차세대 에너지, 핵융합 발전

지상의 태양, 상용화의 가시화

지상의 태양이라고도 불리는 차세대 에너지 기술인 '핵융합 발전'. 최근 그 상용화가 가시화되고 있다. 세계 각국이 정부 주도로 연구개발을 가속화하고 있을 뿐만 아니라, 스타트업들이 속속 시장에 참여하고 있다. 대기업들도 핵심 기술을 무기로 호시탐탐 시장을 노리고 있다. 가속화되는 기업들의 참여로 상용 이용이 앞당겨질 수 있을 것으로 기대되는 핵융합 발전의 현황을 소개한다.

Part 1. 높아지고 있는 기대
'지상의 태양'의 조기 실현을 목표로 산업계 움직임 가속화

핵융합발전의 상용화를 위한 산업계의 움직임이 활발해지고 있다. 각국 정부 주도의 연구 프로젝트가 추진되고 있는 것 외에도, 최근에는 핵융합 발전 관련 스타트업의 창업이 잇따르고 있다. 기초 연구의 진전으로 상용화가 시야에 들어옴으로써 기업의 참여 및 개발이 한층 더 가속화될 전망이다.

핵융합은 지상의 태양으로도 불리는 차세대 에너지 기술이다. 1g의 연료로 석유 8톤분에 해당하는 방대한 에너지를 얻을 수 있다고 알려져 있으며, 실현된다면 세계가 안고 있는 에너지 문제를 단번에 해결할 가능성이 있다. 발전으로의 응용은 2050년 이후가 될 것으로 전망되고 있었지만, 기업의 참여가 증가함으로써 실현되는 시기가 ‘2030년대 후반에서 2040년대로 빨라질 수 있다’라는 기대감이 높아지고 있다.

DX 서베이 2023-2025 (674개사)

일본 기업의 DX(디지털 트랜스포메이션)는 성공하고 있을까? 실패하고 있을까? 닛케이크로스테크와 닛케이BP종합연구소가 작성한 자체 조사보고서 ‘DX 서베이 2023-2025 674사의 성공/실패 실태와 과제 분석’을 보면 DX에 대한 대응에서 진전을 보이고 있다. 하지만 충분한 성과를 올리고 있다고는 할 수 없는 실태가 부각되었다.

일본 기업의 DX 관련 자체 조사는 2019년과 2020년에 이어 이번(2022년 실시)이 세 번째다.

■ 디지털화 실태조사 2022년판 (DX 서베이 2022년판)의 개요
닛케이크로스테크와 닛케이BP종합연구소는 22년 5~7월에, DX 실태를 밝히기 위해 자체 조사 '디지털화 실태조사 2022년판(이하, DX 서베이 2022년판)'을 실시했다. 디지털화 실태조사는 이번이 세 번째다.

본 조사는 크게 (1) 애프터 코로나 시대를 전망한 기업의 경영 과제와 DX에 대한 대응 상황, (2) 6개 영역 28개 항목의 DX 추진 지표를 바탕으로 기업의 DX 추진도를 ‘레벨5(가장 앞서 있다)’~’레벨1(가장 늦다)’의 5단계로 스코어링하는 조사, (3) 유저 기업이 DX를 추진할 때 파트너가 되는, 18개 IT벤더/컨설팅회사에 대한 고객 만족도 조사(실제로 위탁한 유저 기업의 만족도), (4) 이 18개사에 대한 기대도 조사(유저 기업이 향후 위탁하고 싶어하는 18개사에 대한 기대도)의 4개로 구성된다.

미쓰비시전기, 전파방해장치 개발

미국의 ABC News는 2021년 11월, 미국 펜실베이니아 주의 변전소 인근에서 2020년 7월 추락한 드론은 변전소의 전자기기를 파괴하기 위해 비행한 것일 가능성이 높다고 보도했다. 이 드론은 중국 DJI의 멀티콥터를 개조한 것이라고 한다.

다행히 이 공격으로 전력 공급이 중단되거나 변전소 설비가 손상되지는 않았지만, 이 사건 조사를 맡은 미국의 연방수사국(FBI), 국토안보부(DHS), 국가테러대책센터(NCTC) 등 3개 기관은 이 사건이 개조 드론을 사용해 에너지 인프라를 표적으로 한 미국 최초의 사례라고 결론지었다.

앞으로도 이러한 공격은 세계 곳곳에서 일어날 수 있다. 기술적으로 비교적 저렴한 시판 드론을 사용해 주요 인프라 등을 공격할 수 있기 때문이다. 드론 공격에 대한 대처에는 고출력 레이저나 고출력 마이크로파로 드론을 격추하거나, 그물로 포획하는 등 여러 방법이 있다. 그 중에서도 실용화에서 앞서고 있는 것이 ‘전파탐지방해장치’이다. 국내에서는 미쓰비시전기가 개발해 이미 국내외 관공서에 납품한 실적이 있다.

전파탐지방해장치는 감시 대상 구역 내에 침입해 온 드론과 그 조작기(프로포셔널) 간의 통신을 원거리에서 탐지하고, 제어신호에 대해 같은 주파수의 방해파를 내보내 간섭시켜 통신을 방해한다.

밀리미터파대 이용은 거의 제로, 5G 재흥에 필요한 ‘선택과 집중’

일본에서 5G의 상용서비스가 시작된 지 벌써 3년이 지나고 있다. 한국이나 중국 등 인근 국가와 비교해 일본의 5G 지연이 지적되는 가운데, 특히 밀리미터파대(국내에서는 28GHz대)를 사용한 5G 전개의 어려움이 대두되고 있다.

밀리미터파대에서 처리되는 트래픽량이 거의 제로이며, 거의 사용되지 않는 실태가 드러났기 때문이다. 밀리미터파대 5G를 뒤로 미루고 Sub6대(2.5G~6GHz대) 주파수대를 이용한 5G 전개에 주력해야 한다는 의견도 나오고 있다.

-- 밀리미터파대 단말기 보급이 걸림돌로 --
“5G 트래픽량은 국내 모든 모바일 트래픽 중 3~4%에 불과하다. 특히 밀리미터파대로 운반되는 트래픽량은 매우 적다”. 23년 2월 9일에 개최된 총무성의 전문가 회의 ‘5G 비즈니스 디자인 워킹 그룹(WG)’에서 라쿠텐 모바일의 우치다(内田) 기술전략 본부장은 일본의 5G 실태에 대해 이렇게 호소했다.

국내의 5G 기지국은 5G 전용 대역인 Sub6대와 밀리미터파대 외에 4G 대역을 전용한 700MHz대와 1.7GHz대, 3.5GHz대 등 Low-band, Mid-band로 전개되고 있다. 5G만의 고속/대용량 통신을 실현하기 위해서는 Sub6대나 밀리미터파대를 활용할 필요가 있다.

분산형 자율조직

블록체인 기술을 사용함으로써 특정 리더나 관리자를 두지 않고 어떤 목적을 달성하기 위한 조직을 참여자들이 협업하여 운영하는 형태. 일본어로는 분산형 자율조직으로 번역된다.

조직 운영이나 이익 분배 규칙은 블록체인 상에서 작동하는 거래 자동화 프로그램 '스마트 콘트랙트(smart contract)'로 구현한다. 원칙적으로 누구나 DAO의 목적이나 규칙을 이해하면 자유롭게 참여할 수 있다.

참여할 때는 각 DAO가 발행하는 거버넌스 토큰을 취득한다. DAO로 조직을 만드는 장점으로는 (1) 누구나가 동등한 입장에서 조직에 참가할 수 있다, (2) 조직 운영의 투명성이 높다는 것을 들 수 있다.

스마트 콘트랙트 기능을 구현한 블록체인인 이더리움을 개발한 비탈릭 부테린이 고안자라고 한다. 이더리움 재단은 DAO의 특징을 ‘인터넷 상에서 타인끼리 협업하기 위한 안전한 방법’ ‘특정 목적을 달성하기 위한 자금을 안전하게 맡길 수 있는 장소’라고 설명한다.

No.2 특집: 디지털 트랜스포메이션
1. [권두언] 미쓰비시전기의 DX: 순환형 디지털 엔지니어링 기업으로 진화하기 위한 기폭제
2. 건설업의 업무 효율화에 공헌하는 AI 배근 검사 시스템
3. 사업 DX를 뒷받침하는 로컬 5G 기술
4. M-X 추진 상의 업무 개혁 핵심과 그 해결책/투자효과
5. 미쓰비시전기의 업무 DX를 뒷받침하는 광역 네트워크
6. DX를 뒷받침하는 프로세스와 개발 환경
7. 가전제품 등의 보수용 성능 부품의 수요 예측 AI 개발/적용


No.3 특집: 고주파/광디바이스
1. [권두언] 고주파/광디바이스에 대한 기대와 인재 육성
2. [권두논문] 고주파/광디바이스의 최신 동향과 장래 전망
3. 5G 기지국용 광대역 10W급 GaN 증폭기 모듈
4. 데이터센터용 광동작 온도 범위 CWDM 100Gbps EML
5. 제5세대 이동통신 시스템 기지국용 50Gbps DFB 레이저

비즈니스 현장에서 사용할 수 있는

2021년 9월에 일본에서는 디지털청이 설치되었다. 디지털청은 국가와 지방행정의 IT화와 DX (Digital Transformation)의 추진을 목적으로 한 기관이다. 국가 전체적으로 IT화와 DX로의 기운이 고조되고 있는 가운데, 민간기업에 있어서도 이 중요성은 높아지고 있다.

그리고 우리들의 IT스킬의 향상도 중요하게 됨과 동시에, IT에 의해 축적되어 가는 디지털 데이터를 어떻게 활용하여 갈 것인가의 관점에서 데이터의 활용 스킬도 중요하게 되었다. 그러나 데이터를 활용하는 스킬을 가진 인재(데이터 아날리스트, 기계학습 엔지니어, 데이터 사이언티스트 등)의 수요가 높아지는 반면에 공급은 부족하여 수금의 갭이 향후에 더욱 커질 것으로 지적되고 있다.

또한, 비즈니스에 눈을 돌려보면 AI & 데이터 사이언스의 실장 스킬까지는 요구하지 않더라도, 이러한 인재들을 적절하게 핸들링하고 프로젝트를 추진하는 입장의 인재조차 부족하다고 생각된다.

이러한 배경에서 자기 자신과 회사의 업무범위에서 AI & 데이터 사이언스를 어떻게 비즈니스에 적용할 것인가에 대해서, 많은 분들에게 알리기 위한 책이다.