리고 기후변화에 미치는 영향을 평가할 수 있는 모델로서, 기술들 간의 효율성 비교를 통해 적정 기술의 선택과 에너지 공급을 결정한다(이성 인 외, 2014, p. 62). 2007년 상업·공공부문의 에너지총조사의 자료가 분 석 자료로 사용되었으며 LED 조명 보급에 관한 시나리오와 공공기관 고효율 난방기기 보급 시나리오를 설정하고 GCAM 모형을 통해 시나 리오별 에너지 절감량과 절감비용 등 효과를 산정하였다.
심성희 외(2014)는 LEAP (Long Range Energy Alternatives Planning
System)을 기반으로 구축한 정책효과 평가모형인 KEEI-2012 모형을 이
용하여 에너지수요관리 정책의 효과를 평가하였다. “제5차 에너지이용 합리화 기본계획”의 계획 기간인 2013~2017년 동안의 에너지수요에 대 한 기준전망(Business-as-Usual, BaU)을 도출하였으며, 에너지수요관리 정책 시나리오를 설정하고 각 시나리오별 정책 효과, 즉 에너지소비 절 감 잠재량을 분석하였다.
Electrotechnical Commission)는 “에너지효율이란 작업이나 서비스 상품, 에너지의 성과와 에너지 투입과의 비율 또는 정량적 관계”로 정의하며
(IEC, 2017, p. 3). 에너지효율 목표는 다음의 몇 가지 방법으로 달성 가
능한 것으로 기술하고 있다. 첫째, 동일한 성과를 얻는 데 더 적은 에너 지 소비(고효율), 둘째, 더 낳은 성과를 얻는 데 동일한 양의 에너지 소 비(고효율), 마지막으로 1차 에너지에서 최종에너지로의 전환효율 향 상, 예컨대, 고효율 기술 적용을 통한 발전효율 향상(에너지 전환 손실 저감) 등이다.
에너지효율은 투입과 산출 요소에 따라 기술적, 물리적, 경제적 에너 지효율로 구분될 수 있다. 기술적 에너지효율은 에너지서비스의 양 대 비 에너지투입의 비율로 정의되고, 물리적 에너지효율은 서비스 및 재 화 생산량 대비 에너지투입의 비율로 정의되며, 물량 에너지원단위
(energy intensity)로 표현된다. 경제적 에너지효율은 재화 및 서비스 생
산액 대비 에너지투입의 비율로 정의되며, 부가가치 에너지원단위가 해당된다(이성인 외, 2013, p. 79).
에너지절약(energy conservation)은 에너지효율의 개념과 혼용되기도 하지만 실질적으로는 다소 다른 개념이며, “기준 대비 에너지소비량의 절대적 감소”로 정의된다(Linares and Labandeira, 2010, p. 573). 여기에 는 적은 에너지를 투입함으로 인해 서비스의 수준이 낮아지는 상황도
포함된다(EPA, 2007b, p. 2-1). 예를 들면 단순히 난방 온도를 낮게 설정
하거나, 조명의 밝기를 어둡게 조정하는 것과 같이 서비스 수준을 낮추 는 경우가 여기에 해당된다. 이렇듯, 기술적 에너지효율의 개선 없이도 에너지절약이 가능하며, 이러한 경우 물리적, 경제적 에너지효율은 개 선되는 효과가 있다.
3. 4차 산업혁명의 의의
가. 4차 산업혁명에 대한 제반 개념 및 정의
2016년 1월 다보스 세계경제포럼에서 화두가 된 제4차 산업혁명은 “디 지털 혁명(제3차 산업혁명)에 기반을 둔 물리적 공간, 디지털적 공간 및 생물학적 공간의 경계가 희석되는 기술융합의 시대”라고 정의된다(김진 하, 2016, p. 47). 산업혁명은 기술의 범용화 및 보편화를 통하여 생산성의 질적 변화를 일으키는 현상을 일컫는 것으로 18세기에 영국에서 최초로 발생하였다. 1차 산업혁명은 석탄자원을 중심으로 하는 증기기관 및 방 직기의 발명 등에 따른 기계화 혁명으로, 섬유 등 제조 분야의 거대 산업 화를 통한 규모의 경제 실현과 생산성 향상을 이끌었다고 평가된다.
이 후에 20세기 초에 발생한 2차 산업혁명은 석유와 전기 에너지를 기반으로 하는 대량생산 혁명이다. 공장에 전기가 안정적으로 보급되 면서 포드주의(Fordism)적 생산 방식의 활용과 시간·동작연구(Time &
Motion Study)에 따른 과학적 관리의 적용으로 기존 시스템과는 비교할
수 없을 정도로 생산성의 비약적인 향상이 실현되었다.
20세기 후반에 시작된 3차 산업혁명은 컴퓨터 및 인터넷 기반의 정 보화 혁명으로 1차 및 2차 산업혁명처럼 세계적으로 눈에 띄게 생산성 이 증가하지는 않았지만, 글로벌 IT 기업들이 부상하였으며 이들이 제 공하는 각종 서비스가 확대되면서 정보의 공유 및 확산 체제를 마련하 였다. 그리고 최근에 널리 퍼진 4차 산업혁명이라는 용어는 2016년 1월 말에 스위스에서 개최된 다보스 포럼의 핵심주제로 등장하였는데, 같 은 해 3월에 서울에서 개최한 이세돌과 알파고의 바둑 대결로 한국 사 회에 이슈화되면서 급격하게 확대되어 왔다.
[그림 2-1] 4차 산업혁명의 의미
자료: 대통령직속 4차산업혁명위원회(2017, p. 3)
4차 산업혁명의 시초는 독일에서 진행된 ‘Industry 4.0’이라고 할 수 있는데, 이는 2011년부터 당시 총리인 메르켈의 주도하에 독일에서 진 행한 산업 정책의 일환으로 전통적인 제조업 분야의 공장에 ICT 시스 템을 결합하여 생산설비를 네트워크로 연결함으로써 지능화된 유연생 산시스템을 갖추게 만들자는 의미에서 시작되었다. 여기에서 주목해야 할 것은 독일의 경우 우리나라와 같이 제조업의 비중이 다른 산업과 비교하여 높은 비중을 차지하기 때문에, 침체되어 있었던 유럽 산업 속 에서 새로운 성장 동력을 마련하기 위해 기존의 제조업을 보다 강화하 고 활성화 하는 전략을 수립한 것이다. 여기에 AI, 로봇 등 우리 생활 에 큰 파급효과를 미칠 것으로 예상되는 기술들이 꾸준하게 발전해 오 면서 이러한 논의를 활성화시켰다.
[그림 2-2] 4차 산업혁명에 대한 논의
자료: 김석관 외(2017, p. 6)
4차 산업혁명이 적용되어 실현되고 있는 예시로 Siemens사의 Amberg 공장(EWA, Electronics Work Amberg)을 들 수 있다. 2억 유로가 넘는 비용을 들여서 공장 내의 모든 기계들에 센서를 부착하여 네트워크로 연결하고 자체 개발한 소프트웨어 플랫폼을 통해 정보를 실시간으로 모니터링 및 분석을 한다. 이를 통해 제조업 분야에서는 거의 불가능한 품질 수준으로 불량률 0.0011%를 달성하는 등 생산성이 기존보다 40배 나 향상된 사례이다(최진기, 2018, p.62). 뿐만 아니라, 자동화 비율이 75%에 달하는 이 공장에서는 다양한 고객의 요구에 맞추어 1,000여 개 의 다른 제품들을 제조할 수 있다4). 물론, 이러한 설비를 구축하고 관 련된 시스템을 개발하며 구성원을 교육하고 훈련하는 데 많은 투자가
4) Siemens 웹사이트 (https://www.siemens.com/press/en/presspicture/index.php?view=list&cont ent=&tag=2016-11-ewa, 최종검색일: 2018.10.25)
선행되었을 것이다. 하지만, 이러한 선제적인 움직임은 다른 산업과 국 가들의 좋은 선례가 되어 지금도 다양한 분야의 많은 지도자들이 1년 에도 수십 명씩 이 곳 Amberg 공장을 찾는다(박한구 외, 2017, p.48).
이러한 4차 산업혁명은 사물인터넷 기술의 확산 및 적용을 통하여 생산 및 전송이 가능해진 수많은 형태의 정보들, 즉 빅 데이터의 활용 이 범용화 및 고도화되어 간다. 이에 따라서 기술 간의 융합 및 혁신을 유도하여 사회 전반적인 생산성의 향상과 삶의 변화를 유도하는 질적 변화라고 볼 수 있다.
일부에서는 4차 산업혁명의 주요 기술들이 이미 3차 산업혁명 때에 등장한 것들이기 때문에 3차 산업혁명과 본질적으로 동일한 연장선으 로 보는 시각도 있다. 하지만, 3차 산업혁명을 디지털 시대의 개막과 관련 IT 제품들의 생산을 통한 연결망의 단순 확대라고 본다면, 4차 산 업혁명은 기존의 1차 및 2차 산업혁명 현장이었던 공장과 우리의 실제 삶 속에 ICT 기술 등이 깊숙이 들어와 기하급수적으로 늘어난 정보의 수집 및 분석을 바탕으로 지능화를 실현하는 고차원적인 것으로 해석 할 수 있을 것이다.
나. 4차 산업혁명의 범용 핵심기술
4차 산업혁명은 3차에서 촉발된 디지털 혁명을 기반으로 다양한 산 업 분야가 융합하여 지금까지 볼 수 없었던 패러다임 전환을 이끌 것 으로 기대되고 있다. 이러한 4차 산업혁명을 최초로 주창했던 클라우스 슈밥은 4차 산업혁명을 이끄는 메가트렌드(Mega-trend)를 물리학(physical) 과 디지털(digital) 기술, 그리고 생물학(biological) 기술로 보았다. 하지 만, 거의 모든 지식과 정보처리 분야의 발전이 4차 산업혁명을 이끌고
있다는 것에서 알 수 있듯이 4차 산업혁명의 주요 추동 기술에 대한 정 의는 바라보는 시각에 따라 매우 다양하다.
4차 산업혁명의 기술 동인에 대해서는 구조적 계층을 나누어 구분하는 것이 보다 이해하기 쉽다. 먼저 거시 레벨에서는 앞에서 설명한 클라우스 슈밥의 메가트렌드나 디지털 전환(Digital Transformation)을 들 수 있다. 이는 사회의 각 부분들이 ICT 적용으로 디지털화되어, 생산성이 높아지 고 새로운 비즈니스가 창출되는 것을 의미한다. 한편, 미시 레벨의 범용 핵심 기술은 실제 적용되는 요소 기술들로서, 예를 들면 AICBM(AI, IoT, Cloud computing, Big data, Mobile/5G)을 의미하며, 이들이 각 분야별 응용 기술들과 결합하여 새로운 기술 혁신과 산업별 및 산업 간의 부흥을 이 끌어 낼 수 있다. 이는 가상·증강현실, 드론, 블록체인, 3D 프린팅 등과 같이 적용할 수 있는 범위가 한정되어 있거나 기술적인 가능성이 아직 불확실한 기술들과는 차별화 된다(장윤종 외, 2017, p. 56).
[그림 2-3] 4차 산업혁명의 범용 핵심기술 및 분야별 응용기술
자료: 대통령직속 4차산업혁명위원회(2017, p. 5)
가장 먼저, 일상의 모든 것을 연결한다는 사물인터넷(IoT; Internet of Things) 기술은 사실 오래 전부터 USN(ubiquitous sensor network) 또는
M2M(machine to machine) 등의 이름으로 존재해 오던 것이 진화된 개
념이다. 모든 사물에 센서(sensor)가 달려 있어서 사람이 직접 관여하지 않고도 의미 있는 데이터를 주고받아 자동적으로 수집되고, 이를 기반 으로 정확한 정보의 선별 및 파악이 가능해 지는 것이다. 또한, 사람과 사물뿐만 아니라 사물과 사물끼리도 공통 언어로 상호 양방향 소통할 수 있는 연결된 생태계 그 자체를 의미하는 것으로, 기술적 측면과 함 께 사물들 간의 초연결(hyper-connected)로 인하여 제공할 수 있는 서비 스를 모두 포함하고 있다5).
두 번째로 모바일 및 차세대 통신(Mobile/5G) 기술은 앞에서 설명한 IoT를 기반으로 수집된 데이터들과 이의 조합 및 분석 등을 바탕으로 추가 생성되는 데이터들이 자유롭게 전달 및 확산되도록 양방향 교환 되는 통로라고 볼 수 있는 유무선 통신 기술이다. 이는 스마트폰 등의
무선(mobile) 단말기들을 연결해 주며, 정보 교환 및 각종 데이터 서비
스를 가능하게 한다. 국내외 무선통신 사업자들은 사용하는 데이터의 급격한 증가에 따라 늘어나고 있는 통신 수요에 맞추어 지속적으로 네 트워크 용량을 늘려오고 있다.
국제전기통신연합(ITU)이 개최한 전파통신총회(2015.10)를 통해 정한 5G(5세대 이동통신)의 공식 기술명칭은 ‘IMT(International Mobile
Telecommunication)-2020’이다. 이는 기존 2GHz 이하의 주파수를 이용
하던 4G와는 달리 28GHz의 초고대역 주파수를 사용하게 된다. 최대 다운로드 속도는 20Gbps, 최저 다운로드 속도는 100Mbps로 2011년부터
5) 이 문단은 장윤종 외(2017), pp.56-62 및 박한구 외(2017), pp.65-70를 바탕으로 요약 및 재구성함.