[100자평] 넷제로 에너지 전쟁

넷제로 에너지 전쟁 - 2050년 탄소 중립을 현실화하는 에너지 대전환의 서막 그리고 새로운 기회들
정철균.최중혁.정혜원 지음 / 한즈미디어(한스미디어) / 2022년 7월

환경과 인류의 삶을 고려한 미래의 지속가능한 에너지 대전환 시나리오

(서평) 넷제로 에너지 전쟁 -정철균, 최중혁, 정혜원 作-

넷제로 에너지 전쟁 - 2050년 탄소 중립을 현실화하는 에너지 대전환의 서막 그리고 새로운 기회들
정철균.최중혁.정혜원 지음 / 한즈미디어(한스미디어) / 2022년 7월

리터당 1,000원 초반대에 불과했던 자동차 기름값이 불과 1년 반 남짓 시간이 흐른뒤에 이렇게나 많이 오를 줄 누가 알았을까. 작년부터 정부에서는 상승하는 유가에 맞춰 기업과 가계의 부담을 덜기 위해 급하게 시행한 유류세 인하 정책을 시행했다. 이후 국제 유가 증산 요구와 정부의 감세 정책 영향으로 리터당 2,000원을 상회하던 휘발유(경유) 값이 다소 안정이 되었지만 여전히 과거에 비해서는 높아진 기름값은 우리에게 많은 부분들을 시사한다. 아무리 네트워크가 잘 되어있고, 교통망이 잘 깔려있더라도 에너지 자원이 없으면 그 나라의 경제와 자원들은 순환하지 못하고 정체될 수 있고, 무용지물이 될 수 있다는 것. 에너지 자원은 우리인류의 발전에 속에서 늘어나는 공급과 수요와 함께 개발되어왔고, 이제 우리는 환경의 위기와 삶의 질 사이에서 에너지 자원의 또 다른 숙명적인 과제들과 마주하게 되었다.

Prologue : 에너지 대전환을 어떻게 실현할 것인가

인류가 고도화된 정보문명사회의 혜택을 누릴 수 있는 건 과거엔 불가능했던 풍성한 에너지 덕분이다. 에너지는 공기와 같이 부족하지 않을 땐 그 절실함이 잘 드러나지 않는다. 하지만 에너지 부족 사태가 발생하면 (정전, 석유파동) 우리 삶 곳곳에서 얼마나 많은 에너지를 소비하고 있는지, 그리고 하루하루 에너지가 얼마나 중요한 역할을 하는지 곧 깨닫게 된다. 지금 그 에너지가 새로운 원천으로 변화하는 중이다.

유엔 기후변화 정부협의체 (IPCC : Intergovernmental Panal on Climate Change) 의 2021년 8월 6차 보고서는 '기후 변화의 책임은 인간 활동에 의한 것' 이라고 규정했고, 온실가스 감축을 위해 지금 당장 움직여야 한다고 강조했다. 이러한 시대적 요구는 더 많은 비용을 치르더라도 에너지 전환을 당장 시행해야 한다는 당위성을 제공하고 있다. 각국 정부와 기업들, 시장은 이러한 변화에 진지하게 대응하고 있지만 가장 중요한 과제인 '어떻게 실천해야 실현할 수 있을 것인가' 란 구체성은 쉽게 찾아보기 어렵다.

우리는 이미 재생에너지로의 전환과 다변화된 에너지 포트폴리오의 시대로 이동하고 있다. 에너지 수요는 코로나19 팬데믹 이후 다시 늘어날 것이며 전력화를 통해 전기에너지의 형태로 빠르게 전환될 것이다. 전기에너지에 대한 추가 수요는 태양광과 풍력 에너지가 담당하게 될 것이다. 하지만 원자력과 같은 대규모 기저 전력 발생원에 대한 수요 또한 계속 선택지로 남게 될 것이다. 석유와 가스와 같은 기존 에너지원에 대한 탄소 배출 감소 기술들이 계속해서 개발될 것이고, 전환기술을 위한 에너지 산업이 성장할 것이다. 재생에너지가 본질적으로 지니는 발전원으로서의 불안정성을 보완하기 위한 에너지 저장장치 시스템 (ESS : Energy Storage System)의 성장은 필수적이다. 마지막으로 에너지 배분을 더 효율적으로, 그리고 분산화된 발전 체계를 관리할 수 있는 시스템 기술들이 필요하다. 에너지 대전환 시대를 이해하고 그 과정 속에 미래의 성장 동력이 무엇이 될 것인지 생각해야 하는 중요한 시점이다.

Chapter 01. 경제적으로 실현 가능한 에너지 대전환

- 에너지는 결국 효용과 비용의 싸움

에너지 소비 구조가 더디게 변화하게 되는 가장 근본적인 이유는 에너지가 돈과 매우 밀접하게 움직이기 때문이다. 국가 정책을 입안하는 과정에서도 녹색 에너지를 사용하기 위해 전체 전력 생산 비용을 증가시켜야 한다면 국가 전체의 산업 경쟁력에 악영향을 끼치게 된다. 그러므로 단순하게 더 삐사고 효율이 낮은 에너지를 지속가능한 에너지란 이유로 개인과 기업, 나아가 국가가 선택한다는 것은 경제적인 의사결정이 아니다. 그러나 현 시점에서 두 가지 전제 조건이 변하고 있다. 바로 가격 경쟁력과 넷제로에 대한 시대적 요구가 그것이다.

지속가능한 녹색 에너지가 더욱 저렴하게 공급된다면 에너지를 소비하는 모든 주체들에게 에너지 공급원을 결정하는 일은 매우 쉬운 일이 된다. 또한 재생에너지가 규모의 경제를 이루고 공급 체인도 제대로 갖추면서 이전과는 다르게 재생에너지로의 에너지 패러다임 전환은 속도가 붙을 수 있을 것으로 보인다.

또 다른 변화는 넷제로의 시대가 도래했다는 점이다. 글로벌 기업들은 앞다투어 탄소 중립을 선언하고, 모든 제품 생산 과정에서 기후 변화에 미치는 영향을 제거하려 한다. 이는 전기를 포함해 기업이 사용하는 모든 에너지를 온실가스가 발생하지 않는 에너지로 대체한다는 것인데 이러한 움직임이 사회 전반으로 확산되면 에너지 생산자들은 변화하지 않을 수 없다.

- 에너지 패러다임 전환에 대한 현실적 전망

1) 각국의 국내총생산 (GDP)은 코로나 19 팬데믹(대유행) 이후 다시 늘어날 것이다

2) 이에 따라 에너지 수요는 꾸준히 증가하게 되고, 특히 전기에너지에 대한 수요 증가 폭이 가파를 것이다.

3) 추가로 요구되는 전기에너지의 대부분을 재생에너지가 담당하게 될 것이며 태양광과 풍력이 그 핵심이 될 것이다.

4) 넷제로 요구에 따라 재생에너지로의 대체 속도는 가속될 수 있으며, 탄소 네거티브를 달성하기 위한 기술과 에너지 산업이 발전하게 될 것이다.

새로운 에너지 패러다임으로의 전환은 석유 시대의 종말이 아니라 재생에너지의 약진에 의한 새로운 기회의 장이 될 것이다. 기존의 에너지 기업들이 살아남기 위해 다양한 변화를 모색하고 또 새로운 에너지 기업들이 성장하는 과정에서 더 긍정적인 방향으로 에너지 시장이 발전될 것으로 보인다.

- 수송 부문 에너지 전환은 가속화

전기차 시대가 와도 결국 재생에너지를 통한 전기 공급이 이루어지지 않는다면 탄소 배출 감소란 궁극적인 목표에 이르지 못한다. 전기차를 이용하기 위해 석유, 가스를 이용해 전기를 만들면 효율은 직접 사용하는 것보다 못하다. 에너지를 전환하면 손실이 발생한다는 열역학 법칙은 여전히 유효하며, 기존의 에너지원으로 만든 전기로 전기차를 탄다면 진정한 에너지 전환이라고 보기 어렵다.

Chapter 02. 테슬라는 종합 에너지 회사를 꿈꾼다

- 테슬라가 그리는 에너지의 미래

테슬라의 비즈니스 중에 눈여겨봐야 하는 것 중 하나는 바로 가상발전소 (VPP, 소규모 에너지를 통합 관리하는 클라우드 기반 플랫폼)이다. 잉여 전기를 송전망에 되파는 자사 플랫 폼 오토비더를 기반으로며 운영은 아웃소싱을 한다. VPP는 인공지능 등을 활용해 분산된 전기 소비 정보를 수집하고 분석한 뒤 필요한 전력만 생산하는 맞춤형 발전사업이며, 오토비더는 테슬라 VPP 사업의 핵심이다. ESS 부터 전기차 배터리 등 흩어져 있는 전력을 네트워크로 통합한 뒤 하나의 발전소처럼 관리하는 역할을 한다. 특히 재생에너지 발전은 계절이나 날씨, 시간에 따라 발전량이 들쭉날쭉하기 때문에 이를 이용하면 정교한 수급 예측 및 수익화가 가능하다.

- 파워월의 시작, 곧 테슬라 에너지의 시작

가정용으로 개발된 파워월은 리튬이온 배터리로 만들어진 벽걸이형 소형 에너지 저장장치 (ESS) 이다. 파워월은 태양광발전을 통해 생산한 전기를 저장해 비상 상황에 예비 전원으로 활용할 수 있다. 그뿐 아니라 파워월은 전기 요금이 싼 시간대를 이용해 충전할 수도 있다. 가정에서 전력을 가장 많이 소비하는 건 아침과 밤이다. 하지만 태양광 발전이 최고조에 이르는 시간은 낮이다. 따라서 시간별로 전력 수급의 차이가 발생하는 만큼 낮에 저장한 전력을 그대로 전력 소비가 많은 시간대로 옮겨주는 이른바 피크 시프트 (peak shift) 를 통해 전기요금을 저렴하게 이용하는 것이 가능하다.

Chapter 03. 변화하는 에너지 기업들

- 지속가능한 미래를 준비하는 엑손모빌

거대 석유 기업들이 탈탄소 전략과 함께 전통적인 석유 사업 외에 다양한 친환경 사업과 재생에너지원으로 투자를 전환하고 있다는 사실을 주목해야 한다. 엑손모빌의 경우 탄소 포집 저장 (CSS), 바이오연료, 수소 등 탈탄소 사업 부문에 150억 달러 (약 18조 원)의 투자 계획을 수립했다. 또한 미래의 에너지 자원을 대비하기 위한 에너지 회의에서 엑손모빌은 크게 두 가지의 도전 과제를 제시했다.

1) 글로벌 에너지 수요 충족이다. 석유 업계가 전통적으로 지속해오던 에너지의 생산과 공급을 지속적으로 유지해 기본적으로 필요한 기초 에너지를 공급하고, 각 없계에 원자재로서 역할을 계속 수행해 나가겠다는 것이다.

2) 새로운 에너지 자원에 대한 개발과 투자이다. 엑손모빌이 주목하고 있는 핵심 기술과 자원은 탄소 포집, 저장, 수소 바이오 연료와 같이 지난 수십 년간 전략적으로 추구해온 부문이 될 것이라고 공표했다. 엑손모빌이 전통적으로 강점을 가지고 있는 기술을 바탕으로 새로운 에너지 시대에 적용할 수 있는 포트폴리오를 구성하겠다는 전략이다.

- 전통적인 에너지 생산자들에게 요구된 시대적 요구인 온실가스 배출 저감이 산업 전체에 기술 혁신 동력으로 작용하고 있다. 예전엔 추가 비용을 내고 사용할 가치가 없던 환경 친화적 에너지 생산 기술들이 이제는 에너지 자원에서 살아남기 위한 핵심 기술들로 인식되고 있다. 에너지 업계엔 이러한 기술들이 필요하기 때문에 에너지 기업에 다양한 기술을 제공하는 서비스 회사들은 위기이자 엄청난 기회의 순간을 맞딱뜨린 셈이다.

- 지속 가능 경영을 위한 기업들의 공동 선언 'RE100'

RE100은 'Reneuable 100%' 의 약자로 전 세계 기업들이 운영과 제품생산 등에 사용되는 전력을 100% 재생에너지를 활용해서 충당할 수 있도록 전환하는 것을 추진하는 이니셔티브이다. RE100에 가입하기 위해서는 상당량의 전기 수요가 있어야 하며, 2030년까지는 총 전기 소비량의 60%, 2040년까지 총 전기 소비량의 90%, 2050년까지는 총 전기 소비량의 100%를 재생에너지로 발전된 전기를 이용하겠다는 것을 준수해야 한다.

Chapter 04. 태양광 시대가 온다

Chapter 05. 풍력이 에너지 전력화의 열쇠를 쥐고 있다

Chapter 06. 에너지 항상성, 배터리가 답이다

전기의 여러 특성 중 주목해야 할 점은 저장이 어렵다는 점이다. 지금까지는 전력의 수요와 공급을 맞추기 위해서 소비의 부하 규모에 따라 발전량을 조절해왔다. 하지만 태양광, 풍력 등 재생에너지의 발전은 수요에 맞춰 능동적으로 발전 전력을 조정할 수 없다. 하지만 다행히 배터리 기술이 발전하면서 전력의 발전 단계 (발전소) 부터, 송배전, 소비까지 배터리가 에너지 저장에 대한 수단으로 다양하게 사용되고 있다.

ESS (Energy Storage System) 는 생산된 전력을 저장했다가 전력이 필요한 시기에 공급해 에너지 효율을 높이는 시스템이다. 에너지 사이의 시간 및 강약 차이를 극복해줌에 따라 에너지 효율을 향상시키고, 전기 품질 개선과 전력계통 안정화에도 기여할 수 있다. ESS엔 리튬이온 배터리가 널리 사용되고 있다. 리튬이온 배터리는 충 방전이 수월하며 전력을 저장 및 전달하는 속도가 수초에서 밀리 세컨드 단위라서 갑작스러운 정전과 같은 응급 상황이 발생해도 문제없다. 또한 다른 ESS 기술과 비교해 에너지 효율이 높으며 기술의 발전으로 가격이 점차 하락해 경제적이란 장점도 있다.

책을 읽으며 늘 가졌던 궁금증이 어느정도 해소된 것 같았다. 에너지 대전환에 대한 필요성은 더 이상 논의가 필요 없는 필연적인 과제이며 다만 현실적으로 어느만큼의 대체 에너지 자원이 활용될 수 있느냐의 여부가 중요한 핵심이다. 결국 에너지 대전환은 하루 아침에 이루어질 수 없으며 기존의 에너지원과 혼재된 채로 서서히 변화해야 한다는 말이기도 하다. 각종 비즈니스가 원활히 가공되고 우리의 생업이 유지되기 위한 기본 에너지 공급을 하루아침에 바꾸는 것은 어렵다.

탄소 감축과 기후 변화에 대응하기 위해 화석 연료를 이용한 에너지 발전 비중을 줄이기 위해서는 청정 에너지의 발전과 동시에 에너지의 효율적 사용을 위한 기술 개발이 동시에 이루어져야 한다. 에너지의 생산과 사용하는 사이클에서 환경을 파괴시키는 부산물을 내지 않는 청정 에너지원의 개발과 동시에 고효율의 태양광, 풍력 발전 및 인공지능과 머신 러닝을 이용한 전력 시스템의 성능 향상 등이 필요하다. 인류의 미래는 누구도 점 칠 수 없다. 다만 이제까지 우리 인류는 한계에 부딪칠때마다 기술개발과 노력으로 위기를 넘겨왔다. 에너지 위기가 기회가 될 수있도록 어느 때보다 이성적 낙관주의자 적 자세가 중요하다고 생각한다.

(서평) 공학은 언제나 여기있어 -박재용 作-

공학은 언제나 여기 있어 - 오늘과 내일을 연결하는 놀라운 공학 이야기
박재용 지음 / 우리학교 / 2022년 7월

공학과 과학. 흔히 들을 때면 '그게 그거 아니야?' 라고 되물을 수 있다. 나 역시도 이 책을 접하기 전에는 공학과 과학의 차이를 알지 못했고 비슷한 유의어이자 같은 개념을 공유하는 부분이라고 생각했었다 (과학안에 공학이 있는...). 하지만 이 책을 읽으며 우리가 흔히 생각하는 생활에서의 유용한 부분에서 사용되어지는, 과학의 원리를 응용한 분야가 공학이라는 것을 알게 되었다. 그 때문에 '생명공학' ' 도시공학' 등등 여러 분야에 공학이라는 말을 붙여도 거스름이 없이 무난한것으로 이해를 했을지도 모른다. 과학을 알기 쉽게 풀어 이야기해주는 저자의 우리 세상 속 공학 이야기로 들어가보자.

Prologue

- 공학으로 세상을 바라보고 내일을 꿈꾸고 싶다면

세상 많은 일이 그러하듯 공학의 발달은 그 자체로는 선도 악도 아닙니다. 이를 활용해 좀 더 행복한 세상을 위한 정책과 대안을 세우고 실천해 가는 일이 중요할 뿐이죠. 하지만 아직 현실적으로 미흡한 부분이 많습니다. 현대 공학은 기업의 요구와 연구에 크게 좌우됩니다. 그런데 기업은 대개 이윤을 추구하다 보니, 사회에 꼭 필요하지만 시장성이 낮은 부분에는 잘 투자하지 않습니다. 정부에서 예산을 짜는 등 나름 노력하는데도 공적 분야는 투자나 연구가 활발히 이루어지지 않아요. 이러한 현실을 개선하려면, 좀 더 많은 사람이 공학의 의미와 영향에 관심을 기울여야 합니다.

Chapter 01. 공학 × 인류

- 공학이란 무엇일까요?

누군가는 공학을 '기술적 문제를 발견하고 해결책을 제시하는 학문' 이라고 하고 어떤 이는 '과학적으로 조직된 지식을 현실적인 문제 해결에 체계적으로 적용하는 것' 이라고 합니다. 또 '과학은 연구를 통해 문제를 발견하는 학문' 이고 '공학은 개발을 통해 문제를 해결하는 학문' 이라고 구분하지요.

공학은 단순히 기술적 과학적 문제에만 머물지 않습니다. 사람들의 삶의 질을 높이기 위한 고민 역시 일부는 공학의 몫입니다. 교통사고를 줄이기 위해 교통 표지판을 개선하고, 교통 신호 체계를 보다 안전하게 바꾸고, 쾌적한 도시를 만들기 위해 노력하는 등 공학의 영역은 다양합니다. 공학은 결국 과학지식을 기반으로 사물을 이해하지만, 다양한 삶 속에 발생하는 경제적 사회적 기술적 문제를 파악하고 이를 해결하는 방법을 찾는 학문이라고 볼 수 있습니다.

- 18세기 후반까지만 하더라도 공학은 과학과 별 연관이 없었습니다. 하지만 19세기 들어 산업이 발전하면서 여러 분야에서 새로운 기술을 개발하고 이를 산업 현장에 적용하는 사람이 더 필요해졌어요. 그러자 이들을 가르치는 전문 양성 기관이 생겨납니다. 공학이 본격적으로 발달하기 시작한 것도 이 시기였지요. ... 18세기부터 과학이 눈부시게 발달하고 19세기 들어 그 성과를 공학에 적용하면서 점차 공학과 과학이 가까워집니다. 기계공학, 건축공학, 토목공학 외에도 화학비료나 화학, 석유로 필요한 물건을 만들고 각종 염료를 개발하는 등의 화학공학, 다양한 품종의 작물과 가축을 육종하는 생명공학, 전기를 통해 모터를 돌리거나 전등을 켜고 발전기 등을 만드는 전기공학, 다양한 소재를 개발해 제품에 적용하는 재료공학 등이 이 시기에 등장합니다.

Chapter 02. 모빌리티 × 미래

- 자동차를 구성하는 주요 장치들

자동차는 3만 개의 부품을 조립해서 만듭니다. 많은 부품딜이 모여 만들어진 자동차는 크게 차체와 차대로 나뉩니다. 차체는 우리가 보는 차의 뼈대라고 할 수 있지요. 그리고 차대는 차를 달리게 하는 장치가 모여 있는 부분입니다.

자동차의 동력 전달 장치를 살펴보겠습니다. 파워 트레인 Power Train 이라고 부르기도 하는 동력 전달 장치는 크게 두 부분으로 나뉩니다. 하나는 엔진이고 다른 하나는 변속기지요. 엔진의 피스톤은 아래위로 움직이는 왕복운동을 하며 크랭크축 (크랭크샤프트) 이 회전 운동으로 바꿔 줍니다. 엔진들의 회전 운동은 크랭크 샤프트를 통해 변속기로 전달됩니다.

변속기는 이 회전 운동을 바퀴에 전달하지요. 이때 기어를 어디에 놓는가에 따라 변속기가 전달하는 회전 운동의 빠르기가 변합니다. 변속기에는 서로 맞물려 돌아가는 톱니바뀌가 있습니다. 이때 힘을 전달하는 톱니바퀴에 몰린 다른 톱니바퀴의 크기에 따라 속도가 달라집니다. 맞물린 톱니바퀴가 원래 톱니바퀴의 절반 크기면 큰 톱니바퀴가 한 번 돌 때 두 번 도니 회전 속도가 두 배가 됩니다. 반면 두 톱니바퀴의 크기가 같으면 회전 속도는 원래의 빠르기를 유지하지요. 맞물린 톱니바퀴가 힘을 전달하는 톱니바퀴의 두 배 크기면 회전 속도는 반으로 줄어듭니다.

- 기후위기의 또 다른 자동차, 전기 자동차

전기 자동차는 앞서 살펴봤던 내연 기관 자동차의 엔진 대신 배터리에 저장된 에너지로 모터를 돌립니다. 모터가 돌면 연결된 자동차 바퀴가 도는 데요. 여러개의 엔진과 크랭크 샤프트, 그보다 더 복잡한 변속기가 필요 없는 간단한 구조입니다. 내연 기관의 동력 전달 장치가 160 여 개 부품으로 이루어진 데 비해 전기 자동차의 동력 전달 장치는 부품 수가 35여 개밖에 되지 않습니다.

게다가 모터나 배터리는 엔진만큼 온도가 올라가지 않기 때문에 냉각수 순환 장치도 필요하지 않습니다. 팬으로 바람을 만들어 식히는 정도면 충분하지요. 거기다 연료를 태우지 않으니 배기가스도 발생하지 않고요. 그래서 배기 장치도 필요없습니다.

- 내연 기관에서는 불가능했던 휠 모터 시스템

내연 기관 자동차가 전기 자동차로 바뀌면서 자동차공학 분야에 요구하는 기술도 달라졌습니다. 기존 자동차공학의 핵심 중 하나였던 동력 전달 장치가 간단해진 대신 모터와 배터리의 성능 향상이 무엇보다 중요해졌지요. 휠 모터 시스템도 전기 자동차에서 주목받는 미래 신기술입니다. 간단하게 말하자면 타이어 안에 타이어를 돌릴 모터를 넣는 것이죠.

모터를 타이어 안으로 넣으면 차체에 들어갈 부품 중 자리를 크게 차지하는 것은 배터리밖에 없습니다. 이렇게 되면 내부 공간이 훨씬 넓어집니다. 활용할 수 있는 공간이 훨신 커지는 거지요. 하지만 이런 구조를 만들려면 각 바퀴의 움직임을 정확히 제어할 수 있는 시스템이 먼저 갖추어져야 합니다. 그리고 바퀴 진동이 모터에 그대로 전달되니 고장 나기 쉽다는 문제도 있습니다. 미래 자동차 공학에서는 이 문제를 꼭 해결해야 할 거에요.

Chapter 03. 에너지 × 미래

- 만약 전기가 사라진다면?

20세기 초 미국에서 처음 만들어지면서 전기는 현대 문명을 유지하는 필수 요소가 되었습니다. 이제 전기 없는 세상에서는 생존하기 힘들 정도가 되었지요. 거대한 발전소가 지어지고 발전소와 도시, 공장, 빌딩과 가정을 잇는 전국적인 전력 송전망이 곳곳에 설치됩니다. ... 현재 우리나라 이산화탄소의 약 3분의 1이 화력 발전소 내 전기를 만드는 과정에서 발생하고 있습니다. 화력발전소를 획기적으로 줄여야 한다는 뜻이죠. 그렇다고 원자력 발전소를 늘릴 수도 없는 노릇입니다. 원자력 발전에는 두 가지 커다란 문제가 있기 때문이지요. 하나는 한 번 사고가 나면 어마어마한 피해를 입고, 그 후유증이 최소한 몇 십년은 간다는 것입니다. 두 번째는 방사성 폐기물 문제입니다.

Chapter 04. 스마트 시티 × 미래

- 도시의 역할

우리나라 사람 중 75퍼센트는 도시에 삽니다. 도시에 사는 사람들이 많아지면서 도시의 역할과 기능도 복잡해집니다. 시민들이 안전하고 쾌적하게 살아가기 위해 도시가 갖추어야 할 기본적인 요소는 무엇이 있을까요? 도시는 각 가정에 사는 이들의 편리성을 위해 전기, 가스, 상하수도 열을 기본적으로 공급하는 시스템을 구축하고 있습니다. 또 가정이나 빌딩, 공장 등에서 만들어지는 각종 폐기물을 처리하는 것도 도시의 중요한 역할입니다. 더불어 도로와 공공장소의 환경을 깨끗하게 유지하는 일도 중요하지요.

교통을 위한 여건을 만드는 것도 도시의 역할입니다. 도시의 여러 구역을 오가는 사람들이 편리하고 가능한 적은 시간을 들여 목적지에 도달하도록 교통 체계를 잡아야 하지요. 각종 사고와 범죄를 예방하고 일어난 일들을 수습하는 것도 필요합니다. 또한 도시는 도시민들의 쾌적한 삶을 위한 공간이기도 합니다. 이를 위해서 도시 곳곳에 시민들이 쉴 수 있는 공원을 만들고, 다양한 문화를 즐길 수 있도록 박물관과 미술관, 공연장 등을 세우지요. 시민들의 복지도 큰일 중 하나입니다.

이 책에서 '미래는 과학이 사회와 만나는 접점에서 만들어집니다. 그곳이 바로 공학이 있는 곳이죠.' 이 말이 가장 가슴에 와 닿았다. 이만큼 공학을 쉽게 설명해주는 말이 있을까? 눈에 보이는 현상 뒷면에 존재하는 진리를 탐구하는 학문이 과학이라면, 그 과학에 기초해서 세상에 이롭게 쓰일 수 있는 물건, 프로그램, 서비스를 설계하고 만드는 학문이 공학이 되는 것이다. 책 속에 나오는 자동차, 휴대폰, 전기 등등... 이 세상에 우리가 편하게 쓰는 물건과 서비스 속에 과학자들과 공학자들의 땀과 노력이 깃들여져 있음을 새삼 더욱 느끼게 되었다. 점점 세상은 발전하고 많은 새로운 물건들이 만들어진다세상 속 과학을 잘 풀어서 설명해주는 이 책을 많은 학생들과 미래의 과학도들에게 추천해주고 싶다.

[100자평] 공학은 언제나 여기 있어

공학은 언제나 여기 있어 - 오늘과 내일을 연결하는 놀라운 공학 이야기
박재용 지음 / 우리학교 / 2022년 7월

미래의 생활을 바꿔줄 세상 곳곳의 공학을 찾아서

(서평) 우리는 어디서 살아야 하는가 -김시덕 作-

우리는 어디서 살아야 하는가 - 인문학자가 직접 고른 살기 좋고 사기 좋은 땅
김시덕 지음 / 포레스트북스 / 2022년 7월

한국이란 나라에서 하루가 멀다하고 오르내리는 기사들 중에서도 꾸준하게 손꼽히는 것은 부동산이 아닐까 싶다. 내리면 내리는 대로 오르면 오르는대로 (사실 오를때가 더 난리법석이지만) 집이 있느냐, 어디에 있느냐에 따라서 희비가 갈리고 요 몇년간의 자산 인플레이션으로 이제는 그것이 절대적인 내 인생의 부의 한계까지 규정해 줄 정도가 되었기 때문이다. 도시문헌학자인 저자는 살기 좋은 집 (to live) 과 사기 좋은 집 (to buy) 에 대해 이야기하며 우리가 이야기하는 집의 가치에 대해서 고찰해 볼 기회를 마련해준다.

Prologue

사기 좋은 곳과 살기 좋은 곳은 명확히 구분되지 않습니다. 하지만 두 곳이 완전히 똑같지도 않습니다. 예를 들어 '역세권' 이라는 말은 실거주자와 투자가에게 서로 다른 의미를 뜻하는 경우가 많습니다. ... 한편으로 한국에서 땅과 집을 말하는 분들이 '안전' 과 '건강' 에는 관심이 적은 것이 아닌가 하는 우려가 들었습니다. 2년에 한 번씩 전세를 옮겨 다니고, 집을 갈아타면서 재산을 증식하는 것이 일반화되다 보니, '어차피 조금 살다가 떠날 곳인데...' 하는 생각을 하시는 듯 합니다. 하지만 아무리 짧게 살아도 안전과 건강 문제는 언제나 터질 수 있습니다.

도시문헌학자의 눈으로 한국의 도시를 바라보면 참으로 흥미롭습니다. 그동안 한국에서 자산을 증식시키는 가장 확실한 방법은 집과 땅에 투자하는 것이었습니다. 순간의 선택이 수많은 사람의 경제적 미래를 결정했지요. ... 그간의 자산 증식 과정이 이렇다 보니, 집을 사면서 미래의 투자 가치를 생각하는 것은 당연한 일입니다. 하지만 집을 '살 곳 places to live' 이 아니라 '살 곳 places to buy' 으로 바라보는 관점이 비대해지면서 자기 집이 안전진단에서 위험등급을 받았다고 경축 플랜카드를 내거는 상황에 이르렀습니다.

도시화가 고도화되면서 한국에서도 대단위 아파트 단지가 아닌 주거 형태에서 살고 싶어 하는 사람들이 늘고 있습니다. 또한 아파트에 거주하는 시민이 전체 시민의 절반을 넘어서기는 했지만, 아파트가 아닌 형태의 주택에 거주하는 시민도 전체 인구에서 무시할 수 없는 비중을 차지하고 있습니다. 이 책에서는 아파트가 아닌 다양한 주거 형태와 도시 공간에 대해서도 다룰 것입니다.

Session 01. 국가 프로젝트로 읽어내는 부동산의 역사

Chapter 01. 도시기본계획의 탄생과 변화

한국은 북한과 군사적으로 대치하고 있는 나라입니다. 당연히 전국 구석구석에 군 부대가 자리하고 있습니다. 또 북한의 스파이가 정보를 쉽게 얻을 수 없도록 지도에 여러가지 제약을 가하고 있습니다. 따라서 어떤 지역에 투자하려고 할 때는 지도 애플리케이션 위성사진 모드를 꼼꼼히 들여다 보아야 합니다. 위성사진에 초록색으로 칠해져 있는 부분을 녹지라고 넘기지 말고 구글맵에서 확인하는 것을 습관으로 만들어야 합니다. 그리고 현장에 직접 찾아가서 그 근처에 군 부대가 있는지, 개발이 불가능한 급경사지인지, 맹지인지 등을 확인하는 버릇을 들여야 합니다.

- 도시기본계획의 변화

지역 균형 발전을 위해 국가가 국책사업을 적극 추진하는 것 자체는 가치중립적입니다. 예비타당성 조사를 면제한 사업의 규모가 큰 것은 논란의 여지가 있지만, 예비타당성만을 강조하면 비수도권지역이 상대적으로 불리한 처지에 놓이는 것도 사실입니다. 문제는 이런 국책사업을 틈타서 기획부동산 업자들이 횡행하는 것입니다. 여타 부동산 전문가들 역시 자신의 관점에서 국책사업의 성격을 파악하고 땅의 가치를 알아보려는 노력을 하지 않는 피해자들에게도 일정 부분 책임이 있다고 지적합니다.

정부자 지방자치단체는 개발계획을 공개할 때마다 시민들에게 장밋빛 미래를 약속합니다. 이들이 제시하는 도시기본계획, 개발계획, 보도자료는 멋진 모습으로 시민들에게 제시됩니다. 모든 지자체가 인구증가와 발전하는 미래 계획을 제시합니다. 어떤 시장, 군수, 국회의원도 자신들의 도시가 더 이상 양적으로 규모를 키우지 못하니 미래에 대비해서 압축도시를 만들자고 주장하지 못합니다. 그런 사람은 선거 때 지역민에게 선택받지 못하는 것이 현실이지요. 하지만 인구가 늘고 도시가 성장할 것이라는 예측에 따라 건설한 시설이 텅 빈 채 놀고 있는 모습을 답사하면서 흔하게 목격합니다.

상황이 이렇다보니 '어디에 살지, 어디를 살지' 고민하는 시민이라면 정부 지방자치단체가 제시하는 각종 청사진을 자신의 눈으로 해석할 수 있는 힘을 길러야 합니다. 그래야 각종 호재를 속삭이는 사람들에게 휘말려서 묻지 마 투자를 하는 대신, 이 집 혹은 이 당이 정말로 살 live & buy 가치가 있는지를 냉철하게 판단할 수 있습니다.

- 인구 증가와 도시계획의 관계

인구가 늘면 도시가 성장한다. ... 도시가 성장한다는 것을 보여주는 가장 중요한 수치는 인구의 수입니다. 인구가 늘면 도심에서는 재개발 재건축 수요가 높아지고 외곽에서는 도시화 속도가 빨라집니다. ... 도시 설계학자 안건혁은 "모든 시군의 목표 인구를 합치면 아마 1억도 넘을 것이라는 우스갯소리가 있을 정도" 라고 이야기합니다. 도시기본계획은 결국 이런 것입니다. 서울시를 비롯한 전국 각지의 도시기본계획에 적힌 내용을 금과옥조처럼 받들면서 투자 계획을 세우면 안 되는 이유입니다. 인구가 늘면 도시가 넓어지고 밀도가 높아집니다. 인구가 줄면 그 반대 상황이 펼쳐지고요. 인구 증가를 전제로 외곽 지역의 개발 또는 도심지의 재건축 가능성을 제시하는 호재들에 주의해야 할 이유입니다.

도시기본계획이 나올 때마다 들떠서 일희일비하지 말고, 그간의 도시기본계획 및 상위 계획들을 살피면서 장기적인 추세를 들여다볼 필요가 있습니다. 도시기본계획에는 희망과 현실이 뒤섞여 있습니다. 도시기본계획에 실려 있다고 해서 모두 실현되는 것은 아니고, 또 모든 것이 희망에 그치는 것도 아닙니다. 무엇이 실현되고 실현되지 않을지 가려낼 수 있다면, 도시기본계획을 포함한 각종 도시계획은 유용한 투자 정보로 사용할 수 있습니다.

- 식민지 시기 평면도에서 엿보는 현대 한국

식민지 시기의 도시계획이 계승되는 이유

인천시 계양구의 개발, 100년 만에 실현될까?

토지구획 정리계획 평면도 살펴보기

Chapter 02. 경인운하 및 행정수도 계획의 변천사

- 행정의 연속성, 행정의 관성

이 글에서는 세 가지 국가 프로젝트에 주목할 것입니다. 식민지 시기에 입안된 경인운하, 박정희 정권 초기에 입안된 한강다목적댐, 박정희 정권 말기에 입안된 행정수도 백지계획입니다. 세 가지 국가 프로젝트는 민족과 정파를 초월해서 결국 아라뱃길, 신곡보, 세종특별자치시라는 형태로 실현되었습니다. 처음 프로젝트가 입안되서 실현되기까지 어떤 우여곡절이 있었고, 그 과정에서 어떻게 모습을 바꾸어가며 지금의 결과물이 탄생했는지 살펴볼 것입니다.

- 대국토건설계획 : 경인운하 구상

- 대국토건설계획 : 신도시 구상

- 경인운하에서 여의도 개발로

- 부천항 구상과 가로림만 프로젝트

- 행정수도 이전과 세종, 공주, 청주의 미래

- 청와대 행정수도 백지계획과 부동산의 미래

- 행정수도, 노무현 이명박 박근혜의 삼국지

- 중부권 메가시티는 탄생할까?

광역도시로 이어지게 될 도시들

대전광역시 반석에서 세종시와 청주시를 지나 청주공항으로 이어지는 광역철도는 중부권 메가시티의 탄생을 촉진할 가능성이 있습니다. 중부권 메가시티는 이미 행정수도 백지계획 단계에서 예상된 바 있습니다. '10km 반경 내에 있는 공주와의 연담화가 예상되며 (중략) 대전, 청주, 천안과 같은 기존 도시들에 위요되어 이러한 도시들과의 도시권 형성에 경합 현상을 보일 것' 이라고 예측합니다. 이 예측 가운데 천안을 제외한 나머지 도시들과는 연담화가 진행되는 것이 현실입니다. 그 결절점 가운데 하나가 세종시 조치원읍입니다. 철도 교통이 불편한 지금도 조치원을 중심으로 대전(일부), 세종, 청주는 느슨하게 이어져 있습니다. 그리고 광역철도는 이러한 느슨한 생활권을 더욱 긴밀하게 만들어줄 가능성이 있습니다.

Session 02. 살기 좋고 사기 좋은 부동산의 조건

Chapter 03. 남북관계와 부동산의 상관관계

- 현대 한국의 도시 구조는 어떻게 만들어졌을까?

박정희 대통령이 행정수도를 건설하기로 한 가장 중요한 이유는 북한의 군사적 위협이었습니다. 즉 안보가 가장 중요한 목적이었고, 국토의 균형 발전을 꾀하는 것은 부차적이었습니다. 이 관점에서 오늘날의 서울, 대서울 그리고 한국을 보아야 기본적인 구조가 투명하게 한눈에 들어옵니다.

현대 한국의 도시 구조가 지금과 같이 결정된 데에는 몇 가지 중요한 계기가 있었습니다. 조선시대 말기부터 식민지 시기에 걸쳐서는, 제국주의 일본이 침략의 교두보인 부산과 서울 사이를 직결시키기 위해 경부선과 이에 부속되는 철도들을 건설한 것이었습니다. 광복 이후에는 분단과 북한의 침략이 중요한 계기였습니다. 포항-울산-부산-창원-광양-여수로 이어지는 동남권에 공업도시가 발달한 이유도 이 두 가지 계기에 의한 것이라고 이해할 수 있습니다. ... 동남권이 박정희 전두환 두 대통령의 고향이었기 때문에 공업단지를 몰아주었다고 말하는 건, 역사의 흐름을 한두 사람의 존재로 설명하려는 영웅주의일 뿐입니다.

한국이 타이완의 중화민국과 국교를 단절하고 중화인민공화국(중국)과 국교를 맺은 뒤로 인천항 평택항 등의 서해안 도시들은 다시 활력을 찾은 듯했습니다. 하지만 모두 아시다시피 시진핑 체제가 시작되면서 관계가 다시 악화되었지요. 앞으로 당분간은 서해안 시대가 찾아오지 않으리라고 저는 예상하고 있습니다.

1960년대에 서울시의 영동 개발이 시작된 것에도, 앞에서 언급한 것처럼 안보의 이유에서 한강 이북의 인구를 줄이려 한 박정희 정부의 구상이 있었습니다. 다만 이 개발사업이 너무나도 성공해서 서울시의 경제축이 강북에서 강남으로 옮겨질 줄은 박정희 대통령도 미처 예상하지 못했을 것 같습니다. 대도시 주변에 그린벨트를 설정한 것 역시 안보상의 문제였습니다. ... 다만 이제는 북한으로부터의 안보 위협이 상당히 줄어들었기 때문에 리스크 관리에 민감한 대기업들이 한반도 남부가 아닌 수도권을 선택하고 있다는 것이지요. 박정희 정권 때 구상된 행정수도의 규모가 크게 축소되어서 세종시라는 형태로 실현된 이유도 마찬가지 일 것입니다. 안보 위협의 크고 작음이라는 관점에서 지방 균형발전과 수도권 집중 현상을 해석할 수 있습니다.

- 한강 남쪽보다 북쪽이 더 위험하다?

사람들이 한강 남쪽보다 북쪽을 더 위험하다고 느끼는 것이 실제로 안보 위협이 크다는 뜻은 아닙니다. 저는 노태우 대통령이 일산신도시와 인천공항을 건설하고 북방외교를 펼친 시점에, 한국과 북한 사이에 재래식 무기 경쟁은 끝났다고 생각합니다. 그 뒤로 북한은 재래식 무기로 체제 경쟁하는 것을 포기하고 핵무기로 자위하는 방향을 선택했다고 판단합니다.

2000년부터 파주시에 교하지구와 운정신도시가 건설되고 있지요. GTX-A도 운정까지 운행하게 되어 있습니다. 안보 위협이 크다면 실행될 수 없는 국가 프로젝트 입니다. 그래서 저는 일부 시민이 본능적으로 위협을 느껴서 파주 고양을 피해 한강 남쪽에 주거를 마련하는 것이 무주택자인 저에게는 기회가 되어준다고 생각합니다.

Chapter 05. 재개발과 교통망 호재의 실체

- 원도심은 개발될까, 유지될까?​

원도심이 지금까지 존재하는 건 그만한 이유가 있어서겠지요. 역사가 오래된 구역은 소유권 관계가 복잡하기 때문에 개발을 위한 합의가 잘 되지 않는 경우가 많습니다. 또 서울 강북 청계천변의 공구상가들이나 종로5,6가의 시장에서 영업하는 분들이 그렇듯이, 괜히 도시 구조를 건드리는 것보다 지금 그대로 장사하는 게 더 수익이 좋다고 판단하는 경우도 많습니다. 모든 사람이 재개발 재건축을 좋아하는 건 아니기 때문에 원도심은 앞으로도 한동안 지금과 같은 모습을 유지할 가능성이 있습니다. 원도심의 상권이 쇠퇴하지 않는 이유는 고층아파트 단지에 거주하는 사람들도 원도심이 지니고 있는 분위기에 호감을 느끼는 경우가 있기 때문입니다. 본인은 생활하기에 쾌적한 고층아파트 단지에 살지만, 관광하는 느낌으로 찾을 수 있는 원도심은 개발되지 않고 남아있기를 바라는 시민들이 적지 않습니다.

- 신도식 속 원도심이 기능할 수 있는 배려가 필요하다

원도심이 개발에서 비켜나면, 그곳은 먹자골목이 될 가능성이 큽니다. 원도심 인근의 직장인이나 아파트 입주민들이 자주 찾게 되지요. 모든 원도심이 택지개발에 휘말릴 경우에는 신도시 바깥의 원도심이 그 기능을 맡게 됩니다. ... 이런 사례들을 보면서 저는 신도시나 택지를 개발할 때 구역안의 모든 원도심을 일괄적으로 철거하지 말고, 신도시 속의 원도심으로 기능할 수 있도록 일부 남겨두는 정책적 배려가 좀 더 이루어지면 좋겠다는 생각을 합니다.

그렇다고 해서 제가 모든 원도심의 블록이나 건물을 남기자고 하는 건 아닙니다. 재건축 재개발 신도시 택지개발 한 뒤에도 훌륭히 기능할 수 있는 곳을 선제적으로 판단해서 살리자는 이야기입니다.

- 층고와 용적률 제한을 완화해야 한다

준공 후 20년이 지난 건물을 무조건 노후 불량 건물로 규정하는 것은 구 도시정비법 시행령의 문제이며, 이 기간에 당도했다고 무조건 철거하면 안 된다는 판결이 2012년 대법원에서 나왔다는 사실은 잘 아실 터입니다. 이 '주택재건축사업 정비구역지정 처분취소' 판결에서는 '준공된 후 20년 등의 기간이 경과하였다는 것이 노후 불량 건축물에 해당하는지를 판단하는 유일한 기준이 된다고 할 수 없다' 고 판시하고 있습니다. 그러니 준공 후 20년, 30년이 된 건물이라고 해서 금방이라도 무너질 것처럼 말하는 건, 엄밀히 말하면 불법적인 행위일 가능성이 있습니다.

- 도시의 가능성을 저해하는 층고 규제

거듭 말하지만, 저는 서울시의 35층 원칙이 대단히 나쁜 규제였다고 생각합니다. 홍콩 싱가포르의 도시 구조를 왜 비인간적이라고 생각하는지 납득할 수 없습니다. 무엇보다, 사유재산인 토지에 고층빌딩을 짓겠다는 공급자가 있고, 또 그 고층빌딩에 살겠다는 수요자가 있는데 정부 지자체의 수장들이 자신의 세계관을 관철하기 위해 이 수요와 공급을 억누르는 것은 반 자본주의적이라고 생각합니다. ... 저는 이런 세계관을 서울 경기도 같은 대도시의 성장을 멈추어야 인간다움을 되찾을 수 있다고 믿는 어떤 세대의 정념에서 비롯된 것이라고 짐작합니다.

강북 사대문과 강남 3구의 고도 제한 용적률 제한은 도시의 생명력을 파괴하는 행위입니다. 리처드 플로리다가 자신의 책 '도시는 왜 불평등한가 (매일경제신문사 2018)' 에서 지적하듯이, 이미 그곳에 살고 있는 사람들이 다른 사람들의 진입을 막는 '도시 러다이즘' 입니다. 층고와 용적률을 높이고, 그 대신 임대주택을 늘려야 도시의 혼종성이 유지되어 그 도시가 발전합니다.

숫자 장난만 할 것이 아니라, 고층아파트 단지 개발에 대해 최대한 민간의 자율을 보장해주면서, 그 반대급부로 중하층 시민들을 위한 임대아파트를 최대한 많이 받아내는 게 정부와 지자체가 할 일입니다. 아파트 단지를 심정적으로 받아들이지 못하는 사람들이 있습니다. 하지만 아파트 단지는 한국에만 있는 주거 형태가 아닙니다. 다른 나라에서도 널리 받아들여지고 있는 보편적인 주거 형태입니다. 아파트 단지는 현대 한국의 개발 과정에서 필연에 가깝게 선택된 주거 형태입니다. 아파트 공화국이니, 전체주의적 민족성이니 하는 식으로 쉽게 비판하면 안됩니다.

이 책을 읽으며 집의 입지와 거주 환경에 대해 많은 생각이 들었다. 또한 어떻게 신도시가 선정이 되고 경인지역의 발전, 동남부 지방의 중공업 도시의 발전이 되었는지 과거의 문헌을 통해 찾아 들어갈 때는 일관적인 도시 계획이 정말로 중요하다고 느꼈다. 이제는 한물간(?) 과거 속 이데올로기일 수 있는 반공과 여전히 현실의 벽일 수 밖에 없는 남과 북의 안보태세로 인해 우연히도 진행된 연구단지와 행정도시의 이전이 몇 십년을 거쳐오며 지금까지도 진행중이라는 것은 부동산을 바라보는 새로운 안목이었다.

집이라 했을 때 독자마다 떠오르는 생각은 각각 다를 것이다. 우리의 의식주 중에서도 늘 살을 부비대며 오랫동안 살아야 하는 공간이자 대부분의 사람들에게 가장 큰 자산의 하나로서 존재하는 집이라는 개념은 앞으로도 희망과 고민을 모두 하게 만드는 소재가 될 것이다. 살아야 할 곳, 사야 할 곳의 소감은 저마다 다르겠지만 이 책을 통해 무탈하게 우리가족을 지켜주며 따뜻한 온기를 품을 수 있는 내 집에 대한 감사와 소중함을 다시한번 느꼈다.