연구는 지속가능발전과 지능정보사회의 미래트렌드에 주목하여 2040~2050년 지질자원기술 관련 분야를 예측할 수 있는 한국과 일본의 과학기술예측조사 결과를 분석하였다. 지질자원기술 관련 분야로 지질환경 재해 기술과 에너지 자원 기술 분야로 구분하여 분석하였다. 한국과 일본의 지질환경 재해 분야 미래기술은 기반지질, 지구물리학적 지질재해, 기상조정 $CO_2$ 저감, 환경재해(방사성 폐기물 처분 포함), 스마트에코시티(자급자족 도시)로 제시된다. 에너지 자원 기술 분야 미래기술은 핵융합 발전이 2050년 정도에 실현되며, 2040년 정도에는 소행성 등 우주자원 개발 및 우주유인기지 구축이 실현될 것으로 보았다. 또한 2040년에는 신재료 신자원기술이 적용되어 기존의 에너지자원과 광물자원을 대체할 것으로 보인다. 일본은 지능정보사회 관점을 대대적으로 도입하여, 지질자원 분야 관련 분야에서도 새로운 관점의 기술들을 제시하고 있다.
연구는 지속가능발전과 지능정보사회의 미래트렌드에 주목하여 2040~2050년 지질자원기술 관련 분야를 예측할 수 있는 한국과 일본의 과학기술예측조사 결과를 분석하였다. 지질자원기술 관련 분야로 지질환경 재해 기술과 에너지 자원 기술 분야로 구분하여 분석하였다. 한국과 일본의 지질환경 재해 분야 미래기술은 기반지질, 지구물리학적 지질재해, 기상조정 $CO_2$ 저감, 환경재해(방사성 폐기물 처분 포함), 스마트에코시티(자급자족 도시)로 제시된다. 에너지 자원 기술 분야 미래기술은 핵융합 발전이 2050년 정도에 실현되며, 2040년 정도에는 소행성 등 우주자원 개발 및 우주유인기지 구축이 실현될 것으로 보았다. 또한 2040년에는 신재료 신자원기술이 적용되어 기존의 에너지자원과 광물자원을 대체할 것으로 보인다. 일본은 지능정보사회 관점을 대대적으로 도입하여, 지질자원 분야 관련 분야에서도 새로운 관점의 기술들을 제시하고 있다.
This study focuses on the sustainable development and intelligence information society, analyzing the results of science and technology forecasts from Korea and Japan for 2040-2050. Future geological environment and disaster technologies are presented, such as base geology, geophysical geological di...
This study focuses on the sustainable development and intelligence information society, analyzing the results of science and technology forecasts from Korea and Japan for 2040-2050. Future geological environment and disaster technologies are presented, such as base geology, geophysical geological disaster, weather adjustment, $CO_2$ reduction, environmental disaster, and smart ecocity developments. For the future technologies in energy and resources technology, space resources development and nuclear fusion will be realized by 2040 and 2050. Moreover, new material and resource technologies will be applied to replace existing energy and mineral resources by 2040. Japan has introduced intelligent information viewpoints and presented new technologies.
This study focuses on the sustainable development and intelligence information society, analyzing the results of science and technology forecasts from Korea and Japan for 2040-2050. Future geological environment and disaster technologies are presented, such as base geology, geophysical geological disaster, weather adjustment, $CO_2$ reduction, environmental disaster, and smart ecocity developments. For the future technologies in energy and resources technology, space resources development and nuclear fusion will be realized by 2040 and 2050. Moreover, new material and resource technologies will be applied to replace existing energy and mineral resources by 2040. Japan has introduced intelligent information viewpoints and presented new technologies.
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문제 정의
본 연구는 지속가능발전과 지능정보사회의 미래트렌드에 주목하여 2040~2050년 지질자원기술 관련 분야를 예측할 수 있는 한국과 일본의 과학기술예측조사 결과를 분석하였다. 지질환경·재해 기술은 한국과 일본에서 단순히 지질분야의 개별 기술 개발 뿐만 아니라, 토지활용 최적화 및 자원 공급 시스템을 포함한 자급자족 소도시 설계, 재생에너지 및 다중 취수원을 활용한 물 자립형 도시 구축 기술, 환경/감염병/재해 등 전 지구적 이슈를 상호 연계·분석, 자연환경 및 시설물의 통합 감시 시스템 등 사회인프라 및 도시환경 등 삶의 터전과 밀접한 모습으로 제시되는 것을 알 수 있다.
본 연구에서는 지질자원기술 관련 분야로 지질환경·재해 기술과 에너지·자원 기술 분야를 제시한다(Fig. 1).
본 연구에서는 최근의 환경변화를 반영하여 4차 산업혁명 등에 대한 지질자원 분야의 선제적 대응 및 미래사회에서 지질자원 분야 역할 연구를 위해, 한국 및 일본의 향후 30년의 장기적 관점으로 지질자원 분야 과학기술예측조사 결과를 분석하고자 한다. Lee(2016b), Lee(2017)와 같이 한국과학기술기획평가원(KISTEP)에서 제5회 과학기술예측조사(2016-2040)를 실시하였다.
한국과 일본의 사회인프라 부문의 미래기술도 같이 분석하여, 해당 지질환경·재해 미래기술이 실현된 2040~2050년의 도시 등 삶의 터전 모습을 살펴 본다.
제안 방법
일본 NISTEP(2015)은 환경·자원·에너지 분야에서 전국 온천지에 지열 발전 보급과 바이너리 발전/히트펌프 1MW급 중저온 지열자원 이용, 환경오염이 없는 셰일가스 채굴 기술, 메탄 하이드레이트 채굴·이용 기술, 대심도 희토류 희소금속 탐사·시추 기술, 현재 비용의 50% 이하 티타늄 제련 기술, 구리 광산의 비소 처리·보존 기술, 폐기물 선별·분리 시스템 향상을 위한 선별 센서 기술, 소형전자기기/폐기물·하수 오니/소각회에서 희소금속을 합리적으로 회수·이용하는 기술, 대부분의 희유금속에 대해 필요 자원량 50% 이상 도시 광산에서 공급하는 기술이 기술적/사회적으로 2030년 이전에 실현될 것으로 보았다. 그리고 심도 15 km, 온도 400oC 초심도 굴착 기술, 해수 중에서 경제적으로 우라늄 등 희소 금속을 회수하는 기술, 열수 광상 심해저 금속 자원의 경제적 채취 기술, 공기에서 효과적으로 헬륨을 회수하는 기술은 2040년 이전에 기술적/사회적으로 실현되는 것으로 제시하였다.
제10회 과학기술예측조사는 4차 산업혁명, 서비스화·정보화의 새로운 트랜드로 인해 빅데이터 등 데이터 사이언스의 시점을 각 분야에서 도입하고, 서비스화 사회를 새로운 분야로 제시하였다.
일본의 과학기술예측조사는 미래 사회에서 중요할 것으로 예상되는 과학기술에 관해서 전문가의 의견을 수집하고 과학기술의 혁신에 대한 시사점을 얻기 위해 실시되고 있다. 제10회 과학기술예측조사는 향후 30년의 미래 사회의 모습을 전망하고, 중요할 것으로 예상되는 과학기술 주제별로 각각의 중요도, 국제 경쟁력, 실현 가능성, 추진 방안에 관한 전문가의 의견을 수집하였다.
대상 데이터
제5회 과학기술예측조사(2016-2040)에서 중요도는 높으나 기술경쟁력이 낮아 선택과 집중을 통한 투자가 필요한 상위 20개 기술로 고고도 광역 자연환경 및 시설물의 통합 감시 시스템, 생태계 기반 자원 통합 평가·감시 시스템, 저비용의 이산화탄소 포집 저장 시스템이 포함되었다.
중요도는 높으나 기술경쟁력이 낮아 선택과 집중을 통한 투자가 필요한 상위 20개 기술로 단층지질지반 연계 지진피해 예측 시스템, 지진·안보상황 선재대응 초연결 뉴미디어 시스템이 포함되었다.
성능/효과
신생자원(virgin resource)은 매장량 감소 및 품위 저하, 환경 영향으로 생산비용이 증가하고 있으며, 2050년 이내로 해저 및 소행성 자원개발이 경제적으로 가능할 것으로 예측하였다. 사업 환경의 재정립으로 신생자원(virgin resource)보다 재생자원(reuse and recycle resource)이 이윤창출과 지속가능성에 유리할 것으로 보았다. 현재 광물자원별 최종생산물의 재활용률이 40~80% 수준이나, 2050년의 바람직한 상황에서는 천연자원 최종생산물의 재활용률이 80~100%일 것으로 예상하였다.
일본 NISTEP(2015)에 의하면 2015년에 수행된 제10회 과학기술예측조사에서는 기존의 우주, 해양, 지구 관련 과학기술 분야를 빔 응용, 계산과학·시뮬레이션, 수리과학·빅데이터, 표준·분석 등 기반과학 분야를 새롭게 포함하여 우주, 해양, 지구, 과학 기반 분야로 설정하였다. 설문조사 결과, 화산, 지진, 홍수 등 재해 예측 시뮬레이션 기술의 중요도 및 일본 국제 경쟁력이 높이 평가되었다. 지진 발생 예측기술의 경우 불확실성이 높아, 기술적·사회적 실현이 안된다고 응답한 비율도 높았다.
지진 발생 예측기술의 경우 불확실성이 높아, 기술적·사회적 실현이 안된다고 응답한 비율도 높았다.
후속연구
또한 오염물질 처리용 생체모방형 신소재, 폴리머 생산·미세조류 배양·콘트리트 양생·탈탄산광물화·재생메탄올 생산 등 포집된 CO2를 활용한 제품 생산 및 공정 원료 대체 등 탄소자원화 기술, 대기 중 CO2 직접포집 인공나무, 저비용의 이산화탄소 포집 저장 시스템 등이 2030년 이내에 국내에 기술적으로 실현될 것으로 제시하였다.
따라서 단순히 2020년, 2030년의 모습을 보는 것이 아니라, 장기적인 관점에서 미래기술에 대한 연구가 필요하다. 또한 지역적, 전지구적 환경문제 등 이슈로 지질자원 기술의 역할이 더욱 강화될 것으로 보이므로 장기적 관점에서 지질자원 분야의 미래기술을 탐색하는 연구가 필요하다.
지구 심부물질을 오염 없이 취득하기 위한 대심도 과학 굴착기술, 인공위성 및 해양수중센서로 지하자원·해양자원발견을 위한 관측 데이터 처리 시스템, 빙해용 자립형무인 잠수정(AUV)와 무인항공기 등을 활용한 빙해 지역(빙해 아래 포함) 해양환경 관측 및 해저탐사(석유, 천연가스, 광물자원) 기술 또한 2030년 이내 기술적/사회적 실현될 것으로 제시하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
NISTEP(2015)이 제시한 8개 분야는?
그 결과 NISTEP(2015)은 다음과 같은 8개 분야를 제시하고 총 932개의 과학기술 주제의 중요도, 실현 가능성, 추진 방안 등을 설문조사하였다. 8개 분야는1) ICT·분석학, 2) 건강·의료·생명과학, 3) 농림수산·식품·바이오기술, 4) 우주·해양·지구·기반 과학, 5) 환경·자원·에너지, 6) 재료·디바이스·프로세스, 7) 사회 기반, 8) 서비스화 사회이다.
지속가능발전목표이 포함하는 것은?
Lee(2016a)와 UN지원SDGs한국협회 ASD(2017)에 따르면, 유엔과 국제사회의 공동목표로 2000-2015년 밀레니엄개발목표(MDGs)를 종료하고 2016-2030년 지속가능발전목표(UN SDGs)를 새로 시작한다. 지속가능발전목표(UN SDGs)는 인류의 보편적 문제(빈곤, 질병, 교육, 여성, 아동, 난민, 분쟁 등) 와 지구 환경문제(기후변화, 에너지, 환경오염, 수자원, 생물다양성 등), 경제사회문제(기술, 주거, 노사, 고용, 생산 소비, 사회구조, 법, 대내외 경제)를 포함한다. WEF(2015)는 2050년 지속가능한 사회에서 광업과 금속자원에 대한 보고서를 발표했다.
한국과 일본의 지질환경 재해 분야 미래기술은?
지질자원기술 관련 분야로 지질환경 재해 기술과 에너지 자원 기술 분야로 구분하여 분석하였다. 한국과 일본의 지질환경 재해 분야 미래기술은 기반지질, 지구물리학적 지질재해, 기상조정 $CO_2$ 저감, 환경재해(방사성 폐기물 처분 포함), 스마트에코시티(자급자족 도시)로 제시된다. 에너지 자원 기술 분야 미래기술은 핵융합 발전이 2050년 정도에 실현되며, 2040년 정도에는 소행성 등 우주자원 개발 및 우주유인기지 구축이 실현될 것으로 보았다.
참고문헌 (11)
ASD (Korean Association for Supporting the SDGs for the UN), http://asdun.org/.
CSIRO IMPACT SCIENCE (2015) Australian National Outlook 2015: Economic activity, resource use, environmental performance and living standards, 1970-2050.
Ghose, A.K. (2009) Technology vision 2050 for sustainable mining, Procedia Earth and Planetary Science, v.1, p.2-6.
IBM Corporation (2016) A new natural resource: Your congitive future in the oil and gas industry.
Interagency association (2016) Long-Term Plan of the Intelligent Information Society in response to the fourth industrial revolution, http://www.korea.kr/ archive/expDocView.do?docId37384.
Lee, K.M. and Choi, S.L. (2016) ICT convergent disaster & safety R&D in the era of the 4th industrial revolution, KISTEP ISSUE PAPER 2016-06, p.38.
Lee, S.H. (2016a) Implementation strategy of the Sustainable Development Goals (SDGs) of the UN : Focusing on health care, Health and Welfare Forum (2016.12.), pp.96-114.
Lee, S.L. (2016b) The 5th Science and Technology Foresight: 1st Year Research, KISTEP, p.309.
Lee, S.L. (2017) The 5th Science and Technology Foresight (2016-2040), KISTEP, p.453.
NISTEP (National Institute of Science and Technology Policy, Japan) (2015) The 10th Science and Technology Foresight: Future Perspectives on Science and Technology by Field, Research Material No. 240, Japan Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, Japan (MEXT), 60p.
WEF(World Economic Forum) (2015) Mining & Metals in a Sustainable World 2050.
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