에너지 자원 고갈과 ICT 기술 발전에 따른 친환경 에너지 전환, 융복합 기술 기반의 지능형 교통 및 스마트 도시 체계로의 변화 전망 doc_id PCY_201603040316438851_4

화석에너지의 고갈, 신흥국의 수요증가 등에 따라 유가 증가 및 공급부족은 심화될 것으로 전망된다. 기존 유전의 생산량 정체, 중국, 동남아시아, 중 남미 등의 경제 성장으로 에너지 공급과 수요의 불균등이 심화되고 이로 인한 에너지 수급비용이 증가될 것으로 보인다. 향후 10년 내에 세계 원유 생산은 정점에 도달할 것으로 예상하고 있으나, IEA는 2030에는 일일 106백만 배럴 이상까지 원유 수요가 증가할 것으로 전망하고 있다. 화석에너지의 수요가 지속 증가함에 따라 에너지 효율적 이용에 관한 기술 수요가 증가할 것으로 전망된다. 2035년 1차 에너지 수요는 중국 등 비 OECD 국가의 수요 급증으로 2009년 대비 40%가 증가하며, 에너지 자원 부족이 심화될 것으로 추정된다. 또한, 자원 보유 및 생산국의 에너지를 매개로 정치적 영향력을 행사하는 경향이 심화되면서 에너지 자원이 국가경쟁력의 중요한 요소로 부각되고 있다. 향후 신재생에너지가 2035년 총 발전량의 15%를 차지하며, 풍력, 바이오매스, 태양광이 신재생발전의 약 90%를 차지할 것으로 전망된다. 자원고갈 문제가 점차 심각해짐에 따라 원자력, 태양열, 풍력 등 신개념 친환경 에너지원을 이용하는 이동수단이 개발될 것으로 전망된다. 대량의 에너지를 소비하는 자동차 및 철도 등 교통수단은 기존의 화석연료만을 사용하는 패러다임에서 벗어나 전기모터를 병행 사용하는 하이브리드 자동차 등이 대중화되고 있으며, 수소연료전지 방식과 대중교통수단 등이 크게 주목받고 있다. 자동차 분야 에너지 활용 체계도 화석연료 사용이 줄어들고 연료전지와 전기에너지를 주 에너지로 사용하게 될 것이다. 현재 전기자동차의 배터리 기술 미흡으로 대중화가 어려운 가운데, 장수명 고내구성 배터리 기술, 차량 경량화 소재, 급속 배터리 교환기술, 공기저항 최소화 및 첨단 타이어 기술 등의 기술이 요구되고 있다. 전기자동차의 동력원으로 쓰이는 배터리는 약 150km 밖에 주행할 수밖에 없어, 대중화를 위해서는 내연기관 자동차와 비슷한 주행거리(500~1,000km)와 출력을 갖춘 전기자동차의 공급이 필요한 상황이다. 독일 전력회사인 RWE와 다임러 기업의 제휴를 통해 차량용 30분~1시간 급속충전기를 개발하였으며, 미국은 민간기업 주도로 2~3분 소요되는 배터리 교체방식을 개발 중이다. 전기자동차 시대의 도래에 따라 배터리를 소형화 탑재할 수 있는 배터리 교환형 전기차 기반의 대중교통과 자동차 시스템에 대한 연구가 진행되고 있다. 미국의 베터플레이스(Better Place)사에서는 전기자동차의 배터리 교체작업에 관한 시연에서 불과 1분 만에 다 쓴 배터리를 들어내고 충전된 배터리를 장착하는 퀵드롭(Quick drop) 방식을 개발하였다. 전기차 핵심기술의 국산화와 공공기관을 중심으로 전기자동차 사용이 활성해질 경우 핵심기술의 해외 종속 탈피와 나아가 수출확대를 통한 세계시장 선점도 가능할 것으로 예상된다. 원자재 수급 불안에 따라 원자력, 태양열, 풍력 등 신개념 친환경 에너지원을 이용하는 도시체계로 전환될 것으로 예상된다. 2008년 전 세계적으로 3,700TWh의 신재생에너지가 생산되었으며 Blue Map Scenario 목표를 달성하기 위해서는 2020년까지 2배인 7,000TWh 이상의 신재생에너지가 보급될 전망이다. EU는 2020년까지 연료전지 버스 운행, 환경 친화 청정자동차 개발 등을 통해 에너지효율 20% 제고, 온실가스 20% 감축, 20%를 신재생에너지로 대체할 계획이다. 과학기술의 발전 및 방대한 정보 기반 정보시대 진전에 따라 다양한 분야의 지적능력이 결집한 융복합 기술이 주도할 것으로 전망된다. 기술 융복합은 이종의 기술 분야가 합쳐지면서 기존 기술에서의 혁신적 성과를 나타나게 하는 과정으로 최근에는 인문학이나 예술분야까지의 융합까지도 고려되는 추세이다. 과학기술의 극단적 발전에 힘입어 기술의 제어 범위가 나노 크기에 이르기까지 정밀화되고, 개인의 지적 능력이 감당할 수 없는 방대한 정보에 기반한 컴퓨터 정보시대가 진전되고 있다. 미래의 기술혁명은 다양한 분야의 지적능력이 결집한 융복합 기술이 주도할 것이라고 예견되고 있다. 인지과학과 ICT 기술의 융합은, 산업기술 분야별로 가장 보편적이면서도 광범위하게 나타나는 자동화, 지능화 과정이다. 지능형 교통체계 및 자율주행자동차, 지능형 인프라 및 주택 등 다양한 국토교통 분야와의 접목이 가능하며 궁극적으로 뇌파를 활용하는 교통수단 및 스마트 홈 등의 ICT 기술 융합 기술이 가능할 것이다. 과학기술 발전과 함께 사회 인프라는 첨단 정보시스템과 통합되어 최적화될 것으로 전망된다. 도시는 공간정보 서비스로 대표되는 첨단 정보시스템으로 통합되어 최적화 관리될 것이며, 초고층, 초대형 메가시티와 같은 대형 건축물이 등장하여 시민들을 더욱 안전하고 효율적으로 생활하게 할 것으로 보인다. 현재 스마트폰으로 대표되는 ICT 기술의 발달과 유무선 인터넷이 급속도로 결합하는 클라우드 컴퓨팅의 시대가 본격화되고 소셜 네트워크 서비스로 IT서비스 산업구조를 재편할 수 있게 될 것이다. 사회기반시설은 ICT 기반 산업 그리드 구축을 통해 시 공간 제약을 극복하고 전주기 생산성 및 협업 역량을 제고하게 될 것이다. 에너지 생산, 전기 수소 에너지 계열 교통시스템, 분산형 라이프라인이 실현될 수 있으며 기술, 인력, 인프라 등 리소스를 가상 연결하는 그리드가 구축될 것으로 예측된다. 또한, 산업자원 투입 활용의 시 공간적 제약을 극복하여 Big Data 활용, 협업 등이 가능한 시스템 구축이 요구될 것으로 보인다. ICT 기술융합을 통한 자동화, 지능화 과정은 국토교통기술 전반에 적용될 것으로 보인다. 첨단 정보통신기술(ICT)과 결합되어 체계적인 도시관리가 이루어지게 될 것이다. 이를 통해 안전, 의료, 교통, 문화, 레저 등 각종 생활정보를 제공하여 편의성을 높이고, 삶의 질 향상을 도모하는 기술에 대한 관심이 증대될 것이다. 나노기술의 발달로 첨단 신소재를 활용하여 각종 소재의 기능성 표면처리 기술, 고효율 연료전지 기술 등 광범위한 활용이 예상된다. 이에 따라 경량소재를 적용한 저에너지 자동차 및 전기자동차 활성화가 이루어질 것으로 보인다. 세계 각국에서는 로봇기술에 대한 연구를 지속적으로 추진하고 있으며, 국방이나 의료, 교육 등 다양한 분야의 로봇기술이 발달하고 있는 가운데, 교통분야에서도 활용될 것으로 보인다. 로봇기술은 미국이 가장 앞선 기술을 가지고 있는 것으로 평가되며, 인간과 협력하고 인간의 능력을 증대 강화시키는 로봇을 개발하는 것을 주요 목표로 하고 있다. 유럽연합의 EUROP(European Robotics Platform)는 로보틱스 및 인지과학 분야에서 전략적 연구분야(SRA)를 집중적으로 지원하고 있다. 독일은 로봇기술 개발사업으로 IKT 2020 프로젝트를 추진 중이며, 이탈리아는 NRP(National Research Programme) 핵심기술로 로봇기술개발 사업을 지원 중이다. 또한, 일본은 산업용 로봇기술 경쟁력을 바탕으로 서비스 로봇 기술을 주도하고 있다. 교통분야에서 로봇 기술은 인공지능 자율주행 자동차에 적용될 것으로 보인다. 첨단 ICT 기술과 결합된 다양한 교통수단의 통합 운영체계의 최적화가 이루어질 것으로 전망된다. 도시 간 다양한 교통수단들에 통합 운영체계가 도입됨으로써 교통수단간 연계 환승 편의, 실시간 사고 예측 및 사고 대응이 이루어질 것으로 보인다. 또한, 첨단 센싱 기술의 발전을 기반으로 안전을 위한 모니터링 기술의 신뢰성이 급격히 향상될 것이다. 자동차 분야에서 융합기술의 초점은 환경보존과 정보의 교환, 안전성과 편의성의 향상에 모아지고 있으며 차량의 정보통신, 전자화가 자동차산업의 핵심경쟁력이 될 것으로 보인다. 운전지원 단말 시스템기술, 스마트 블랙박스, V2X(Vehicle to 차량과 차량 간, 차량과 기타 인프라 간 통신을 통하여 안전 및 편의정보를 제공하는 시스템, V2V, V2I, V2N 등) 등이 통합 운영되는 u-Vehicle 시스템이 보편화될 것이다.