2050년 Zero Emission을 향한 티켓

축전지, 그린수소, CO₂의 자원화

Part 1. 총론
달리기 시작한 ‘CO₂ 제로’행 열차, 차세대 축전지와 수소가 양 바퀴

일본을 포함한 세계 많은 나라들이 ‘2050년, 실질적 CO₂ 배출 제로(Zero-Emission)’를 목표로 움직이기 시작했다. 화석연료 사용으로 시작된 산업혁명에 버금가는 에너지 혁명으로, 그야말로 게임 체인저이다. 실현의 열쇠를 쥐고 있는 것은 높은 에너지 밀도와 낮은 가격 면에서 우수한 차세대 축전지 개발, CO₂ 프리인 수소의 대량 생산, 그리고 CO₂를 산업의 황금알로 바꾸는 재자원화 기술이다.

‘2050년까지 온실 효과 가스 배출을 실질적 제로로 한다’---. 2020년 10월 26일, 스가(菅) 총리가 국회의 소신표명 연설에서 이렇게 선언한 이후, CO₂ 배출을 억제하는 규제에 대한 이슈와 주력 에너지원으로써 수소를 이용하는 ’수소사회’ 실현을 목표로 하는 움직임이 눈에 띄게 활발해졌다.

일본은 지금까지 ‘2050년에 실질 CO₂ 배출량을 80% 줄인다’는 목표를 내걸고 있었다. 그러나, 결과적으로 유럽에서의 제로 에미션(유해 배출 가스 제로화) 선진국에 비해 CO₂ 저감 속도는 크게 뒤쳐지고 있었다.

이번 제로 에미션 선언에서는 과거의 애매한 목표로 인해 대책을 세우지 못했다는 핑계거리를 사전에 차단했다는 점에서 이전보다 사회적 파장이 훨씬 클 것으로 보인다.

1명당 1대의 단말기 체제 이후의 배움에 대해

일본의 학교는 ICT 활용에 있어서 OECD 국가 중 최하위다. 코로나19 사태에서는 학교의 95%가 온라인 수업에 대응하지 못해 디지털화의 지연이 백일 하에 드러났다. 평등한 교육 기회를 표방하는 정부도 이와 같은 상황에 움직이기 시작했다.

‘GIGA 스쿨 구상’을 앞당겨 올해 안에 초중생 1명당 1대의 단말기 체제가 갖춰지게 된다. 그러나 문제는 그 다음이다. 어떤 학습을 할 것이며 어떤 인재로 키울 것인가? 국가의 백년대계인 교육의 대개혁과 추진하기 시작한 학교의 디지털 전환(DX)을 취재했다.

Part 1. 1명 1대 단말기 체제 이후를 내다본 교육 개혁

코로나19 사태로 인해 교사와 학생이 원격으로 시행하는 ‘실시간 쌍방향형’ 온라인 수업을 즉각 제공할 수 있었던 지자체 비율은 고작 5%이다. 문부과학성 조사에 따르면, 코로나19의 감염 확산에 따라 2020년 4월 16일 시점에 공립 초∙중∙고교가 임시 휴교를 실시 중이거나 실시 예정인 1,213개 자치단체 중, 실시간 쌍방향형 온라인 지도를 통한 가정학습을 제공한다고 응답한 지자체는 60곳(5%)에 그쳤다.

세계적으로도 일본 교육의 ICT 활용도는 매우 낮다. 경제협력개발기구(OECD)가 2019년 12월 발표한 2018년 '학생들의 학습성취도 조사(PISA 2018)'에 따르면, 

스미토모고무공업이 실증실험 진행

스미토모고무공업이 ‘자율주행 시대’를 앞두고 기술을 축적하고 있다. 특정의 환경∙조건 하에서 완전 자율주행하는 ‘레벨4’에 대응한 타이어의 원격감시시스템을 개발, 실증실험 단계에 들어섰다. 차세대 교통서비스 ‘MaaS’용 차량에 적용하는 것을 염두에 두고 있다.

운전자가 없는 자율주행 버스 등에서 타이어의 트러블을 즉시 감지한다. 수리 담당자를 현장에 급파해 차량의 가동 정지 시간을 최단으로 억제하는 시스템이다. 타이어의 판매에 그치는 것이 아니라 서비스와의 조합을 통해 부가가치를 높인다.

20년 11월 11일부터 이틀간. 기후시의 시가지에서 개최되는 교통이벤트에 맞춰서 1대의 자율주행 버스가 완만하게 주행했다. ‘자율주행 실증실험’이라는 라벨을 앞 유리에 부착한 자율주행 버스. 이를 전개한 것은 군마대학의 차세대 모빌리티 사회실장연구팀이다. 스미토모고무와는 공동연구자의 관계다. 레벨4를 고려한 실증실험이지만 안전성을 고려해 운전자가 착석하는 ‘레벨2’ 상당의 상태에서 주행했다.

타이어의 상태를 파악하기 위해, 각 타이어에 탑재한 TPMS(Tire Pressure Monitoring System, 타이어 공기압 감시시스템)로 내부 공기압을 상시 계측한다. 

2021년에 ‘뇌와 기계의 인터페이스’

2021년에는 뇌 정보를 활용하는 것이 일상과 더욱 가까워진다. 뇌와 기계를 연결해 뇌의 정보를 읽어내거나 반대로 뇌에 정보를 전송하는 기술, BMI(Brain-Machine Interface)의 발전이 그 배경에 있다.

2020년 8월에는 미국 테슬라의 일론 머스크 CEO가 창업한 뉴럴링크(Neuralink)가 두개골에 삽입하는 타입의 BMI ‘LINK’를 시연했다. LINK는 배터리로 구동되며 장착자에게 거의 위화감을 주지 않고 뇌 정보를 읽어낼 수 있다고 한다. 발표회에서는 뇌에 LINK를 삽입한 상태로 건강하게 움직이는 돼지의 뇌 정보를 모니터에 비추는 데모를 실시. 인간의 뇌에 LINK를 이식해, 생각만으로 자동차나 텔레비전 게임을 조작하는 것을 목표로 한다.

페이스북도 BMI에 야심을 드러내고 있다. 2019년 9월에 BMI를 개발하는 스타트업인 미국의 컨트롤랩(CTRL-lab)을 인수. 컨트롤랩이 개발하는 BMI는 손목밴드형으로, 페이스북은 이것을 이용해 화면을 터치하지 않고도 SNS를 조작할 수 있도록 할 생각이다.

BMI가 읽어내는 뇌 정보는 주로 뇌파(뇌의 전기 활동)이다. BMI에 정통한 NTT 데이터경영연구소 정보미래이노베이션본부 뉴로이노베이션유닛의 이바라키 파트너는 “인간이 보거나 느낀 것에 따라 뇌파는 바뀐다. BMI는 그것을 계측함으로써 말이나 감정을 읽어낼 수 있다”라고 말한다. 

아이자와고압콘크리트, 세계 첫 양산 기술 확립

아이자와고압콘크리트(홋카이도, 이하 아이자와)와 아이자와기술연구소는 콘크리트 구조물의 균열 등의 손상을 박테리아가 자동 복구하는 ‘자기치유 콘크리트’의 양산 기술을 세계에서 처음으로 확립했다. 20년 11월 16일부터 자기치유화 재료 제조를 시작했다. 연간 70만 ㎥에 상당하는 자기치유 콘크리트의 대량 공급이 가능하다.

아이자와가 실용화한 자기치유 방법은 네덜란드 델프트공과대학의 헨드릭 욘커스 교수가 이끄는 연구팀이 고안했다. 알칼리 내성이 강한 박테리아와 그 먹이가 되는 폴리락트산(Polylactic Acid)을 콘크리트에 배합해 둔다. 균열 등이 발생하면, 균열 틈으로 침투한 물과 산소로 인해 휴면 상태였던 박테리아가 활성화된다. 먹이를 먹고 균열을 메우는 탄산칼슘을 생성한다.

아이자와는 델프트공과대학교가 설립한 네덜란드의 Basilisk Contracting BV와 독점 판매 계약을 17년 4월에 체결했다. 당시에 이미 유럽에서는 자기치유 콘크리트가 상품화되어 있었다. 그러나 그 상태 그대로 일본 콘크리트에 적용하기는 어려웠다. 최적의 자기치유화 재료의 검토와 양산화에 시간이 필요했다.

IoT기술을 도입한 플랜트 엔지니어링

● 총론
사회적 과제 해결을 목표로 하는 새로운 시스템 어프로치 실현 추진

〈시스템의 구조∙모델링〉
● 해설
사회 기반 스마트 플랫폼을 위한 설계∙계획∙운용의 개념적 틀
-- 시스템의 최적화 시점에서 --
구조적 시점에서 본 시스템 연계 과제
경계와 관계성을 관점으로 하는 시스템 어프로치
-- 그 구축을 위해 --
지구 커뮤니티의 System of Systems를 위한 관계성 구동형∙매개형 시스템 디자인

〈시스템의 최적화〉
● 해설
블랙박스의 최적화와 응용

작은 회사라도 바로 시작하는 실천 스텝

이제부터 인공지능을 비즈니스에 활용하여, 경쟁우위를 만들어 가는 방법에 대해서 해설하지만, 최초에 분명하게 해두고 싶은 점은 인공지능이 세상에서 일반적으로 사용되고 있는 소프트웨어나 애플리케이션과 같이 설치해서 바로 사용하는 것이 아니다는 점이다.

갑자기 독자들의 기대를 저버리는 것 같지만 이것이 현실이며, 설치해서 바로 쓸 수 있는 것이라고 생각하면 안된다. 진정한 의미로 인공지능의 활용을 사회(비즈니스) 가운데 구체화 시키기 위해서는, 인공지능의 기술면에 강한 전문가(Data Scientist)와 업무상의 과제(Issue)로부터 인공지능의 사용목적을 생각해 낼 수 있는 비즈니스 담당자의 양쪽의 시점이 필요하다.

인공지능의 유효한 활용방법을 만들어 나가기 위해 빠질 수 없는 것이, 본서에서 제시하고 있는 ‘이슈 지향형’의 사고이다. 인공지능의 이∙활용을 본격적으로 고려하는 단계가 된 지금, 어디에 어떠한 인공지능을 적용해 갈 것인가를 논의하는 것이 인공지능의 기술면을 세련화 시켜 나가는 논의보다 중요하다. ‘이슈 지향형’의 사고에 따라 인공지능을 어프로치하여, 자사의 경쟁력 강화에 도움이 되기를 바란다.