일본산업뉴스요약

Tech 2050; 신(新)행복론 (4)
먹거리∙에너지도 ‘인공 시대’
자원 제약에서 해방, 자원 부족 국가의 역습

인류가 2030년대에 그 실현을 목표로 하고 있는 화성 여행. 편도로 약 8개월이나 걸리는 긴 여정이 되겠지만, 그 동안 식량을 걱정할 필요는 없게 될 것 같다. 우주선 한 켠에 설치된 생물 반응기(Bioreactor)가 끊임 없이 단백질을 만들어내기 때문이다.

이 미래 기술 개발을 추진하고 있는 곳은 핀란드의 스타트업 기업인 솔러 푸드(Solar Foods)이다. 유럽우주기관(ESA)과 협력해 최근 시작(試作)에 성공했다. 물에서 수소를 추출해 이산화탄소(CO₂)를 혼합시킨 것을 박테리아에게 먹여 단백질을 만든다. 바이닉 CEO는 “우주에서 이용할 수 있는 기술이다. 지구에서라면 한층 간단하게 만들 수 있다”고 말한다.

2050년에 100억명까지 늘어나는 인류의 식량 확보를 위해 전세계적으로 인공 단백질과 인공육에 대한 연구가 열기를 띠고 있다. 성공한다면 농업이나 축산 자원의 혜택을 입지 못한 나라도 ‘식량 대국’이 될 수 있다.

이러한 역전 현상은 에너지 분야에서도 일어나기 시작했다. “좀 더 많은 돌파구 (Breakthrough)가 필요하다”. 미국 마이크로소프트 창업자 빌 게이츠는 에너지 신흥기업들에 대한 출자를 추진하고 있다. 그 중 한 곳인 카본 엔지니어링(캐나다)는 주위의 공기로부터 연료를 만들어내는 기술을 개발했다.

대형 팬으로 대기를 모아 화학 반응 등을 통해 CO₂를 추출. 수소와 혼합해 휘발유나 경유, 제트기 연료로 이용하는 기술이다. 올덤 CEO는 “석유 자원을 가지고 있지 못한 나라들도 ‘자국산 연료’를 손에 넣게 된다”고 의의를 강조한다.

세계의 역사는 자원을 둘러싼 투쟁의 역사이기도 하다. 근세에는 아시아의 향신료 등을 둘러싸고 유럽 각국이 대항해를 다투었다. 19세기 후반부터 추진된 아프리카의 식민지화는 석유와 석탄 등 공업화나 군사력을 견인하는 자원을 확보하기 위함이었다. 이러한 경쟁은 두 차례의 세계대전을 초래했다.

현대에 들어와서도 곡물 메이저나 산유국과 손을 잡은 석유 메이저 등의 세력이 부를 축적하고 있다. 지금도 여전히 관세와 지역 분쟁 등 여러 가지 형태로 자원을 둘러싼 공방이 이어지고 있다. 세계 경제의 승자는 자원을 가진 자이다.

식량과 에너지를 누구나 만들 수 있는 시대가 온다면 어떻게 될 것인가? 교토대학의 히로이(広井) 교수는 “세력도가 바뀌는 게임 체인지가 일어날 수 있다”라고 전망한다.

이러한 조짐은 일어나고 있다. 지중해의 소국인 몰타 공화국은 가상 통화의 거래량에서 세계 최고 수준으로 떠올랐다. 규제완화로 시장을 선두하고 있는 몰타에 전세계의 사업자들이 주목하고 있다.

총 인구는 약 40만명으로 천연 자원이 부족한 몰타는 곡물 자급률도 10%정도이다. 하지만 ‘소국’인 것이 몰타에게 불이익으로만 작용한 것은 아니다. 오히려 대국보다 기존 사업의 이해관계에서 벗어나 움직일 수 있는 순발력이 무기가 되었다.

기술의 진화는 ‘자원을 가진 나라’와 ‘자원을 가지지 못한 나라’의 경계선을 허물어, 자원을 가지지 못한 나라에 역습의 기회를 제공하고 있다. 먹거리와 에너지의 충족이 평등해졌을 때, 풍요로움을 창출하는 힘은 사회 및 생활의 가능성을 넓히는 지식의 본연의 역할로 옮겨진다.

태양의 힘, 지상에서 재현
무진장(無盡藏) 에너지

자원의 제약으로부터 어떻게 벗어날 것 인가. 이러한 고민 해결을 위해 에너지업체뿐만 아니라 다른 업체들도 움직이고 있다. 도요타자동차와 미국 구글은 궁극의 무진장 에너지인 태양의 힘에 착안에 연구 개발을 추진하고 있다.

가로세로 1cm 길이의 칩을 물에 넣어 강한 빛을 쏘이는 순간, 산소 거품과 연료의 기본이 될 수 있는 물질이 발생했다. 도요타그룹의 도요타중앙연구소(아이치 현)이 개발하는 것은 인공광합성. 태양광과 CO₂와 물에서 에너지를 만들어내는 식물 광합성을 인공적으로 재현해 내는 기술이다.

도요타중앙연구소는 지금까지의 연구에서 식물이 탄수화물을 만들어내는 것보다 높은 에너지 변환 효율을 실현했다. 모리카와(森川) 시니어 펠로는 “공장에서 배출된 CO₂를 연료로 되돌리는 등 활용 가능한 범위는 넓다”라고 기대감을 나타냈다.

지구에 쏟아지는 태양광의 1시간분의 에너지는 사람이 소비하는 1년간의 에너지량에 상당한다고 알려져 있다. 오카야마(岡山)대학의 신(沈) 교수는 “자연계의 작용을 어느 정도 실현할 수 있다면 대부분의 사회 문제를 해결할 수 있다”고 말한다.

한편, 구글은 태양의 활동 자체를 지구 상에서 재현하는 연구에 주목하고 있다. 이 기술을 개발하는 미국 TAE Technologies에 출자, 인공지능(AI) 등의 기술도 지원하고 있다.

캘리포니아 주에 있는 시설에서는 길이 약 50m의 원통형 실험 설비가 가동되고 있다. 시설 내부에서 시험되고 있는 것은 태양의 중심에서 일어나는 핵융합 현상. 수소와 붕소를 이용해 CO2 및 방사성 폐기물도 배출하지 않고 전력을 계속해서 만들어내는 것을 목표로 하고 있다.

이 밖에도 우주 공간에 태양광 패널을 띄워서 발전해 만든 전력을 지구로 보내는 신기술도 등장, IHI Aerospace 등이 연구를 추진하고 있다. 교토대학의 시노하라(篠原) 교수는 “우주 태양광은 2030년대에 실용화 단계에 들어갈 수 있을 것이다”라고 예측한다.

 -- (5)로 계속 --