2018년 11월
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4차 산업혁명으로 부상하는 해양산업
김세권 한국해양대학교 석좌교수
2018-09-27 09:26:55


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차 산업혁명은 인공지능, 로봇기술, 생명과학, 빅데이터가 주도하는 차세대 산업혁명으로서 사물이 지능적으로 제어하는 시스템이 가능해지고, 정보통신기술 (ICT) 산업의 혁신을 넘어 시장구조 및 생산방식, 생활양식 등 사회·산업·경제의 근본적인 생태계 변화를 일으킬 것으로 예상된다.

 

또한 일상생활 속에서도 많은 변화를 가져와 장소에 관계없이 모바일, 인터넷과 연결하여 기기를 조작하고 정보를 만들어 낼 수 있어 사회 전반에 영향을 미칠 수 있는 새로운 부가가치 제품 및 서비스가 지속적으로 등장할 것이다.

 

4차 산업혁명의 주요기술들은 산업 전반에 빠르게 적용 및 확산될 것으로 예상되는데, 인공지능, 로봇공학, 사물 인터넷, 자율주행차량, 3D 프린팅, 나노기술, 빅데이터, 클라우드(가상 저장 공간), 바이오 기술, 재료과학과 같은 분야에 새로운 시장이 창출될 것이다. 이로 인해 미래사회는 기술, 산업구조, 고용구조, 직무 역량 등에서 변화가 나타날 것이며, 제조업에도 정보통신기술을 융합하여 새로운 생태계 창조 및 정보통신기술과 초연결성에 기반을 두어 새로운 스마트 비즈니스 모델이 등장할 것이다.

 

이미 독일에서는 자율주행버스가 운행되기 시작하였고, 중국에서는 인공지능 로봇이 국가임상의사 종합시험에 합격해 의료 분야에서 활용되고 있다. 각국 정부와 기업이 앞다투어 투자에 집중하면서 인공지능 시대가 예상보다 빨리 열리고 있다. 이미 농장에서는 까다로운 작물을 관리하고 재배하는데 큰 도움을 줄 수 있는 사물인터넷 기능을 이용하는 시스템인 스마트 파밍(smart farming)이 이루어지고 있다. 이것은 농장의 센서가 스마트폰 애플리케이션과 연동이 되어 온도, 습도, 조도, 이산화탄소 농도 등 생육에 영향을 끼치는 주요 요인들을 실시간 수집해서 사용자가 정보를 확인할 수 있게 해준다. 그리고 만약 사용자가 확인을 하지 않고 있더라도, 농장 상태가 위험 수준에 도달하게 된다면 알람 서비스가 작동된다. 예전에는 농부가 수시로 농장에 가서 확인을 해야 했지만 이러한 기술로 시간을 아끼고 더 효율적으로 농사를 지을 수 있게 해주는 시스템이 생긴 것이다.

 

이러한 4차 산업혁명 시대의 흐름 속에서 미이용 해양자원은 인류에게 어떻게 활용될 수 있을까? 무엇보다도 그동안 침체되었던 해양산업이 블루오션으로 부상할 것이다.

 

해양산업이란 해양을 개발, 이용 및 보호하는 각종의 생산적 활동을 총칭하는 개념이다. 해양산업에는 수산업, 해상운송업, 석유·가스 산업 같은 기존의 전통적인 해양산업 외에도 현재 산업화 초기 단계에 있는 해양 신재생에너지 산업, 해양생명공학 산업 등 신산업군도 포함된다.

 

해양산업은 1차 산업부터 3차 산업에 이르기까지 다양한 성격의 투입요소와 산출물을 갖는 생산 활동의 기회를 제공하기 때문에 전통적인 산업 분류체계를 적용하기 어렵다. 해양바이오산업은 해양생물이나 그들의 구성성분, 시스템 공정, 생명기능 등을 연구하여 궁극적으로 인류 복지를 위한 상품과 서비스를 제공하는 산업을 말한다. 이를 위해서 해양생명공학은 해양생물의 보존 및 이용기술, 해양생물 기능조절 기술 등 다양한 기본기술을 필요로 하기에 해양생명공학 자체가 다학제적 특성을 지니고 있다고 할 수 있다. , 해양생물학, 해양화학, 수산학 등의 전통적 학문에 바탕을 두고 분자생물학, 면역학, 생리학, 약학, 생물공학 등의 생물학적 탐구가 수반되어야 하며 최근에는 유전체학 (genomics), 단백질체학 (proteomics), 대사체학 (metabolomics), 생물정보학 (bioinformatics) 등 다양한 첨단 기법이 활용되어야 하는 융합 과학이다.

 

 

 

미세조류로부터 바이오디젤 생산

 

 

해양산업은 한마디로 해양을 통해 녹색성장을 달성하기 위한 산업이다. 그리고 녹색성장의 동력으로서의 해양산업 중심에는 지속 가능한 발전 (sustainable development)" 개념이 있다. 다시 말해서 해양산업은 해양의 무궁한 잠재력을 지속 가능한 발전을 통해 성장시키는 미래 지향적 산업으로 볼 수 있다.

 

과거 해양산업은 해양관광 또는 항만·물류차원에서 제한적으로 인식되었다. 그러나 최근 4차 산업혁명으로 인한 기술의 발전으로 해양산업은 폭발적인 발전이 가능해졌다. 뿐만 아니라, 육상 광물자원의 고갈, 그에 따른 자원 가격의 급상승, 기후 변화와 지구 온난화 문제, 이어지는 세계 경제위기 등의 대내외적 환경 변화 또한 해양산업의 발전을 촉발하고 있다. , 경제, 자원 및 환경 문제에 대한 해법을 해양 신재생에너지 개발을 포함한 해양산업이 제공해줄 수 있는 것이다.

 

네이쳐(Nature)지는 해양 생태계의 연간 총 가치를 225,970억 달러로 육상 생태계의 총 가치인 106,710억 달러보다 배 이상으로 훨씬 크다고 분석했다. 그리고 육지 매장량의 경우 이용가능 기간이 40년에서 110년 정도에 불과한 것으로 평가했으나 해양 매장량은 200년에서 1만년 정도로 추정했다.

 

해양에는 지구 전체 동식물의 80%에 해당하는 총 30여만 종의 생물이 생존하고 있으며 해저에는 다양한 광물자원과 에너지 자원이 매장되어 있다. 석유는 전 세계 매장량의 32.5%가 해저에 매장되어 있으며 천연가스는 15%가 매장되어 있다. 또한 해저에 매장된 석유 보존량은 총 1.6조 배럴로 추정되고 있으며, 이 가운데 62%가 개발 및 사용이 가능하다. 특히 심해저는 망간, 니켈, 코발트 등 유용한 전략 금속이 다량으로 분포하고 있다.

 

지금까지 바다의 극한상황(, 파도, 염도, 압력)으로 인해 해양산업의 발전에 어려움이 있었으나 앞으로 4차 산업혁명발전으로 수중 로봇, 드론, 잠수정, 무인원료 채취선 및 운반선 등이 개발됨으로써 해양산업의 가지는 성장 잠재력이 무궁무진할 것으로 예상된다. 이미 선진국에서는 선도자(trend-setter)형 발전 전략으로 변화를 주고 있고, 또한 환경친화적 소비자(green consumer)의 등장으로 새로운 시장 진출의 창출 및 수요확보가 가능하다는 측면에서 미래의 해양산업은 시장 경쟁력, 성장 잠재력이 높아 일자리 창출에도 크게 기여할 것이다.

 

특히 최근 선진국을 비롯하여 바다와 인접한 해양 국가들은 바이오소재개발의 대상을 육상생물자원에서 해양생물자원으로 이전하는 추세에 있다. 최근 생명공학 기술 발전을 기반으로 한 미래의 바이오산업은 식품 및 제약분야에서 뿐만 아니라 에너지, 환경 등 많은 분야로 확대되고 있으며, 해양생물 자원은 그 중요성이 갈수록 높아지고 있으므로 관련분야는 새로운 블루오션으로 떠오르고 있다.

 

지금까지 어류, 해조류, 해양미생물 등 해양생물 자원에서 수천종의 새로운 기능성 물질(항암, 항노화, 항바이러스, 항균, 항알러지 등)이 밝혀졌으나 상품으로 개발된 것은 극소수에 불과하다. 공장에서 상품을 생산하는데 필요한 원료가 연중 확보되지 않는다는 점이 그 이유이다. 이를 해결하기 위해서는 양식 기술 개발이 요구되지만 양식은 1차 산업이라는 이유로 R&D 투자가 미미한 실정이다.

 

정부에서는 무엇보다도 해양생물 원료 생산이 원활하게 이루어질 수 있도록 4차 산업혁명 시대에 맞춰 수중로봇, 무인 잠수정, 드론, 무인 원료 채취선 등을 개발하여 스마트 파밍 시스템처럼 바다목장의 자동화 시스템을 구축하여 관리함으로써 양식산업을 활성화 시킨 다음 그 원료를 활용할 제품 생산 시스템을 구축해야한다. 이로 말미암아 국내 미이용 자원인 해양생물을 활용하는 해양바이오산업을 국가동력산업으로 육상시켜야 할 것이다.

 

해양 바이오산업 분야의 최근 동향은 미국이나 일본을 비롯하여 유럽국가들도 국가 전략산업으로 육성하고 있는 가운데 해양 인접 개발도상국까지도 국가차원에서 육성을 추진하고 있어 국가 간 경쟁이 더욱 치열해질 전망이다.

 

해양생물자원을 이용한 의약품 개발에는 생리기능성물질이 소량인데다 독성이 강하고 구조가 복잡하여 합성이 어려워 의약품 개발에 한계가 있기 때문에 한약재 소재나 바이오 신약 등으로 개발해야 산업화 가능성이 높다.

 

국민들의 건강에 대한 관심과 건강 유지를 위한 노력이 증가함에 따라 건강기능성 식품 및 의약품 시장도 향후 지속적으로 성장 할 것으로 예상된다. 그러므로 해양 바이오산업 분야에서 해양생물 자원 개발과 유효이용을 위한 연구를 통해 유용한 기능성 소재 및 산업화를 위한 제반기술들을 확보해야할 것이다.

 

 

해양생물로부터 의약품개발

 

 

최근 환경오염 및 바이러스성 알레르기 등 피부질환 환자의 증가와 이에 대한 우려로 피부에 무해한 자연성분이 함유된 천연 화장품에 대한 수요가 크게 증가하는 추세에 있다. 또한 2000년 대 중반부터 본격적으로 기능성 화장품 개발이 시작되어 현재 국내화장품 기술 개발 수준은 선진국 대비 약 80% 수준으로 평가되고 있다. 이러한 기능성 화장품의 지속적인 발전으로 소비자들의 관심이 집중되고 있으며 생활수준의 향상, 고령화 사회 가속화로 해양바이오산업의 고성장세가 이루어질 것으로 전망된다

 

 

 

김세권 한국해양대학교 석좌교수 

 

 

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