1990년부터 미국 EPA 에 의하여 기술혁명이 시작 된 GT(녹색기술, 또는 녹 색화학 및 공학)는 현재 미 국, 일본, 유럽연합 및 중국 등에서 이 분야 종사자는 물론 관산학이 연계되어 범 국가적 사업으로 연구와 실용화에 박차를 가하고 있다. 녹색기술은 화학공학이 다시금 친환경/친인 간 중심 신기술 패러다임의 중심에 위치하여 5T(IT, BT, ET, NT, 및 CT)의 각 분야를 효과 적으로 연계 융합할 수 있는 유일한 기술적 대안 이다. 또한, 녹색기술은 21세기 지구환경오염을 염 려하는 인간, 사회, 그리고 과학과 기술이 융합하 여 자연과 인간 중심의 쾌적한 삶을 지향하여야 한다는 철학적인 당위성에 해답을 줄 수 있는 기 술물결이다. 필자는 NICE지에 특별기고(Vol. 19, No. 5, 2001)한 바 있는 녹색기술의 국제적인 추 세를 어떻게 하면 국내 화학 및 공학 분야에 이식 함으로서 안으로는 화학공학의 인기 추락을 만회 하고 밖으로는 선진각국으로부터의 녹색기술 종속, 무역장벽으로부터 자유로울 수 있는 시대맞이를 위하여 늦은 감이 있지만 우리만의 어떤 전략은 없 는가를 논의하였다.
화학공학 엔지니어의 환상
NICE지의 필자 누구든 해외 인터넷 포탈사이 트에 들어가 키워드로, green chemistry, green engineering, green technology, sustainable chem- istry 등의 용어를 입력해 보면 그야 말로 엄청난 양의 정보에 접하게 될 것이다. 또한, 각국이 21세 기의 새로운 기술 혁명의 물결로 녹색화학과 관련 된 기술 개발에 사활을 걸고 있다는 것에 공감하 게 될 것이다. 다음 장에서 논의한 바와 같이, 이 미 미국을 중심으로 한 선진국에서는, 모든 제조 활동에서 필요로 하는 부존에너지의 소비를 최소 화하고, 고갈성향의 자원의 낭비를 최소화하면서 환경과 인간에 미치는 각종 오염원과 유해요인을 제조 공정 내(at the source)에서 미연에 방지하 여야 한다는 전제조건과, 모든 제품이 인체와 환 경에 친화적이어야 한다는 명제에 부합하는 새로 운 녹색기술 개발에 엄청난 국력을 쏟고 있다.
필자의 판단으로는 현재 우리나라의 경우 학계 는 물론이려니와, 기업 그리고 과기부, 환경부 또 는 산자부와 같은 국가 유관 기관이 선진국에서 기술개발에 사활을 걸고 있는 것처럼 어떤 실질적 인 중장기 연구 개발계획이나 산업화 전략을 수립 하지 못한 상태에 있는 것으로 여겨진다. 그러나 앞으로 녹색기술은 쾌적한 지구와 자국민의 보호
(Green Technology-The Next Technology Wave)
유 기 풍
서강대학교 화학공학과, 그린텍21(주), [email protected]
차원을 넘어 조만간 새로운 국제적 교역의 엄청난 신기술장벽으로 우리들 앞에 나타날 것이 분명하 다. 이미 늦은 감이 있지만 이와 같은 녹색기술 개 발에 대한 국내 전략이 시급한 때에 와 있다.
부수적으로는 지난 몇 해 전부터 우리나라의 화 학 및 공학 분야는 대학 신입생 지원자의 수, 학부 모의 인기지수, 대학원 진학생의 수, 그리고 국가 적인 연구비 지원과 육성정책 등에서 타 과학기술 분야에 해가 갈수로 비교 하위 정도가 심화되는 수모를 겪고 있다. 예들 들면 국가 학문 분류에서 조차 화학공학 분야가 사라져 가는 오늘의 현실에 우리는 참으로 크게 반성하고 화학공학 분야의 새 로운 활로 개척에 모든 아이디어와 에너지를 분출 하지 않으면 안된다. 화학공학이 오늘처럼 인기 없는 분야로 전락한 전 책임은 남이 아닌 화학공 학 전공자의 전적인 책임이다. 이를 테면 본인이 대학에 들어갈 때 타 분야 지원자보다 실력이 좋 았고 지금도 대학 교수로 있다는 과거 지향의 안 일한 화공인들의 자세가 오늘의 이런 위기를 자초 한 것은 아닌지 크게 자성해 볼 일이다. 아마도, 이와 같은 추세가 몇 년 만 지속된다면, 국내 대학 에서의 화학공학 분야는 어찌할 수 없이 비인기 학과의 영원한 나락으로 추락할 것이 분명하다.
따라서, 화학공학 분야의 비인기 현실에서 벗어 나기 위하여 지난 수 년간 국내의 화학공학 분야 에 종사하는 이들과 기관은 다양한 부활 방안을 제안하여 왔다. 그 결과 국제적인 과학집단의 변 화 동향과 맞물려 21세기의 화학공학의 새로운 부 활을 기대하면서 5T(IT, BT, ET, NT, CT)분야 의 연구에 사활을 걸고 있다. 그러나 필자의 견해 로는 화학공학을 전공한 이들은 늘 화학공학을 중 심에 놓고 위에 소개한 5T분야를 벡터의 하부 영 역으로 놓아 화학공학이 이 분야를 융합하고 통합 하는 선도적인 분야라 쉽게 말하고 있다. 그러나 전자공학과나 컴퓨터공학 분야에서 IT를 전공하
는 학자나 기업들이 화학공학을 IT의 중심으로 놓는 일은 결코 없으며, 생물화학공학이 아니라 생명공학(life science, biology)을 전공하는 학자 들이 BT의 중심에 화학공학을 위치해주는 일은 결코 없다. 이와 같은 일은 NT의 경우도 예외가 아니다. 단순히 우리 화학공학인들이 노력하면 5T 의 중심에 설 수 있다는 말은 그저 허망한 메아리 로 우리들에게 되돌아올 것이다. 화학공학은 결국 5T분야의 어느 T에서도 주도적인 역할을 담당하 기가 난망하며 결국은 꼭 없어도 되는 부수적인 지원분야 쯤으로 자리 매김될 수 있다는 게 엄연 한 우리들의 현실이다.
단순한 의욕만으로 5T변화 소용돌이의 중심에 화학공학을 위치하고 싶은 바램은 좋으나 과연 그 런 가정이 실현가능하며 합당한 것인가를 한 번 숙고해볼 필요가 있다. 또한, 최근에는 몇몇 대학 에서 생명공학이 인기가 높다는 이유만으로 커리 큘럼이나 반드시 선행되어야할 관련분야 교수진 확보 등의 학교당국으로부터의 정책과 의식의 변 화와 구체적인 재정적 노력 없이 ‘화학공학과 (department of chemical engineering)’에 생명 (biological), 분자(molecular), 나노(nano) 등의 용 어를 앞뒤에 부쳐 ‘아무 호박에나 흰색 줄을 치면 수박이 될 수 있다’는 안일한 생각으로 입학생과 학부모와 국민을 향하여 속 보이는 겉치레 변화를 하려는 것은 아닌지 한 번쯤 돌아볼 일이다. 그런 희망만으로 화학공학만이 독보적으로 이미 화학 공학 영역 밖에서 진보되는 BT, ET, NT에 주체 가 되기란 이미 화학공학 안팎의 환경이 만만하지 않다. 그렇게 간주한다면 그것은 분명히 우리들의 착각이다. 화학공학은 이제 20세기 전반에 누렸던 영화를 누릴 수 있는 화학공학만 할 수 있는 우리 만의 새롭고 유일한 미래형 교육과 연구의 패러다 임을 창출하여 21세기를 인기 속에 맞이할 수 있 는 자세와 그에 걸맞은 노력이 필요한 때이다. 이
런 측면에서, GT의 변화물결은 분명 화학공학이 유일하게 그 소용돌이의 중심에서 유행하는 5T를 융합하는 학문으로 발전할 수 있는 대안이다.
화학공학을 전공하는 이들이 타 분야 전공자들 이 일구어내는 어떤 분야가 인기가 있으니 그 분 야를 우리 것으로 하고 어부지리 격으로 화학공학 의 인기몰이를 하자는 복사노력은 안된다는 현실 을 직시하여야 한다. 그렇다면, 철학적인 입장에서 과연 5T의 각 분야를 융합하고 통합하는 공간에 화학공학이 중심으로 자리매김할 수 있는 방법은 없는가? 이에 대한 해답으로 필자는 독자들에게 국제적인 추세를 살펴볼 때, 이들 5T분야를 함께 연계하고 통합한 새로운 기술의 패러다임으로서 GT분야가 그 해답을 제공할 수 있으며, 타 과학 및 공학 분야가 아니라 화학공학 분야만이 오직 주체적인 중심이 될 수 있다는 견해를 논의하고자 한다. 또한, 여기서 녹색기술의 국내 연구환경을 어떻게 조성하고 산업화를 어떻게 앞당길 수 있는 가에 대한 전략을 논의하고자 한다.
지속가능 녹색화학/기술 개발 전략
Implementing Strategy of Green Chemistry to Manufacturing Activities
1. 선진국의 녹색기술 연구 및 산업화 장려 제도 국내의 녹색기술 개발 전략을 논의하기에 앞서 선진 각국에서 국가사업으로 장려하고 있는 녹색 화학 분야의 연구 개발 현황을 개략적으로 살펴볼 필요가 있다. 다시금, 녹색 및 지속가능화학은 화 학공정, 제품과 서비스 분야에 생태효율(eco- efficiency)을 개선하는데 목표를 둔 새로운 과학 운동으로, 자생가능하고(sustainable) 청정하고 건강한 지구 환경과 인간의 건강한 삶을 이룩하기 위한 일체의 과학적 노력을 말한다.
미국의 경우 1995년 3월 클린턴 미 대통령 재임
시 EPA USA의 건의를 받아드려 대통령 자문기 구로 녹색화학 도전(presidential green chem- istry challenge) 프로그램을 시행하면서 연구비지 원, 연구 활동과 녹색화학상 등을 두어 대학, 연구 소, 중소기업 및 대기업을 격려하고 있으며, 그 결 과 현재는 미국 내 제조 산업, 경영, 정치, 사회 모 든 분야에 새로운 과학과 기술의 물결로 제자리를 매겨가고 있다. 이 프로그램 운영결과 짧은 기간 에 미국 산업에서의 환경오염 방지와 고갈위기에 있는 각종 자원의 절약과 재사용에 엄청난 결과를 얻어내고 있다. 또한 미국 대학 및 연구소에서의 녹색화학 연구가 매우 활발하게 이행될 수 있었으 며 새로운 결과들이 얻어지고 있으며, 화학 분야 에 대한 일반 대중과 정부의 이미지가 크게 신장 하고 있다. 그 결과 EPA, ACS(american chem- ical society) 등에서 주관하는 다수의 연례 학술 회의, NSF나 DOE 등에서의 엄청난 연구비 지원 과 이를 바탕으로 하는 대부분의 국립연구소, 대 학, 기업 등에서 녹색화학의 원리와 응용을 통하 여 지구환경을 복원하려는 엄청난 연구과 실용화 노력이 경주되고 있다.
이와 같은 미국에서의 녹색화학에 대한 선풍적 인 인기와 연구 성과, 그리고 산업에서의 환경 개 선효과는 유럽 및 아시아 등에 빠르게 파급되고 있다. 영국에서는 녹색화학네트워크(green chemistry network)가 설치되고, 이태리, 독일 그 리고 오스트레일리아 등에서 유사한 운동과 다양 한 포상제도가 시행되고 있다. OECD(organi- zation for economic corporation and develop- ment), IUPAC(international union of pure and applied chemistry), CEFIC(european chemistry industry council), FECS(federation of european chemical societies) 등이 지속가능 녹색화학을 주 요 사업목표로 삼아가고 있는 실정이다.
1995년부터 EEA(european environment ag-
ency)는 미국과 마찬가지로 EGSCA(euro-pean green and sustainable chemistry award)를 시행하 고 있으며, 온 유럽 전체가 녹색화학 연구과 산업 화에 박차를 가하고 있다. 이와 같은 새로운 과학 의 물결은 소위 IT, BT, ET, NT로 일컫는 과학 의 관심을 훨씬 능가하는 범세계적 노력이라 할 수 있다. [부록 1, 3]에 수록한 바와 같이 현재 녹 색화학은 미국과 유럽은 물론, 일본, 중국 등에서 국가적인 사업으로 지원 육성하고 있다. 이상하게 도 우리나라의 경우는 환경부나 과기부는 물론 대 부분의 대학, 연구소 기업 등에서 이와 같은 국제 적인 과학의 물결에 관심이 소홀한 것은 참으로 이상한 일이다.
2. 녹색기술의 국내 개발 전략 및 실천 방안 (1) 지속가능 문명을 위한 녹색기술의 전제 조건
국제 사회에서 녹색화학은 21세기 새로운 과학 의 패러다임 혁명으로 간주되고, 그 결과 이미 엄 청난 수준까지 제조활동에서 오염 후 처리가 아니 라 원천적으로 오염원 제거하고 있어 과학의 힘으 로 근본적인 지구환경 복원이 가능한 시대를 맞고 있다. 현재로선 이미 선진국에 비하여 적어도 10년 이상의 녹색기술 격차가 나 있지만 그와 같은 기술 격차의 심화를 극복하기 위하여 이 시점에서 우리 나라는 다음 사항에 대한 이해가 우선 필요하다.
향후 제조되는 일체의 화학제품은 인류의 건강 과 지구환경에 유해하지 않아야 한다.
제조 활동에서 유해화합물의 발생과 배출을 원 천적으로 방지하거나 경감할 수 있는 산업 신 공정을 개발하고 이를 산업화하여야 한다.
폐기물의 발생을 최소화할 수 있는 보다 효율적 인 공정을 설계하는 방법을 개발하여야 한다.
오염 후 이를 처리하는 지금까지의 제조 공정으 로부터 오염 발생을 공정 내에서 원천적으로 미 연 방지하는 공정 기술이 개발되어야한다.
제품생산 기업은 최소의 에너지를 사용하고 보 다 적은 양의 안전한 화학물질을 사용함으로써, 폐기물 처리비용과 오염제거의 경비를 줄이는 방법으로 회사가 자원을 절약하는 철학의 변화 가 필요하다.
일반 국민의 환경 의식：안락한 일상생활을 유 지하면서 동시에 폐기물의 발생을 줄이고 지속 가능성을 향상하여야 한다는 의식이 반드시 선 행되어야 한다.
소비자의 역할：다량의 고갈성 자원을 사용하 고 다량의 환경오염을 유발하는 제품의 사용을 삼가는 의식이 고취되어야 한다. 이를 위하여 에너지, 자원 환경 측면에서 어느 제품이 가장 효율적으로 생산되는가에 소비선택이 이루어져 야 한다.
생산자의 역할：최소의 에너지, 자원 그리고 폐 기물 발생을 최소화할 수 있는 제품과 공정을 선택한다. 제품의 공급, 서비스와 사용 후 제품 이 환경 해약이 적은 제품을 생산한다.
정부의 역할：소비자와 생산자들에게 우량 제 품과 서비스에 관련된 정보를 제공하며, 좋은 제품을 생산하는 제조자에게 혜택과 보다 환경 친화적이고 지속가능한 제조활동을 통하여 경 제적 이득을 기할 수 있는 신기술 개발에 전폭 적 지원제도를 시행한다.
연구 인력의 역할：어느 제품과 공정이 ‘청정’
한가를 결정할 수 있는 정량적인 방법을 개발하 여야 한다. 생산자로 하여금 어느 제품과 공정 이 ‘청정’한가를 알 수 있는 정보를 개발하여야 한다. 또한 현안을 공개하고 이를 개선하는 개 방적인 자세가 필수적이다.
(2) 녹색기술의 핵심 추진 요망 분야
1990년대부터 국제적으로 녹색화학 및 기술은 대부분의 선진국가가 범국가적인 사업으로 정부
가 주도하고 대학, 기업, 국/공립 연구원, 비영리 NGO 환경단체, 정부 유관기관의 컨소시엄이 이 행되고 있다. 우리나라의 경우는 이상하리만치 녹 색과학의 물결이 소위 일컫는 IT, BT, ET, NT 등의 유행에 밀려 있다. 그러나 녹색과학을 근간 으로 선진 제국이 쾌적한 지구환경 살리기를 모토 로 광범위하고 다양한 오염 미연 방지 기술이 개 발되고 있으므로, 머지않은 장래에 이와 같은 녹 색기술은 엄청난 수출입 장벽으로 다가올 것이며 새로운 기술종속관계를 면치 못할 것이 자명하다.
선진국을 중심으로 연구와 개발 그리고 산업화 가 강조되고 있는 녹색기술 분야의 일부를 요약하 면 다음과 같다.
친환경 원료의 사용(use of alternative feed- stocks)：향후 모든 국내 제조 산업에서 사용하 는 다양한 원료는 인간의 건강과 환경에 독성이 없거나 낮으면서 재생 사용 가능한 원료의 탐색 과 사용이 불가피 하다. 일단 사용하면 고갈되 는 고갈성 원료의 사용을 억제하며 이 분야의 녹색과학 혁명이 절실하다.
무독성 시약의 사용(use of innocuous re- agents)：제조 활동에서 사용되는 화학성분 시 약은 근원적으로 독성이 적고 촉매 작용이 제고 되는 물질을 사용하여야 한다.
친환경 용매의 사용(use of alternative solvents)：
화학 공정에 사용하는 용매는 환경 유해성이 없 거나 낮으며 현재 사용되고 있는 휘발성 유기용 매(VOC), 염화탄화수소용매(chlorinated hydrocarbons), 자연환경을 저해하는 용매 (CFC)의 사용을 친환경 용매(green solvents), 무용매(solventless)로 대체하는 신기술의 개발 이 시급하다.
안전한 물질의 설계(design of safer chemi- cals)：사용하고자 하는 화학물질의 의도하는 성능과 기능을 유지하면서 분자 수준에서 독성
이 원천적으로 없거나 낮으며, 사용시 독성이 유발되지 않도록 설계되고 제조된 물질을 사용 하도록 한다.
친환경 반응조건의 개발(developing alter- native reaction conditions)：제품의 수율과 선 택성을 높이며 분리 공정의 사용 빈도를 경감할 수 있는 반응조건을 탐색하고 개발하여 오염방 지를 근원적으로 해결한다.
에너지 소비 최소화(minimizing energy con- sumption)：제조 산업에서의 모든 화학 변환은 기계적 열적 에너지의 소요가 적고 과다 에너지 사용으로 환경 저해 요인을 최소화하는 방법을 개발하고 산업화 한다.
(3) 지속가능/녹색기술 개발 전략
① 참여 주체 : 화학공학과를 녹색공학과로 개명?
기본적으로 녹색과학을 통한 지속가능한 기술 선진국에 이르는 과정은 한 국가를 구성하는 다양 한 소속과 계층이 모두 동참하여야 하므로, 정부 유관기관, 대학, 국공립 연구소, 소기업, 중기업 및 대기업, 환경단체, 정치가 집단 모두가 참여하며 체계적인 추진을 위한 범국가적 조직이 선행되어 야 한다. 특히, 화학공학 종사자들이 이 녹색기술 혁명의 중심에선 주체가 되고 IT, BT, ET, NT 등과 같은 분야를 융합하고 통합하는 기능을 담당 하기 위하여 아예 인기 추락하는 화학공학과를 녹 색공학과(department of green engineering)로 개명하는 노력도 신중히 고려해볼 만하다. 이와 같은 주장의 이면에는 솔직한 현실의 문제가 있다.
녹색공학은 이미 외국에서도 화학 및 화학공학을 전공한 이들에 의하여 주창된 과학의 운동으로 화 학공학을 전공한 이들이 전공분야를 생소한 분야 로 전환하는 게 아니라 이미 전공한 분야에서 아 주 작은 관심과 노력만으로 그 주체가 될 수 있기 때문이다. 그러나 예를 들면 화학생명공학과로 개
명하는 경우 다수의 전통적인 화학공학 전공자들 이 생소한 생명공학(biochemical engineering 아 닌 life science)의 특정분야로 하루아침에 전공을 바꾸어야 하는 일부터 시작되어야 하는데, 그리 쉬운 일이 결코 아니며, 원래, 생명과학을 전공하 는 이들과의 비교우위에 서기란 참으로 난망한 게 우리들의 현실이기 때문이다.
② 비전과 임무
물리과학과 공학, 사회과학, 학생 및 시민 교육 프로그램의 연계를 통하여 녹색기술의 이론과 실 재의 혁명적인 국내 발전을 이룩해야 한다는 비전 하에, 이와 같은 비전을 이룩하기 위하여 다음과 같은 임무를 생각할 수 있다.
관산학연 학제간 연구를 통하여 녹색화학의 신 기술 개발과 실질적인 산업체 이식을 통하여 지 속가능한 녹색 기술의 부흥을 기한다.
과학과 기술이 넓은 범위에서 협력과 혁신을 증 진하는 사회적 과정을 이해하고 적용함으로서 지속 가능한 과학발전이 사회적인 이득을 가져 올 수 있어야 한다.
③ 과학의 지속가능성 정량 평가 방법의 개발 (methods of quantifying sustainability) 지속가능 녹색기술의 발전과 이식을 위하여 기 존 기술이나 목표하는 녹색기술이 얼마나 지속가 능성에 기여할 수 있는가에 대한 정량적 평가방법 의 개발이 선행되어야 한다. 이와 같은 방법으로 는 다음과 같은 외국에서 개발된 개념을 곧바로 사용할 수 있다.
지속가능성 평가 관리 지수(SAM, sustaina- bility asset management index)
생명주기 평가 방법(LCA, life cycle assess- ments)
이 두 가지 방법은 환경과 인간의 건강의 측면
에서의 특정 제품이나 공정에 환경지수를 매기는 방법이다. 따라서 어느 제품이 어떤 환경지수를 가지고 있는가를 공개함으로서 생산자와 소비자 모두가 원천적 환경보호에 대한 의식을 함께 하여 야 하며, 원천적인 녹색기술의 주체는 화학공학 분야 종사자의 유일한 의무라는 의식을 홍보하여 야 한다.
④ 제조 공정의 환경성능의 평가와 개선 방법의 연구 개발
녹색기술의 이식을 위하여 기존 제조 산업에서 취급되는 화학 물질의 환경성능을 평가하는 이론 적/실험적 방법이 필요하다. 물론 이와 같은 방법 은 상당부분이 이미 선진국을 중심으로 개발되었 으므로, 이와 같은 정보를 수집하고 일부 개선함 으로서 곧바로 활용할 수 있다. 그 평가 방법의 유 형은 다음과 같다.
제조 산업에서 취급하는 모든 물질(chemical substances)의 물리적 성질 모델링 방법 오염 물질의 환경 잔류 성능 평가 방법 물질의 환경생태 위험성 평가 방법
오염 물질의 환경 노출시의 잔류기간 평가 방법
⑤ 오염 방지를 위한 화학공정의 단위조작 방법의 개발
전통적으로 대부분의 화학공정의 단위조작은 제품 생산 활동에서 제품 생산 수율과 생산성 제 고에만 관심이 집중되어 왔으며, 그와 같은 공정 으로부터 어쩔 수 없는 수준의 오염원 배출(end- of-pipe)을 전제로 하고 이렇게 배출되는 오염원 을 어떻게 처리할 것인가에 관심을 두어 왔다. 그 러나 녹색 기술에서는 이와 같은 오염후 처리 개 념을 포기하고 제품 생산 공정의 단위조작을 통하 여 원천적으로 오염원을 제거하고 동시에 제품에 인간과 자연의 유해요인이 제거되는 방법의 개발
이 필요하다. 예를 들면,
단위 공정 조작에서의 취급 물질의 선정과 오염 원천적 방지방법
화학 반응기에서의 오염 원천적 방지 방법 분리 조작에서의 오염 원천적 방지 방법 탱크, 물질 저장조 등에서의 누출과 오염량 평 가 방법
환경 경비 계정 분석 및 평가 방법
⑥ 포상 및 상벌 제도
외국의 경우 녹색화학의 조기 발전 및 산업화를 위하여 다양한 포상제도와 환경 규제를 통한 강제 법에 시행되고 있다. 이와 같은 노력은 녹색기술 이라는 새로운 과학의 변화 물결을 한 국가를 구 성하는 모든 구성원과 매스미디어에 홍보하여 프 로그램의 성과를 조기에 이루는 데 가장 적합한 선행적 노력이다. 국내의 경우도 이와 같은 제조 의 도입을 통하여 녹색화학에 종사하는 인력 및 기관(대학, 연구소, 소기업, 중기업, 대기업, 정책 입안자, 환경단체 등)에 장려함으로서 녹색화학에 대한 범국민적 관심 게양이 필요하다.
⑦ 소비자, 환경단체, 매스컴 운동
녹색 기술의 요체(환경과 인간에의 오염으로부 터 자유로운 공정기술 개발과 제품 생산)와 이 기 술의 당위성에 대하여 이의를 제기할 국민은 한사 람도 없다. 또한, 외국의 사례를 보더라도 이 신기 술 물결의 개발 추체는 화학공학자들이라는 점에 서도 이의가 있을 수 없다. 일반 시민이나, 환경단 체, 그리고 매스미디어에서 어떤 이의도 있을 수 없는 과학의 분야이다. 이들에 대한 체계적인 홍 보와 인식전환의 노력은 전적으로 화학공학의 임 무이다.
⑧ 정부의 정책수립과 관산학연의 체계적인 지원
컨소시엄
새로운 과학의 변화를 주도하는 데에는 엄청난 예산이 필요하며 이를 위하여 정부가 주도적인 역 할을 담당하여야 함은 마땅하다. 여기에 산업영역 에서의 환경의식의 제고는 미래 기업의 사활이 걸 린 핵심 사항이다. 이를 위하여 우선 정부 유관부 서의 통합적인 주도 컨소시엄의 구성을 시급히 제 안한다.
맺음
녹색화학과 공학의 요체는 무엇이며 국제적인 동향에 관해서는 이미 NICE지를 통하여 필자가 앞서 소개한 바 있다(NICE지 특별기고, Vol. 19, No. 5, 2001). 여기서는 이와 같은 녹색기술을 어 떻게 하면 국내에 이식할 수 있으며, 화학과 화학 공학을 전공하는 이들이 어떻게 변화의 중심에 설 수 있는가의 개괄적 방법을 논의하였다. 물론 이 기고는 국내 대학 강단에서 화학공학전공으로 20 여 년을 연구와 강의에 종사하여온 한사람의 주장 이다.
어쩌면, 국내의 화학공학분야가 변화에 굼뜨게 움직이고 있는 동안 그리고, 친구 따라 강남 가는 식으로 주체성 없이 변모해 보려고 하는 동안 선 진국의 녹색기술수준에 도저히 따라잡을 수 없는 격차가 다시 또 우리들 앞에 다가올는지 모를 일 이다. 그와 같은 현실에서 필자와 의견을 같이하 는 화학공학인들의 관심과 동아리 형성을 제안하 고자 한다. 그리하여, 21세기에 화학공학이 새로이 변모하여 인기 복원은 물론이려니와 쾌적한 지구 환경 복원과 쾌적한 삶을 창출하는 과학 변화의 물결에 중심에 설 수 있기를 희망한다. 그리고 가 볍게 생각하여 화학공학과를 이런 저런 이유로 개 명함으로서 앞으로 화학공학이 추구하여야 할 독 자적인 방향 잡기에 머뭇거리고 방황하는 의식 없 는 화학공학이 되지 않기를 진심으로 희구하며 이
논의를 맺으며, 필자의 의견에 이의가 있는 독자 와의 토론(debate)을 기대한다.
부록 1. 녹색화학의 성공적인 개발과 상용화 사례(외국 중심)
1. 미국 대통령 자문기구인 녹색화학기구에서 표 창한 녹색화학 연구 사례(일부)
(US presidential green chemistry challenge awarded since 1995)
(1) 자원 절약 녹색 기술 개발(resource con- servation)
원자 경제(atom economy): 재생 불가능 원료 자원의 절약
Professor Barry M. Trost at Stanford University, Academic award, 1998 바이오매스의 동물사료, 화학물질, 연료화 Professor M. Holtzapple, Texas A&M, 1996
(2) 친환경 합성 경로 개발(alternative syn- thetic pathways)
고무 항산화 중간체인 4-amino-diph- enylamine를 친환경 녹색화학 방법으로 제조
Flexsys America, Alternative syn- thetic pathway award, 1998
녹색 화학 법에 의한 통증 이완제 inuprofen과 zoloft 제조 상용화
BHC Company, 1997 (3) 촉매(catalysis)
살충제 Roundup 제조의 중간체인 Dehydrogenation of diethanolamine의 촉매 개발과 합성방법 상용화
Monsanto Company, 1996
Glucose와 물을 이용한 친환경 합성 방법 개발 상용화(adipic acid, catchol, 등)
Professor J. W. Frost, Michigan State U. 1998
(4) 대체 용매/반응조건(alternative solvents/
reaction conditions)
고분자 발포제로 사용하는 CFC, HCFC 를 100% 이산화탄소로 대체하는 기술의 상용화
The Dow Chemical Company, 1996 Dry view：습식 photothermography를 건식 이산화탄소 공법으로 대체하여 건조 과정과 유해케미컬 사용과 오염배출을 원 천적으로 방지
The Dow Chemical Company
탄화수소 원료로부터 선택성 멤브레인 개 발로 친환경 고순도 ethyl lactate 생산 기 술 개발
Argonne National Laboratory, 1998 할로겐 가스를 사용하는 소화기를 생분해 가능한 계면활성제를 물에 혼합하여 소화 제로 사용하는 기술의 상용화로 오존층 파괴 방지에 기여
Pyrocool Technologies Inc. Small Busi- ness Award, 1998
반도체 및 관련 산업에서 다량의 유해 케 미컬과 고순도수 UPW를 사용하는 습식 세정/세척공정의 첨가제 개발
Legacy Systems Inc, Small Business Award, 1977
생분해성 TPA 제조 기술 개발
The Donlar Corporation, Small Busi- ness Award, 1996
(5) 안전 화학물질 설계(designing safer chemicals)
고분자 합성 산업에서 유해 유기 용매의 사용을 친환경 용매인 액체 순수 이산화
탄소로 대체
J. M. Desimone. U. of North Carolina and North Carolina State U, aca-demic award, 1997
산업체 냉각공정에서 박테리아의 발생을 억제하는 친환경 소독제(tetrakis hy- droxymethyl phosphonium sulphate) THPS 개발
The Albright and Wilson Americas, 1997
해수의 오염방지(antifoulant)용 친환경 물질 개발, Sea-Nine
The Rohm and Haas Company, 1996 친환경 살충제 confirm 제조 기술 개발 The Rohm and Haas Company, 1998
2. 기타 녹색기술의 상용화 사례 : 무수히 많아 극 히 일부만 논의
Water based polyurethanes
Removing the arsenic and chromate from pressure treated wood
Many new pesticides, biocides, fungicides, etc.
New oxidants for bleaching papers and disinfecting water
Getting the lead out of automobile paints Supercritical and liquid CO2-based dry cleaning
Surfactants for CO2and water Clean processes
Advanced oxidation technologies Green oxidant catalysis
MTBE removal from drinking water Halide-free synthesis of aromatic amines A green alternative to the Strecker
synthesis
Non-phosgene isocyanate synthesis Selective methylations using dimethyl- carbonate
Solid state polymerization of armophous polymers using diphenylcarrbonate
Green oxidative transition metal com- plexes
Liquid oxidation reactor
Asymmetric catalysis using supercritical carbon dioxide
Fluorous phase soluble catalysis Addition of amines to alkynes Addition of acyl radicals to alkenes
Dry dyeing textiles by supercritical carbon dioxide
Dry cleaning of photoresist materials from wafers
부록 2. 국제적인 녹색 및 지속가능 화학 장려 활동 조사
1. 미국(United States of America)
(1) 대통령 산하 녹색화학 도전 제도(The Presidential Green Chemistry Challenge, http://www/epa.gov/opptintr/greenche mistry/index.htm)
1995년 3월 16일 클린턴 대통령으로 선포.
이 프로그램은 초기 새로운 화학 산업과의 환경 파트너십(DfE)을 위한 US EPA 디 자인 계획에서 시작한 오염방지와 산업생 태계 복원을 위한 환경규제 개발 계획을 확 대한 것임. 이 프로그램은 OPPT(EPA’s Office of Pollution Prevention and Toxics)이 주관하며, EPA 기구, 주정부, 화학산업 단체, 무역협회 과학단체 및 대학
이 연계한 국책 프로그램이다.
이 단체의 임무는 화학제품의 설계, 제조 및 사용에서의 유해물질의 유발을 최소화하거 나 근원적인 방지를 위한 화학기술의 발전 에 그 목적을 두고 있다.
(2) 녹색화학 전문가시스템(GCES, Green Chemistry Expert System)
이 GCES 제도는 녹색화학공정, 녹색화학 의 설계, 녹색화학 분야의 현황 등에 관심을 둔 사용자 서비스 프로그램이다. 이 시스템 은 기존 및 새로운 화학물질과 이들의 합성 기술을 조사하는데 매우 귀중한 정보이다.
이 시스템은 SMART(Synthetic Meth- odology Assessment for Reduction Tech- niques)을 개발하여 유해화합물의 사용량 과 출처, 다양한 물성 등이 제공되고 있으며 녹색화학과 관련된 제반 정보가 공유되고 있다.
(3) 주주와 파트너(Stockholders/Partners) 대통령산하의 녹색화학 프로그램은 US- EPA, ACS와 미국의 산업체 및 주조들로 구성되어 있으며 주요 지원 파트너의 일부 는 다음과 같다. American Chemical Society (ACS), American Petroleum Institute (API), BD Goodrich, Chemical Manu- facturer’s Association(CMA), Council for Chemical Research(CCR), Dow Chemical Co., Dow-Croning Corp., E.I. DuPont de Nemours, Eastman Kodak, Environ- mental Commisioners of the States(ECOS), Gulf Coest Hazardous Substance Research Center, Lamar University, Los Alomas National Laboratory(LANL), National Research Council(NRC), Society of Plastics Industry(SPI), Solutia, US Department
of Energy, etc.
(4) 녹색화학 문헌 데이터베이스(Green Chemistry Literature Database)
미 EPA의 녹색화학 프로그램은 국제적으 로 출간되는 모든 잡지, 저널 등에 대한 자 료를 데이터베이스화하여 일반에 무상 공 개하고 있음.
(5) 기타 학술 단체(Academic Institute and Societies)
현재 녹색화학 및 공학 분야의 대표적인 학 술단체로는
American Chemical Society (ACS) Kenneth G. Hancock Memorial Scholar- ship in Green Chemistry by NSF Green Chemistry Institute
2. 영국(United Kindom)
(1) 왕립화학회(RSC, Royal Society of Chem- istry)
영국에서 녹색화학에 대한 국민적 지지는 엄청나며 회원수 46,000명에 이르는 왕립화 학회(RSC)회원이 지원하고 있다. 녹색화 학 은 ‘cleaner, cheaper and smart chemistry’로 일컫고 있으며, 청정합성, 원 자효율, 신용매 및 반응미디어, 유해용매의 물로의 대체 등에 엄청난 연구비 지원이 이 루어지고 있음.
(2) 녹색화학 포장제도(UK Green Chemistry Awards)
RSC, Saltier’s company, Jerwood Charitable Foundation, DTI(Department of Trade and Industry), DETR(Depart- ment of Environment, Transport, and the Regions) 등에서 매년 대학, 연구소, 소기 업, 및 대기업을 대상으로 녹색화학 구현에
공헌한 사람이나 단체에 수여
(3) 녹색화학 네트워크(UK Green Chemistry Networks)
(4) 녹색화학 잡지(Green Chemistry Journal)
3. 이태리(Italy) (1) INCA
이태리는 유럽에서도 녹색/지속가능 화학 의 선구자 역할을 하고 있는 국가이다.
INCA(The Inter-University Consortium on Chemistry for the Environment)가 이 미 1993년 창설되었으며 환경화학의 연구 를 위한 비영리 단체로 운영된다. INCA는 30개의 대학이 참여하고 있다.
(2) 환경위한 화학(Chemistry for the Environ- ment)
녹색화학 또는 환경화학은 INCA 활동의 중요부분이다. 국내는 물론 국제적인 녹색 화학 학회를 운영하고 있다.
(3) 하계 학교 운영(Summer Schools) (4) 녹 색 화 학 상 (Italian Green Chemistry
Award)
4. 독일(Germany)
(1) 독일화학회(German Chemical Society) 1997년 Gesellschaft Deutsche Chemiker (GDCh)에서 녹색화학 포상제도를 두어 포 상 격려
(2) 녹색화학 추진기구(Representative Task Force)
GDCh에서는 지속가능 화학 장려를 위한 추진 기구를 두어 화학기술의 과학적 노력 을 격려하고 있으며 정부 산하의 참여 단체 는 다음과 같다.
VCI - Verband der Chemischen Indu-
stries(Chemical Producer’s Association) BMBF - Ministry of Research and Technology
BMU - Ministry of Environment UBA - Federal Environment Agency IG BCE - Trade Union for Chemistry GDCh - FECS/ECCC members DECHEMA - FECS/ECCC members DBG - FECS/ECCC members BAA - Federal Agency for Occu- pational Safety and Protection
(3) Seminar on Sustainable Chemistry (4) Division Working Group
(5) Haltermann Innovative Prize (6) Braunsweig Prize
5. 체코(Czech Republic)
체코의 경우도 유렵 제국과 마찬가지로 녹색화 학에 대한 관심과 연구 실용화가 활발히 이루어 지고 있으며, 체코 화학회의 녹색화학위원회 자료 가 주목할만 함.
(http://www/csch.cz/green.htm)
6. 일본(Japan)
동경소재 JCII(Japan Chemical Innovation Institute, www.jcii.or.jp)가 녹색 및 지속가능 화 학의 연구와 발전에 관련된 업무를 관장하고 있다.
또한, 현재 범 국가적인 조직으로 확대 개편되고 있다.
연구 장려를 위한 신 태양프로그램(sunshine programme)은 대학, 기업, 연구소 및 정부의 12 개 조직으로 구성되고 67개의 하부 단체로 구성되 어 있다. 이 단체를 통하여 녹색화학의 방법, 연구 장려 그리고 시민 교육 등이 이루어지고 있다.
6. 중국(China)
(1) Cross-Century Green Engineering Program 놀랍게도 중국은 지난 1996년부터 향후 15 년간의 20/21세기 가간의 오염 경감, 계획 및 이행을 위한 절부 프로그램이 설치 운영 되고 있다.
Phase I - 1996~2000 Phase II - 2001~2005 Phase III - 2006~2010
이 프로그램은 3개년간의 연속된 3개 프로그 램으로 구성되어 있으며, 이 장기 프로그램 이 종료되는 2010경 궁극적으로는 중국 전체 의 환경 개선을 선진국 수준으로 향상시키려 는 야심찬 계획이 현재 추진 중에 있다.
7. 호주(Australia)
(1) 녹색화학 포상제도(Green Chemistry Awards)
199년 RACI(Royal Australian Chemical Institute)는 녹색화학 포상제도를 설치하 여, 녹색화학과 기술에 의하여 환경 개선, 오염방지 등에 기여한 개인 및 단체에 포상 제도를 운영하고 있다. 호주의 제도는 대부 분 미국의 포상제도와 유사하며 다음과 같 은 분야의 연구를 장려하고 있다.
Projects from any of the small business sectors in any of the scope ocus areas An academic or government institution for a project in any scope ocus areas Green chemistry education