2023년 가장 주목받은 녹색기술 9가지

21일(현지시각) 영국의 지속가능성 미디어 에디(edie)가 2023년 가장 주목받은 녹색기술 9개를 선정했다. 선정된 기술로는 중력기반 수소저장 시스템, 데이터 센터의 폐열 활용, 자기 치유 콘크리트 등이 꼽혔다.

수소는 우주의 약 80%를 차지하는 원소다. 그 양이 무궁무진해 청정 에너지원으로 각광받고 있지만, 지구에서는 순수한 수소로 존재하기가 어렵다. 무게가 가벼워 지구 중력이 수소를 붙잡아 두지 못하기 때문이다.

따라서 대부분의 수소는 석탄이나 메탄, 가솔린 등 탄소와 결합한 탄화수소나 암모니아, 물 등과의 수소 화합물로서 존재하고 있다. 수소 활용을 위한 저장 솔루션이 주목받는 이유다.

영국의 스타트업 그래비트리시티(Gravitricity)는 중력 에너지 저장 방식을 활용한 수소 저장 솔루션을 개발, 현재 상용화를 준비 중이다.

중력 에너지 저장 방식이란, 무거운 물체를 위에서 아래로 내리면서 에너지를 확보하는 시스템을 말한다. 중력을 활용해 무거운 물체를 아래로 이동시키면서, 위치 에너지를 운동 에너지로 전환하는 것이다.

그래비트리시티의 플렉시스토어(FlexiStore) 솔루션은 지하에 특수 제작된 암석 갱도를 활용한 수소 저장 기술로, 지상의 수소 저장소보다 더 크고 안전하다. 

현재 그래비트리시티는 영국에서 시범 사업을 위한 여러 부지를 탐색하고 있으며 부지 소유주들과 사업 추진 및 향후 상용화 계획에 대해 논의하고 있다고 밝혔다.

폐열이란 생산된 에너지가 재사용되지 않고 사라지는 것을 말한다. 전 세계 에너지의 65% 이상이 활용도 없이 소멸되는 것으로 알려져 있다.                                   

영국 스타트업 딥그린(Deep Green)은 데이터 센터에서 대기로 방출되는 막대한 폐열을 레저 센터와 공공 수영장의 난방에 활용할 수 있는 ‘디지털 보일러'를 개발했다. 데이터 센터의 중앙처리장치(CPU)를 특수 용기에 담근 후 열을 회수, 열교환기를 통과시켜 공공시설로 전송하는 방식이다.

딥그린은 디지털 보일러를 통해 공공 수영장의 가스 소비량을 70% 감소시켜 탄소 배출 저감에 기여할 수 있다고 밝혔다.

시멘트 및 콘크리트 산업은 전 세계 온실가스 배출량의 8%를 차지한다. 기후 목표 달성을 위해서는 건설업 생산공정의 탈탄소화와 대체 원자재 개발 및 확대가 필수적인 이유다.

올해 MIT, 하버드 대학교, 이탈리아 및 스위스 연구소의 공동연구팀은 고대 로마의 콘크리트 제조 공정에서 힌트를 얻어, 자가 치유 콘크리트 기술을 개발했다. '석회암 조각(lime clasts)'이 수분과 만나면 화학 반응을 일으켜 손상된 부분을 스스로 메꾸는 현상에 주목한 것이다.  해당 기술이 상용화되면 콘크리트 구조물의 수명을 늘릴 수 있어, 시멘트 생산에 따른 환경 오염을 줄일 수 있을 것으로 보인다.

연구진은 현재 기술 상용화를 위한 노력을 추진 중이다.

건축용 대체 재료 부문에서는 이스트 런던 대학교(University of East London)가 기업, ESG 전문가, 연구진, 건축가 등의 공동으로 추진한 사탕수수 벽돌 기술이 선정됐다.

사탕수수는 2021년 기준 세계에서 가장 많이 생산되는 작물로, 주로 설탕과 에탄올 제조를 위해 재배된다. 연구팀은 에탄올과 설탕 제조하고 버려지는 사탕수수 폐기물을 이용해 기존 벽돌을 대체하는 건축 자재 개발 연구를 추진 중이다. 이 벽돌은 기존 콘크리트 벽돌 대비 탄소 배출량을 85% 이상 줄일 수 있다.

태양에너지 사용은 일몰과 날씨 등의 영향으로 제한을 받는다. 그러나 날씨와 지구 자전운동의 영향을 받지 않는 우주에서는 자유로운 태양에너지 확보가 가능하다.

캘리포니아 공과대학교(칼텍, Caltech)의 우주 태양광 발전 프로젝트(SSPP)는 태양열 발전 장비를 탑재한 로켓을 발사, 우주에서 지구로 전송하는 실험에 성공했다. 또한 무선 전력 전송 기술 을 개발, 무거운 기계 장치 없이도 효율적인 에너지 송전이 가능하다.

리튬이온 배터리 기업 GRST(Green, Renewable, Sustainable Technology)은 매년 환경보호에 기여한 5명에게 수여하는 글로벌 환경상 어스샷(the EarthShot Prize) 수상 업체로, 전기차 배터리의 환경 영향도를 최소화하는 기술을 개발하고 있다.

GRST는 물에 녹는 수용성 물질로 베터리를 제작, 재활용 공정에서 주요 광물들을 더 쉽게 회수할 수 있도록 한다. 이를 통해 배터리 수명 연장과 제조 과정에서 탄소 배출량을 최대 40%까지 저감 가능하다.

재충전 가능한 납-산화 배터리(rechargeable lead-acid battery)는 납과 황산을 이용한 2차전지(외부의 전기에너지를 화학에너지 형태로 전환해 저장할 수 있게 만든 전지)로, 1859년 처음 발명됐다. 재사용이 불가능한 1차전지보다 경제적이고 재활용성도 좋지만, 에너지 밀도가 낮고 수명이 짧다는 단점이 있다.

네덜란드 스타트업 리바이브 배터리는 이러한 납-산화 배터리에 전기 충격을 가해 배터리의 성능을 회복시켜 재활용하는 기술을 개발했다.

리바이브 배터리는 전기 충격 방식의 재활용 공정이 기존의 배터리 재생 공정보다 이산화탄소 배출량이 적으며, 배터리 본래 용량의 최대 95%까지 복구할 수 있다고 밝혔다.

소식을 전한 에디는 리바이브 배터리가 이미 인도와 아프리카에서 11000개의 배터리를 재생시켰다고 덧붙였다.  

해초로 이루어진 수중 초원(Seagrass meadows)은 열대우림보다 최대 35배 빠른 속도로 탄소를 포집, 전 지구적으로 아주 중요한 탄소흡수원이다. 그러나 이러한 해초 초원은 기후위기로 인해 매년 110제곱킬로미터씩 사라지고 있다.

환경엔지니어링기업 랜드 앤 워터(Land & Water)는 자동화된 해초 심기 장치(ASP, Automated Seagrass Planter)을 통해 바다의 해초 초원을 확대하고 있다.

ASP는 모래와 씨앗이 들어있는 생분해성 주머니를 생존율과 성장률이 높은 바다 밑 특정 지역에 정확하게 가져다 놓는다. 또한 해초 간에 최적 거리를 확보해 불필요한 자원 경쟁을 방지하여, 건강하고 효율적인 성장 환경도 조성해주고 있다. 

벨기에 로봇공학기업 유웨어(uWare)는 자율 수중 로봇 유원(uOne)을 개발해 해양 환경 개선을 위한 수중 데이터 수집과 모니터링을 지원하고 있다. 우수한 해양 생태계가 남아있는 지역의 환경 정보를 확보해, 기후변화로 감소하는 해양 자원 복구 작업에 활용하고자 하는 것이다. 또한 기존의 해양 서식지도 지속적으로 모니터링하여, 변화 발생 시 적절한 대응을 할 수 있도록 지원한다.

유원은 한 번에 최대 4시간 동안 작동하며 혹독한 기상 조건에서도 안정적으로 유지돼, 사람이 탐사하기 어려운 해양 환경 데이터 수집과 맞춤형 분석을 지원하고 있다.