SW로 탄소중립을 지원하는 기후 기술․기업 사례 연구(Case Study on Climate Technologies and Businesses Supporting Carbon Neutrality with SW) > 보고서

<요약>

현재 인류가 직면한 최대의 위험은 기후위기다. 단기적으로는 극한 기상이 기승을 부리고, 장기적으로는 생물 다양성 감소에 따른 생태계 붕괴까지 이어질 수 있다. 이에 주요 선진국을 포함한 전 세계 130여개국이 기후위기 극복을 위해 2050년까지 탄소중립을 달성하겠다고 선언했다. 탄소중립은 이산화탄소를 비롯한 온실가스의 순 배출을 제로로 만드는 것을 의미하며, 청정에너지 사용 확대, 에너지 소비의 효율화, 온실가스 고정 등을 통해 이룰 수 있다. 이처럼 탄소중립을 지원하고 기후변화에 대응하는 기술을 ‘기후기술’이라 칭한다. 기후기술 산업은 기후위기 극복의 핵심이 될 뿐 아니라 선진국의 차세대 성장 동력으로도 주목 받는다. 

최근 수 년 간 빅데이터, AI 등의 비약적 발전으로 다양한 산업 분야에서 혁신을 이끌어 낸 SW 기술은 기후기술 산업에서도 중요한 역할을 차지한다. 특히, 국내 온실가스 배출량의 약 87%를 차지(2021년 기준)하는 에너지 분야에서 SW는 재생에너지의 불확실성을 줄여 안정적 공급을 지원하고, 산업․건물․수송 등의 에너지 소비 효율을 증진하는 데에 적극 활용되고 있다. 탄소중립 달성을 위해 SW(SW for 탄소중립)가 이미 전방위적으로 활약하고 있으며, 향후에도 더욱 중요한 역할을 담당할 것으로 기대된다.

 반면, 디지털 전환, 생성 AI 보편화 등으로 인해 SW 산업이 소모하는 전력량이 급증하는 것은 또 다른 문제다. 데이터센터의 연간 전력소모량은 2022년 기준 460TWh로 프랑스(425), 독일(490)의 국가 연간 전력소모량과 유사하며, 향후 더욱 급증할 전망이다. 따라서 국가 경쟁력의 핵심으로 떠오르는 AI, 빅데이터를 비롯한 SW 산업의 지속가능한 성장을 위해서도 탄소중립이 필요(탄소중립 for SW)하다. 이는 AI 반도체 및 데이터센터의 저전력화, 친환경 SW 생태계 구축 등으로 가능하다.

 본 보고서는 온실가스 배출의 주원인인 에너지 분야에서, 탄소중립을 지원하는 SW 기술 및 기업의 사례를 탐구했다. 에너지 공급 쪽에서는 ‘재생에너지(식스티헤르츠)’, 에너지 소비 쪽에서는 ‘AI 반도체(리벨리온, 사피온, 퓨리오사AI) 및 데이터센터(구글)’, ‘SW 개발(그린SW재단)’, ‘건물(에너지엑스)’ 분야에 대해 현재 성과를 보이는 기업을 선정했다. 사례 연구를 기반으로 기후위기 극복에 기여하는 SW 기술의 실효성을 살펴보고, 탄소중립 달성에 SW 기술이 더욱 적극적으로 도입 및 활약하기 위해서 필요한 정책적 시사점을 도출하고자 한다.

<요약과 시사점>

3.1 요약

□ 전 세계적으로 2050 탄소중립을 선언 및 법제화하는 가운데, 에너지 분야에서SW 적용을 통한 청정에너지 활용 및 에너지 효율 증진의 중요성이 증대

ㅇ SW는 빅데이터 및 예측 알고리즘을 활용해 기존 신재생에너지의 단점이었던공급 불확실성을 줄이고 전력계통 연계성을 효과적으로 확보하는 데에 기여

    * 전력계통이란 전력 생산자에서 소비자에게로 전기를 공급하기 위해 연결된 네트워크

   ­ 에너지 발전 분야는 디지털화가 더디게 진행되어 왔지만, 최근 재생에너지공급 요구가 커지면서 민간 주도의 디지털 전환 및 SW 적용이 활발

    * 특히, 소규모 재생에너지 분산전원을 클라우드 기반 SW로 정보를 통합해 하나의발전소처럼 관리하는 가상발전소(VPP) 분야에 발전사 및 스타트업이 적극 참여

  ㅇ ICT 산업(AI 반도체칩, 데이터센터, SW 개발), 건물 분야 등에서도 에너지소비 증대가 예상되지만, SW 혁신을 통한 저전력화 및 탄소중립에 박차 

3.2 정책적 시사점 

□ 우리나라는 글로벌 추세에 발맞춰 탄소중립의 제도적 기반을 마련하고 있으며, 최근 AI 기반 그린디지털 전환을 통한 탄소중립 실현을 위한 논의의 장 마련

  ㅇ 국내 기후대응 정책은 제1차, 제2차 기후변화대응 기본계획 수립(′16, ′19), 2050 탄소중립 선언 및 추진 전략 마련(′20), 기후위기 대응을 위한 탄소중립․ 녹색성장 기본법 제정(′21) 등으로 점차 고도화하며 온실가스 감축목표를 상향

  ㅇ 정부는 ‘디지털 전환을 통한 탄소중립 촉진방안(′21.11)’을 발표해 ①전 산업부문의 탄소감축 촉진(Green by Digital), ②디지털 부문 고효율화․저전력화(Greenof Digital), ③그린 디지털 생태계 구축(Green Digital Ecosystem) 분야에서 6개 정책과제* 추진

   * ① - (1)부문별 탄소배출량 감축기술 개발, (2)그린 디지털 전환 확산, ② - (1)저전력․고성능 데이터센터 기술개발․적용, (2)저전력 네트워크 핵심기술 개발③ - (1)탄소중립 데이터 활용기반 마련, (2)탄소중립 의사결정 지원체계 구축

   * “AI가 전력망 관리, 수요예측 및 관리, 소비자 편익과 행태 변화 등 탄소중립 에너지솔루션의 핵심…(중략)우리나라는 AI를 통해 탄소중립을 가속화할 역량을 지니고 있고, 또한 주도해야 한다”(김상협 위원장, AI 기반 그린디지털 전환 컨퍼런스(′24.4))

□ SW․디지털 기술이 다양한 분야에서 탄소중립에 기여할 잠재력을 파악하고, SW․디지털 기반 기후기술 R&D 및 투자를 강화하며 정책지원을 도모할 필요

   ­ 기후기술 산업은 탄소중립 달성과 미래 국가 경쟁력 강화의 핵심적인 요소로초기시장 형성 및 확대를 위한 정책적 지원과 민관 협력이 중요

    * 2023년 10월 기준, 글로벌 유니콘 기업(1348개) 중 기후기술 관련 기업은 55개이며, 미국 24개, 중국 19개, 독일 6개 순이고, 한국 기업은 없는 상황

    * 기후기술의 큰 부분을 차지하는 에너지 분야 신기술 사업화 기간은 평균 33.1개월로일반 기술(16.9개월)보다 훨씬 길기 때문에 산업 특성에 맞는 육성 정책이 필요 

   ­ 그린SW재단 주도로 정립된 SW 탄소배출 측정에 대한 국제 표준에 대응해SW 산업의 탄소중립 우수 사례를 발굴하고 글로벌 선도를 추진할 필요

    * SW 산업의 주요 대기업 혹은 공공SW사업 참여사에게 SW 탄소강도(SCI) 정보제공을 의무화하고, 이를 경영성과나 평가체계에 반영하는 방식 등을 고려 가능 

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<요약>

현재 인류가 직면한 최대의 위험은 기후위기다. 단기적으로는 극한 기상이 기승을 부리고, 장기적으로는 생물 다양성 감소에 따른 생태계 붕괴까지 이어질 수 있다. 이에 주요 선진국을 포함한 전 세계 130여개국이 기후위기 극복을 위해 2050년까지 탄소중립을 달성하겠다고 선언했다. 탄소중립은 이산화탄소를 비롯한 온실가스의 순 배출을 제로로 만드는 것을 의미하며, 청정에너지 사용 확대, 에너지 소비의 효율화, 온실가스 고정 등을 통해 이룰 수 있다. 이처럼 탄소중립을 지원하고 기후변화에 대응하는 기술을 ‘기후기술’이라 칭한다. 기후기술 산업은 기후위기 극복의 핵심이 될 뿐 아니라 선진국의 차세대 성장 동력으로도 주목 받는다. 

최근 수 년 간 빅데이터, AI 등의 비약적 발전으로 다양한 산업 분야에서 혁신을 이끌어 낸 SW 기술은 기후기술 산업에서도 중요한 역할을 차지한다. 특히, 국내 온실가스 배출량의 약 87%를 차지(2021년 기준)하는 에너지 분야에서 SW는 재생에너지의 불확실성을 줄여 안정적 공급을 지원하고, 산업․건물․수송 등의 에너지 소비 효율을 증진하는 데에 적극 활용되고 있다. 탄소중립 달성을 위해 SW(SW for 탄소중립)가 이미 전방위적으로 활약하고 있으며, 향후에도 더욱 중요한 역할을 담당할 것으로 기대된다.

 반면, 디지털 전환, 생성 AI 보편화 등으로 인해 SW 산업이 소모하는 전력량이 급증하는 것은 또 다른 문제다. 데이터센터의 연간 전력소모량은 2022년 기준 460TWh로 프랑스(425), 독일(490)의 국가 연간 전력소모량과 유사하며, 향후 더욱 급증할 전망이다. 따라서 국가 경쟁력의 핵심으로 떠오르는 AI, 빅데이터를 비롯한 SW 산업의 지속가능한 성장을 위해서도 탄소중립이 필요(탄소중립 for SW)하다. 이는 AI 반도체 및 데이터센터의 저전력화, 친환경 SW 생태계 구축 등으로 가능하다.

 본 보고서는 온실가스 배출의 주원인인 에너지 분야에서, 탄소중립을 지원하는 SW 기술 및 기업의 사례를 탐구했다. 에너지 공급 쪽에서는 ‘재생에너지(식스티헤르츠)’, 에너지 소비 쪽에서는 ‘AI 반도체(리벨리온, 사피온, 퓨리오사AI) 및 데이터센터(구글)’, ‘SW 개발(그린SW재단)’, ‘건물(에너지엑스)’ 분야에 대해 현재 성과를 보이는 기업을 선정했다. 사례 연구를 기반으로 기후위기 극복에 기여하는 SW 기술의 실효성을 살펴보고, 탄소중립 달성에 SW 기술이 더욱 적극적으로 도입 및 활약하기 위해서 필요한 정책적 시사점을 도출하고자 한다.

<요약과 시사점>

3.1 요약

□ 전 세계적으로 2050 탄소중립을 선언 및 법제화하는 가운데, 에너지 분야에서SW 적용을 통한 청정에너지 활용 및 에너지 효율 증진의 중요성이 증대

ㅇ SW는 빅데이터 및 예측 알고리즘을 활용해 기존 신재생에너지의 단점이었던공급 불확실성을 줄이고 전력계통 연계성을 효과적으로 확보하는 데에 기여

    * 전력계통이란 전력 생산자에서 소비자에게로 전기를 공급하기 위해 연결된 네트워크

   ­ 에너지 발전 분야는 디지털화가 더디게 진행되어 왔지만, 최근 재생에너지공급 요구가 커지면서 민간 주도의 디지털 전환 및 SW 적용이 활발

    * 특히, 소규모 재생에너지 분산전원을 클라우드 기반 SW로 정보를 통합해 하나의발전소처럼 관리하는 가상발전소(VPP) 분야에 발전사 및 스타트업이 적극 참여

  ㅇ ICT 산업(AI 반도체칩, 데이터센터, SW 개발), 건물 분야 등에서도 에너지소비 증대가 예상되지만, SW 혁신을 통한 저전력화 및 탄소중립에 박차 

3.2 정책적 시사점 

□ 우리나라는 글로벌 추세에 발맞춰 탄소중립의 제도적 기반을 마련하고 있으며, 최근 AI 기반 그린디지털 전환을 통한 탄소중립 실현을 위한 논의의 장 마련

  ㅇ 국내 기후대응 정책은 제1차, 제2차 기후변화대응 기본계획 수립(′16, ′19), 2050 탄소중립 선언 및 추진 전략 마련(′20), 기후위기 대응을 위한 탄소중립․ 녹색성장 기본법 제정(′21) 등으로 점차 고도화하며 온실가스 감축목표를 상향

  ㅇ 정부는 ‘디지털 전환을 통한 탄소중립 촉진방안(′21.11)’을 발표해 ①전 산업부문의 탄소감축 촉진(Green by Digital), ②디지털 부문 고효율화․저전력화(Greenof Digital), ③그린 디지털 생태계 구축(Green Digital Ecosystem) 분야에서 6개 정책과제* 추진

   * ① - (1)부문별 탄소배출량 감축기술 개발, (2)그린 디지털 전환 확산, ② - (1)저전력․고성능 데이터센터 기술개발․적용, (2)저전력 네트워크 핵심기술 개발③ - (1)탄소중립 데이터 활용기반 마련, (2)탄소중립 의사결정 지원체계 구축

   * “AI가 전력망 관리, 수요예측 및 관리, 소비자 편익과 행태 변화 등 탄소중립 에너지솔루션의 핵심…(중략)우리나라는 AI를 통해 탄소중립을 가속화할 역량을 지니고 있고, 또한 주도해야 한다”(김상협 위원장, AI 기반 그린디지털 전환 컨퍼런스(′24.4))

□ SW․디지털 기술이 다양한 분야에서 탄소중립에 기여할 잠재력을 파악하고, SW․디지털 기반 기후기술 R&D 및 투자를 강화하며 정책지원을 도모할 필요

   ­ 기후기술 산업은 탄소중립 달성과 미래 국가 경쟁력 강화의 핵심적인 요소로초기시장 형성 및 확대를 위한 정책적 지원과 민관 협력이 중요

    * 2023년 10월 기준, 글로벌 유니콘 기업(1348개) 중 기후기술 관련 기업은 55개이며, 미국 24개, 중국 19개, 독일 6개 순이고, 한국 기업은 없는 상황

    * 기후기술의 큰 부분을 차지하는 에너지 분야 신기술 사업화 기간은 평균 33.1개월로일반 기술(16.9개월)보다 훨씬 길기 때문에 산업 특성에 맞는 육성 정책이 필요 

   ­ 그린SW재단 주도로 정립된 SW 탄소배출 측정에 대한 국제 표준에 대응해SW 산업의 탄소중립 우수 사례를 발굴하고 글로벌 선도를 추진할 필요

    * SW 산업의 주요 대기업 혹은 공공SW사업 참여사에게 SW 탄소강도(SCI) 정보제공을 의무화하고, 이를 경영성과나 평가체계에 반영하는 방식 등을 고려 가능 

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