도요타, 전고체배터리의 양산화

이데미쓰고산과 협업, 사토 사장이 말하는 전략과 성능

전기자동차(EV)에서 뒤처지고 있다는 오명을 벗기 위해 도요타자동차가 해결책을 강구했다. 2023년 10월 12일, EV용 전고체배터리의 양산화를 위해 이데미쓰고산(出光興産)과 협업하겠다고 발표한 것이다. 양사는 고체전해질 양산기술 개발과 생산성 향상, 공급망 구축을 위해 협업. 이를 통해 2027~2028년에 전고체배터리를 탑재한 EV의 시장 투입을 확실하게 추진해나갈 방침이다.

구체적으로는, 양 사가 태스크 포스를 결성해 연간 최대 수백 톤 규모의 황화물계 고체전해질을 생산하는 파일럿 플랜트를 이즈미쓰고산의 지바(千葉)사업소 내에 마련해 2027~2028년을 목표로 양산기술을 실증. 동시에 재료의 안정적 조달 스킴 구축을 목표로 한다.

발표 기자회견에 임한 도요타자동차의 사토(佐藤) 사장은 전고체배터리가 미국의 테슬라나 중국 비야디(BYD)의 EV를 역전할 수 있는 결정타가 될 수 있을 것인가라는 질문에 “전고체배터리의 수요는 다양한 상품력을 구축해 나가는 데 있어 매우 중요한 요소라고 생각한다.

그러나 고객이 요구하는 자동차의 매력이 종합적으로 어떤 것인지가 최종적인 상품력을 결정하는 데 가장 중요한 요소일 것이다. 배터리만으로 그것이 결정되는 것은 아니다. 항속거리나 충전 성능뿐만 아니라, EV로서 제공하는 부가가치를 어떻게 만들어 나갈 것인가가 중요하다”고 답했다.

큐비트 수의 증가 및 오류정정 기술의 진화

2024년은 양자컴퓨터 성능 향상이 가속화되는 해가 될 것이다. 양자컴퓨터의 계산을 담당하는 ‘물리 큐비트’의 증가와 계산 에러를 저감·수정하는 기술의 진화를 볼 수 있을 것이다. IBM이나 구글 등의 대기업 뿐만이 아니라, 구미의 양자 스타트업 등도 기술 진화에 크게 기여할 것으로 전망된다.

< 양자컴퓨터의 2024년 전망>
- IBM 등 구미기업을 중심으로 물리 큐비트 수를 확장한 양자계산 기술이 높아진다.
- 물리 큐비트의 에러 저감이 중요한 테마로 부상, 물리 큐비트의 증가 기대
- 큐비트의 오류정정 기술 발전, 산업응용을 위한 실증 가속화

양자컴퓨터 개발에서는 IBM 등 구미 기업들이 선도하고 있다. 예를 들면 IBM은 2023년 12월, 역대 최다인 1,121 물리 큐비트를 탑재한 초전도 방식의 양자컴퓨터용 프로세서 ‘Condor’를 발표했다. 재료 개발이나 금융 등의 업계에서 실증이 추진되고 있는 양자 계산에 이용될 수 있을 것으로 기대되고 있다.

구글도 2023년에 100 물리 큐비트의 초전도형 양자컴퓨터 개발에 성공했다. 중성 원자 방식의 양자컴퓨터를 개발하는 양자 스타트업인 미국의 큐에라컴퓨팅(QuEra Computing)과 프랑스의 파스칼(Pasqal)은 수백~1,000 물리 큐비트를 달성했다고 한다

광저우자동차그룹도 연소 엔진 개발

재생가능에너지 유래 전력으로 물을 전기분해(수전해)해 만드는 ‘그린 수소’는 유럽을 중심으로 수많은 생산 프로젝트들이 진행되고 있어, 그 전체적 실상을 파악하기 어려울 정도이다. 한편, 이 그린 수소를 기반으로 합성되는 ‘그린암모니아’도 그린 수소에 이어 생산 계획이 세계적으로 증가하기 시작하고 있다

그 대부분이 2030년경에 연간 100만 톤 전후, 대형 프로젝트에서는 연간 2,000만 톤의 생산 규모를 상정하고 있다. 참고로 최근 일본의 암모니아 수요량은 연간 100만 톤 전후이기 때문에 그린암모니아의 생산 계획 규모가 얼마나 큰지 알 수 있다.

이러한 그린암모니아 생산 계획이 급증하는 배경은 크게 2가지이다. (1)기존의 화학비료에 대해 이산화탄소(CO₂) 프리화를 요구하는 압력이 높아지고 있는 점 (2)압축하지 않으면 운반이 어렵고 장기 보관도 어려운 수소를 대체하는 수소 캐리어로써, 또는 이용 시 수소로 되돌리지 않고 그대로 CO₂ 프리 연료로써 사용해 천연가스나 휘발유를 대체하는 수요의 증가이다.

-- 비료나 화약을 ‘그린화’ --
일본의 경우는 별개로 하고, 세계적으로 그린암모니아의 수요는 극히 최근까지 (1)이 주체였다. 지금까지 화학비료는 천연가스를 개질한 그레이수소를 바탕으로 한 그레이암모니아가 원료였다. 

생성 AI용 GPU의 높은 발열화에 대응

고(高) 발열 서버를 액체 냉매로 식히는 액냉식 데이터센터 시설이 국내에서 잇따라 본격 가동한다. 목적은 생성 AI(인공지능)의 학습에 사용되는 고성능 GPU(그래픽처리장치) 등 고 발열 서버기기를 효율적으로 운용할 수 있는 체제를 정비하는 것이다. 특히 고성능 GPU는 신제품이 나올 때마다 소비전력이 현저하게 높아지고 있어 “기존의 공랭식은 한계를 맞이하고 있다”(NTT 커뮤니케이션즈(이하, NTT컴)).

액냉식 데이터센터의 사업화는 NTT컴이 2023년 10월 상순에 자세한 계획을 발표했다. 액냉식 시설에서 고객사 서버를 맡아주는 코로케이션 서비스 'Green Nexcenter'를 24년도에 제공한다. 2025년도에는 간사이에도 서비스 제공 체제를 정비할 계획이다.

KDDI도 2024년 3월까지 사업화할 계획이다. 2023년 2월에 도치기현의 ‘KDDI 오야마 네트워크센터’에서 실증을 진행해, 높은 냉각 성능을 확인했다고 한다. 2023년도 중에 외부 기업에 시설을 대여하는 서비스를 제공한다고 한다.

NTT데이터도 2023년 3~5월에 실증을 진행해, 23년도 중에 우선 자사의 서버에 적용할 계획이라고 발표했었다. 다만 23년 10월 현재, 조달하는 설비나 비용 대비 효과 등을 재차 검증하고 있어, 

건설업계에서의 활용 허용

2022년 말부터 세계적으로 주목을 받기 시작한 챗GPT 등의 '생성 AI(인공지능)'. 건설업계에서는 당초 정보 유출 등의 리스크로 활용을 금지하는 기업이 적지 않았다. 그러다가 최근에는 활용을 허용하는 기업들이 늘고 있다.

생성 AI를 사용해 업무 효율을 개선하는 건설 서비스도 속속 등장하면서 사무나 현장에서 생성 AI와 함께 일하는 시대가 도래했다. 능숙하지 않다는 이유 등으로 멀리했던 건설 관계자들은 지금도 늦지 않았다며 “생성 AI 활용, 시작하자!”라고 외친다.

Part 1. 생성 AI 시대의 도래
건설에서 생성 AI의 이용 해금(解禁) 가속, 대형 건설사의 80%가 용인

업계를 불문하고 생성 AI의 활용이 확산되고 있다. 건설업계도 예외는 아니다. 대형 건설회사와 건설 컨설턴트 회사 30곳을 대상으로 실시한 설문조사에서, 생성 AI를 업무에 활용하려는 적극적인 자세가 보이기 시작했다.

“일상적으로 업무 등에서 챗GPT를 사용하지 않는 사람은 인생을 되돌아보는 것이 좋다”. 소프트뱅크와 SBC&S가 23년 10월에 개최한 이벤트 ‘SoftBank World 2023’의 특별강연에

미쓰이스미토모건설, CO2 배출량을 70~80% 삭감

미쓰이스미토모건설은 친환경형 콘크리트 ‘Sustain-Crete’의 제로 시멘트 타입을 개발했다. 포틀랜드 시멘트를 일절 사용하지 않는 것이 특징이다. 미쓰이스미토모건설은 이것을 구조재에 사용한 건축물을 실현하기 위해 일본건축센터(BCJ)의 ‘특별 공법 평정’을 취득했다. 시멘트를 사용하지 않기 때문에 재료 유래의 CO2 배출량을 70~80% 정도 삭감할 수 있다. 9월 11일에 발표했다.

시멘트를 사용하지 않는 콘크리트계 신재료는 건축기준법에서 정하는 지정건축재료에 해당하지 않으므로 기존 콘크리트와 동일하게 취급할 수 없다. 신재료를 구조재로 사용하는 경우, 개별 건물마다 건축기준법 20조에 근거한 장관 인정을 취득할 필요가 있다.

미쓰이스미토모건설은 당초의 Sustain-Crete의 공동 개발자인 도쿄대학 대학원 공학계연구과의 노구치(野口) 교수에게 현행 법제도 안에서 제로 시멘트 타입을 이용한 건축물을 실현하는 절차에 대한 협력을 의뢰했다. 노구치 교수의 협력 하에 사전에 국토교통성, BCJ와 상담을 진행했다. 그 결과, BCJ의 특별 공법 평정을 취득한 후 성능 평가를 취득하기로 했다.
 

미래가 밝은 장수 사회의 구축 과제

다양한 삶의 형태가 가능하게 되는 미래는, 건강 수명의 연장이 가장 중요한 사회 시스템의 과제가 되고 있다. 앞으로는 업무와 은퇴의 사이에 ‘Reskill’이나 ‘Career Change’라는 멀티 스테이지를 만들어 나가는 것이 중요하게 될 것이다.

최초에 마주치는 업무의 ‘수명’이 다하기 전에 새로운 교육을 받고, 제2의 업무를 만나고 나서 최종적으로 은퇴를 맞이하게 되어, 한 사람이 2주기 또는 3주기의 인생을 살아가게 될 것이다.

일본의 장수화 사회를 검토하는 경우에도, 고령화 뿐만 아니라 소자 고령화를 전제로 사회 전체의 시스템이나 헬스케어 시스템을 변혁하여 나갈 필요가 있다. 이러한 변혁을 실현하는 것은 간단하지 않다. 매년 증가하는 의료비와 심각해지는 노년 개호와 개호 인재의 부족 등의 불편한 진실이라고 할 수 있는 과제들이 산적해 있다.

이 책에서는 각 이해당사자들의 불편한 진실을 분명하게 한 위에 가능한 대응책을 전문가들과 강구해 나가면서, 각 영역의 논문과 사례들을 포함하여 개인의 삶과 헬스케어의 시스템을 어떻게 구축해 나갈 것인가를 탐색해본다.