환경부는 4차 산업혁명시대 도래에 발맞춰 지난 3월 ‘지능형 환경관리 대책반(T/F)’을 발족했다.
지능형 환경관리 대책반은 국립환경과학원, 국립생물자원관, 한국환경공단, 한국환경산업기술원, 국립공원관리공단, 국립생태원 등 환경부 소속·산하기관을 비롯해 사물인터넷(IoT), 인공지능, 드론 관련 기술 전문가 등으로 구성됐다.
대책반은 사물인터넷 기반의 환경 질 데이터 측정 강화, 인공지능을 활용한 데이터 고도분석으로 환경변화 사전예측 및 관리 최적화 등 4차 산업혁명에 걸맞은 환경관리 정책을 발굴하고 ‘지능형 환경관리로의 혁신방안(가칭)’을 마련할 계획이다.
김영훈 환경부 환경정책관은 “4차 산업혁명은 기술적 측면에서 사물인터넷, 인공지능, 빅데이터 등 독립적으로 발전해온 기술이 상호 융합해 새로운 부가가치를 창출하고 있다는 점에 주목해야 한다”고 밝혔다.
한국환경공단은 올해 1월 개소한 환경기술연구소를 통해 제4차 산업혁명과 연계한 환경기술 연구개발과 함께 오는 6월 개소하는 환경산업연구단지 내로 환경기술연구소를 이전해 입주기업에 대한 지원에도 나선다.
한국환경산업기술원은 생태계 유지의 근간이 되는 표토(Top soil, 깊이 약 30cm의 표층토양)를 보전하기 위해 ICT를 융합한 기술을 개발 중이다. 국내 기상(7~8월 강우 집중 등) 및 지형(산지가 약 70%) 여건을 반영해 표토 침식 정도를 파악할 수 있는 한국형 표토 침식 예측 모델과 항공영상 자료를 이용한 표토 침식 예측 기법 등을 개발하고 있다.
이미 해외에서는 빅데이터를 활용한 세계 토양지도 작성 및 토양 내 탄소관리(프랑스), 표토 식생 피복 모니터링을 위한 위성 및 ICT 기반의 지면 관측 자료의 통합(일본) 등 4차 산업혁명과 연계한 표토환경관리 기술개발이 활발하게 진행되고 있다.
4차 산업혁명 기술들을 적용한 사례들이 속속 나오고 있다.
국립생태원은 지난달 6일부터 입장권에 스마트폰 증강현실(AR) 기술을 접목한 사진 찍기 서비스를 제공하고 있다. 국립생태원의 스마트폰 앱 ‘서커스AR’을 실행해 입장권에 비추면 증강현실 그래픽으로 제작한 15종의 동물이 출현해 관람객들에게 색다른 즐길 거리를 선사하고 있다.
올해 1월부터 의무화 된 허가규모(1,000m²) 이상의 양돈농가의 전자인계관리시스템에는 사물인터넷(IoT), 빅데이터 등 4차 산업혁명 기술이 적용돼 가축분뇨를 처리하는 전 과정을 실시간으로 관리할 수 있다. 환경부는 이 시스템을 다른 환경분야에도 적용할 계획이다. 물산업에도 4차 산업혁명 기술 적용이 확산될 전망이다.
김준하 광주과학기술원 교수는 지난해 11월7일 개최된 물산업 육성을 위한 국회포럼의 ‘4차 산업혁명과 기후변화시대, 물산업의 미래비전’이라는 주제발표에서 “4차 산업혁명은 다양한 기술의 연결과 융합이 키워드”라며 “물산업도 기후변화 대응기술, IT·자연모방·나노·바이오·빅데이터 기술 등의 융합을 통한 신규 시장과 일자리 창출이 가능하다”고 밝혔다.
김 교수는 “선진국은 물 과학기술 전반에 대한 집중적인 연구를 수행하는 연구기관을 운영하고 있다”라며 “우리나라도 4차 산업혁명에 대응하고 미래 선도형 물 기술을 확보하기 위해 물산업 전문 연구기관이 필요하다”고 제안하기도 했다.
환경부는 올해부터 12년간 국고 1조7,880억원을 투자(총사업비 3조962억원)해 지방 노후 상수도를 정비하는 ‘기술선도형 지방상수도 현대화사업’을 추진한다. 이 사업에서 ICT 등을 적용한 우수기술을 적극 도입하는 지자체에 보조금을 차등 지원해 신기술이 물산업 시장에 확산될 수 있도록 유도하고 있다.
K-water는 최근 4차 산업혁명에 대응하기 위한 물 산업 혁신 방안을 논의하는 세미나를 개최하는 등 미래 물 관리 청사진을 만들 계획이다.
이밖에 지속가능한 도시를 위한 물 순환 생태도시 조성, 폐기물 처리(자원순환), 친환경 스마트공장 등에 4차 산업혁명 기술이 접목될 것으로 예상된다. 자원순환시스템의 한 예로 쓰레기 소각장 등 기피시설에서 버려지는 폐가스·폐열 등을 활용해 신재생에너지를 생산하고 주민소득도 창출하는 친환경에너지타운에 4차 산업혁명 기술 접목 가능성을 찾아볼 수 있을 것이다.
민간 부문에서도 4차 산업혁명 기술 적용이 확산될지 주목된다.
국내의 대표적인 대기환경관리솔루션 기업 에어릭스가 발전소·제철소 등에서 사용되는 산업용 집진기에 IoT·빅데이터 기술을 접목해 대기환경설비분야 4차 산업혁명을 선도하고 있다.
［4차 산업혁명 모범사례 / 가축분뇨 전자인계관리시스템］
이 시스템은 가축분뇨 적정처리를 유도하고 불법처리 예방 및 사후 추적을 위한 수단으로 정보기술, 중량측정센싱기술과 위치측정기술을 융합했다.
시스템 사용자는 가축분뇨·액비의 인수·인계 내용을 모바일 단말기를 통해 중앙시스템에 입력하면 가축분뇨 운반차량에 설치된 중량센서와 위성항법장치(GPS), 사진촬영장치에서 측정한 가축분뇨의 양과 이동정보가 통합단말기 저장장치에 1초 단위로 저장된 후 가축분뇨 전자인계관리 중앙시스템으로 전송돼 데이터베이스화 된다.
이에 따라 관리자가 가축분뇨의 배출에서부터 운반, 처리, 살포과정의 모든 정보를 실시간으로 모니터링 할 수 있다.
국토지리정보, 새올행정정보시스템의 인허가 정보 등을 활용한 빅데이터 분석을 통해 가축분뇨 무단 살포 등의 불법행위를 적발하거나 가축분뇨 관리 정책에도 활용할 수 있다.
환경부는 지난 2014년 전자인계관리시스템 시범운영 중 액비를 무허가 또는 과도하게 살포하거나 무단으로 공공수역에 배출한 16건의 불법행위를 고발했으며 올해 1월 정상 운영 기간 이후에도 불법행위 2건을 고발조치했다.
또한 지난해 제주 돼지열병 발생과 올해 2월 정읍 등의 지역 구제역 발생에도 돼지분뇨 수거차량의 이동 현황을 실시간으로 관계기관과 공유해 전염병 확산방지에 기여했다.
환경부는 전자인계관리시스템의 우수성을 바탕으로 해외수출 등을 위해 지난해 9월 상표권을 취득하고 현재 특허 취득을 추진 중이다.
가축분뇨 전자인계관리시스템은 올해 1월부터 허가규모 1,000m² 이상의 양돈농가 4,526곳에서의무화하고 있으며 2019년 1월부터는 50~1,000m² 미만의 신고대상 양돈농가에서도 의무화가 시행된다.
［4차 산업혁명 선도기업 ‘에어릭스’］
최신 ICT 기술을 응용해 각각의 설비 및 운전상태, 조업상태에 따른 개별적 제어 서비스를 제공해 최적의 운영, 최소의 에너지 사용, 설비의 안정 및 수명 연장을 기대할 수 있다.
기존에는 CCTV 등을 이용한 모니터링 정보를 바탕으로 집진기 설비에 문제가 발생하면 사후 대응을 해왔지만 IoT 기술이 집진설비에 적용되면서 주요 가동 장치에 센서를 부착, 온라인을 통한 실시간 데이터 측정이 가능해졌다. 설비 각 부분의 예상되는 교체 주기나 고장 예상 부분을 감지해 사전 점검, 수리, 고장 상태 등을 확인해 선제적인 대응이 가능하다.
또한 에어릭스는 최근 KETI(전자부품연구원)와 대기환경관리 설비 분야 스마트화를 위한 업무협약을 체결했다.
에어릭스는 국내외 유수 기업의 플랜트, 발전소 및 제철소 등의 환경설비에 글로벌 IoT 표준인 oneM2M 기반으로 개발된 KETI의 모비우스 기술을 접목한 백필터 집진기를 보급할 계획이다. KETI의 모비우스 기술은 다양한 IoT 단말을 연결할 수 있는 세계 최초의 개방형 IoT 서버 플랫폼이다.
김군호 에어릭스 대표는 “환경산업계에서도 스마트공장에 대한 필요성이 커지고 있다”라며 “IoT 집진기 보급 확대를 통해 스마트공장 확산에 기여하겠다”고 밝혔다.
국내 백필터 집진기 점유율 1위 에어릭스는 지난 1976년 설립 이후 41년간 대기환경분야에서 쌓아온 기술력과 포스코 집진설비 운영을 통해 얻은 노하우를 바탕으로 백필터(Bag Filter) 설비, 건·습식 전기집진기, 악취방지설비, 에너지절약형 환경설비 등을 생산하고 환경설비에 대한 토탈솔루션을 제공하고 있다.