다. 그렇지만 현재 석탄화력발전은 큰 위기를 맞고 있습니다. 매년 막대한 양의 이산화탄소와 대기오염 물질을 배출하고 있기 때문입니다. 온실가스 감축과 대기 질 개선 요구가 높아지면서 세계 각국은 석탄화력발전 대신 풍력이나 태양에너지 같은 신재생 에너지에 투자를 늘리고 있습니다. 어쩔 수 없이 화석연료 발전소를 유지해야 하는 상황이라면 그나마 온실가스와 오염물질 배출이 적은 천연가스에 투자가 몰리고 있습니다. 지구의 기온이 빠른 속도로 치솟는 상황에서 석탄화력발전의 미래는 어두울 수밖에 없습니다. 하지만 아직도 전 세계에 막대한 양의 석탄이 남아 있고 현재 가동 중인 석탄 발전소가 적지 않은 상황에서 석탄 자원을 그냥 포기하기는 아깝다는 의견도 있습니다. 일부 과학자와 기업은 신기술을 통해 석탄을 친환경 에너지원으로 바꿀 수 있다고 보고 있습니다. 석탄을 원료로 수소를 추출해 친환경 에너지원으로 사용하거나 기존의 석탄발전소에 이산화탄소 및 오염물질 제거 시스템을 더해 친환경 발전소로 개조하는 것입니다. 이산화탄소 포집·저장(CCS·Carbon Capture and Storage) 기술은 이미 상용화가 가능한 수준까지 발전했습니다. 미국 노스다코타주에 있는 밀턴 R. 영 석탄화력발전소는 2025년까지 455㎿급 화력 발전기에서 나오는 이산화탄소의 90%를 제거하는 CCS 시스템을 적용하겠다고 발표했습니다. 프로젝트 툰드라(Project Tundra)라고 알려진 이 CCS 시스템이 실제로 완성되면 세계 최대의 CCS 석탄 화력발전소가 될 것으로 보입니다. 이미 건설되었거나 계획된 51개의 대형 CCS 시스템 중에 가장 큰 용량을 자랑하기 때문입니다. 프로젝트 툰드라에 사용되는 CCS 시스템의 원리는 간단합니다. 기존의 석탄 화력발전소에서 나온 배기가스에서 미세먼지 같은 불순물을 제거한 후 액체 아민 기반 용액(liquid-based amine solution)이 흐르는 스테인리스관에 통과시키면 이산화탄소가 화학적으로 결합해 배기가스에서 제거됩니다. 이후 이 용액에 열을 가하면 다시 순수한 이산화탄소를 얻을 수 있습니다. 이렇게 분리한 이산화탄소는 석유나 천연가스 생산을 늘리기 위해 유정에 투입하거나 혹은 지층 깊숙한 곳에 매립해 저장합니다. CCS 시스템의 장점은 기존의 석탄화력발전소를 그대로 사용하면서 추가 시설만 건설하면 되기 때문에 막대한 비용을 들여 건설한 발전 인프라를 유지할 수 있다는 것입니다. 또 석탄화력발전소는 물론이고 다른 화력 발전소나 혹은 이산화탄소가 많이 배출되는 공장에서 발생하는 온실가스도 제거할 수 있다는 장점이 있습니다. 단점은 비용입니다. CCS 시스템을 설치하는 데 막대한 비용이 들뿐만 아니라 유지 운용하는데도 만만치 않은 비용이 들어갑니다. 미국 에너지경제·재무분석연구소(IEEFA)에 따르면 CCS 시스템을 적용할 경우 석탄화력발전소의 발전 단가는 ㎿h당 30달러에서 96달러로 세 배나 비싸질 뿐 아니라 사실 태양광이나 풍력발전보다도 훨씬 높아지게 됩니다. 하지만 밀턴 R. 영 화력발전소를 운영하는 민코타발전조합(Minnkota Power Cooperative) 역시 나름의 계산이 있습니다. 이산화탄소 1t을 매립할 때마다 정부에서 최대 50달러의 보조금을 받을 수 있기 때문에 규모의 경제를 통해 CCS 시스템의 운용 비용만 낮출 수 있다면 경제성이 있다고 보는 것입니다. 참고로 프로젝트 툰드라의 목표는 연간 350만t의 이산화탄소를 제거하는 것으로 이는 가솔린 승용차 60만대가 내뿜는 이산화탄소와 맞먹는 엄청난 양입니다. 물론 아무리 비용이 낮아져도 CCS라는 추가 시스템을 적용하는 순간 화력발전소의 발전 단가는 올라갑니다. CCS 석탄발전소보다 이미 상당히 저렴해진 태양광 및 풍력에 적극적으로 투자하는 편이 더 낫다는 의견이 나오는 이유입니다. 하지만 태양광이나 풍력발전은 발전량 변동 폭이 심하고 태양광 같은 경우는 밤에는 발전이 불가능합니다. 발전 단가가 아무리 떨어져도 태양광이나 풍력에너지는 결국 에너지저장시스템(ESS)이나 다른 발전 시스템의 도움이 필요합니다. CCS가 완벽한 보완책은 아니지만, 한 번 시도해볼 가치는 있을 것입니다. 프로젝트 툰드라가 성공할지는 아직 말하기 어렵지만, 의미 있는 성과를 거둔다면 CCS 석탄화력발전소를 확산시키는 기폭제가 될 것으로 보입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

코로나19가 일으키는 폐렴의 병태생리는 여타 바이러스성 폐렴과 크게 다르지 않다. 하지만 인류에게 처음 나타난 바이러스이고 단기간에 전 세계로 확산해 다양한 양상을 보여 의학적 판단에 아직 혼선을 초래하고 있다. 코로나19 폐렴의 원인 병원체는 SARS-CoV-2며 원조 격인 SARS-CoV-1은 사스(SARS: 중증급성호흡기증후군)를 일으켰다. 사스는 10%의 치명률로 전 세계적으로 8000여명의 환자가 발생했으나 코로나19는 5% 전후의 치명률로 200만명 이상의 환자가 발생하고 있어 큰 위협이 되고 있다. 바이러스가 우리 몸에 들어올 때는 선호하는 부위가 있다. 호흡기 바이러스는 코, 인두, 폐를 침범하고, 간염 바이러스는 간, 뇌염 바이러스는 뇌를 주로 침범한다. 코로나19는 호흡기 바이러스인데 코, 인두, 폐뿐만 아니라 심장, 신장, 위장관에 침범해 매우 광범위한 장기에 병을 일으키며 후각신경의 감퇴로 냄새를 못 맡는 현상도 나타난다. 코로나19는 ACE2라는 세포 표면의 수용체와 결합해 세포 속으로 들어가서 증식하는데, ACE2 수용체는 우리 몸의 다양한 장기에 분포하며 심지어 혈관내피세포에도 수용체가 존재한다. 코로나19는 RNA 유전체와 껍질로 구성돼 있으며 생물과 무생물의 중간 형태이다. 스스로 살아갈 수 없어서 무생물 같지만, 다른 생명체를 이용해 번식하며 살아가기에 생물의 특성도 지닌다. 세포 속으로 들어간 바이러스는 우리 몸에 있는 유전자 물질을 이용해 자신의 RNA 사슬을 복제함으로써 기하급수적으로 늘어나 마침내 그 세포를 뚫고 나와 또 다른 세포를 공격한다. 바이러스가 들어오면 우리 몸은 항원제시세포, 대식세포, T세포, NK세포 등이 나서서 바이러스의 공격을 직접 막아 내는 한편 형질세포에서는 중화항체를 생산해 바이러스를 물리치는 역할을 한다. 이를 각각 세포성면역과 체액성면역이라고 한다. 세포성면역이 진행하는 과정에서 다양한 종류의 사이토카인(cytokine)이라는 물질이 방어를 위해 세포로부터 분비돼 염증반응과 항염증반응에 참여하게 된다. 우리 몸의 면역세포가 직접 또는 항체를 만들어 바이러스를 물리치면 폐렴은 끝이 난다. 그렇지 않은 경우 바이러스는 분열을 거듭해 마침내 폐를 파괴시키고, 혈관을 뚫은 후 혈류를 타고 전신으로 퍼진다. 전신에 바이러스가 퍼지지 않더라도 사이토카인의 영향만으로 주요 장기에 염증이 발생해 심부전, 신부전 등으로 진행될 수 있다. 급성호흡곤란증후군에 빠진 폐는 폐포 손상이 지속돼 산소와 이산화탄소의 교환이 불가능해 저산소증과 고이산화탄소증이 초래된다. 폐조직은 염증에 의한 분비물, 출혈, 혈관 내 응고물질의 축적 등으로 괴사 상태에 빠지게 된다. 코로나19로 인한 급성호흡곤란증후군은 인공호흡기와 체외산소공급으로 치료한다. 코로나19를 직접 물리치는 치료약제와 예방하는 백신의 개발에는 최소 1년이 걸릴 것으로 전망된다.

인간 뇌를 모방하는 핵심 전자칩의 개발이 생체 전자공학의 급격한 발전 덕분에 순조롭게 진행되고 있다. 이른바 ‘뉴로모픽 컴퓨팅 칩’으로 불리는 이 핵심 연산장치는 인간 뇌의 뉴런(신경세포)들과 이들을 연결하는 부위인 시냅스(연접부)들의 구조를 모방해 기계학습을 수행하면 기존 컴퓨터에서는 할 수 없던 복잡한 의사결정을 인간 수준으로 해낼 수 있다. 하지만 지금까지 기술로는 이 칩을 가동하는데 최소 1V 안팎의 전압이 필요했다. 이는 인간 뇌가 필요로 하는 전압인 80㎷와 비교하면 압도적으로 높은 전압이다. 하지만 뉴로모픽 컴퓨팅 칩의 최종 목표는 인간의 뇌를 완전히 대체할 수 있을만큼 발전하는 것이므로, 이렇게 높은 전압은 바람직하지 못하다. 그런데 미국 매사추세츠대 애머스트캠퍼스 연구진은 자신들이 개발하고 있는 뉴로모픽 컴퓨팅 칩을 가동하는 데 필요한 전압을 실제 뇌 수준인 40~100㎷까지 낮추는 데 성공했다고 밝혔다. 이런 성과 덕분에 이 전자칩은 실제 뇌를 재현하기 위한 마지막 관문을 돌파했다고 할 수도 있다. 또 적정 전압의 획득으로 손상됐거나 오래된 뇌세포를 대체하는 이른바 ‘뇌 바꾸기’도 실현 가능할 것이다. 그렇다면 도대체 무엇이 이번 저전압화를 가능하게 했던 것일까. 그 열쇠를 쥐고 있던 것은 뜻밖에도 세균에 있었다. 의사 시냅스의 구조 뉴로모픽 컴퓨팅 칩의 개발에 있어 가장 어려운 문제는 시냅스를 재현하는 것이다. 시냅스의 역할은 보통 전자회로의 스위치에 있는 온·오프 기능과 비슷하지만 다른 한편으로 흐르는 전류가 많거나 적음에 따라 스위치로 기능하는 유연성을 갖는다. 기존 전화회로로는 이런 성질을 재현하기가 어려웠지만, 최근 10여년간의 급격한 기술 발전 덕분에 뉴로모픽 컴퓨팅 칩은 실제 시냅스와 같이 유연한 전류 조절을 재현하는 의사 시냅스를 탑재하는 데 성공한 것이다. 저전압화 실현에 핵심이 된 부분은 금속 환원 미생물(혐기성 세균)인 지오박터 설퍼레두신스가 만들어내는 단백질로 된 나노와이어다. 이는 단면의 지름이 1나노미터 정도의 극미세선을 말한다. 생물 호흡의 본질은 체내에서 생긴 잉여 전자를 버리는 데 있다. 산소를 이용하는 호기성 호흡의 경우 체내 전자를 산소에 부여해 이산화탄소로 대체 방출한다. 반면 금속을 이용하는 혐기성 호흡은 체내에서 생긴 잉여 전자를 금속에 버리는 방식으로 호흡한다는 것이다. 연구진이 주목한 단백질 나노와이어는 혐기성 세균이 전자를 버리기 위해 금속(자연계에서는 광석)과 자신의 신체 일부를 연결하는 데 쓰인다. 이들 연구자는 의사 시냅스 사이를 이 혐기성 세균에서 채취한 나노와이어들로 채웠다. 그리고 의사 시냅스 전후 회선에 전압이 가해지면 나노와이어에 전자가 흐르고 주위에 부유시킨 은 이온을 은으로 바꿔 의사 시냅스 사이에서 은 덩어리가 생기게 했다. 분자 상태의 은이 모이면서 의사 시냅스는 접속돼 간다. 전기를 통하게 함으로써 수중의 은 이온(Ag+)이 단백질 나노와이어로부터 전자를 받아 은 덩어리를 형성하고 그 덩어리가 성장하면서 회로가 연결된다. 그리고 전기가 끊기면 집적된 은 덩어리는 다시 은 이온이 돼 수중에 녹아 연결이 끊어지는 것이다. 즉 혐기성 세균이 가지는 자연계 최소의 전선은 은과 은 이온으로부터 전자를 주고 받는 역할을 통해 생체 촉매와 같은 기능을 했다는 것이다. 생물이 지니는 촉매 작용은 매우 효율적이고 의사 시냅스의 작동에 필요한 전압을 극적으로 줄이는 과정으로 이어졌다. 따라서 이 연구를 통해 만들어진 신경 연결은 기존 기술의 비세포적 성질과 단백질 나노와이어로 이어진 세포적 성질 양측 모두를 지닌 이른바 하이브리드 뇌라고 할 수도 있다. 비세포성 뇌 만들어내나 이 연구로 생체 전압 수준의 제어가 실현돼 손상된 신경을 비세포성 전자회로로 대체할 수 있게 됐다. 배양한 세포와 달리 비세포성 회로는 거부 반응이 일어나기 어렵기 때문이다. 또 적정 전압은 대체할 신경을 중추신경으로 확대할 수도 있다. 뇌는 매우 생물학적인 조직이지만 신경 연결의 구조를 모방할 수 있으면 세포를 사용하지 않아도 모방할 수 있다. 손상됐거나 오래된 뇌세포를 이런 전자칩으로 대체할 수도 있다. 또 최신 연구에서는 쥐의 손상된 뇌를 인간의 피부세포에서 배양한 뇌세포를 사용해 대체하는 실험에도 성공했다. 이런 잠정적인 대체 기술을 통해 뇌를 모든 전자회로로 대체하는 미래도 가능해질 것이다. 어쩌면 그 때가 오기 전에 세포가 만들어내는 감정과 전자회에서 발생하는 감정의 차이가 무엇인지를 생각하기 시작해야 할지도 모른다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 네이처의 자매지인 네이처 커뮤니케이션스 최신호(20일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

얼음이 모두 녹아 사라져 버린 북극, 30년 후 현실이 될 가능성이 다분하다는 전문가들의 분석이 나왔다. 독일 함부르크대학 기후학 연구진이 기후변화에 따른 모델링 프로그램을 통해 예측한 결과, 파리기후변화협약에서 목표한 탄소 배출량에 도달하지 못할 경우, 2050년부터는 북극의 여름에 단 한 덩어리의 얼음도 볼 수 없을 것이라는 결론에 도달했다. 2015년 한국을 포함한 195개국이 체결한 파리기후변화협약은 산업화 이전 수준 대비 지구 평균온도가 2℃ 이상 상승하지 않도록 온실가스 배출량을 단계적으로 감축하는 내용을 담고 있다. 북극에도 여름이 존재하고 계절에 따라 얼음의 양이 변동되기는 하지만, 한여름에도 얼음이 녹지 않는 0℃ 이하의 온도를 유지해왔다. 때문에 한여름에도 북극곰과 같은 극지방 동물들이 살아갈 수 있었다. 그러나 이산화탄소 등 온실가스 배출량을 줄이지 않을 경우, 2050년부터는 여름마다 얼음을 볼 수 없는 북극과 마주하게 될 것이며 이는 생태계 전반에 엄청난 영향을 미칠 것이라는 게 연구진의 설명이다. 일반적으로 빙하는 지표에 도달한 햇빛의 90%를 반사해 우주로 다시 내보내고, 바다는 반대로 햇빛의 90%를 흡수한다. 극지방의 빙하가 사라지면 햇빛을 더 많이 흡수해 지구 스스로 온난화를 증폭하는 결과를 초래해 악순환이 계속될 수 있다. 연구진은 “탄소배출량을 줄이고 지구 평균온도 2℃ 이하까지만 상승하도록 제한하는데 성공한다 할지라도, 2050년이 되기 이전에 이미 북극의 얼음은 점차 사라져 갈 것”이라면서 “이미 매년 여름마다 얼음이 녹아내린 바다의 모습이 목격되고 있기 때문”이라고 설명했다. 이어 “이산화탄소와 메탄과 같은 온실가스에 대한 끊임없는 경고가 없다면 북극의 얼음은 여름 몇 개월 동안 완전히 사라져 버릴 것”이라면서 “얼음이 녹아내린다면 해수면이 상승하고, 이는 바다사자와 북극곰의 서식지 파괴를 의미하기도 한다”고 덧붙였다. 한편 2021년 1월부터 적용되는 파리기후변화협약에서 유럽연합은 1990년 배출량 대비 40% 감축을, 한국은 2030년 배출전망치 대비 37%감축을, 일본은 2013년 배출량 대비 26% 감축을, 중국은 2005년 1인당 GDP 대비 60~65% 감축을 목표로 삼았다. 당시 미국은 2025년까지 2005년 배출량 대비 26~28% 감축하기로 약속했지만, 지난해 11월 도널드 트럼프 미국 행정부가 파리협약 탈퇴를 UN에 선언하며 논란이 됐다. 이번 연구결과는 미국지구물리학회가 발간하는 지구물리학연구지(Geophysical Research Letters)에 게재됐다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

오일 쇼크가 한창이던 1970년대에는 석유나 천연가스 같은 화석 연료 고갈에 대한 우려가 컸습니다. 당시 확보된 석유 매장량과 늘어나는 화석 연료 소비량을 생각하면 근거 없는 걱정은 아니었습니다. 하지만 수소 같은 차세대 연료를 기반으로 기존의 화석 연료를 대체할 수 있을 것이란 낙관적인 예측을 하는 이들도 있었습니다. 수십 년의 세월이 흐른 후 석유 회사들과 산유국들은 최신 기술을 통해 빠른 속도로 새로운 유전을 찾아냈을 뿐 아니라 셰일 혁명 같은 신기술을 통해 과거에는 추출하기 어려웠던 석유와 가스를 추출하는 방법을 개발해 오히려 생산량이 소비량 증가를 앞서 나가기에 이르렀습니다. 최근에는 코로나19로 소비량이 급감하면서 원유 가격이 믿을 수 없는 수준까지 하락했습니다. 하지만 석유가 고갈되지 않았다고 해서 차세대 에너지가 필요 없는 것은 아닙니다. 지구 온난화로 인해 친환경 에너지에 대한 요구는 날이 갈수록 커지고 있습니다. 세계 주요 기업과 연구소가 전기차 배터리나 수소 연료전지처럼 기존의 화석 연료를 대체할 친환경 에너지 저장 시스템 연구에 매달리고 있습니다. 가장 많은 연구가 이뤄지는 것은 차량용이지만, 최근에는 항공기, 기차, 선박처럼 다른 운송 수단에 적용하려는 시도가 이어지고 있습니다. 스웨덴-스위스 기반의 다국적 제조사인 ABB와 프랑스의 수소 연료전지 관련 제조사인 하이드로겐 드 프랑스(Hydrogène de France, HDF)는 대형 선박용 수소 연료전지 시스템을 개발하기 위한 양해각서(MOU)를 체결했다고 발표했습니다. 이들의 목표는 메가와트(MW)급 선박용 수소 연료전지 시스템 개발입니다. 현재 해양 운송 부분은 전 세계 온실가스 배출량의 2.5%를 차지하고 있습니다. 자동차와 항공기에 비해서 적은 양이지만, 국제해사기구(IMO)는 2050년까지 연간 배출량은 50% 이상 줄이겠다는 목표를 세웠습니다. 하지만 장거리를 항해하는 대형 선박에 대형 디젤 엔진 대신 전기 배터리와 모터를 탑재하기는 쉽지 않습니다. 아무리 배터리 성능이 좋아졌다고 해도 수만 톤에 달하는 선박으로 지구 반대편으로 항해할 만큼의 에너지를 저장하기는 쉽지 않기 때문입니다. 설령 그런 대용량 배터리가 존재한다고 해도 이를 충전하는 데 많은 시간이 소비됩니다. ABB와 HDF는 수소 연료전지가 더 현실적인 대안이라고 생각하고 있습니다. 수소는 리튬 이온 배터리는 물론 화석 연료보다도 에너지 저장 밀도가 높습니다. 수소를 저장하는 것이 문제지만, 대형 선박 내부라면 고압 수소 탱크를 탑재할 수 있는 여유 공간을 확보하기 어렵지 않습니다. 수소를 오랜 시간 보관할 수 있는 안전한 선박용 저장 탱크와 대형 선박을 움직이는 데 충분한 출력을 내는 연료전지만 개발하면 이론적으로 불가능한 일이 아닙니다. 18000TEU급 트리플 E 클래스 머스크(Triple-E class Maersk) 컨테이너선을 움직이려면 60MW의 에너지가 필요합니다. 현재 사용되는 디젤 엔진은 하루 8만 리터의 연료를 소비하면서 상당한 양의 오염 물질과 이산화탄소를 배출합니다. 만약 이를 수소 연료전지 시스템을 바꿀 경우 온실가스 및 배기가스 배출을 0으로 만들 수 있습니다. 수소 연료전지는 배터리처럼 소형화가 어렵고 수소라는 다루기 어려운 물질을 사용한다는 단점이 있지만, 빠르게 충전할 수 있고 에너지 저장 밀도가 높은 장점을 지니고 있습니다. 이런 장점을 생각하면 트럭 같은 대형 차량이나 선박, 발전용으로 전망이 밝다고 생각됩니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com