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조 나나 단단 트트 렌렌 트트 (( JJ oo nn aa tt hh aa nn TT rr ee nn tt ))
이번 호 e-interview에서는 지난 10월 7일 국토연구원 개원33주년 기념 국제세미나에서 특강을 진행하였던 조나단 트렌트 박사를 국토연구원 연구진들이 직접 만나 인터뷰한 내용을 게재한다.
조나단 트렌트는 원양 생태계의 미세한 구조를 탐사하고 분석하기 위한 SCUBA기술을 이용한 연구로 캘리포 니아대학교대학원에서 해양학 박사를 이수했다. 독일 막스플랑크연구소와 덴마크 코펜하겐대학교, 프랑스 오르 센대학교 등에서 고온・고압・고산도・방사선 노출 등 극한 환경에서 생명체 분자의 적응성을 관찰하는 극한미 생물학(extremophiles)을 연구했다. 이후 미국 예일대학교 의대에서 수학하며 '셰프론(chaperone)'이라는 새로운 단백질 분자구조를 발견해 1991년 네이처(Nature)지에 게재하면서 유명세를 타기 시작했다. 1998년 그는 NASA Ames Research Center로 옮겨 그의 극한미생물에 대한 연구를 지구 이상의 식물을 연구하 는 우주생물학에 적용시켰다. 1999년, 분자인식을 사용하여 스스로 단백질 나노테크놀로지 그룹을 세우고, 유 전자공학 단백질로부터 기능적인 나노구조를 세우기 위해 연구했다. 2004년에는 나노기술에 대한 연구로 인해
산타크루즈 캘리포니아 주립대에서 생물분자공학과의 비상근 교수가 되었고, 2006년에는‘나노기술의 혁신’으로 일류 NASA의 나노 50에 선정되었다. 2006년 그는 해양과학에 대한 공헌을 인정받아 캘리포니아 과학연구소의 평생연구원으로 선출되었다. 2007년 Google의 창립 자로부터 기초적인 지원과 함께“우주선 지구를 위한 영속적인 에너지”라 부르는 프로젝트를 시작했다. 이 프로젝트를 위해, 그는 NASA에서 에너지와 환경에 대한 세계적인 연구에 집중했던 과학자와 기술자들로 팀을 구성해 OMEGA 개발을 전폭적으로 이끌고 있다.
Trent
Jonathan
▶왕광익(이하‘왕’): 박사님의 프로젝트에 대해 질문드리겠습니다. 저희 국토연구원에서는 박사님의 프 로젝트에 대해, 특히 우리나라의 녹색도시 프로젝트에의 적용가능성에 대해 관심이 많습니다. 먼저 박사 님께서는 다양한 연구경력을 가지고 계신데요. 그러한 배경들이 어떻게 오메가프로젝트에 도움을 주었습 니까?
▶▶ 조나단 트렌트(이하‘트렌트’): 네, 그렇습니다. 전 해양과학 전공으로 박사학위를 취득했습니다.
Scripps Institution of Oceanography에서 해양에 대해 공부하며 박사과정을 보냈습니다.
그 후 다양한 곳에서 여러 주제들에 대해 연구해왔습니다. 하지만 에너지국(Dep. Of Energy)과 더 최 근에 나사(NASA)를 위해 한 연구가 제가 이 오메가 컨셉을 개발하는 매우 중요한 위치를 맡도록 했습니 다. 이러한 결정에는 저의 해양연구 경력뿐만 아니라 공학분야에서 한 연구들 또한 중요한 영향을 미쳤습 니다. 특히 제가 나노기술과 관련하여 일할 때, 저희는 세포분해시스템(cellular’s degrading system)을 구축하였습니다.
이 세포분해시스템에 대한 연구를 통해 처음 인류의 한계-에너지 자원의 한계와 자원고갈 및 인구증 가에 따라 일어나는 지구상의 다른 문제들-에 대해 잘 알게 되었습니다. 2007년에 아마 제 경력에 있어 서 가장 큰 연구장려금을‘우주선 지구를 위한 지속가능한 에너지’라고 불린 프로젝트를 위해 구글의 두 설립자들로부터 받았습니다. 제가 책임연구자였던 이 프로젝트를 통해서, 나사에서 진행 중이던 GREEN(Global Research into Energy and Environment at NASA)이라고 불린 하나의 기초연구에 참 여하기 시작했습니다. GREEN팀에서는 모든 형태의 재활용 가능한 에너지를 공학적 측면이나 정치적 측 면 또는 실용가능성 측면 정도가 아닌 나사가 이 기술의 발전을 위해 현실적으로 어떻게 기여할 수 있는
연안공간을 활용한 바이오에너지 개발, 오메가 프로젝트
왕광익 | 국토연구원 책임연구원(인터뷰) 김재철 | 국토연구원 책임연구원(인터뷰)
Jonathan Trent:
Development of Bio-Energy Using Offshore Areas, OMEGA Project
▶ Gwangik Wang (‘Wang’): We wanted to ask about your project. KRIHS are most interested in your project
in how to apply to our/the green city projects. I know that you have multiple research background. How has such background helped your OMEGA project?
▶▶Jonathan Trent(‘Trent’): Yes. It is very true. I have my Ph D. in Marine Science so I studied the ocean for
a doctorate at a place called Scripps institution of Oceanography. I then studied a variety of topics in a whole variety of places. But working for the dept. of energy and now more recently at NASA has put me in a very strong position to develop this concept of OMEGA both because of my marine background but also because of what I ve done in engineering. Specifically what I was doing when I was working in nano technology, we were building cellular s degrading system. That cellular s degradation system began to make me familiar with the human predicament - that is the limitations of our energy resource and other problems that are occurring in the globe as the resources get more scarce and the population gets higher. Perhaps the biggest incentive I have with regard to my background was in the year of 2007, I got a grant from the two founders of Google to do a project called Sustainable Energy for Spaceship Earth . In that project, of which I was the principal investigator, I began a kind of grass route NASA based effort called GREEN, Global Research into Energy and the Environment at NASA. And the Green team looked into all different forms of renewable energy not from an engineering perspective, not from a policy perspective, not from a practicality perspective, but a really down to earth what NASA could contribute to this technology that s being developed. So my educational background, research experience, as well as immediate projects put me into a what I consider a good position to develop and
가 하는 측면에서 철저히 조사했습니다. 그래서 이러한 저의 학문적 배경과 연구경험, 최근의 프 로젝트들이 제가 오메가프로젝트를 구상하고 발 전시키는 데 도움이 되었습니다. 첫 번째 질문에 대한 답이 되었나요?
▶ 왕: 네. 그러면 두 번째로 오메가프로젝트에 대해서, 또 나사가 왜 이 프로젝트에 관심을 가 지게 되었는지 설명해주시면 좋겠습니다.
▶▶트렌트: 사람들은 흔히 나사가 로켓 같은 것 에만 관심을 가진다고 생각합니다.
나사(National Aeronautics and Space Administration)라는 이름의 첫 번째 A는 항공 학(aeronautics)을 나타냅니다. 그리고 나사에는 항공술(aviation)에 전적으로 집중하는 일련의 영역이 있습니다. 그리고 항공연료는 현재 연구 가 진행 중인 큰 문제들 중에 하나입니다.
큰 전지로 움직이는 전기자동차를 만들 수는 있지만, 액체연료의 에너지밀도가 배터리에 비 해 월등히 높기 때문에 우리는 비행기를 위한 배 터리를 설계할 수는 없을 것입니다. 태양열 비행 기들이 있지만, 날개의 길이가 수백 피트에 이르 고 한 사람만 나를 수 있습니다. 에너지 저장과 관련하여 어떤 돌파구가 없다면 가까운 미래에 액체연료에 의존하지 않는 항공을 기대하기는 매우 어려울 것입니다.
나사의 항공부서(Aeronautics division)도 이 러한 이유에서 제 프로젝트에 연구비를 지원했 습니다. 또한 다른 혹성으로의 이주를 위한 나사
의 노력 역시 오메가프로젝트의 큰 동기가 되었 습니다. 그러한 노력의 일환이 생활지원시스템 (life support system) 또는 폐쇄생활지원시스템 (closed life support system)이라 불리는 것인 데, 이것이 바로 오메가프로젝트가 성립할 수 있 도록 한 동력 중 하나입니다.
▶김재철(이하‘김’): 실제적인 이용을 위해서는 오메가프로젝트에 사용되는 설비의 규모가 얼마 나 커질 수 있으며, 얼마나 커야 합니까? 작은 규 모로 개발할 수 있습니까?
▶▶트렌트: 중요한 질문입니다. 오메가프로젝트 는 근본・연속적으로 모듈을 사용하여 무한대로 확장 가능한 시스템을 어떻게 구축하는가에 대 한 것입니다. 오메가시스템은 폐수를 처리하는 것이 가장 주된 목적이고, 두 번째로 탄소를 격 리시켜 보존하는 것, 세 번째가 바이오연료, 비 료 또는 화장품과 같은 조류(algae)로 만들어낼 수 있는 생산물을 만들어내는 것입니다.
그러나 폐수처리를 위해 시설의 규모는 도시 가 얼마나 크고 얼마나 많은 폐수가 있는가에 달 려 있습니다. 오메가시스템을 연료를 목적으로 사용하고자 한다면 우리가 사용하는 에너지의 규모를 고려할 때 정말 거대한 규모가 필요할 것 입니다.
한국은 다섯 번째로 큰 석유수입국입니다. 한 국사람들은 1인당 많은 석유를 사용하고 있습니 다. 미국은 석유 사용량이 두 번째로 많은 나라 이고 캐나다가 첫 번째입니다. 가까운 미래의 오
think through the OMEGA concept. Is that an adequate answer for #1?
▶Wang: Yes. My second question is what the OMEGA project is and what makes NASA interested in the project.
▶▶ Trent:Now most people think NASA is very rocket-oriented. So the first A in NASA (National Aeronautics and Space Administration) stands for Aeronautics. And there is a whole area in NASA that is completely focused on Aviation. And aviation fuel is one of the big questions going forward, because we can make cars that drive on electricity that have big batteries in them but the energy density in liquid fuel compared to a battery is enormous. And we are not going to be able to design batteries that will fly airplanes. We have some solar powered airplanes but they have hundred foot long wingspans, huge wing spread, and they carry one person. And so it s going to be extremely difficult in the foreseeable future unless there is a major breakthrough with regards to energy storage and batteries and have aviation that will not be based in liquid fuel. And so NASA s Aeronautics division is where that s funding my project. Also, NASA s effort to think about colonizing other planet has really been the big driver in the OMEGA project. These are called life support systems or closed life support systems. That s really been the driver in figuring out how OMEGA can work.
▶Jaecheol Kim (‘Kim’): For practical use, how large scale can or should be the facilities? Can it be developed
in small scale?
▶▶ Trent: Absolutely a critical question. The OMEGA project is fundamentally about trying to envision how we would build a system that is infinitely scalable that will scale by being modular, and build it out continuously.
The system is that you can see is for treating wastewater primarily and secondarily sequestering carbon and preserve it and the third thing is producing products, like healthy products that are bio fuels and fertilizers and cosmetics and whatever else you can make with algae. But it has this service based... so the scale for this service for wastewater treatment depends on how big the city and how much wastewater there is. If we re going to use it for fuel, it has to be huge because of the amount of fuel we use. Korea is the 5thlargest oil importer in the world, and per capita, you (Korea) use a lot of oil. US is 2ndonly to Canada in the use of oil. With the plan for OMEGA in its near term is to be wastewater treatment and have a byproduct in bio fuel but the goal in my world is to find a replacement for fossil fuel so we can move on and have a renewable and sustainable carbon neutral, even carbon negative, version of a fuel based system. In order to do that, we re talking about millions of hectare. And so a country like Korea would have, at coastal cities spotted around the whole Korean peninsula, could
메가계획에서는 폐수처리가 주된 목표이고 바이 오연료의 생산은 부차적인 것이지만, 저의 궁극 적인 목표는 화석연료의 대체재를 찾아내어 우 리가 탄소를 배출하지 않거나 흡수하는 재생가 능하고 지속적인 연료시스템으로 옮겨갈 수 있 도록 하는 것입니다.
이런 목적을 위해서는 수백만 헥타르의 면적 이 필요합니다. 따라서 한국처럼 많은 도시들이 해안에 위치하고 있는 반도 국가들의 경우, 얼마 나 많은 폐수를 배출하는가와 현지 여건이 오메 가시스템을 설치하기에 적합한가 등에 따라 오 메가시스템을 폐수처리시스템의 일환으로, 그리 고 연료개발시스템의 한 부분으로 이용할 수 있 을 것입니다.
▶김: 인구 100만 명의 도시에 적합한 오메가시 스템의 크기는 얼마나 되겠습니까?
▶▶트렌트: 장소에 따라 계산이 달라집니다. 사 람들이 얼마나 많은 물을 사용하는가에 달려 있 습니다. 미국의 경우, 사람들은 하루 평균 한 사 람당 400리터 정도의 물을 소비합니다. 한국 사 람들은 그 절반보다 적게 사용하는 것으로 알고 있습니다.
▶왕: 거의 비슷합니다.
▶▶트렌트: 그다음으로는 물이 얼마나 깨끗한가 에 따라 설비(bio-reactor)의 크기가 정해집니 다. 예를 들어 샌프란시스코(80만 명)와 같은 지 역을 커버하기 위한 오메가시스템은 3km×
4km, 즉 12km2의 연결된 생체반응기들이 될 것 입니다. 하지만 설비는 매우 얇습니다. 또한 배 가 지나갈 수 있는 부분과 조류를 배양하는 부분 으로 되어 있습니다.
▶김: 모든 해안 지역이 오메가시스템을 위한 설 비들로 둘러싸이게 된다면 해안경관을 해치지 않 을까 하는 우려도 하게 됩니다.
▶▶트렌트: 물론 설비들이 해안지역들을 둘러싸 게 될 것입니다. 그러나 달리 생각해보면 여러분 은 도시 근처에 폐수를 처리하는 동시에 조류를 양식하는 떠 있는 수경재배시스템을 가지게 되는 것입니다.
현재 영양분, 인산염, 질소 등을 포함한 폐수 를 정제하여 영양분은 육지로 돌려보내고, 또 다 른 유용한 공산품들을 만들어내는 시설을 갖게 되는 것입니다.
▶ 왕: 한국에서는 일반적으로 해안지역에 폐수 처리시설을 배치하지 않습니다. 따라서 오메가 시스템으로 적용하려면 먼저 시설들을 해안지역 으로 이전해야 합니다.
▶▶트렌트: 미국에서는 대부분의 도시들이 폐수 를 해양으로 배출합니다. 2차 처리라고 불리는 과 정을 거쳐서 바로 해양으로 배출됩니다.
따라서 배출되는 물은 많이 정화되지만, 여전 히 미세조류를 배양할 수 있는 다량의 질소와 인 산염을 포함합니다. 한국의 해안도시들은 바다로 폐수를 배출하지 않습니까?
conceivably, depending upon how rough the water is and how appropriate it would be, each of them could have an OMEGA system as part of their wastewater treatment and part of their fuel development system.
▶Kim: For a middle size city having a million people, how large the OMEGA system should be?
▶▶ Trent:The calculations will be based on the location to some degree. That depends on how much water people use. In the US, people use about 400 liters per person per day. I would guess that Koreans are less than half of that.
▶Wang: It s almost similar. Not that much but little below that.
▶▶Trent:Then the way to calculate how big things are will depend on the water clarity. That s how big the bio reactors can be. The OMEGA system was going to be 3 kilometers long and about 4 kilometers wide that would cover the waste stream for one region of San Francisco area, 12km2in the whole series of bio reactors. But, it would only be shallow. There are lanes going through, there s a region where you would be driving ships though it, there s another region where you would be harvesting all the time.
▶Kim: If the whole offshore area is surrounded by the facilities for the OMEGA system, I worry that they might
compromise our coastal-scape.
▶▶Trent: Of course it would be surrounded but the idea could be that you would have near your cities regions that would be set aside for doing wastewater treatment and growing algae and the floating constructions which are all part of an aquaculture system. The concept has to be that we think in terms of taking what is currently a waste material that is the wastewater filled with nutrients and phosphate nitrogen, we re capturing that material to be able to process it to recover nutrients back on land, make products that we can use and do services.
▶Wang: Concerning waste water management facility, it s usually not allowed in the coast area in Korea so if
we apply the OMEGA system, we need to move the facility near to the coast area.
▶▶ Trent:In the states, most cities release the water to the ocean. They do a secondary treatment and then the water goes out into the ocean. So the water that s been released has mostly been cleaned but there s still plenty of nitrogen and phosphate in it to grow micro algae. Your coastal cities do not release water into the ocean?
▶왕: 대부분의 경우 그렇지 않습니다. 한국에서 는 더 깨끗하게 처리한 후 강으로 배출합니다.
▶▶트렌트: 그렇다면 여기서는 3차 하수처리 후 강으로 배출하고 그것이 해양으로 흘러가는군 요. 3차 하수처리는 하수의 질소화합과정과 탈 질소과정을 필요로 합니다. 여러분은 폐수처리 에 대해 친숙한가요?
▶왕: 아뇨, 그렇지 않습니다.
▶▶트렌트: 강으로 바로 배출할 수 있도록 하는 완벽한 수준의 폐수처리는 고비용의 프로세스입 니다. 조류가 그러한, 생물학적 3차 처리와 같은, 3차 처리과정을 대신할 수 있습니다. 대부분의 폐수처리시설은 3차 처리에 박테리아를 이용하 고 있고, 그러한 박테리아를 이용한 처리과정은 상당한 수준의 화학처리과정을 수반합니다. 중 간규모의 시설에서 탈질소과정에 필요한 메탄올 을 추가하는 데에만 300만 달러가 소요된다고 들었습니다. 녹조현상을 유발하지 않을 수준의 물을 배출하기 위해서는 탈질소과정이 필요합니 다. 오메가시스템에서는 조류가 그러한 폐수처 리과정을 해줍니다.
▶왕: 저는 한국의 폐수처리시스템에 대해 잘 모 릅니다. 해안지역에서의 제 경험에 미루어 볼 때, 한국에서는 일반적으로 정수처리과정을 통 해 폐수가 강이나 바다로 보내진다고 생각합니 다. 하지만 현재 우리나라의 폐수관리시스템은 에너지를 많이 소비하므로 박사님의 조류를 이 용한 기술이 현실화되고 상용화된다면 우리의
시스템도 바뀔 수 있다고 생각합니다. 조류 같은 것을 이용하여 좀 더 자연적인 시스템으로 바꿀 수 있을 것입니다.
▶▶트렌트: 미국에서는 일반적인 폐수처리 과정 중 하나가 미세조류를 이용한 것입니다. 그들은 간단한 1차 폐수처리 후 그 물을 수백 헥타르의 거대한 저수지에 저장합니다. 그러고는 조류가 저절로 자라서 양분을 제거하고, 그 후 다시 폐 수처리시설로 보내져서 조류를 제거한 후에 자 연환경(주로 바다)으로 방출됩니다.
따라서 조류를 이용한 처리과정은 현재의 시 스템에서 이미 사용되고 있습니다. 문제는 그러 한 과정이 많은 시간과 대지를 필요로 한다는 것 입니다. 그래서 대신 대부분의 폐수처리시설에 서 전체 시스템을 압축하고 영양분을 제거하기 위해 조류 대신 박테리아를 사용해왔습니다. 조 류는 부풀어올라서 많은 면적을 차지하기 때문 이지요.
박테리아를 사용한 과정에는 화학물질이 필 요합니다. 일반적으로 산소, 많은 경우 순수 산 소가 더해지고, 산소는 공기에서 분리하여 얻어 지는데, 공기 중 산소를 얼려서 추출해내는 과정 에 많은 비용이 듭니다.
그리고 또 질소화합과정과 탈질소과정이 필 요한데, 여기에도 많은 비용이 듭니다. 그래서 제가 제안하는 것은 고비용의 과정을 제거하는 것이 큰 연못을 이용하는 대신 미세조류를 배양 하는 효과적인 시스템이라는 것입니다. 이 효과 적인 시스템은 다른 어떤 방식보다 더 돈을 절약
▶Wang: Not that much. I believe they release clean water to the river.
▶▶ Trent:So they do tertiary treatments and release to the river and then it runs into the ocean and a river.
Tertiary treatment requires nitrification and de-nitrification of the water. Are you familiar with wastewater treatment?
▶Wang: Not really.
▶▶Trent: So doing a full scale processing of wastewater, so it could be released into a river is a very expensive process and algae do the tertiary treatment for you, like a biological tertiary treatment. Most wastewater plants do it with bacteria and doing it with bacteria requires that you go through some pretty tough chemistry. It says to me to be about 3 million dollars in a median size plant just for adding the methanol necessary for doing de- nitrification. And you have to do de-nitrification if you re going to release it into an environment without so much nitrogen that it causes algae boom. In the OMEGA system, the algae would do the water processing.
▶ Wang: I m not totally familiar with the wastewater system in Korea, but based on my experience in the
coastal area, I think they purify the water before dumping the water and maybe we can change it if your technology, algae, becomes reality and commercialized because wastewater management system is an energy consumption facility. So using the natural system like algae, maybe we can change it to the natural system.
▶▶Trent: In the US, one of the standard procedures for wastewater treatment is to use micro algae. So they put the wastewater after doing what s called the primary treatment, which is a simple screening, cleaning and settling, into this huge reservoir, that are hundreds of hectares, and the algae grows that they remove the nutrient and then they circulate that back through the wastewater plant and they do remove the algae and then that water s released into the environment. So that procedure exists already in wastewater treatment. The problem is that the procedure takes a lot of time and it takes a lot of land. So what we ve done in most wastewater treatment plants is that we made the whole system compact and we used bacteria to remove the nutrients rather than use algae because algae are swollen and take a big area. The bacteria that they use require that you add chemicals to the system. Normally you add oxygen and they often pure oxygen, which they take off of the atmosphere and it s really expensive to freeze oxygen out of the atmosphere. And then they do a nitrification and de-nitrification which also is very expensive process. So what we re proposing is that to get away with this expensive process is to allow us to grow micro algae system, a very efficient system, not just settling in one big pond. And that efficient system will save money and create resources and do a service in taking carbon dioxide out of the
하고, 자원을 만들어내며, 이산화탄소를 공기 중 에서 흡수합니다. 따라서 우리의 폐수처리시설 을 설계하는 방법을 다시 생각해볼 수 있는 하나 의 방식일 수 있습니다.
▶김: 비용 측면에서는 어떻습니까? 박사님께서 는 오메가시스템이 현재의 박테리아를 이용한 3차 처리과정에 드는 많은 비용을 절약하는 데 도움이 될 것이라고 말씀하셨는데, 그렇다면 오메가시스 템을 건설하는 데에는 비용이 얼마나 듭니까?
▶▶트렌트: 네, 해결해야 하는 중요한 문제입니 다. 지금 당장 대답해드릴 수는 없습니다만, 플 라스틱으로 된 생체반응기의 비용이 문제가 되 지는 않습니다. 그것에는 정말 비용이 얼마 들지 않습니다. 비용이 드는 것은 플로팅 도크와 같은 기반시설에 달려 있습니다. 이미 그러한 기반시 설을 갖추었다면, 추가비용은 상대적으로 적을 수 있습니다.
▶김: 전에 박사님의 프로젝트에 대한 기사를 읽 어봤는데요. 거기서는 박사님이 실험실 수준의 설비를 이미 갖추었고, 실제적 적용을 위한 더 큰 시스템을 계획하고 있다고 하던데, 현재 프로 젝트의 진행단계는 어디에 이르렀습니까?
▶▶트렌트: 저희는 샌프란시스코와 산타크루즈에 시설을 가지고 있습니다. 산타크루즈 시설은 우 리가 개발하고 시험하기 위한 시설이고, 샌프란 시스코에는 좀 더 큰 시설을 구축하고 있습니다.
이 시설은 11월 중에 가동하기 시작할 예정입니
다. 사실 2주 정도 안팎에 설치될 예정입니다.
▶ 왕: 박사님께서도 아시듯이 한국은 평평하고 탁한 황해, 깊고 깨끗한 동해, 해안선이 복잡한 남해와 같이 서로 다른 타입의 바다로 3면이 둘 러싸인 반도입니다.
이들 중 어느 바다가 박사님의 오메가프로젝 트를 적용하는 데 더 적합하다고 생각하십니까?
또 오메가프로젝트를 적용하는 데 있어서 한국 이 더 유리한 점이 있습니까?
▶▶트렌트: 한국의 동해, 서해 또는 다른 바다 중 에 어디가 가장 좋을 것인가에 대한 질문이군요.
오메가시스템을 한국에 건설하는 데 문제가 되 는 것은 물이 얼마나 깨끗한가나 바다가 얼마나 깊은가보다는 격류나 파도의 빈도와 강도 또는 날씨가 나쁠 대 오메가시스템을 제거해야 하는 가 아니면 가라앉혀야 하는가 등입니다.
한국에서 태풍은 주로 동쪽에서 옵니까? 따 라서 서해안은 상대적으로 안전합니까? 오메가 프로젝트의 초기 단계에서 고려해야 할 것은 시 설들이 악천후에 휩쓸려가지 않도록 어느 정도 보호되는 안전한 해안을 선택하는 것입니다.
프로젝트의 시작단계에 있어서는 문제를 단 순화하는 것이 좋기 때문이지요. 하지만 우리는 일단 우리의 컨셉을 안전한 해안에서 증명한 다 음 단계로 프로젝트를 적용할 좀 더 오픈된 다른 장소들도 조사하고 있습니다.
▶김: 한국의겨울과같은날씨에서는어떠할까요?
atmosphere more efficiently than what we are doing otherwise. So it s a way of rethinking how we re going to design our wastewater plants.
▶ Kim: How about the cost? You said that the OMEGA system will save the money for the expensive tertiary
treatment using bacteria. Then, how much it costs to build the OMEGA system?
▶▶Trent: So this is an important question to resolve. I cannot give an answer right now but it s not going to be the cost of the plastic because plastic bio-reactor is extremely inexpensive but the cost is going to depend on how much infrastructure you re going to have to build so floating docks, if there s already existing infrastructure, this could be relatively cheap.
▶Kim: I read an article about your project in a magazine. It said that you already built an experimental facility
and plan for a larger system for practical use. What is the current stage of your project?
▶▶ Trent:We have San Francisco and Santa Cruz and we re developing both. The Santa Cruz site is where we re building things and testing them and San Francisco, we re going to build something larger and the SF site should be operational by November. In fact, it s supposed to be installed in the next couple of weeks.
▶ Wang: As you may well know, Korea is a peninsula country which is surrounded by three different kinds of
sea, flat and murky Yellow Sea, deep and clear East Sea, and South Sea with complex shoreline. Which sea or part would be more suitable for future energy plant, you think? Is there any other advantage for Korea to adopt or implement the project's outcomes except for the fact we have sea?
▶▶Trent:So the question about which parts of Korea are would be best with regards to East Sea, the south sea and the other sea? The problem with building anything in Korea has not so much to do with water clarity in how deep a system you could build, but it has more to do with that turbulence and how much wave actually there is, and whether you have to remove the OMEGA system or sink the OMEGA system to contend with really bad weather. So if you have a typhoon, they mostly come from the east? So your west coast is a relatively protective coast? The thing about the OMEGA system in its early stages is going take some protective coast to be able to build it so it doesn t get pulled apart by the ocean condition under really harsh weather conditions. We would like to keep it simple to start with but we re looking at other places as well where once we prove the concept in a protective bay, could we push it out to an open exposed coast.
▶▶트렌트: 한국의 겨울 역시 잠재적인 문제가 될 수 있습니다. 조류 역시 살아 있는 식물이기 때 문에, 1년 중 2~3개월 정도는 오메가시스템을 정지해야 할지도 모릅니다. 아니면 낮은 온도에 서 자랄 수 있는 조류 종자로 교체해주어야 할 것입니다. 따라서 여름에 잘 자라는 종자와 겨울 에 잘 자라는 종자를 번갈아 사용할 수 있을 것 입니다. 그러나 눈이 덮이거나 얼음이 얼 정도의 날씨에는 그러한 방식도 통하지 않습니다.
▶김: 오메가시스템을 운영하는 도중에 조류의 종류를 바꿀 수 있습니까?
▶▶트렌트: 미세조류가 자라는 데에는 24시간이 걸립니다. 시스템 안에 체류하는 기간이 대략 3~5일 정도입니다. 따라서 조류들이 얼마나 빠 르게 교체되는지 짐작하실 수 있을 것입니다. 하 지만 겨울의 추운 날씨는 여전히 잠재적인 문제 가 될 것입니다.
▶김: 기반시설 중에 풍력, 태양열, 조력 발전기 같은 시설은 왜 필요합니까?
▶▶트렌트: 시스템의 대부분의 에너지가 물을 펌 핑하는 데 쓰입니다. 우리는 물이 생체반응기들 을 통과해 흐르도록 합니다.
▶왕: 다른 질문이 있습니다. 조류가 오염된 물 질을 흡수한다고 해도 그것이 바다로 퍼져 나가 는 것을 어떻게 막습니까?
▶▶트렌트: 조류는 공장에서 생산되는 중금속들
을 흡수하지만 사용하지는 않습니다. 중금속들 이 조류의 표면에 들러붙기 때문에 그것들을 물 에서 제거할 수 있습니다.
▶왕: 자연에너지시스템과 폐수처리시설을 결합 하는 것 외에 또 다른 것이 가능할까요?
▶▶트렌트: 이 거대한 시설을 농업에 이용할 수도 있습니다. 기반시설에 많은 투자를 했으니“농사 도 해봅시다.”라는 거죠. 밑에 둥지를 매달아 틸 라피아(민물고기의 한 종류)를 기르거나, 조개나 굴 같은 것을 기를 수 있습니다.
▶김: 그런 것들이 폐수 속에서 자랄 수 있습 니까?
▶▶트렌트: 오메가시스템의 내부는 그것이 배출 하는 것과 완벽하게 분리되어 있습니다.
▶ 왕: 굴이나 조개 양식 따위가 가능하겠군요.
문제는 박사님께서 말씀하셨듯이 태풍 같은 기 상조건이겠군요.
▶▶트렌트: 네. 그것이 큰 문제입니다. 그래서 제 가 이야기하고 있는 회사에서는 필요한 때에는 전체를 바다 속으로 가라앉힐 수 있는 플로팅 도 크를 설계했습니다.
또한 생체반응기는 얇아서 말아서 보관할 수 있기 때문에 나중에 다시 설치할 수 있습니다.
평상시에는 펼쳐져 있다가 날씨가 안 좋아지면 돌 돌 말아 보관하는 것이죠. 사용되는 조류가 민물 조류여서 바닷물에서는 살 수 없기 때문에 내용물
▶Kim: How about the winter in Korea?
▶▶Trent:The winter in Korea is also a potential problem because like any growth system, algae are plants, you may have to shut down the OMEGA system 3 months or 2 months out of the year because it s cold and they can t deal with it or you re going to have to rotate the algal crop so they are algae that live at low temperature and they ll be a winter crop, like certain cabbages. So you pick a crop that grows well in the winter and you pick a crop that grows well in the summer but you can t cope with snow covered or ice covered.
▶Kim: So we change the kinds of algae for the OMEGA system during the operation?
▶▶ Trent:Micro algae grow every 24 hours. The resident time in the system is probably going to be 3-5 days.
So you can imagine how quickly this thing is turning over. But the cold weather is a problem in the winter potentially.
▶Kim: Why do you need wind generators, solar panels, or tidal generators in your infrastructure?
▶▶ Trent:It is because the most energy that s going to be used in the system is for pumping water. We re going to be moving water through the bio reactors.
▶ Wang: Cultivation of oysters and mussels would be possible. The problem is, like you already said, the
weather condition like typhoon.
▶▶Trent: Yes, these are big issues. So the company that I was talking to, they designed floating dock that can be stuck so you would fill it with sea water and pull it into water and the whole system could go under water.
The bio-reactors can be recovered later because they re really thin and can be rolled and kept inside. So you can imagine the system is spread out and when the bad weather comes they sort of roll them up. You can the contents into the ocean because it s micro algae that can t live in the water because they are fresh water algae, so they can t live in sea water. So whatever you dump in the water, they won t become invasive species. And that will only occur in emergency situations, like Typhoons. But normally we now have better notices, like we can see a typhoon is coming this way so we can plan ahead.
▶Wang: An official last question is left. What would be your advice for Korean policy in association with green
은 바다에 버릴 수 있습니다. 그러니까 바다에 버 려도 침략적인 조류종이 되지 않습니다. 그리고 그런 일(바다에 버리는 일)은 긴급상황에서만 일 어날 것입니다. 보통은 태풍의 접근에 대해서 미 리 알고 그에 대해 계획을 세울 수 있으니까요.
▶왕: 공식적인 마지막 질문입니다. 그린에너지 와 식량문제에 관련된 한국의 정책에 대해 조언 해주실 수 있겠습니까? 한국이나 다른 나라들이 현재 정책이나 사업에서 놓치고 있는 중요한 포 인트가 있다고 생각하십니까?
▶▶트렌트: 제가 정책 관련 전문가는 아닙니다만 그간 전해 들은 바를 바탕으로 말씀드리자면, 이 문제에 충분히 전념하지 않는 것 같습니다. 만약 에 한 무리의 과학자들이 이 방 안에 있고, 그들 은 모두 천문학자나 천체물리학자라고 합시다.
그들이 계산한 결과 혜성이 2025년에 지구에 충 돌할 가능성이 85%라고 한다면, 태평양에 떨어 질 것이고 지구상의 문명을 쓸어버릴 것이라고, 확실하지는 않지만 그럴 가능성이 85%라고 예 측한다면 당신은 무엇을 할 것입니까? 저는 이 것이 흥미로운 비유라고 생각하는데요. 유엔에 서는 2050년에 지구의 인구가 90억에 이를 것이 라고 예측하고 있습니다. 90억 인구의 물, 음식, 에너지 같은 자원을 조달하기 위해 어떤 정책이 필요할까요? 우리는 단지 편리하기 때문에 여전 히 화석연료를 사용하고 있습니다. 화석연료의 에너지밀도는 엄청납니다. 때문에 조류로 화석 연료를 대체하도록 하는 데에는 많은 연구가 필
요할 것입니다.
그리고 이러한 이유로 이 기술이 아직 준비가 되지 않았음에도 불구하고 이에 대해 여러분께 이야기하고 있는 것입니다. 전 세일즈맨이 아닙 니다. 여러분의 기관과 한국 정부가 독립적으로 이런 연구를 할 수 있다고 생각하기 때문에 오늘 이 기술에 대해 말씀드리는 것입니다.
나사에서 투입한 제한된 자원과 사람들을 고 려한다면 나사보다 더 잘할 수 있을 것입니다.
정말 끔찍한 일이 일어나기 전에 변화를 가져오 자는 것입니다. 그리고 그것은 오픈소스방식으 로 이루어져야 할 것입니다.
▶왕: 감사합니다. 많은 도움이 되었습니다.
조나단 트렌트의 주요 저서
Jonathan D. Trent. 2000. “Extremophiles in Astrobiology: Per Ardua ad Astra”. Gravitational and Space Biology. vol.13.
pp5-12.
R. Andrew McMillan, Jonathan D. Trent et al. 2002. “Ordered Nanoparticle Arrays Formed On Engineered Chaperonin Protein Templates”. Nature Materials 1. pp247-252.
Hiromi K. Kagawa, Jonathan D. Trent et al. 2003. “The Composition, Structure and Stability of a Group II Chaperonin are Temperature Regulated in a Hyperthermophilic Archaeon”. Molecular Microbilogy 48.
pp143-156.
Shigenobu Mitsuzawa, Jonathan D. Trent et al. 2009. “The Rosettazyme: A Synthetic Cellulosome”. Journal of Biotechnology 143. pp139-144.
Stephen Whitelam, Jonathan D. Trent et al. 2009. “The Impact of Conformational Fluctuations on Self-Assembly: Cooperative Aggregation of Archaeal Chaperonin Proteins”. Nano Letters 9 (1). pp292-297.
energy or food problems? Do you think that Korea or other countries overlook any critical points in current policy and practice?
▶▶ Trent: I m not really an expert in policy practice but what I ve noticed from what I ve heard people talking about is that, there isn t a sufficiently large commitment to this so if there were a bunch of scientist in the room and they were all noted astronomers and astrophysicists, and they predicted that asteroids is going to hit the earth in 2025 and say there s a 85% probability that they are right, based on the mechanic, and they told the world that this asteroid, an incredible orbit, is about to come to the earth when it comes on this orbit path, and it will impact the earth and the pacific ocean and it will wipe out civil envision as we know it, and they predicted this and are not absolutely sure but we have an 85% probability that this is going to happen. What would you do?
What would we do as a world? This is an interesting metaphor. In year 2050, the UN says, there s going to be 9 billion people on the planet. What should our policy be to accommodate 9 billion people for water, food, and resources like energy, etc.? And we continue to use fossil fuel because it s easy. The energy density in fossil fuel is enormous. It will take huge development to take algae to replace fossil fuel. So the reason I m talking to you about this technology even though it s not ready, and even though no one s done this, and I m not a salesman, but I m telling you about this because your organization and Korea could develop this technology independently. Probably better than what NASA s doing because NASA s only got a limited budget and a limited number of people etc. So the concept, as I see it, is for us to make a difference in the world before something really terrible happens... is that we need an open source approach.
▶Wang: Thank you for this informative and helpful interview. Thanks!
