○ 수요 급증이 기술혁신의 원천
과학과 기술의 발전은 인류가 필요한 재화를 얻거나 문제점을 해결해 나가 는 과정에서 혁명적으로 발전되어 왔다. 원시사회에서는 인류에게 식량 문제 가 가장 시급하였으며 이에 따라 농경기술의 발전에 따른 농업혁명이 일어났 고, 18세기에는 의복 등 공산품에 대한 대량 수요를 해결해 나가는 과정에서 산업혁명이 발생하였다. 아울러 20세기 이후 지식과 정보에 대한 인간의 욕구 가 정보통신혁명을 가져와 오늘날 우리 산업을 주도하고 있다.
정보통신 산업의 발전과 함께 나노기술도 1990년대에는 반도체, 전자분야의 기술적 한계를 극복하기 위한 수단으로 많이 발전되어 왔다. 그러나 2001년 미 국에서 나노기술을 전략적으로 육성하는 시점에서는 IT붐이 꺼지는 시기로 이 후 생명공학에 대한 관심이 제고되면서 나노바이오 분야에 대한 투자가 활발 히 이루어졌다. 그러나 나노바이오 분야의 연구가 결실을 맺기에는 장시간을 요하는데다, 앞서 살펴보았듯이 동 분야에 대한 벤처캐피탈 투자가 줄어들면 서 창업 붐도 수그러들고 있다. 반면 최근 에너지 가격 상승, 지구 온난화 등으 로 에너지 문제가 전 지구적 문제로 부상함에 따라 나노기술을 에너지 분야에 적용하는 것에 관심이 제고되고 있다.
○ 에너지 분야에의 나노기술 응용에 대한 관심이 최근 급증
석유, 가스 등 한정된 기존 에너지 공급에 비해 중국 등의 산업화에 따라 급 증하고 있는 에너지 수요로 인한 절대적인 에너지 자원 부족 문제는 21세기 인 류가 당면한 가장 큰 현안으로 부각되고 있다. 아울러, 기존 화석연료의 환경
Ⅳ. 나노기술 투자와 비즈니스 전략 47
오염으로 인한 지구온난화 문제 등으로 인해 이를 대체할 수 있는 지속 가능한 발전을 위한 청정에너지 개발이 시급하다 하겠다. International Energy Agency에 따르면 2003년 14 Terawatts(210M BOE/day)인 에너지 수요는 2050년에는 30～60 Terawatts(450～900M BOE/day)에 이를 것으로 예측하고 있으며, 이에 따라 기존 화석연료 이외에 태양열 등 청정에너지 수요가 최소 10 Terawatts(150M BOE/day)에 이를 것으로 전망하고 있다.
이러한 에너지 문제를 해결하기 위한 방편으로 여러 가지 접근방법이 제기 되고 있으며, 나노기술이 적극적인 대안으로 급부상되고 있다. 2005년 10월 샌 프란시스코에서 나노기술 전문가들이 개최한 제13회 포어사이트 나노기술 컨 퍼런스(13th Foresight Conference on Advanced Nanotechnology)에서는 나노 기술 응용과 관련하여 당면 과제로 다음 6가지를 제시하고 있는데 그 중에서 첫 번째 과제로 나노기술의 에너지 분야에의 응용을 제시하고 있다. 나노기술 을 활용하여 에너지 문제를 해결해 보려는 움직임이 본격화되고 있는 징후는 미 연방정부의 나노기술 정책과 연구 프로젝트, 그리고 벤처캐피탈 투자 동향 등에서 다양하게 찾아볼 수 있다.
<표 4-1> 나노기술이 도전하는 6가지 당면과제
순서 과제명
과제 1 글로벌 에너지 문제 해결을 위한 청정기술 개발
(Meeting Global Energy Needs with Clean Solutions) 과제 2 세계적인 수요를 충족할 수 있는 물 정화기술 개발
(Providing Abundant Clean Water Globally) 과제 3 암 등 질병 진단 및 치료를 위한 바이오기술 개발
(A Nanoscale Delivery Platform for Identification and Treatment of Cancer) 과제 4 농업 생산성을 최대화 시킬 수 있는 나노기술 개발
(Maximizing the Productivity of Agriculture) 과제 5 모든 곳에서 접근 가능한 힘 있는 정보기술 지원
(Making Powerful Information Technology Available Everywhere) 과제 6 우주개발을 지원할 수 있는 나노기술 개발
(Enabling the Development of Space)
Source : 13th Foresight Conference on Advanced Nanotechnology, 2005.10월
○ 벤처캐피탈의 에너지 분야 투자, 나노기술이 주도
기술발전 및 산업화 동향을 가장 민감하게 보여주는 벤처캐피탈 투자 동향 에서도 나노기술의 에너지 분야 응용에 관심이 높아지고 있는 것을 알 수 있 다. 앞서 살펴본 2004년도 전체 벤처캐피탈 투자 중 Industrial/Energy분야가 차지하는 비중은 4%에 불과하지만, 나노기술 전체 투자 중 동 분야가 차지하 는 비중은 16%나 되어 네트워크장비(20%), 의료기기(18%) 분야에 이어 세 번째로 많이 투자되고 있다.
특히, 놀라운 주목할 만한 사실은 아래 표에서 볼 수 있듯이 벤처캐피탈 투자 총액에서 나노기술이 주도하는 투자비율을 보면 Biotechnology 분야가 3%에 불 과한 반면, Industrial/Energy 분야는 22%에 이르고 있다는 점이다. 이는 나노기 술이 에너지 분야에서 핵심기술로 부상하고 있음을 단적으로 보여준다 하겠다.
[그림 4-1] 2004년 벤처캐피탈 분야별 투자 중 나노기술 투자비중
○ 미국 연방정부는 에너지 분야 나노기술개발에 집중 투자
에너지 문제해결에 나노기술을 활용하기 위해 미국 연방정부는 국가나노기 술(NNI) 예산의 20% 이상을 에너지 분야에 투자하고 있다. 2001년 0.8억 달러 에 불과하던 에너지성(DOD) 예산은 2004년에 2.0억 달러로 두배 이상 증가되
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었으며, 2005년에도 2.1억 달러를 투입할 예정으로 있다. 이는 여러 기초연구 및 인프라 분야를 포괄하는 미국립과학재단(NSF, 3.4억 달러)과 국방분야 (DOD, 2.6억 달러)에 이어 세 번째로 많은 액수로 이 분야에 대한 투자가 미 미한 우리에게 많은 시사점을 안겨준다.
에너지 분야에 있어 나노기술의 응용과 관련하여 2004년 3월에 미연방 국가 과학기술위원회(NSTC) 산하 나노기술전문위원회(NSET)는 9가지 연구목표 와 6가지 연구테마를 제시한 바 있다.13)
<9가지 주요 연구목표>
① 수소생산을 위한 태양광선 활용, 확장성이 뛰어난 물 분리기술
(Scalable methods to split water with sunlight for hydrogen production) ② 고감도 촉매제의 깨끗하고 에너지 효율적인 제조방식
(Highly selective catalysts for clean and energy-efficient manufacturing) ③ 20%의 에너지 효율과 100배 저비용의 태양광선 집광
(Harvesting of solar energy with 20 percent power efficiency and 100 times lower cost)
④ 현 소비전력의 50%만 활용한 고체발열체
(Solid-state lighting at 50 percent of the present power consumption) ⑤ 자동차, 비행기 등의 효율을 증진시키기 위한 초강, 경량의 물질
(Super-strong, light-weight materials to improve efficiency of cars, airplanes, etc.)
⑥ 대기온도에서 작동하는 반복사용이 가능한 수소저장 물질
(Reversible hydrogen storage materials operating at ambient temperatures)
⑦ 1 기가와트 트랜스미션이 가능한 파워 트랜스미션 라인
(Power transmission lines capable of 1 gigawatt transmission) ⑧ 나노 구조로 제작된 저비용 연료전지, 배터리, 열전소자, 고기능 축전지
(Low-cost fuel cells, batteries, thermoelectrics, and ultra-capacitors built from nanostructured materials)
13) http://www.er.doe.gov/Sub/Newsroom/News_Releases/DOE-SC/2004/NREN_rpt.pdf : Nanoscience Research for Energy Needs, March 2004
⑨ 효율적이고 고감도의 생물학적 기제에 바탕을 둔 물질합성과 에너지 습득
(Materials synthesis and energy harvesting based on the efficient and selective mechanisms of biology)
<6가지 기본 연구테마>
① 나노스케일 물질의 촉매작용(Catalysis by nanoscale materials)
② 에너지 전달체의 조작을 위한 계면 활용(Using interfaces to manipulate energy carriers)
③ 나노스케일에서의 구조와 기능 연결(Linking structure and function at the nanoscale)
④ 나노스케일 구조의 조합과 구성(Assembly and architecture of nanoscale structures)
⑤ 에너지 나노과학에서의 이론과 모델링, 그리고 시뮬레이션(Theory, modeling, and simulation for energy nanoscience)
⑥ 확장성이 뛰어난 합성법(Scalable synthesis methods)