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2050년 탄소중립 목표 달성을 위한 한국 산업의 온실가스 배출량 감축경로 제시
한국 산업 부문이 2050년까지 탄소중립 목표를 달성하기 위해 철강, 화학, 시멘트 등 주요 산업에서 구체적인 탈탄소화 경로를 제시한 연구가 국제 학술 저널 Journal of Cleaner Production에 발표되었다. KAIST 지속가능 녹색성장대학원 엄지용 교수가 이끄는 국제 연구팀이 발표한 이번 연구는, 향후 2035년 국가 온실가스 감축 목표(NDC) 수립에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
연구진은 Global Change Assessment Model (GCAM)[1]을 사용하여 한국 산업 부문의 온실가스 감축 전략을 분석했다. 이 연구는 철강과 화학, 시멘트 부문을 중심으로 산업별 탄소 배출 특성을 분석하고, 탄소 포집 및 저장(CCS) 기술[2]과 청정에너지 기반의 수소 기술을 활용해 어떻게 각 부문이 탄소중립을 달성할 수 있을지를 구체적으로 탐색했다.
이번 연구의 제1 저자인 이한주 씨는 "본 연구는 반도체 산업을 포함한 한국의 산업 세부 업종을 학계 최초로 상세하게 모델링한 것이 특징"이라며, "철강, 석유화학, 시멘트 등 탄소집약적 산업에 맞춤형 모델을 적용해 한국 산업 부문의 탈탄소화 전략 수립에 큰 기여를 할 것"이라고 말했다.
연구 결과에 따르면, 철강, 화학, 시멘트 부문이 2050년까지 전체 산업 부문 온실가스 감축의 약 70%를 차지할 것으로 예상된다. 주요 탈탄소화 방안으로는 산업 공정의 전기화, 수소 및 바이오에너지 활용, CCS 기술 도입 등이 제시되었다. 철강 산업은 수소 기반 철강 제조 기술을 중심으로, 화학 산업은 바이오매스 기반 원료 전환을 통해 배출을 줄일 수 있다. 또한, 시멘트 산업은 재생 에너지와 전력을 활용한 생산 방식 전환을 통해 석탄 의존도를 크게 낮출 수 있다.
특히 연구는 CCS 기술과 청정에너지 기반 수소 기술이 탈탄소화에 있어 핵심적인 역할을 하지만, 두 기술의 도입이 제한될 경우 산업별로 다른 대응 전략이 필요하다는 점을 지적했다. 예를 들어, 수소 기술의 도입이 제한될 경우 철강 산업은 CCS 기술에 더 크게 의존해야 하며, CCS 기술이 제한될 경우 화학 산업은 바이오매스 활용을 강화하게 된다.
이번 연구를 총괄한 KAIST의 엄지용 교수는 "한국 산업의 탈탄소화를 위해서는 각 업종에 적합한 감축기술에 기반한 전략 수립이 필수적"이라고 강조했다. 또한, "CCS 및 수소생산 기술 등 산업부문 핵심 감축기술의 개발과 상용화를 위한 재정적 지원과 함께 보급을 가속화하기 위한 인프라 구축 및 세제 혜택이 중요하다"고 덧붙였다.
이번 연구는 한국 산업이 2050년 탄소중립을 달성하는 데 있어 중요한 이정표가 될 것이며, 각 산업 부문별 맞춤형 전략을 통해 한국이 국제 사회에서의 기후 대응 리더십을 강화할 수 있을 것으로 기대된다.
[1] GCAM은 에너지 시스템, 물, 토지 및 기후를 연결하는 글로벌 통합 평가 모델이다.
[2] CCS 기술은 산업 공정이나 발전소에서 발생하는 이산화탄소를 포집하여 대기로 방출되는 것을 막고, 포집한 이산화탄소를 저장하거나 활용하여 온실가스 배출을 줄이는 기술이다.
논문링크: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.143749
2024.10.10
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알츠하이머 조기 진단하는 센서단백질 디자인하다
고정된 3차원 구조가 없는 상태로 존재하는 비정형 단백질((Intrinsically disordered protein)은 알츠하이머, 파킨슨병과 같은 신경계 질환부터 암, 심혈관계 질환, 대사질환을 유발하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 이들을 신속하게 검출하고 분석할 수 있다면 조기 진단을 통해 질병의 진행을 막고 환자의 예후를 개선할 수 있을 뿐 아니라, 병리기전을 밝히고 나아가 치료제를 개발하는 데 큰 도움이 될 수 있다.
우리 대학 생명과학과 김학성 교수 연구팀이 이러한 비정형 단백질을 간단하게 검출할 수 있는 센서 단백질을 디자인하는 데에 성공했다고 8일 밝혔다.
단백질은 특정한 3차원 구조를 가지며 생체 내 다양한 기능을 수행하는 데 실제 인간 단백질 중 44%는 상황에 따라 구조가 변화는 비정형 단백질로 고정된 구조를 갖는 일반 단백질보다 더욱 다양한 기능을 수행한다. 그러나, 비정형 단백질은 고정된 구조가 없어서 이들 단백질의 분석과 기능 연구가 매우 어려웠다.
연구팀은 비정형 단백질이 단백질 2차 구조인 베타 스트랜드(β-strand)를 형성하는 특정 아미노산 서열을 갖고 있다는 점에 착안하여 이러한 특정 서열과 상보적으로 결합할 경우에만 신호를 방출하는 새로운 형태의 센서 단백질 디자인 방법을 정립하였다.
연구팀은 자연계에 존재하는 녹색 형광 단백질(Green Fluorescent Protein, GFP)의 베타 스트랜드 하나를 제거한 후, 비정형 단백질의 특정 서열이 결합하면 형광 단백질 발색단(chromophore)의 파장 스펙트럼이 변화하는 센서 단백질을 컴퓨터 및 방향적 진화 방법을 이용하여 성공적으로 개발하였다. (그림 1)
연구팀은 대표적 비정형 단백질의 하나로 알츠하이머를 유발하는 세포 내 베타-아밀로이드(β-amyloid)를 검출할 수 있는 센서 단백질을 개발하여 실시간으로 세포막과의 상호작용을 추적하고 영상화할 수 있었다. 기존에는 비정형 단백질을 분석하기 위해 복잡한 여러 단계의 전처리 과정이 필요하였고 이로 인해 비정형 단백질 자체가 크게 변형되어 실제 비정형 단백질의 분석과 기능 연구에 많은 제약이 있었다. 그러나, 이번에 개발된 센서 단백질은 단순히 비정형 단백질과 섞어줌으로써 매우 간편하고 빠르게 비정형 단백질을 검출할 수 있어서 향후 비정형 단백질 분석 및 관련 질병 연구에 크게 기여할 것으로 기대된다.
생명과학과 유태근 박사가 제1 저자로 참여하고 이진수 박사 (허원도 교수 연구실)와 윤정민 박사(송지준 교수 연구실)가 공동으로 진행한 이번 연구는 국제 학술지 '잭스 골드 (JACS Au)'에 지난 10월 26일 자 3권 11호에 출판됐으며, 표지 논문으로 선정됐다. (그림 2) (논문명 : Engineering of a Fluorescent Protein for a Sensing of an Intrinsically Disordered Protein through Transition in the Chromophore State)
제1 저자인 유태근 박사는 “고정된 구조가 없는 비정형 단백질은 일반적 단백질에 비해 센서 단백질의 디자인과 개발이 매우 어려운 표적이었다”라며 “이번 연구가 비정형 단백질의 분석과 관련 병리기전의 연구에 새로운 방법과 전략을 제시할 수 있을 것이다”라고 말했다.
한편 이번 연구는 한국연구재단 기초연구사업과 중견연구자지원사업의 지원을 받아 수행됐다.
2023.12.08
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KAIST-서울대, 탄소중립 혁신기술 인재양성 공동 포럼 개최
우리 대학은 19일(금) 서울시 강남구 과학기술회관에서 ｢탄소중립 혁신기술 인재양성 공동 포럼｣(이하 ‘기술-인재 공동 포럼’)을 서울대학교(총장 유홍림)와 공동 개최한다. 2050 탄소중립녹색성장위원회(공동위원장: 한덕수 국무총리, 김상협 부총장, 이하 '탄녹위') 가 후원한다. 이번 공동 포럼은 두 대학 총장이 탄소중립을 위해 벽을 허물고 힘을 모아야 한다는 점에 인식을 같이한 결과로, 두 대학의 주요 교수 16명이 참여해 '탄소중립 혁신기술'과 '탄소중립 미래인재'에 대한 심도 있는 발표와 토론을 한다. 아울러 이 자리에는 원희룡 국토부 장관과 주영창 과학기술혁신본부장이 '지속가능한 국가 인프라'와 '탄소중립 R&D'를 주제로 기조사를 하며, 삼성전자, 현대자동차, LG화학, SK E&S의 최고경영자들이 종합토론에 참여한다. 공동 포럼의 1부는 이재우 KAIST 교수의 사회로 「탄소중립 혁신과학기술」을 주제로 진행되고 , 2부는 윤재용 서울대 교수의 진행으로「탄소중립 미래인재」에 대해 논의한다. 1부에서는 재생에너지분야 기술인 '태양전지'에 대해 서울대 김진영 교수가 발표하고, 미래 탄소중립에 있어 매우 중요한 분야 중 하나인 '탄소 제거 분야에 대한 KAIST 고동연 교수의 발제가 있다.
2부에서는 조홍식 서울대 교수가 '인재양성을 위한 제도 기반'에 대해 발표하고, 서용석 KAIST 교수는 '기초과학기술 분야 인재양성 중요성'에 대해 발표한다. 또한, 정부측에서는 인재정책을 총괄하는 교육부 이정규 서기관과 과학기술정보통신부 임채권 서기관이 '교육과 과학기술 분야 인력양성'에 대한 정부의 미래 인력양성 정책을 소개한다.
3부 종합세션에서는 김상협 탄녹위 공동위원장이 좌장을 맡아, 반기문 제8대 UN사무초장의 축사에 이어 이광형 KAIST 총장, 유홍림 서울대 총장, 원희룡 국토교통부장관, 주영창 과학기술혁신본부장이 참여하는 기조사가 발표된다.
'지속가능한 미래'를 주제로 한 종합토론에서 이상엽 KAIST 부총장은 기후변화 대응을 위한 파괴적 도전 기술을, 남기태 서울대 교수는 탄소중립 미래인재 양성방안을 논의하고 신학철(LG화학 부회장), 추형욱(SK E&S 사장), 남석우(삼성전자 반도체 제조부분 사장), 김동욱(현대자동차 전략기획 부사장)는 '기업과 정부, 대학의 역할'에 대해 집중 토론한다
이광형 총장은 기조사에서 "KAIST는 탄소중립을 실현하기 위한 혁신 과학기술과 이를 이끌어나갈 미래 인재를 양성하는 일에 매진하고 있다"라며, "이번 공동포럼은 탄소중립 사회를 구현하기 위해 두 대학은 물론 정부와 산업계까지 유기적으로 힘을 합쳐 대응해나가는 유의미한 계기가 될 것"이라고 말했다.
반기문 사무총장은 이와 관련, "자원 하나 없는 한국이 여기까지 온 것은 사람을 키웠기 때문"이라며, "탄소중립 녹색성장 시대에는 한국은 물론 글로벌 무대에서 새로운 사고, 새로운 지식, 새로운 기술로 세상을 변화시킬 인재가 절대적으로 필요"하다며 이번 공동포럼의 의미를 평가했다.
김상협 탄녹위 공동위원장은 "미국 스탠퍼드와 하버드를 비롯, 선진국의 주요 대학들이 경쟁적으로 녹색 기술개발과 인재 육성에 나서고 있다"며 "이번 서울대와 KAIST의 공동포럼을 계기로 대한민국 대학가 전반에도 새로운 혁신의 바람이 불기를 기대한다"고 말했다. 탄녹위는 이와 관련, 관련 부처 및 산업계와 함께 지속 가능한 발전에 관심을 갖는 국내외 대학과 협력을 확대해 나갈 방침이다. 우리 대학은 2013년 녹색성장 분야의 기술과 정책·금융을 융합한 인재 양성을 위해 녹색성장대학원을 설립했는데, 최근 탄소중립 시대에 적극 부응하기 위해 대전 본부를 중심으로 이를 격상시킨 ‘녹색성장지속가능대학원’을 발족, 40여 명의 교수진을 구축했다.
2023.05.18
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강수 관측 오차범위 42.5% 줄인 알고리즘 개발
강수량의 정확한 파악은 지구의 물 순환을 이해하고 수자원과 재해 대응을 위해 중요하다. 강수량 추정을 위한 알고리즘에는 다양한 방법들이 제안되어 왔으며, 최근에는 기계학습을 이용한 방법들이 많이 제안되고 있다.
우리 대학 문술미래전략대학원(건설및환경공학과 및 녹색성장지속가능대학원 겸임) 김형준 교수와 도쿄대 등으로 구성된 국제 공동연구팀이 인공위성에 탑재된 마이크로파 라디오미터의 관측값을 이용해 지상 강수량을 추정하는 새로운 기계학습 방법을 제안했다고 25일 밝혔다. 연구팀은 기존의 방법과 비교해 전 강수량에 대해 오차(RMSE)를 최소 15.9%에서 최대 42.5%까지 줄이는 데 성공했다.
단순한 데이터 주도(data-driven)모델은 대량의 훈련 데이터가 필요하고 물리적인 일관성이 보장되지 않으며 결과의 원인 분석이 어렵다는 등의 문제가 있었다. 연구팀은 이번 연구에서 위성 강수량 추정에 대한 분야 지식을 명시적으로 포함함으로써 학습 모델 내의 상호 의존적인 지식 교환을 구현했다. 구체적으로, 멀티태스크 학습(multitask learning)이라는 심층 학습 기법을 사용해 강수 여부를 인식하는 분류 모델과 강수 강도를 추정하는 회귀 모델을 통합하고 동시에 학습시켰다.
이번 연구에서 제안한 기계학습 모델에는 이번에 포함된 메커니즘 외에도 다양한 물리적 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비 또는 눈, 진눈깨비 등 강수 종류의 분류 및 상승 기류 또는 층상 구름 유형 등 강수를 일으키는 구름 유형의 분류를 포함함으로써 앞으로 추정의 정확도가 더욱 향상될 것으로 기대된다.
김형준 교수의 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘지구물리 연구 레터(Geophysical Research Letters)’에 지난 4월 16일 출판됐다. (논문명: Multi-Task Learning for Simultaneous Retrievals of Passive Microwave Precipitation Estimates and Rain/No-Rain Classification; doi:10.1029/2022GL102283)
한편 이번 연구는 한국연구재단 해외우수과학자유치사업(BP+)와 정보통신기획평가원 인공지능대학원지원(한국과학기술원)지원을 받아 수행됐다.
2023.04.25
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탄소중립을 실현할 인재 양성 본격화
세계적 난제인 탄소중립과 녹색 성장의 실현을 위해 국가 핵심 인재를 양성하고, 사회·경제·환경 분야의 지속가능성 문제를 해결할 연구 수행을 하기 위해 KAIST가 적극적으로 나섰다.
우리 대학 탄소중립 혁신기술 개발 및 혁신 기후기술 실현을 선도해 나가기 위해 녹색성장지속가능대학원(Graduate School of Green Growth & Sustainability)을 설립했고 올해 가을학기부터 신입생을 선발할 것이라고 20일 밝혔다.
녹색성장지속가능대학원은 기후 위기에 대응하는 과학기술과 정책·금융을 융합한 국가 핵심 인재를 양성하고, 탄소중립산업을 육성하기 위한 다양한 혁신연구를 통해 산업 및 공공부문의 리더와 창업가를 키우기 위해 올해 3월 설립된 석·박사 대학원 과정이다.
탄소중립 혁신기술 개발을 위해 이종 학문 분야 융복합을 지향하는 동 대학원은, 공과대학 및 인문사회경영 분야 15개 학과의 43명의 교수진이 `탄소중립이행평가', `탄소중립기술시스템', `에너지기술시스템', `자원순환기술시스템'이란 4대 중점분야에서 교육과 연구를 수행한다. 대학원을 졸업하면 국내·외 에너지·기후분야 융합대학 및 연구기관에서 교수나 연구자로 활동하거나, 국제기구와 민간기업, 투자사 등에서 지속가능·ESG 분야 사업개발자 및 컨설턴트로, 나아가 기후기술 분야의 창업가로 활동하면서 탄소중립을 선도하게 된다.
엄지용 책임교수는 “미국의 스탠퍼드 대학이나 콜롬비아 대학 등 세계 정상급 교육 및 연구기관에서 기후 기술 개발에 역량을 집중하고 있는 가운데, KAIST는 2050 탄소중립의 시급성과 기후 위기 대응을 위해 학문 분야 간 높은 장벽을 과감히 허물고, 탄소배출 난감축(hard-to-abate) 부문의 도전적인 기후 기술 시스템을 구축하고 실증하기 위해 기존의 교육과 연구의 체계를 혁신하고 있다”면서 “특히, 한계 돌파형 기후 기술 개발로 새로운 시장 기회를 창출하고 탄소중립의 실현 가능성을 높이려면 정책 및 금융 측면의 평가와 분석이 수반되어야 하는데, 이 같은 초학제적 시도는 KAIST가 유일하다”고 전했다.
입학에 관한 내용은 KAIST 입학 홈페이지(https://admission.kaist.ac.kr/) 또는 녹색성장지속가능대학원 홈페이지(http://gggs.kaist.ac.kr/) 에서 확인할 수 있으며, 3월 23일 19시 대학원 입시설명회 사전등록링크는 다음과 같다. (https://forms.gle/5LthKGBnXUadREBx9)
2023.03.20
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제3회 퓨처 모빌리티 상 시상식 개최
우리 대학은 ‘2021 퓨처 모빌리티(Future Mobility of the Year awards: FMOTY) 상’ 시상식을 25일(목) 오후 4시 서울 역삼동 르노삼성 사옥에서 개최했다.
‘퓨처 모빌리티 상’시상식은 세계 최초의 콘셉트카 대상 시상식으로, KAIST 조천식녹색교통대학원(원장 장인권) 주최로 올해 세 번째로 시행했다.
지난해부터 올해 1분기까지 세계 자동차 전시회에 공개된 총 46종의 콘셉트카를 대상으로 미래 사회에 유용한 교통 기술과 혁신적 서비스를 선보인 모델을 승용차와 상용차 부문에서 각각 선정했다. 심사위원으로는 독일 카 매거진의 게오르그 카처(Georg Kacher) 국장, 영국 BBC 탑기어 매거진 찰리 터너(Charlie Turner) 편집장 등 11개국의 자동차 전문 기자 16인이 참여했다.
올해 승용차 부문은 르노그룹의 르노 5 EV 콘셉트카가 수상했다. 프랑스의 국민 차인 르노 5를 전기차 시대에 맞도록 재해석한 콤팩트 전기차로서 실용성과 친환경성에서 높은 평가를 받았다. 상용차 부문은 미국 전기차 벤처인 카누의 픽업트럭이 수상했다. 일상에서 다양한 용도로 사용할 수 있는 혁신적 설계와 가격경쟁력을 고루 갖춘 전기 상용차로서 심사위원의 압도적인 지지를 받았다.
지난해 제2회 시상식에서 현대차가 두 개 부문을 석권해 한국 콘셉트카의 저력을 과시한 반면, 올해는 미국 신생 벤처기업인 카누가 상용차 부분에서 수상해 자동차 시장의 판도 변화에 관심이 집중됐다. 내연기관 차량에서 전기차로 패러다임이 전환되는 가운데, 신생 전기차 스타트업도 기존 자동차 기업과 비견되는 경쟁력을 보유하고 있음을 알 수 있다.
25일(목) 개최된 시상식에는 우리 대학 이광형 총장, 조천식녹색교통대학원 장인권 원장, 르노삼성 도미닉 시뇨라 대표, 카누의 토니 아퀼라 대표 등의 관계자가 참석했다. 또한 르노의 수석 디자이너 질 디발 등 수상기업의 본사 관계자들도 온라인으로 참석해 수상소감을 밝혔다. 해외 심사위원들은 코로나19 상황을 고려해 영상 메시지를 통해 세계 자동차 산업에 새로운 방향성을 제시한 르노와 카누 개발진의 성과를 축하했다.
이 총장은 축사에서 "코로나 이후 세상에 필요한 뉴 모빌리티의 방향을 제시한 수상기업들에 진심으로 축하 인사를 전한다”라고 말했다. 이어, "한국도 모빌리티 스타트업이 더욱 성장해 자동차 산업의 혁신을 이끌기를 바란다”라고 당부했다.
한편, 조천식녹색교통대학원은 `퓨처 모빌리티`상 제도를 급변하는 세계 모빌리티 시장의 패러다임을 선도하는 방향으로 지속 발전시킬 예정이다. 이번 시상식에 관한 자세한 내용은 `올해의 퓨처 모빌리티 상` 공식 홈페이지(www.fmoty.org)에서 확인할 수 있다.
2021.11.26
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엄지용 교수팀, 대기 중 미세먼지 증가가 전력 소비에 미치는 영향 실증
우리 대학 기술경영학부 엄지용 교수 연구팀이 대기 중 미세먼지 증가가 가정의 전력소비를 증가시킴을 실증적으로 밝혔다. 이번 연구는 대기 중 초미세먼지(PM2.5) 등급을 '좋음'에서 '매우 나쁨'으로 격상시키는 75μg/m3 농도증가가 가정부문 전력소비량을 평균 11.2% 증가시킴을 계량경제 모형으로 확인했는데, 이는 한 여름철 실외온도가 3.5oC 상승할 때 유발되는 전력소비 증가량에 해당하는 큰 폭의 유의미한 변화로 확인됐다. 이번 연구에는 전국 136개 주요 시군구 853가구에 설치된 실시간 스마트미터에서 1년여에 걸쳐 수집한 전력사용 데이터에 전국 미세먼지 관측소와 기상관측소에서 수집한 시간별 환경정보를 매칭해 얻은 에너지-환경 빅데이터가 활용됐다.
미세먼지와 같은 급성 환경스트레스에 대한 소비자의 적응행태는 그간 에너지 학계에서 많은 주목을 받지 못했는데, 이번 연구에서는 미세먼지에 대한 가구의 에너지 집약적인 적응행태를 최초로 확인했다. 특히, 가구의 적응행태는 라이프스타일에 영향을 받는데, 그 민감도는 주중보다 주말에 그리고 저녁이나 새벽시간대 보다는 낮 시간대에 높은 것으로 나타났다. 아울러, 실외 기온이 아주 높거나 낮을 경우, 미세먼지에 대한 환경적응 행태가 더 크게 나타나는 것으로 확인됐다. 미세먼지 농도증가로 가정에서는 공기청정기 등의 간편하고 즉각적인 적응수단을 활용하는데 이 때문에 전력소비가 증가하고, 다시 미세먼지 농도가 더욱 상승하는 誤적응(mal-adaptation)의 가능성을 보여준 실증연구이다. 이번 연구는 미세먼지 저감정책 설계에 있어 미세먼지 적응의 역량을, 미세먼지 적응정책 설계에 있어 미세먼지 저감의 역량을 함께 고려할 필요가 있음을 시사하고 있다.
우리 대학 현민우 녹색경영정책 석사 졸업생(現 UC Santa Barbara 경제학 박사과정)과 이재웅 경영공학 박사(現 삼성전자 근무)가 공동저자로 참여하고, 인코어드 테크놀로지스의 이효섭 연구소장과 공동 수행한 이번 연구는 국제학술지 '네이처 에너지(Nature Energy)' 9월 21일자에 게재됐다. (논문명: Increase in household energy consumption due to ambient air pollution)
엄 교수는 “이번 논문의 후속 연구로 미세먼지 경보시스템의 효과성 실증과, 효과적인 예보시스템을 제시하기 위한 연구를 수행중이고 이미 기초 결과를 도출하는 데 성공했다”고 밝히며 “에너지-환경 빅데이터를 이용해 기후 및 환경경제 분야의 다양한 융합연구를 계속할 계획"이라고 말했다.
이번 연구는 한국연구재단 중견연구자 지원사업과, 한-EU 공동연구지원사업, 그리고 녹색성장대학원 운영사업의 지원을 받아 수행됐다.
2020.09.23
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상용화 안된 이산화탄소 활용 기술을 사전 분석하고 평가하는 툴 개발
우리 연구진이 독일 전문 연구진과 협력 연구를 통해 지구온난화의 주범 기체인 이산화탄소 활용 기술을 평가하는 방법을 국제 학술지에 발표했다. 이산화탄소 활용을 위한 신기술을 개발 중인 단계에서 연구의 효율성과 경제성을 사전에 파악할 수 있기 때문에 유망 신기술 발굴에 크게 도움을 줄것으로 기대된다.
우리 대학 이재형 생명화학공학과 교수 연구팀이 아직 상용화가 안되거나 개발단계에 있는 이산화탄소 활용 기술을 사전에 분석하고 평가하는 툴(Tool)을 개발했다고 22일 밝혔다. 이번 연구는 이재형 교수 연구실 노고산 박사가 제1 저자로 참여했으며 녹색·지속가능 기술 분야 국제 학술지인 ‘녹색 화학(Green Chemistry)’ 온라인에 지난달 21일 게재됐다. (논문명: Ealry-stage evaluation of emerging CO₂ utilization technologies at low technology readiness levels)
다양한 신흥(emerging) 녹색 기술을 연구하는 과정에서는 해당 기술이 과연 유망한 기술인지, 아닌지를 사전에 판단해 연구 인력과 예산을 집중하는 것은 매우 중요하다. 예를 들어, 해당 기술의 에너지 효율이 얼마나 높은지, 또는 향후 비용경쟁력을 확보할 수 있는지, 그리고 기술 도입이 환경에 얼마나 큰 영향을 미칠지를 사전에 분석할 수 있어야 한다. 하지만 연구개발 초기 단계에서는 관련 기술에 대한 정보력 부족으로 정확한 기술 분석이나 평가를 하기가 어렵다.
이재형 교수 연구팀이 개발한 이 툴은 상용화가 안 돼 있거나 개발단계에 있는 이산화탄소 활용 기술을 대상으로 구체적이고 세부적인 정보가 없이 일부 제한적인 정보만으로도 해당 기술의 에너지 효율과 기술 경제성, 온실가스 저감 잠재량 등을 파악할 수 있다는 게 장점이다.
이 교수팀은 특히, 이번 연구에서 기술 평가에 필요한 지표 계산이 가능하도록 해당 기술이 지니는 고유의 기술성숙도(Technology readiness level)와 다양한 이산화탄소 전환 특성 등 체계적이고 세분된 전략을 제시했다. 연구팀은 이와 함께 개발한 툴 검증을 위해 다양한 이산화탄소 활용 기술들을 대상으로 사례 연구를 수행했다고 밝혔다.
이번 연구는 이 교수팀과 독일 아헨공과대학교(RWTH Aachen University)에서 공정 설계와 최적화 분야 전문가로 꼽히는 알렉산더 밋소스(Alexander Mitsos) 교수, 이산화탄소 포집 및 활용 기술의 모든 과정을 평가(Life Cycle Assessment)하는 분야의 전문가인 안드레 바도우(André Bardow)교수, 그리고 분리막과 전기화학 분야 전문가인 마티아스 웨슬링(Matthias Wessling)교수 연구팀과 긴밀한 협력을 통해 이뤄졌다.
이재형 교수는 "이번 연구성과는 현재 전 세계에서 연구되고 있는 다양한 이산화탄소 활용 기술에 적용이 가능하다ˮ고 말했다. 이 교수는 이어 "아직 상용화가 안 돼 있거나 개발 중인 미성숙 기술을 대상으로 에너지 효율과 비용대비 경제성 등을 정확하게 평가할 수 있어 유망 신기술에 연구개발 인력과 비용을 집중할 수 있다”라고 강조했다.
한편, 이번 연구는 한국 이산화탄소 포집 및 처리 연구개발센터(KCRC)의 지원을 받아 수행됐다.
2020.06.22
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경영대학 녹색성장대학원, 제6회 서울 기후-에너지 컨퍼런스 개최
우리대학 경영대학 녹색성장대학원이 서울 웨스틴조선호털 그랜드볼룸에서 ‘제6회 서울 기후-에너지 컨퍼런스’를 개최했다.
2020년 이후 기후변화에 대응하는 신기후체제를 수립하고 녹색성장 및 글로벌 목표 2030(P4G) 정상회의 개최를 준비하기 위한 자리로 아젠다를 점검하고 기후변화 거버넌스에 청년세대의 참여를 독려하는 방안에 대해 논의하는 시간을 가졌다.
컨퍼런스에서는 ‘신기후체제와 뉴 노멀’이라는 주제로 기후변화에 대응하는 국내외 거버넌스 체제와 정책에 대해 점검하고 새로운 기후환경 시대를 맞기 위해 민관협력을 통한 저탄소 녹색성장, 지속가능발전 목표의 실행 방안을 모색했다.
개회식에서는 파리협정을 이끌어낸 반기문 제8대 UN 사무총장이 신기후체제의 주요 과제 및 향후 국제 사회가 나아가야 할 방향에 대한 메시지를 전달했으며, 신성철 KAIST 총장은 환영사를 통해 KAIST의 지속 가능한 발전을 위한 교육 방향에 관해 역설했다.
기조연설에는 백악관 기후변화·에너지정책 선임보좌관 출신인 로한 파텔 테슬라 글로벌 정책 및 사업개발 총괄 본부장이 자사의 비전과 친환경 자동차에 대한 미국 캘리포니아의 기후 환경정책에 대해 발표했다.
이어진 ‘신기후체제, 무엇을 변화시킬 것인가?’ 세션에서는 유연철 외교부 기후변화 대사가 ‘제25차 유엔 기후변화협약 당사국총회의 주요 결과 및 향후 과제’ 및 26차 총회의 공동개최국인 영국과 이탈리아의 향후 계획과 전망에 대해 발표했다. 글로녹색성장기구(Global Green Growth Institute), 녹색기후기금(Green Climate Fund), 기재부, 외교부의 전문가들의 패널 토론에 참여해 협력 방안에 대해 논의하고 우리 사회가 나아가야 할 방향을 제시해 전문성을 더했다.
또한, ‘지속가능발전과 고등교육의 역할’ 세션에서는 김명자 한국과학기술단체총연합회 회장(제7대 환경부 장관)을 좌장으로 박천규 환경부 차관이 신기후체제 아래 글로벌 기후변화 리더 양성을 위한 지속가능발전 고등교육의 필요성과 방안에 대해 기조발제했다.
‘새로운 청정에너지, 데이터’ 세션에서는 마르타 곤잘레스 버클리 대학교 교수의 빅데이터, 인공지능 등 데이터 기반 4차 산업을 통한 무탄소 녹색에너지에 대한 기조발표와 함께 지속가능한 청정에너지의 발전과 데이터의 상관관계에 대해 논의했다.
오찬 특별연설에서는 현대차그룹의 강문정 수소산업연구소의 소장이 ‘수소에너지와 미래 모빌리티’를 주제로 현대차그룹의 저탄소 녹색성장을 위한 수소사회 구현 노력과 의지를 전달했다.
임만성 KAIST 원자력공학과 교수가 좌장을 맡은 ‘재생에너지와 원자력의 상생 방안’ 세션에서는 피터 라이온즈 미국 에너지부 차관보를 초청해 원자력과 재생에너지의 상생 방법을 모색했다. 더불어 이러한 상생을 국내 상황에 적용해야 할 필요성과 가능성을 짚어보고 향후 이러한 발전적 논의가 추진되기 위해 선결돼야 할 과제들도 제시됐다.
특히, 이번 컨퍼런스에는 내년 6월 한국이 개최할 예정인 제2차 ‘녹색성장 및 글로벌 목표 2030’ 정상회의에 앞서 한국이 나아가야 할 방안과 정부의 기후변화 대응과 지속가능한 발전을 위한 향후 과제를 제시하는 특별 세션도 진행됐다.
또한 젊은 세대의 기후변화 대응 참여 확대를 위해 지난해부터 시작된 ‘보이스 프럼 더 영(Voice from the Young)’ 세션에서는 기후변화 경각심을 일깨울 뿐만 아니라 기후변화 거버넌스 및 정책 실행에 있어 청년 세대의 의견을 수렴하는 자리가 마련돼 그 의미를 더했다.
엄지용 KAIST 녹색성장대학원장은 “올해 서울 기후-에너지 컨퍼런스는 신기후체제 아래 놓인 기후변화에 대응하고 지속가능한 발전을 관통하는 키워드를 중심으로 다뤘다"고 밝히며 이어, "기후협상과 금융의 역할 재정립, 에너지와 산업부문의 기술 및 구조적 혁신, 이를 위한 고등교육의 방향에 대해 모색하는 것"에 주안점을 뒀다고 강조했다.
김상협 KAIST 지속발전연구센터장은 “2021년 1월에 출범하게 될 신기후체제는 에너지와 모빌리티, 생산과 소비, 교육과 일자리에 이르기까지 많은 변화를 가져올 '뉴 노말'의 시대를 열 것"이라고 전하며 김 센터장은 이어 “특히 이번 컨퍼런스를 통해 젊은 세대의 새로운 역할을 집중 모색하게 된 점이 큰 의미를 갖는다”고 평했다.
2019.12.20
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국제 미래자동차 기술 심포지엄 개최
전기자동차 및 자율주행 자동차로 대표되는 교통 시스템의 패러다임 전환으로 새로운 연구 및 산업 분야가 창출되고 있다. 이로 인해 발생하는 환경·안전·효율 등의 문제를 개선하기 위해 전 세계적으로 교통체계 및 자동차의 혁신적인 변화가 요구되고 있는 시점이다.
우리 대학은 이러한 시대적인 흐름에 맞춰 세계 최고 수준의 미래자동차 기술 및 아이디어를 공유하기 위해 11일 제주시에 위치한 KAIST 친환경스마트자동차연구센터에서 `국제 미래자동차 기술 심포지엄'을 개최한다.
`자동차 기술의 미래: 자율주행차와 전기차를 중심으로(Shaping Future Mobility: Autonomous and Electric Vehicles)'라는 주제로 열리는 이 국제심포지엄은 KAIST 조천식녹색교통대학원(학과장 김경수)과 기계공학과(학과장 이두용)가 공동 주관한다.
한국·미국·홍콩·싱가포르 4개국의 초청 연사와 관련 분야 연구자 등 100여 명이 참석하는 이번 국제심포지엄 행사에서는 후이 펑(Huei Peng) 미국 미시간대 앤아버 중앙캠퍼스 교수가 기조연설을 맡았다.
후이 펑 교수는 `지능형 친환경 자동차의 동향 및 발전 전망'을 주제로 미래의 지능형 친환경 자동차의 안전성과 에너지 효율을 강화하려는 연구의 동향과 한계를 분석하고 해당 분야의 발전 가능성을 전망한다.
또, 미래자동차 기술을 다루는 세션에서는 에드워드 청(Edward Chung) 홍콩 이공대 교수가 `연결 사회에서의 교통 관리'를 주제로 차량-도로 인프라 간 통신 기술을 활용한 교통효율 혁신 방안을 소개한다.
이어, 장기태 KAIST 조천식녹색교통대학원 교수는 `제주, 친환경 전기차 및 신재생에너지 보급 확산의 산실'을 주제로 새로운 교통 인프라 구축 및 에너지 정책 마련의 필요성에 대해 논의한다.
이밖에 자율주행 자동차 세션에서는 모한 트리베디(Mohan Trivedi) 미국 캘리포니아대 샌디에이고 교수와 금동석 KAIST 조천식녹색교통대학원 교수·마르셀로 앙(Marcelo Ang) 싱가포르 국립대 교수·윤국진 KAIST 기계공학과 교수가 자율주행 자동차의 안정성과 기존 기술의 한계를 극복하려는 새로운 시도들에 관해 소개한다.
신성철 KAIST 총장은 환영사를 통해 "이번 심포지엄은 미래자동차를 위한 비전을 구상하는 기회이자 아이디어 및 새로운 기술을 공유해 도전하고 탐구하는 자리가 될 것ˮ이라고 이번 심포지엄 개최에 대한 의미를 부여했다.
이어 김경수 KAIST 조천식녹색교통대학원장도 "미래자동차 기술 관련 연구를 선도하는 4개 대학 연구자들과 함께 KAIST를 중심으로 하는 국제 공동연구 네트워크를 구축할 계획ˮ이라며 포부를 밝혔다.
2019.11.07
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KAIST 학생들, ‘지구를 구하는’ 탐사에 나선다
우리 대학 학생들이 ‘지구를 구하기 위한 문제와 그 해법’을 찾기 위해 북극의 섬과 몽골의 초원으로 떠난다.
글로벌리더십센터는 학생들이 다양한 글로벌 이슈에 대해 독창적인 시각으로 접근해 문제점을 발견하고 그에 대한 해결 방안을 스스로 찾아내는 ‘세이브 디 어스 글로벌 챌린지(Save the Earth Global Challenge)’를 시행한다고 밝혔다.
올해 처음으로 도전팀을 선발한 이번 챌린지는 세계를 무대로 활동하게 될 KAIST 학생들의 리더십을 강화하고 글로벌 문제 해결 역량을 높이기 위해 기획됐다. 지난해 9월부터 11월까지 참가자를 모집한 결과 총 44팀이 지원했으며 서류와 면접 등 약 한 달간의 심사를 거쳐 2팀을 최종 선발했다.
오는 7월 2일부터 27일까지 노르웨이와 북극점의 중간에 자리한 스발바르 제도로 떠나는 ‘스발바르 캠퍼스 팀’은 화학과 연승모 외 3인의 학부생으로 구성됐다.
이들은 바다에 부유하는 플라스틱 쓰레기가 증가하고 있으며, 그 중 92%가 미세 플라스틱이라는 점에 주목했다. 이와 관련해‘북극지방 생태조사, 빙하 내 미세플라스틱 조사’를 주제로 정하고 극지연구소 산하의 다산과학기지와 노르웨이 오슬로에서 활동할 계획이다.
‘스발바르 캠퍼스 팀’은 극지연구소의 협조 아래 다산과학기지에 방문해 해수와 조류 배설물의 미세 플라스틱 누적 정도를 조사한다. 또한, 인근 해양의 플랑크톤 분포 변화를 조사하고 해수 및 해당 지역 생물들의 오염도 분석도 병행한다.
이를 통해, 미세플라스틱이 플랑크톤의 생존 및 신체 기능에 어떤 영향을 미치는지 파악하는 연구를 수행할 예정이다. 이들은 한국에 돌아온 후에도 연구를 이어가 2019년도 한국해양학회 추계학술대회 포스터 참가에도 도전할 계획이다.
연승모(화학과 학사과정) 팀장은 “북극권의 미세플라스틱을 조사하는 것은 아직 충분히 연구되지 않은 영역”이라고 강조했다. 그는 이어서 “명확한 데이터를 수집하는 것은 미세플라스틱이 해양 생물에게 끼치는 영향을 확인하는 데 많은 도움이 될 것이다”라고 포부를 밝혔다.
한편, 몽골을 새로운 시각으로 바라보겠다는 취지로‘몽골몽골’을 뒤집은 단어로 팀명을 정한 ‘룬움룬움’팀은 6월 9일부터 25일까지 울란바토르 등지에서 프로젝트를 진행한다.
녹색경영정책대학원 박지원 외 3인으로 구성된 이들 팀은 지속가능경영 동아리 ‘케이-서스(K-SUS)’ 소속으로 지난해 8월부터 기후 변화와 환경 문제를 연구하기 위해 몽골에서 자체 탐사를 수행해왔다.
‘몽골의 대기오염 : 도시인의 삶, 유목민의 삶’을 주제로 정한 이들은 앞선 탐사에서 발견한 대기오염의 실태를 심도 있게 관찰하고 이를 몽골의 고유한 경제·사회·문화적 맥락에서 재해석해 환경문제를 해결할 수 있는 실마리를 제공하는 것이 목표다.
식수(植樹), 고효율 난로 보급, 배출 저감 시설 설치 등 기존의 물리적인 방식이 아닌, 지역의 문화와 특수성에 대한 이해를 바탕으로 해법에 접근한다는 것이 가장 큰 특징이다
이를 위해, 몽골의 도시민과 유목민을 직접 만나 이들의 삶을 관찰하고 대기 오염의 실증적 원인을 탐구할 예정이다. 또한, 몽골의 환경부를 포함한 정부 부처·학계·국제기구·기업 등의 관계자 심층 인터뷰를 진행해 각 전문가 그룹의 대기오염에 대한 인식과 대응 방식도 조사한다.
뿐만 아니라, 울란바토르 후레대학교(Mongol Huree University)에서 몽골 학생 및 청년들을 대상으로 워크숍도 실시한다. 참가자들에게 미세먼지 측정 도구를 배포하고 향후 측정한 데이터를 취합해 관련 연구에 지속적으로 활용할 계획이다.
박지원(녹색경영정책 프로그램 석사과정) 팀장은 “기후변화와 대기오염 인식 개선을 위해 몽골 청년들과 함께 진행하는 활동들이 일회성에 그치지 않고 더 많은 곳으로 뻗어 나가는 지속적인 프로젝트가 되기를 희망한다“고 전했다.
최종 선발된 두 팀은 KAIST 발전재단인 팀 카이스트(teamKAIST)가 후원하며 탐사에 필요한 항공료, 숙식비, 활동비 등을 최대 2만 달러(한화 약 2천 300만 원)까지 지원받게 된다.
김영걸 글로벌리더십센터장은 “국제 사회 및 인류가 당면한 문제에 해결 방안을 제시하는 창의적인 경험들이 KAIST 학생들을 글로벌 리더로 성장시키는 밑거름이 되기를 바란다.”고 격려했다.
2019.06.07
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KAIST-DTU 차세대 P4G 경연대회 개최
‘도료 기업이 가치사슬 전반에 적용할 수 있는 순환 경제적 신사업 모델을 제시하라’
‘에너지 서비스 기업이 청정에너지 솔루션 기업으로 도약할 수 있는 혁신적 비즈니스 모델을 제시하라’
‘창호 설비 기업이 환기 및 공기 정화 등의 순환적 기능을 추가한 미래형 유리 창호 시스템을 서비스할 수 있는 방법을 제시하라’
인류의 보편적 가치인 ‘지속 가능 개발 목표’에 대한 기업들의 고민을 대학생들의 혁신적 아이디어를 통해 풀어가는 경연 대회가 지난 5월 20일부터 22일까지 KAIST 서울 경영대 캠퍼스에서 열렸다.
‘KAIST-덴마크공대(이하, DTU) 차세대 P4G* 경연 대회’는 한국-덴마크 수교 60주년과 녹색성장 동맹 체결 8주년을 기념하는 행사의 일환으로 개최됐으며, 양국 젊은 학자들의 학술 교류와 학생들의 지속적인 협력을 위해 마련됐다. * P4G: Partnership for Green Growth and Global Goals, 녹색성장과 지속발전 파트너십)
이번 대회는 팀을 이룬 참가자들이 대회 기간 내내 숙식을 함께하며 문제를 해결하는 이노베이션 스프린트로 진행됐다. 대회 1일 차에 도전 과제를 풀어나갈 아이디어를 구상하고 2일 차에 확정한 아이디어를 발전시켜 대회 마지막 날 완성된 프레젠테이션으로 발표하는 방식이다.
우리 대학 학생 29명과 DTU 학생 5명을 포함한 10명의 덴마크 학생 등 총 39명이 6개의 팀에 고루 섞여 배치되었으며, 이들 6개 팀은 덴마크의 창호 설비 기업 벨룩스(VELUX)와 도료 기업 헴펠(HEMPEL), 한국의 SK그룹이 각각 출제한 기업 혁신에 관한 도전 과제를 한 가지씩 배분받아 2박 3일간 해법을 찾아 나섰다.
참가자들은 팀 구성원의 전공 분야 지식과 연구 경험을 토대로 다양한 관점의 전략을 구상하고 이와 더불어 새로운 기술적·재정적·조직적·사회적 기회들을 ‘지속 가능한 개발 목표’와 연계한 개념으로 정립해 구체적 방안을 제시하는 것에 주안점을 뒀다.
대회 마지막 날인 22일 오전에 치러진 1차 발표 평가를 통해 결승에 진출한 총 3개 팀은 이날 오후 심사위원과 평가 패널, 신성철 총장과 프레데릭 크리스티안 덴마크 왕세자가 참석한 가운데 최종 경연을 진행했다.
벨룩스가 제시한 ‘미래형 유리 창호 시스템’에 관한 과제를 수행한 팀은 태양의 전자기파가 미세먼지 입자를 밀어내는 원리를 이용한 미세먼지 차단 창호 아이디어를 제안해 패널들로부터 복잡한 문제를 간결하게 풀어냈다는 점을 높게 평가받았다.
헴펠의 ‘도료 기업의 순환 경제적 신사업 모델 제시’를 연구한 팀은 ‘박스형 와인’에서 영감을 얻은 알루미늄 소재의 용기 개발을 제안했다. 포장재 및 도료 폐기물로 인한 환경적·경제적 손실을 최소화하는 방식으로 패널들로부터 당장 상업화가 가능할 정도로 최적화된 아이디어라는 평가를 받았다.
마지막으로 SK 그룹의 ‘글로벌 청정에너지 솔루션 기업으로의 도약’에 관한 해법을 제시한 팀은 블록체인, AI 등 SK 그룹의 ICT 전문성과 인도네시아 소외 지역 내 주민 참여를 융합한 마이크로그리드 모델을 구상해, 지역 순환 경제에 알맞은 완성도 높은 사업 모델을 제시했다는 측면에서 패널들의 호응을 끌어냈다.
마리안느 톨레센(Marianne Thellersen) DTU 부총장, 김상협 KAIST 녹색성장 대학원 교수, 에스케 보 로젠버그(Eske Bo Rosenberg) 주한 덴마크 이노베이션 센터 참사관 등 3인의 심사위원은 각 팀이 제시한 솔루션의 현실성과 완결성, 발표 기술 등의 심사 기준을 반영해 헴펠의 신사업 모델을 제시한 참가팀을 최종 우승으로 선정했다.
우승을 차지한 CIRCOS팀은 니콜라이 토르발(Nicolai Thorball) DTU 학생을 포함한 덴마크 학생 2명과 이동은 학생을 포함한 4명의 우리 대학 학생으로 구성되어 있다.
CIRCOS팀의 이동은 학생(생명과학과 학사과정)은 “다양한 전공을 가진 학생들이 제시한 많은 아이디어를 하나로 모으는 과정이 흥미롭고도 어려웠다”며, “이번 경연을 통해 녹색성장과 관련된 새로운 분야를 접하게 된 점에 큰 보람을 느낀다”고 우승 소감을 밝혔다.
주한덴마크대사관 이노베이션센터 서울에서 공동 주최한 이번 행사에는 지난 20일부터 방한 중인 프레데릭 덴마크 왕세자가 입상 팀을 직접 시상했으며, 우승팀에게는 100만 원의 상금과 덴마크 현지 기업 탐방 등의 특전이 주어졌다. 공동 2위를 차지한 팀에겐 각각 50만 원의 상금이 수여됐다.
신성철 총장은 환영사를 통해 “기후 변화와 지속 가능성 발전에 관한 이슈에 대응하기 위해서는 각 전문 분야의 경계를 넘어서는 협력이 가장 중요하다”고 강조했다. 이어 신 총장은“ 이번 경연 대회는 다양한 전공을 가진 팀원이 함께 문제를 해결해 나가는 모범적인 사례로 공동의 노력으로 융합된 아이디어를 개발할 때, 우리는 더욱 혁신적인 길로 나아갈 수 있을 것”이라고 강조했다.
2019.05.22
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