화학저널

바이오 화학이 대세로 굳어가고 있다.
탄소중립 시대를 맞아 석유 베이스 화학제품을 바이오 베이스로 전환하는 것은 물론이고 석유·화학을 바이오 베이스로 생산하는 움직임도 표면화되고 있다.
북미 최대의 생산정보 플랫폼 토마스넷(Thomasnet)이 선정한 2023년 8대 유망 성장산업에서도 바이오공학을 비롯해 에탄올 연료, 3D 프린팅, 전기자동차, 가상현실, 디지털 트윈, 웨어러블 등이 꼽혔다.
3D 프린팅(적층 제조)은 산업부문의 기술 사용이 증가하고 있으며 미국에서는 제조 현장을 변화시킬 요인으로 부상하고 있다. 생산 환경에 3D 프린터가 통합되고 지속가능한 생산방식이 촉진되는 한편으로 3D 프린팅용 하이브리드·신규 소재 개발이 진행되고 있다.
3D 프린팅 시장은 2021년 약 1100만달러에 불과했으나 2028년 3400만달러를 넘어설 것으로 예상된다.
에탄올 연료도 석유 베이스 연료를 대체할 것으로 기대되고 있다.
미국 하버드대를 비롯해 농무부, 에너지부 산하 아르곤국립연구소는 옥수수 베이스 에탄올이 일반 휘발유에 비해 온실가스 배출량을 약 40-50% 감축할 것으로 기대하고 연구개발을 강화하고 있다. 바이든 행정부가 휘발유 혼입비율을 확대하는 재생연료 혼합의무 기준안을 제안하면서 대폭 성장할 가능성이 제기되고 있다.
바이오공학은 탄소중립 정책을 타고 급부상하고 있으며 2021-2031년 화학, 의약, 농화학, 식품을 중심으로 바이오화가 급격히 진행되고 있으나 바이오 엔지니어, 바이오 메디컬 엔지니어 부족 현상이 우려되고 있다. 미국은 현재 바이오기술 관련기업이 2880개에 달하는 것으로 집계되고 있다.
전기자동차는 더 이상 강조가 필요 없을 정도이고, 테슬라가 전기자동차를 최초로 상용화한 이후 중국기업들이 정부 보조금을 바탕으로 세계시장을 휩쓸고 있으며 현대자동차도 두각을 나타내고 있다.
특히, 미국은 전기자동차 운행을 확대하기 위해 투자를 늘리면서도 인플레이션 감축법(IRA)을 통해 중국을 견제하고 있으며, 배터리와 충전 인프라 투자를 강화하고 있다. 국내 배터리 3사는 위기이면서 기회로 작용할 것으로 예상하고 대응을 적극화하고 있다.
웨어러블은 코로나19 팬데믹 이후 스마트워치 등을 통한 헬스케어 모니터링과 홈 피트니스가 활성화되면서 호황을 유지하고 있고 산업 장비·기계 원격 모니터링, 안전 경고, 직원 교육 등에도 활용되고 있다. GlobalData는 웨어러블 기술 시장이 2020년 590억달러에서 2024년 1560억달러로 성장할 것으로 예측했다.
사물인터넷(IoT)은 장치대수가 2020년 97억대에서 2030년 290억대 이상으로 약 3배 증가할 정도로 일반화되고 있으며 엣지 컴퓨팅, 빅데이터, 인공지능(AI)이 성장을 뒷받침하고 있다. 최근 챗 GPT가 부상하면서 인간지능을 대체할 것으로 기대됐으나 아직은 사물을 모방하는 단계에 머물러 있고 보안 강화가 최대 관심사로 부상하고 있다.
디지털 트윈은 실제 환경의 디지털 복제를 통해 제조 프로세스 모델링, 생산 최적화, 신제품 테스트, 장비 상태 모니터링, 신입직원에 대한 현장학습 등을 지원하며 IoT, AI, 기계학습, 빅데이터 기술 발전으로 정교함이 확대되고 있다. 세계시장은 2021년 74억8000만달러에서 2030년까지 연평균 39.1% 성장할 것으로 전망된다.
가상현실(VR)도 게임, 원격 여행·교육·훈련·시뮬레이션과 같은 몰입형 애플리케이션이 개발되면서 인간의 미래를 좌우할 요인으로 부상하고 있다.
하나 같이 화학산업 발전을 좌우할 기술로 개발과 도입을 서두르지 않는다면 뒤처질 수밖에 없다는 점에서 각별한 대응이 요구된다.