- 미츠비시전기 기보_2020/07_대기, 대지, 물을 보호하며 기술로 더 나은 미래로三菱電機技報
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- 저자 : 三菱電機
- 발행일 : 202007
- 페이지수/크기 : 60page/28cm
요약
미쓰비시전기기보_2020.7 특집 (p1~3)
대기, 대지, 물을 보호하며 기술로 더 나은 미래로
[목차]
1. 권두언
디지털 기술을 통해 파리협정의 장기적 목표와 지속 가능한 개발 목표를 동시에 해결하는 것에 대한 기대
2. 권두 논문
2050년을 향한 미쓰비시덴키 그룹의 환경 보호 활동
■ 라이프
3. 지구 온난화 대책으로서 건물의 저에너지화를 위한 움직임
4. R32 냉매와 물을 이용한 빌딩용 멀티 에어컨 ‘HVRF’
5. 지구 환경 관측에 대한 우주 이용으로의 공헌
6. 수증기∙풍속의 동시 계측을 위한 결맞음(Coherence)방식 차분흡수형 라이다(DIAL; Differential Absorption Lidar)
■ 인더스트리
7. 에너지 계측의 유효성 및 FEMS 등을 통한 지속적인 저에너지화 추진 활동
8. 고도의 혼합 플라스틱 선별 기술 진전과 자기 순환 리사이클 확대
■ 인프라
9. 재생가능 에너지 도입 확대를 뒷받침하는 축전지 제어 기술과 그 운용 사례
10. 지속 가능한 사회를 위해 전력용 변압기에 식물성 절연유 적용
11. 오존수를 이용한 막 세정용 분리막 생물반응기(Membrane Bio Reactor) ‘EcoMBR’
12. 하수 처리 프로세스의 폭기량 제어 기술
■ 모빌리티
13. 모빌리티에서의 환경 부하 저감
■ 공통 영역
14. 에너지 및 자원 절약에 기여하는 SiC 파워 디바이스
15. 웹사이트 소개
16. 특허와 새로운 제안
‘공기조화 장치’
‘레이저 라이다 장치’
[권두언]
디지털 기술을 통해 파리협정의 장기적 목표와 지속 가능한 개발 목표를 동시에 해결하는 움직임에 대한 기대
아키모토 케이고(秋元圭吾); 공익재단법인 지구환경 산업기술 연구기구 시스템 연구그룹리더∙수석 연구원
1. 기후변동 문제의 현황
매년 일본은 태풍과 호우로 큰 피해를 입고 있다. 또한 세계적으로도 많은 기상 피해가 속출하고 있다. 인위적 온실 효과로 인한 가스 배출 증가가 일정 정도 영향을 미치고 있어, 대폭적인 배출량 절감을 실현하지 않으면 안 된다.
2015년에 합의된 파리협정은 모든 국가들이 배출량 절감을 추진한다는 패러다임으로 되어 있지만 기후변동 대응에 대해 모든 국가가 한 목소리를 내는 것은 아니다. 또한 UN에 제출된 2030년경의 국가결정기여(NDCs) 배출량 절감 목표(일본은 2013년 대비 26% 절감)에서도 특단의 노력 없이 달성 가능한 목표만을 제출한 국가들도 많다. 2019년의 COP25(체약국 회의)에서는 NDCs 목표 달성에 대한 의욕 향상 등을 목표로 했지만, UN 사무총장이 “실망했다”라고 언급하는 등 기대만큼의 성과는 내지 못했다.
21세기에 들어와 많은 선진국들은 배출량을 절감해왔다. 그 중 많이 절감한 곳 중 하나는 아이러니하게도 교토의정서를 이탈하고 파리협정도 이탈한다고 표명한 미국이다. 미국이 배출량을 절감할 수 있었던 이유는 크게 두 가지로, 하나는 셰일가스를 저렴하게 생산할 수 있게 되면서 석탄에서 가스로의 경제 자율적 전환이 추진되었기 때문이다. 또 하나는 미국 제조업의 국제적 경쟁력이 약화되었고 중국 등 개발도상국이 그 자리를 꿰어 찼기 때문이다. 그 대신 GAFA와 같은 소수의 미국 플랫폼 기업들이 거대한 부를 창출하고 있다. 하지만 미국 내에서의 배출이 줄어들어도 다른 나라에서 배출이 증가하기 때문에 세계적으로는 배출이 줄지 않고 있다. 유럽에서도 이와 같은 경향을 볼 수 있다. 일본은 지금까지 제조업의 경쟁력이 비교적 유지되어 왔지만, 전기요금 상승 등을 배경으로 구미(歐美)와 동일한 상황이 우려되고 있는 상황이기도 하다. 세계적으로 배출 절감이 이루어지지 않는다면 배출량 절감을 위한 노력은 아무런 의미가 없다.
2013~2016년 간의 세계 경제는 순조롭게 성장했지만, 전세계 CO2 배출량은 거의 보합 상태가 되어 이는 기후 변동 대책이 성공한 결과라는 평가와 재생 가능 에너지 확대의 효과라는 평도 있었다. 하지만 실제로는 2009~2013년경 중국 등이 철강 제품 등 에너지 과소비 소재 제품 생산을 급속히 확대하면서 전세계 배출량이 급상승한 것에 반해, 2013년 이후에는 이에 대한 생산 조정이 추진된 영향이 컸고, 미국의 셰일가스 확대도 영향을 미쳤다. 이 기간 동안 재생 가능 에너지의 고정 가격 매입 제도(FIT) 등의 정책 조치의 영향으로 많은 사업자가 다른 자원에 비해 높은 비용의 자원을 도입했고, 도입 시 대규모 투자가 필요해 그 만큼 GDP가 상승했다. 하지만 이후 오랜 기간에 걸쳐 전기요금 등으로 부담이 증가하게 되면서 GDP를 낮춘 결과로 작용한 사실도 유의해야 한다. 이러한 가운데 중국의 생산 조정이 일단락되면서 철강 생산이 회복된 2016년을 경계로 전세계 CO2 배출량은 다시 증가세로 돌아섰다. 코로나19의 영향으로 올해 세계 배출량은 큰 폭으로 감소할 것으로 예상되고 있으며 이와 동시에 GDP도 큰 폭으로 감소할 것으로 보인다. 2008~2009년에 걸친 리먼사태 속에서도 마찬가지였지만, 이것은 이상적인 CO2 배출량 절감 형태는 아니다. GDP를 증가시키면서 CO2 배출량은 절감, SDGs(Sustainable Development Goals)도 동시에 달성해 장기간에 걸쳐 행복도를 높여나가는 것이 요구된다.
큰 폭의 전세계 CO2 배출량 절감을 고려할 때 미국이 셰일가스로의 전환에 성공한 것은 좋은 사례이다. 이노베이션을 통해 저렴하게 가스 생산이 가능해지면서 경제 자율적으로 선택되었고 CO2 배출량 절감에도 기여한 것이다. 제조업의 해외 이전을 억제하고 자국은 물론 세계적으로도 큰 폭의 배출량 절감을 실현하기 위해서는 이와 같은 이노베이션이 불가결하다. 진정한 국제적 협조 체제 확립에 대한 기대가 약해지고 있는 가운데 강력한 국제 협조가 없어도 배출량 절감을 추진할 수 있는 낮은 비용의 대책 옵션이 확대되지 않는다면, 협조 요청만으로는 대폭적인 배출량 절감으로 이어지지 않을 것이다.
파리협정에서는 2℃ 및 1.5℃ 목표, 또는 카본뉴트럴(배출된 분만큼 회수해 플러스 마이너스 제로로 하는 것) 등 장기적 목표를 내걸었다. 이러한 목표 달성은 기술적으로는 가능하다. 하지만 최대 과제는 비용이다. 배출을 크게 절감해 제로 배출에 가깝도록 노력할 경우 비용은 크게 상승한다. IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change) 1.5℃ 특별보고서에서는 각종 기술의 점진적 비용 절감을 전망. 최소 비용의 경우에도, 2050년의 2℃ 목표 가운데 배출량이 높은 순위인 경우 45~1,050$/t CO2(중앙값 130$/t CO2 정도), 1.5℃ 미만에서는 245~14,300$/t CO2(중앙값 130$/t CO2 정도)의 큰 규모의 한계 절감 비용(이것 이하의 비용 대책을 전세계에서 모두 실시했을 때 목표 달성을 기대할 수 있는 수준)이 추계되었다. 유럽의 배출량 거래 제도의 탄소 가격은 최근 상승해 25유로/t CO2 전후로, 이와 비교해도 얼마나 비싼지를 이해할 수 있다. 배출량 절감 비용을 무시한다면 빈곤 문제 등을 포함한 지속 가능한 발전을 실현할 수 없다.
2. 대폭적인 배출량 절감을 위한 방향성
세계 CO2 배출량을 큰 폭으로 절감해 기후변동 리스크를 낮추기 위해서는 특히 2가지 활동이 중요하다고 판단된다. 하나는 라이프 사이클 전체에서의 배출량 절감 지향을 강화하는 것이다. 지금까지는 산업의 생산 프로세스에서의 배출 관리 지향이 강했지만, 결과적으로 선진국에서는 배출 증가는 억제되었으나 개발도상국에서는 배출이 가속화되면서 세계 전체에서의 배출 증가를 막지 못했다. 또한 산업부문에서의 배출은 억제되었지만 민생부문 등 에너지의 최종 이용 단계에서의 배출 억제는 잘 이루어지지 않았다. 이로 인해 제품의 라이프 사이클 전체를 글로벌 한 시점에서 고려해 배출량 절감에 기여할 수 있는 제품을 창출해 세계로 확대해나가는 것이 중요하다.
다른 하나는 이노베이션이다. 이노베이션을 통해 낮은 비용의 대책 옵션을 창출할 필요가 있다. 정부는 2050년 이후를 위한 전략으로서 2019년 6월, ‘파리협정에 기반한 성장 전략으로서의 장기 전략’을 책정했다. 여기서 정부는 최종 도달 지점으로서 ‘탈탄소 사회’를 내걸고 이것을 야심 차게 금세기 후반의 되도록 빠른 시기에 실현하는 것을 목표로 하면서, 이노베이션을 추진해 환경과 경제의 선순환을 실현하겠다고 명기했다. 재생 가능 에너지, CO2 포집∙저장(CCUS), 수소, 축전지, 바이오 관련 기술 등은 유망하다. 또한 공통 기반 기술로서의 파워 일랙트로닉스와 ICT(Information and Communication Technology) 등은 시스템을 뒷받침하는데 대단히 중요하다. 예를 들어, 태양광이나 풍력발전 등 변동성 재생 가능 에너지를 크게 확대하기 위해서는 고도의 제어, 축전지 등 에너지 저장과 같은 기술이 불가결하기 때문에 ICT가 큰 역할을 할 것으로 기대되고 있다.
‘탈탄소 사회’에서는 에너지의 카본뉴트럴(탄소 중립)이 필요하지만 이때에도 가장 중요한 것은 에너지 수요 측의 저(低)에너지화일 것이다. 에너지 공급 측과 에너지 다소비 산업에서는 저에너지화가 상당히 추진되고 있다. 하지만 우리는 에너지 소비를 하기 위해 에너지를 사용하는 것은 아니다. 서비스를 누리기 위해 에너지를 체화해 소비한다는 것을 인식할 필요가 있다. 중요한 것은 보다 좋은 서비스 제공과 에너지 소비가 체화되지 않는다면 광범위한 사회에서의 저에너지화 실현은 어렵다는 것이다. 그 다음으로 인식해야 할 점은 서비스를 얻기 위해 특히 최종 수요에 가까운 단계에서 많은 에너지가 낭비된다는 점이다. 서비스를 위해 필요한 최종적 에너지는 1차 에너지 소비 전체의 5% 전후밖에는 이용되지 않는다고 알려져 있다. 하지만 기술 발달과 함께 형태는 달라지고 있다. 예를 들어, 사람이 없을 때 조명이 자동으로 꺼지고 사람이 나타나면 자동으로 켜지는 기술이 비교적 낮은 비용으로 도입할 수 있게 되었다. 이는 서비스 저하를 억제하면서 저에너지화로 이어지고 있다. 또한 에어컨도 사람이 있는 곳을 집중적으로 냉각하는 것이 가능해져 서비스 저하를 낮추면서 저에너지화로 이어졌다. 하지만 사회 시스템의 관점에서 볼 때 아직 낭비가 많은 것이 사실이다.
자동차 부문에서는 CASE(접속화, 자동화, 서비스화∙공유화, 전동화)가 주목 받고 있다. 발달한 디지털 기술이 다른 기술 발전과 맞물렸을 때 사회 이노베이션이 실현된다. 공유 및 순환 경제는 그 대표적인 예이다. 자가용차는 4~5% 정도밖에 가동되지 않는다. CASE를 통해 필요할 때 필요한 차량을 이용할 수 있어 카셰어링, 라이딩셰어링을 통해 가동률이 높아진다면 보다 저비용으로 편의성 저하를 최소화할 수 있는 자동차 이용이 가능해진다. 또한 승용차 가동률 상승으로 차량 수가 감소, 자동차 부품인 철강, 플라스틱, 주차장의 철강과 콘크리트 등 소재 제품 생산을 줄일 수 있게 된다. 라이딩셰어링을 통한 직접적인 에너지소비 저감뿐만 직접적인 에너지 소비까지 줄일 수 있게 되는 것이다.
이 외 다른 부문에서도 서적, 의류, 오피스, 식료품 등 디지털 기술의 발전과 그 고도의 활용을 통해 필요할 때 필요한 만큼 생산하거나, 가동률을 상승시키는 등으로 제품과 서비스에 체화된 에너지도 포함해 저감할 수 있을 가능성이 보이고 있다. 디지털기술은 언뜻 보기엔 배출량 절감 대책은 아니지만, 디지털기술의 고도의 이용과 그와 관련된 폭 넓은 기술 발전이 일체화되어 처음으로 저배출 및 제로 배출 사회의 문이 열릴 것이다. 재생 가능 에너지 등 대표적인 온난화, 에너지기술의 연구개발∙실증∙전개가 중요하다. 하지만 직접적이지 않는 기술 개발 및 진전을 도모하는 것에도 좀 더 주의를 기울여야 할 필요가 있다.
3. 미쓰비시덴키에 대한 기대
미쓰비시덴키는 ‘환경 비전 2050’에서 3가지 환경 행동 방침을 제시했다. 첫 번 째는 ‘다양한 사업을 통해 환경 과제를 해결한다’는 방침으로, 그 중점 활동으로 기후변동 대책 및 자원 순환을 내걸었다. 여기서는 기후변동 문제에 대해 세계적 차원의 대책이 중요하다는 점이 강조되었고 필자도 여기에 강하게 동의하는 바이다. 또한 자원 순환의 경우 순환 경제를 ICT로 유도하는 것은 기후변동 문제 해결과 함께 지속 가능한 개발 목표 달성에도 기여할 수 있을 것이다. 두 번 째는 ‘차세대를 위한 이노베이션에 도전한다’이다. 앞에서 언급한 바와 같이 이노베이션 없이 기후변동 문제 해결은 없다. 직접적인 기후변동 완화 방법으로 판단되는 기술은 중요하지만, 광범위한 디지털기술을 통해 간접적으로 기후변동 완화 및 적응에 기여할 수 있는 이노베이션도 경제와 환경의 양립을 통한 근본적인 기후변동 문제 해결에 한층 더 중요하다. 세 번 째는 ‘새로운 가치관, 라이프 스타일을 발신하고 공유한다’이다. 앞에서도 언급했지만 공유경제 등은 ICT와 같은 기술이 사회 시스템을 변화시켜 오너십(Ownership)에서 유저십(Usership)으로의 전환 등, 라이프 스타일의 변화도 유도해낼 수 있다. 그리고 새로운 가치관이 새로운 기술 수요를 발굴해 기술의 발전을 촉진하고 여러 기술들이 새롭게 결합해 이노베이션을 유도할 수 있을 것이다.
기후변동 문제 해결과 보다 고차원적 목표인 지속 가능한 발전 실현을 위해 미쓰비시덴키가 크게 기여할 수 있게 되길 진심으로 기대하고 있다.
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