가스화 용융 기술은 주로 에너지 분야에 적용, 개발되어 온 기술로 폐기물의 에너지화라는 이론 연구에 머물러 왔지만, 최근에서야 효과적인 폐기물 이용을 위한 공정의 개발을 중심으로 발전되어 왔으며, 향후 연소반응에 근거한 공정을 점차 대체할 것으로 예측되고 있다. 폐기물을 대상으로 하는 가스화 용융 기술은 특히 환경 문제와 에너지 문제를 동시에 접근할 수 있는 것으로 가스화 공정을 거쳐 발생되는 생성가스에 포함된 유해 성분이 적고, 저급 에너지를 연료 가스나 연료유 둥의 고급에너지로 전환이 가능한 기술이다.(중략)
전기자동차는 에너지 절약 차원에서 개발되어 에너지 파동이 있을 때마다 그 중요성이 증대되어 개발에 적극적이었다. 최근에는 환경공해(대기오염) 해결책으로 전기자동차 기술의 개발 및 보급대책 등을 적극 추진하고 있다. 이 전기자동차는 핵심기술은 거의 전기분야 기술이고, 이로 인해 2차전지, 모터, 계기류 등의 기술이 향상될 것으로 기대되며, 전기자동차 성능 향상을 위해서는 차량 기술자뿐만 아니라 전기기술 전문가들의 적극적인 참여가 없이는 불가능하리라 생각된다.
금후 건물이나 기기의 성에너지화가 진척됨에 따라 에너지 수요를 둘러싼 에너지간의 경합이 더욱 심화될 것이 예상된다. 따라서 가스에너지의 메리트를 최대한으로 살리는 기술과 상품을 개발하여 마케팅활동의 일환으로 전개시키고 싶다. 여기서는 일본에서의 새로운 기기, 설비 및 금후의 기술개발을 중심으로 보고하고자 한다.
우리나라는 에너지소비증가율이 경제성장률보다높은 실정으로 에너지소비의 높은 증가는 에너지 수입의존도를 심화시켜 큰 부담을 주고 있으며 에너지 공급시설에 대한 투자재원조달 입지확보 등의 문제를 초래하고있다. 정부는 에너지절약 및 환경개선이라는 정책목표를 근원적으로 달성하고 실용화기술 및 미래기술을 확보하기 위하여 에너지 기술개발 10개년 계획을 추진하고 있다.
우리나라는 에너지 소비증가율이 경제성장률보다 높은 실정으로 에너지소비의 높은 증가는 에너지 수입의존도를 심화시켜 큰 부담을 주고 있으며 에너지 공급시설에 대한 투자재원조달 및 입지확보 등의 문제를 초래하고 있다 정부는 에너지절약 및 환경개선이라는 정책목표를 근원적으로 달성하고 실용화기술 및 미래기술을 확보하기 위하여 에너지 기술개발 10개년 계획을 추진하고 있다.
현대 산업사회는 시장의 불확실성과 기술의 불확실성이 공존하면서, 글로벌 경제의 저성장에 대한 우려, 불확실성의 증대가 더욱 크게 산업 전반의 스트레스로 작용하고 있다. 이는 R&D-생산-마케팅 자원의 낭비를 초래하게 되고, 시대/경제/산업의 변화는 더욱 이러한 환경을 가속화시키고 있다. 에너지 분야에서도 환경 위기, 지속가능 에너지, 화석연료 고갈, 기후변화 등의 당면 문제를 해결하지 못한다면, 인류 공멸의 위기에 직면할 것이다. 정부에서는 창조경제의 주요 아젠다로 에너지 분야의 다양한 정책과 기술개발을 드라이브하고 있으며, 에너지 ICT 융합을 통해 이를 실현하고자 하고 있다. 본고에서는 에너지 ICT 기술의 개발동향과 발전방향 및 트렌드를 분석해 보고, 현재 진행 중인 국내(ETRI)의 기술개발 사례를 소개하고자 한다.
핵융합에너지는 1930년대 한스 베테에 의해 태양과 별 에너지의 근원임이 밝혀진 후 소핵 폭탄실험 성공으로 그 위력적인 에너지를 인공적으로 만들 수 있음을 세상에 드러내게 된다. 그 뒤 이 에너지의 평화적인 이용 노력이 시작되었고 1958년 스위스에서 핵융합에너지의 평화적 이용에 대한 첫 국제회의가 열리게 되면서 에너지원으로서의 연구를 통해 냉전시대의 경쟁 대상의 과학기술의 하나로 부각되면서 눈부신 성능 향상을 보여주게 되었다. 아직 여러 어려운 관문이 남아있지만 기후변화와 에너지원 고갈에 의한 새로운 에너지원에 대한 강력한 필요성이 제기되면서 ITER와 같은 대형 국제공동연구시설 건설이 시작되었고 2030년대에는 최초의 핵융합발전소를 건설하려는 꿈도 그려가고 있다. 핵융합에너지를 얻는 방식에는 여러 방법이 시도되었는데 현재는 자기장을 이용해 플라즈마를 핵융합반응이 일어나기에 충분한 시간동안 가두는 자기핵융합방식과 관성으로 플라즈마를 가두는 관성핵융합방식으로 크게 구분할 수 있다. 자기핵융합방식의 경우 플라즈마를 만들고 가열하여 핵융합반응 확률이 높은 고온으로 가열하고 그 조건을 오래 지속시키는 기술들이 필요한데 이 기술들은 오늘날의 거의 모든 극한기술들이 망라되어 적용되는데 초전도, 고주파/ 초고주파, 대전력 공급, 대형 시설 실시간 제어기술, 대규모 신호처리기술, 고온 플라즈마 진단 기술, 대규모 시스템 시뮬레이션 기술 등이 그것이다. 여기에 또한 중요한 기술의 하나로 초고진공 기술이 필요하다. 이러한 기술이 집약되고 서로 통합되어 하나의 목적을 위해 쓰여지도록 고안되고 만들어진 장치가 자기핵융합 장치이며 따라서 현대의 자기핵융합장치들은 굉장히 복잡하며 대형 시설로 지어질 수밖에 없다. 우리나라는 1970년대 말부터 소형의 플라즈마 연구시설을 시작으로 자기핵융합 연구를 시작하면서 인력 양성을 시작하였으며 가속기 등 대형 연구시설이 본격적으로 지어지던 1990년대에 세계적으로 유래가 없는 초전도 자기핵융합장치인 KSTAR장치 건설 프로젝트를 시작하게 되었다. 총 11년이 넘는 건설기간 동안 여러 학교와 연구기관, 그리고 산업체가 참여하여 성공적으로 시운전을 실시하였으며 당당히 세계적인 장치를 통한 핵융합연구 대열에 동참하게 되었다. 이를 통한 기술 개발의 결과로 국제적 공동연구장치 ITER의 건설사업에 참여하게 되었고 KSTAR와 ITER를 통해 핵융합 에너지 상용화 기술 개발을 국가적인 기술개발의 목표로 결정하고 연구개발계획을 전략적으로 세워 진행하고 있다. 이번 논문에서는 자기핵융합의 특징과 연구 동향을 통해 우리나라의 기술 수준을 조망하고 특히 진공 기술 분야와의 상호 의존적 영향 분석을 통해 공동의 발전 방향을 모색해 보려고 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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