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세계경제를 흔들고 있는 기후재난, 극복할 길이 열렸다
기후재난으로 위협받는 미래와 기후재난을 극복할 친환경기술 100가지!

북극의 빙하가 녹고 해수면이 높아져 도시가 물에 잠기며 기록적인 폭염이 해마다 등장하는 등 기후재난은 이미 전세계적으로 진행되고 있다. 기후재난을 멈추고 지구를 살려야 한다는 목소리는 더 이상 환경단체의 구호에만 머물러 있지 않다. 기후재난은 이미 우리의 삶에 밀접한 영향을 주고 있기 때문이다.
더욱이 기후재난으로 인한 재앙의 시계는 점점 빨라지고 있다. 그렇다면 이런 기후재난을 어떻게 극복할 수 있을까?

《기후재난과의 전쟁?은 현재 전세계에서 일어나고 있는 기후재난을 살펴보고 우리가 왜 기후재난에 주목해야 하는지 제시한다. 그리고 기후재난으로부터 인류와 지구를 구할 친환경기술 100가지를 소개하고 있다. 화석연료가 주를 이뤘던 기존 산업을 혁신하는 친환경기술이 그 중심에 있다. 뿐만 아니라 기후재난을 우려한 전세계 선진국과 글로벌 기업들이 어떤 정책을 펴고 어떤 경영을 본격화하는지, 앞으로 경제는 어떻게 흘러가고 어디로 부와 권력이 집중될지 전망해 본다.

기후위기 시나리오에 ‘신기술’을 도입한다면 미래를 바꿀 수 있다!

지난 10년 지구의 평균온도는 산업혁명 이전에 비해 1.09도 상승한 상태다. 특히 최근 5년 동안의 기온은 1850년 이후 가장 높았다. 기후변화가 현재의 속도로 이어진다면 2050년 이후 지구의 환경은 인류의 거주가 불가능한 상태가 되고 만다.

그러나 기후변화 시나리오에는 아직 ‘친환경기술에 대한 고려’가 들어 있지 않다. 세계적인 미래기술 관련 기업가이자 에너지 전문가인 토니 세바의 보고서에 따르면 우리 사회의 근간을 이루는 산업인 에너지, 운송, 식품 분야에 대한 친환경기술의 도입이 활발히 이뤄지고 있으며 위 산업 분야에서 친환경기술이 기존 화석연료 기반의 기술을 대체한다면 기후재난은 충분히 멈출 수 있다고 강조한다.

친환경기술은 아직 개발 단계에 있으며 초기 투자비용 또한 높게 들어갈 것으로 예측된다. 이 부분에 대한 우려가 많은 것은 사실이다. 그러나 소리 없이 축적되어온 과학 기술이 어느 날 산업혁명을 일으켜 우리의 모든 삶과 산업을 변화시켰던 것처럼 친환경기술 또한 점차 발전을 쌓아가다 어느 날 갑자기 모든 산업을 변화시키고 기후재난을 해결할 것이다.

기후재난을 극복할 친환경기술에는 무엇이 있을까? 미래학자 박영숙 저자는 탄소중립을 달성할 서비스형 운송(TaaS)기술, 바다에 떠다니는 원자력 발전소 기술 등 기후변화를 극복하는 최신기술 36가지, 태양광·풍력·수력·조력발전 등 친환경기술을 대표하는 친환경에너지의 기초 기술 13가지, 친환경 신기술의 한계를 극복하는 친환경에너지 응용 신기술 30가지, 환경오염을 방지하는 신기술 21가지 등 100가지 신기술을 설명했다. 이런 기술을 통해 기후재난을 극복할 수 있음을 그리고 이 기술로 우리의 미래를 바꿔야 함을 강조한다.

서문

1부 미래를 뒤바꿀 기후위기

1장 기후위기에 대한 미래예측보고서
세계는 기후변화를 어떻게 바라보고 있을까? / 기후위기에 대한 재평가가 필요하다 /
기후변화 시나리오에 ‘기술’이란 변수를 개입하자 / 에너지, 운송, 식품 부문에 신기술을 도입한다면 / 기존 기술의 파괴와 신기술의 도입은 역사적으로 계속되어 왔다 / 신기술의 도입이 막대한 탈탄소화를 이룬다 / 생각보다 빠르게 순배출 제로를 달성할 수 있다 / 환경 보전과 생태계 복원도 얼마든지 가능하다 / 원자력이 새로운 에너지 대안이 될 수 있을까? / EU를 변화시킬 독일의 청정에너지로의 전환

2장 기후위기가 가져온 정치·경제 변화
국제적 대응기구, 유엔기후변화협약(UNFCCC) / 기후변화협약을 위한 교토의정서와 파리기후협약 / 경제와 환경, 두 마리 토끼를 잡는 그린뉴딜 / 친환경 인프라 건설에 2조 달러를 투자한 미국 / 수소전략을 내세운 유럽그린딜 / 석탄발전을 중단하는 독일 / 화석연료 사용을 완전히 중단하는 영국 / 수소에너지에 주목하는 프랑스 / 중국과 일본의 그린뉴딜 / 수십만 일자리를 창출하는 한국의 그린뉴딜 / 기후변화에 대처하는 디지털 기업 / 기후변화 대응 정책으로 성공한 테슬라 / 협력사까지 재생에너지 시스템을 달성한 구글, 애플, 페이스북 / 테슬라 뒤를 잇는 현대차그룹 / ESG경영 본격화하는 국내 유통기업 / 온실가스 순배출 제로를 추진하는 SK그룹 / 신재생에너지의 리더 꿈꾸는 한화그룹 / 순환경제 추진하는 삼성전자 / 탄소중립 기술개발에 매진하는 LG전자

3장 기후위기 왜 주목해야 하는가
인도네시아의 수도가 바다로 가라앉고 있다 / 전 세계 국가들이 바다에 잠기고 있다 /
지금 바다는 역사상 가장 뜨겁다 / 평균온도가 2℃ 높아지면 북극해는 얼음 없는 여름이 된다 / 아마존 삼림벌채가 15년 만에 최고치에 이르고 있다 / 매년 수백만 톤의 플라스틱이 버려지고 있다 / 800만 개의 일자리가 사라지고 있다 / 이산화탄소보다 강력한 메탄의 농도가 역사상 가장 높은 수준에 도달했다 / 팬데믹으로 인해 이산화탄소의 배출량이 사상 최대치를 기록했다 / 연구의 99.9%가 인간이 기후변화를 일으켰다는 것에 동의한다 / 식량 시스템은 에너지 부문에 비해 탈탄소화 노력이 수십 년 뒤처져 있다 / 러시아의 우크라이나 침공은 화석연료 산업의 파괴를 보여주는 징후다 / 기후 비상사태 운동이 퍼지고 있다 / 기후운동을 대표하는 그레타 툰베리의 영향력이 나날이 커지고 있다

2부 기후위기를 극복하는 신기술 100

4장 기후변화 대응을 위한 최신기술 36
-기술1_ 탄소중립을 달성할 서비스형 운송(TaaS) 기술
-기술2_ 배양육은 인류 역사상 가장 파괴적인 기술
-기술3_ 플라스틱 폐기물을 다공성 탄소로 변환하는 기술
-기술4_ 태양광 발전을 가로막는 먼지를 제거하는 기술
-기술5_ 전기자동차가 백만 마일을 달리게 하는 배터리 기술
-기술6_ 방사능 유출 우려가 없는 핵융합 발전소 기술
-기술7_ 화석연료를 대신하는 녹색수소 기술
-기술8_ 이상기후에 대비하는 전력망 관리 기술
-기술9_ 소비자가 소규모로 직접 생산하는 분산형 재생에너지 기술
-기술10_ 대기 중으로 빠져나가는 이산화탄소를 포집하고 저장하는 기술
-기술11_ 바다를 떠다니는 원자력 발전소 기술
-기술12_ 바다에 떠있는 풍력발전기를 만드는 기술
-기술13_ 바다에 떠서 지상보다 10% 높은 발전량을 확보하는 부유식 태양광발전 기술
-기술14_ 야생동물의 서식지를 지키는 바이오폴리머 생태복원 기술
-기술15_ 소프트 로봇을 3D 프린팅 할 수 있는 새로운 생분해성 바이오겔 기술
-기술16_ AI가 키운 미세조류로 제트기용 청정연료를 생산하는 기술
-기술17_ 세계에서 가장 깨끗한 로봇선박을 만드는 기술
-기술18_ 햇빛과 이산화탄소를 사용하여 제트연료를 만드는 기술
-기술19_ 효율적이고 투명한 탄소관리를 돕는 사물지능융합기술(AIoT)
-기술20_ 이산화탄소 배출량이 적은 녹색 시멘트 기술
-기술21_ 소가 배출하는 메탄 배출량을 절반으로 낮추는 기술
-기술22_ 세계 탄소 배출량 2%를 줄이는 전기 비행기 기술
-기술23_ 탄소포집률을 100배 향상시키는 인공 나뭇잎 기술
-기술24_ 실제 나무보다 훨씬 효율적인 직접공기포집 기술
-기술25_ 폐플라스틱을 100% 재활용하는 혁신 기술
-기술26_ 지구에 생기는 모든 사고를 기록하는 지구 블랙박스 기술
-기술27_ 탄소발자국을 94% 감소시키는 비대면 회의 기술
-기술28_ AI가 전력망을 변환하고 정리하는 기술
-기술29_ 식용유를 비행기 연료로 사용하는 기술
-기술30_ 탄소를 포집하고 공기를 정화할 수 있는 건물
-기술31_ 버섯과 미생물로 스티로폼을 대체하는 기술
-기술32_ 자연에서 생분해되는 바이오플라스틱인 폴리하이드록시부티레이트(PHB)
-기술33_ 종이 포장재를 대체할 성형 펄프 기술
-기술34_ 친환경적으로 식품 저장을 하는 옥수수 전분 포장 기술
-기술35_ 전기차 충전 속도를 200배나 줄이는 양자배터리 기술
-기술36_ 재생에너지를 이용하여 합성연료와 화학물질을 생산하는 기술

5장 친환경에너지 기초 기술 13
-기술37_ 태양으로 전기를 만드는 태양광발전 기술
-기술38_ 떨어지는 물의 힘으로 전기를 만드는 수력발전 기술
-기술39_ 바람의 힘으로 화석연료를 대신하는 풍력발전 기술
-기술40_ 파도의 에너지를 이용하는 파력발전 기술
-기술41_ 밀물과 썰물의 힘을 활용하는 조력발전 기술
-기술42_ 바다 오염에 덜 피해를 주는 조류발전 기술
-기술43_ 재생에너지를 이용하여 수소를 얻는 수소에너지 기술
-기술44_ 고갈될 염려가 없는 생물체를 기반으로 하는 바이오에너지 기술
-기술45_ 뜨거운 지구로 얻은 지열에너지 기술
-기술46_ 전기를 만들어내는 수소 연료전지 기술
-기술47_ 재충전하여 쓰고 또 쓰는 전기자동차 배터리 기술
-기술48_ 빠르게 충전되고 더 오래 가는 수소자동차 배터리 기술
-기술49_ 대기오염을 줄이는 하이브리드 자동차 핵심 기술

6장 친환경에너지 응용 신기술 30
-기술50_ 흐린 날에도 사용할 수 있는 적층형 고효율 태양광 기술
-기술51_ 초고효율, 저가형 무촉매 나노선 태양전지 기술
-기술52_ 비 오는 날에도 발전 가능한 하이브리드 태양광 나노 기술
-기술53_ 공간의 한계를 극복한 건물일체형 태양광발전 기술
-기술54_ 창문으로도 사용할 수 있는 염료감응 태양전지 기술
-기술55_ 버려지는 에너지를 재활용하는 하베스팅 기술
-기술56_ 전기에너지를 더 많이 얻도록 하는 흡착 지지대 방식 해상 풍력발전 기술
-기술57_ 소음과 에너지 효율을 개선한 도시형 소형 풍력발전 기술
-기술58_ 연처럼 하늘을 나는 공중 풍력발전 기술
-기술59_ 태양광과 바람을 동시에 이용하는 태양광 풍력 하이브리드 발전 기술
-기술60_ 낮과 밤 모두 태양광에너지를 사용할 수 있는 태양열 주택 기술
-기술61_ 에너지 생산과 소비가 균형을 이루는 제로에너지 빌딩 기술
-기술62_ 폐활성탄을 재생에너지로 개발하는 기술
-기술63_ 선박이 내뿜는 온실가스를 줄이는 선박용 수소 연료전지시스템 기술
-기술64_ 저가의 차세대 연료전지 촉매 기술
-기술65_ 차세대 친환경 발전소를 위한 발전용 연료전지 기술
-기술66_ 10분 안에 전기자동차를 충전할 수 있는 새로운 리튬이온 배터리
-기술67_ 효과적 액체 수소 생산 및 저장 기술
-기술68_ 전기를 계속해서 만들 수 있는 고성능 메탄올 연료전지 기술
-기술69_ 온실가스 주범인 육불화황을 대체하는 친환경 가스 개발 기술
-기술70_ 친환경 전력용 개폐장치 개발 기술
-기술71_ 육불화황을 분해하고 재활용하는 기술
-기술72_ 이산화질소 배출을 줄이는 수소버너 제조 기술
-기술73_ 메탄을 고순도로 정제하여 청정연료를 만드는 정제 기술
-기술74_ 바이오가스를 이용한 바이오그린수소충전소 기술
-기술75_ 버려지는 70%의 자동차 진동에너지를 효율적으로 활용하는 기술
-기술76_ 디젤자동차의 유해한 배기가스를 줄이는 기술
-기술77_ 탄소저감을 위한 도로포장기술
-기술78_ 버려지는 수천만 톤의 아스팔트를 재활용하는 기술
-기술79_ 폐기물로 수소를 만드는 플라즈마 기술

7장 환경오염 방지 신기술 21
-기술80_ 태양열을 이용한 친환경 도로청소 기술
-기술81_ 왕겨로 만드는 친환경 보일러 기술
-기술82_ 배기가스 열을 재활용하는 친환경 보일러 기술
-기술83_ 대기환경 청정화를 위한 다공성 세라믹 기술
-기술84_ 골프장 토양오염 저감 기술
-기술85_ 산업체 악취 저감 기술
-기술86_ 솔잎에 의한 대기오염 측정 기술
-기술87_ 10초 만에 수질오염을 개선하는 촉매 스펀지 기술
-기술88_ 미생물의 전기적 성질로 수질을 개선하는 기술
-기술89_ 차량 대기오염 방지 촉매변환 기술
-기술90_ 전자빔으로 미세먼지를 제거하는 기술
-기술91_ 흐르는 물로 수질오염 개선하는 기술
-기술92_ 다량의 온실가스를 줄이는 저탄소 콘크리트 기술
-기술93_ 해양오염을 방제하는 경량 오일펜스 기술
-기술94_ 엄청난 전기에너지 사용을 줄이는 그린 IT 기술
-기술95_ 사용하지 않는 장치의 전원이 자동으로 꺼지는 IT 전원 관리 기술
-기술96_ 비소로 오염된 토양복원 기술
-기술97_ 다양한 중금속의 식물 흡수 및 축적 기술
-기술98_ 탄소를 품는 바이오차 기술
-기술99_ 잔류 농약 저감 기술
-기술100_ 모든 불순물을 걸러내는 역삼투 생활하수 처리 기술

* RethinkX의 시나리오는 이미 보유하고 있는 기술을 배포하고 확장함으로써 생각하는 것보다 훨씬 빠르게 온실가스 순배출 제로를 달성할 수 있다고 이야기한다. 전 세계적으로 에너지, 운송 및 식품 부문의 혼란을 주도하는 청정 기술이 이미 존재하여 시장에 출시될 준비가 되었거나 이미 배포되어 즉시 확장될 수 있는 상태에 있기 때문이다. 이러한 이전 기술의 파괴와 신기술의 창조로 2035년까지 전 세계 온실가스 배출량의 90%를 줄일 수 있다.
_ 1장 〈생각보다 빠르게 순배출 제로를 달성할 수 있다〉 중에서

* 지금까지 인류가 이룬 현대 에너지산업과 물질문명은 발전하면 발전할수록 환경은 파괴되고 오염되는 모순 속에 있다. 하지만 그린뉴딜이 이끄는 녹색산업은 환경을 보호하면서 경제도 발전시키는 산업이기에 이런 문제에서 벗어날 수 있다. 만약 그린뉴딜이 성공한다면 놀라운 결과가 일어난다. 일단 지구 환경 문제가 해결되기에 기후변화에 대한 두려움에서 벗어날 수 있다. 천연에너지를 사용하기에 에너지 고갈에 대한 문제도 해결될 수 있다. 더욱 기대되는 것은 끝없는 경쟁과 성장 구도로 치닫던 세계 경제가 상생과 안정의 경제 구조로 재편될 수도 있다는 점이다.
_ 2장 〈경제와 환경, 두 마리 토끼를 잡는 그린뉴딜 〉 중에서

* 1991년에서 2012년 사이에 발표된 기후관련 연구의 97%가 지구의 기후변화 원인으로 인간의 활동을 지목하고 있다. 이와 관련하여 코넬대학교에서 최근 연구결과를 발표했는데 여기에서는 기후변화에 영향을 끼치는 인간의 활동 정도가 99% 이상으로 올라간 것으로 나타났다. 이번 연구는 2012년부터 2020년까지 출판된 문헌을 통하여 이전의 기후변화 원인에 대한 합의가 변경되었는지 여부를 알아보기 위해 진행되었다.
_ 3장 〈연구의 99.9%가 인간이 기후변화를 일으켰다는 것에 동의한다 〉 중에서

* 토니 세바는 자율주행 전기자동차가 등장하면 기존 자동차 산업이 붕괴할 것으로 전망하였다. 왜냐하면 자율주행 자동차는 소비자의 필요를 감지하고 언제 어디든 움직일 수 있기 때문이다. 또 전기자동차는 환경오염과 기후변화에도 영향을 미치지 않기 때문에 새로운 운송의 대안으로서 손색이 없다. 이런 환경이 펼쳐지게 되면 자가용 차를 소유하고 있는 것이 환경적으로도 비용으로도 효율이 떨어질 수밖에 없다. 이에 따라 토니 세바는 10년 안에 95%의 미국인이 차량을 소유하지 않고 필요할 때마다 서비스형 운송을 이용하게 된다. 이것이 바로 서비스형 운송(TaaS) 시스템 기술이다.
_ 4장 〈기술1_ 탄소중립을 달성할 서비스형 운송(TaaS) 기술〉 중에서

* 물리학의 에너지 전환의 법칙에 따라 에너지는 전환되는 성질이 있다. 운동에너지를 전기에너지로 전환할 수 있고 마찬가지로 빛에너지를 전기에너지로 전환할 수 있다. 이러한 성질을 이용하여 태양의 빛에너지를 전기에너지로 전환시키는 기술이 있다면 지구의 에너지 역사에 엄청난 일이 될 것이다. 태양의 빛에너지는 거의 반영구적으로 사용할 수 있기 때문이다.
_ 5장 〈기술37_ 태양으로 전기를 만드는 태양광발전 기술〉 중에서

* 바이오그린수소충전소는 일반 수소충전소와 달리 인근의 바이오지센터에서 만들어낸 수소를 배관을 통하여 충전소로 공급하는 시스템을 갖추고 있다. 이 기술을 적용하면 여러 가지 경제적, 환경적 유익을 얻을 수 있다. 첫째, 생활폐기물을 수소에너지로 직접 활용할 수 있기 때문에 생활폐기물로 인한 환경오염을 예방할 수 있다. 둘째, 바이오 수소 생산시설과 바이오그린수소충전소의 거리가 가깝기 때문에 유통비용을 대폭 절감할 수 있다. 셋째, 친환경 에너지인 바이오 수소를 공급함으로써 탄소중립에 기여할 수 있다.
_ 6장 〈기술74_ 바이오가스를 이용한 바이오그린수소충전소 기술〉 중에서

* 콘크리트는 건축에서 쓰이는 가장 중요한 자재 중 하나다. 콘크리트는 시멘트에 물, 모래, 자갈 등을 적절히 섞어 만들어지는데 그 과정에서 다량의 온실가스가 배출된다. 이 때문에 탄소중립 시대를 맞이하여 친환경 콘크리트 기술개발이 활발히 이루어지고 있다. 이렇게 하여 개발된 것이 저탄소 콘크리트다. 우리나라는 한국도로공사에서 기존 콘크리트 대비 탄소배출량을 50% 저감 할 수 있는 저탄소 콘크리트 개발에 성공하였다.
_ 7장 〈기술92_ 다량의 온실가스를 줄이는 저탄소 콘크리트 기술〉 중에서