Aims & Scope

2012년부터 2040년까지의 유럽의 천연 가스 생산은 매년 1.7%씩 감소할 것으로 예측되는 반면, 수요는 평균 0.6%씩 증가하는 것으로 나타나고 있다(IEA, 2014). 수요가 증가하는 요인으로는 일본의 후쿠시마 원전 사고 후에 유럽의 전력 분야 비중이 원자력 에너지에서 천연 가스로 부분 전환되는 정책적 결정과 전 세계적으로도 천연 가스가 석탄을 대체할 수 있는 중요한 자원이라는 인식에 기인한다. 또한 유럽을 제외한 전 지역에서는 천연 가스 생산이 점진적으로 증가하는 것에 반하여(IEA, 2014) 유럽 국가는 에너지 자원 부존의 한계로 인하여 천연 가스 생산이 감소하는 것으로 예측됨에 따라 유럽 국가의 가스 하이드레이트에 대한 관심이 높아지고 있는 것은 당연한 것이라 할 수 있다. 가스 하이드레이트는 에너지 공급의 안정성을 증대하고 석탄 자원을 대체함으로써 CO₂ 배출을 감축할 수 있을 뿐더러 신재생 에너지를 보완하고 전력 그리드를 안정화하는데 기여할 수 있기 때문이다. 궁극적으로는 가스 하이드레이트는 수십 년 내 고갈될 유럽의 전통 에너지 자원을 대체하고, 천연 가스 수입국으로서 가스에 대한 의존도를 완화할 수 있을 것으로 평가되기 때문에 가스 하이드레이트는 미래의 유럽 에너지 시스템에서 중요한 역할을 할 것으로 보인다.

전 세계적으로도 엄청난 양의 메탄이 가스 하이드레이트의 형태로 해저 퇴적층에 부존되어 있고 최근의 자원 부존량 평가 결과도 전통형 에너지 저류층의 메탄보다 더 많은 것으로 발표되고 있다(Kvenvolden, 1988, 2001; Milkov, 2004; Makogon, 2010; Wallmann et al., 2012). 일본, 한국, 중국, 인도 등 아시아 국가와 미국, 뉴질랜드 등 비유럽권 국가들이 실시하고 있는 가스 하이드레이트 자원의 탐사 결과는 이러한 결과를 잘 입증하고 있다. 생산 기술이 발전함에 따라 영구 동토층에서는 2000년대 초반부터 이미 3차례의 생산 시험이 이루어 진 바 있었고(Hancock et al., 2005; Yamamoto and Dallimore, 2008; Schoderbek et al., 2013), 해양에서는 일본이 2013년에 난카이 해구에서 단기간이었지만 세계 최초로 생산 시험을 실시하여 가스 하이드레이트로부터 메탄을 회수할 수 있음을 입증하였다(Lee and Kim, 2014; Yamamoto et al., 2014; Yamamoto, 2015). 이와 같이 비유럽 국가들의 가스 하이드레이트 연구 개발이 일부 성과를 거두고 있음에 따라 유럽 국가들은 각 국별로 수행하고 있는 가스 하이드레이트 연구 개발 프로그램을 총체적으로 연계하고 유럽 내 과학 기술자들의 교류를 활성화하여 장기적으로는 유럽 해역에서 시험 생산을 준비하는 계획을 수립하기에 이르렀다. 이를 위해 유럽의 14개국은 2015년도에 MIGRATE (Marine gas hydrate - an indigenous resource of natural gas for Europe) 프로젝트를 출범하였다. 본 논평에서는 MIGRATE 프로젝트의 출범 배경을 비롯하여 유럽의 과학·기술 연구를 총괄적으로 지원하는 ‘유럽과학기술협의체’(COST, European Cooperation in Science and Technology)의 운영, 가스 하이드레이트 연구 프로젝트인 MIGRATE의 구성, 연구 내용과 추진 방향 등에 대하여 분석하고 유럽의 이러한 동향이 다른 국가에 미칠 영향을 살펴보고자 한다.

COST는 유럽의 35개국이 유럽 전 지역의 과학 기술자, 학자, 연구자들의 협력을 지원하기 위해 1971년에 설립한 유럽에서 최초이자 현재까지도 가장 오랫동안 유지되고 있는 거대 연구기구로서, 이스라엘이 협력국 지위로 참여하면서 현재는 36개 회원국으로 구성되어 있다(COST Association, 2014). COST는 국가 간 협력을 통하여 과학 - 정책 결정자 - 사회의 3요소 간의 이해를 증진시키고 갈등 요인을 줄이는데 크게 기여해 왔으며, 유럽 연구 거점(ERA, European Research Area)을 조성하는 중요한 역할을 하고 있다. 회원국의 참여와 재정 지원을 결정하는 COST 회의는 장관급 회의로서 5∼6년마다 개최되며, 2010년에 이어 2015년 9월에 슬로바키아에서 개최될 예정이다.

COST의 임무는 기초 과학부터 응용 기술 연구에 이르기까지 유럽 연구자들의 협력을 지원하고 유럽 국가들의 과학 기술 연구 능력을 강화하는 것이다. 즉 COST 활동은 다양한 형태의 네트워킹 수단, 예를 들면, 전문가 회의, 학술대회, 워크숍, STSM (Short-Term Scientific Mission), 훈련 과정 개설, 자료 발간 및 과학 결과의 홍보 활동 등의 경비를 지원하고 과학과 기술의 네트워킹을 이루도록 하는 것이다. COST에서는 여행 경비를 포함하여 이러한 활동에 소요되는 예산을 지원하며 연구비 자체는 지원하지 않는다. 2007년부터 2013년까지는 FP7 (Framework Programme for Research) 프로젝트와 연계하여 수행되었고 3만 명의 유럽 연구자에게 약 50억 유로의 연구비를 지원했으며, 현재도 상당수의 프로젝트가 진행 중에 있다(FP7, 2014).

2013년 9월에 COST는 유럽 최대 규모의 새롭고 혁신적인 연구 프로그램으로 도약하기 위해 ‘Horizon 2020: EU Framework Programme for Research and Innovation’이라는 목표를 설정하고 COST 지배 구조와 상위 기구를 통합하여 ‘COST Association (회장국: 스페인)’란 이름으로 재출범하였다. ‘Horizon 2020’은 2014년부터 2020년까지 수행하게 된다. COST Association의 중심 기구는 과학위원회(SC, Scientific Committee)로서 새로운 프로젝트의 제출, 평가, 선정 및 승인의 주도적인 역할을 수행하며, 운영위원회(MC, Management Committee)에서는 예산 관리, 워킹그룹 구성, 조직을 관리하는 임무를 담당하고 있다. 2014년부터 2020년까지 7년 계획의 ‘Horizon 2020’를 위해서 유럽연합(European Union; EU)이 출연한 총예산은 약 800억 유로이다(European Commission, 2015). 이 중 약 20%는 민간에서 출연하는 것을 목표로 하고 있다. ’Horizon 2020‘ 프로그램은 과학적 수월성 분야(ES, Excellent Sciences), 산업 주도형 분야(IL, Industrial Leadership), 사회 요구형 분야(SC, Societal Challenges)를 비롯하여 전체 8개의 분야로 구성되어 있다. 에너지, 환경, 기후 변화, 건강, 수송 등은 사회 요구형 분야에 속해 있다.

COST 활동(이하에서는 ‘Action’으로 표시)은 최소 5개국 이상이 관심을 갖는 연구 영역에 지원되는데 각 COST Action의 예산은 프로젝트 참여국의 수에 의해 결정된다. 프로젝트 선정을 위한 외부 전문가 위원회에는 특히 여성과 신진 과학자들이 적극 참여하도록 권장하고 있다. COST는 유럽 지역 이외의 국가와도 협력 관계를 유지하고 있는데 우리나라도 27개 국제 협력국(IPCs, International Partner Countries)중의 하나이다. 1971년부터 수행하고 있는 전체 프로젝트(Action으로 칭함)의 수는 1,171개로서, 현재에 수행중인 프로젝트는 340개에 달한다. Action 안에는 2,524개의 STSM이라 불리는 단기간의 과학 임무 과제를 별도로 수행중이다. Action에 참여 중인 유럽 과학자는 45,000명, Action 별 평균 연간 예산은 13만 유로, ‘Horizon 2020’의 전체 예산에서 지원되는 COST 예산은 3억 유로이다(COST Association, 2014; Cost Office, 2014a).

COST Actions 분야는 10개인데 지구 과학 분야에서는 ESSEM (Earth System Science and Environmental Management)이 유일하다. ESSEM은 변화하는 지구 시스템의 이해·관찰·모델링·예측과 관련하여 급성장하고 있는 과학 기술을 통하여 환경 관리를 개선하는 것이 목적이다(COST Office, 2014b). 지구 시스템 과학의 핵심은 시·공간적으로 일어나는 있는 반응들에 대한 이해도를 높이고 모델링을 통하여 예측을 함으로써 우리의 능력과 예측 시스템을 향상하는 것이다. 환경 관리의 핵심은 환경적인 이슈 즉 천연 자원 개발, 위험성 관리, 도시의 발달, 환경 정책의 수립 등과 관련된 정책적 결정을 지원하는 것이라 할 수 있다. 결국 ESSEM은 환경 훼손을 최소화하기 위해 천연 자원 관리에 필요한 과학과 기술을 강조하고 있다. ESSEM의 다른 프로젝트 예로서는 기후 변화 등 해양의 평가, 지속가능한 수자원 관리와 폐수의 재사용, 유럽의 중요 지진대의 지진 발생 모델링과 조기 모니터링 솔루션, 사막화 방지, 유럽 해양 생물 다양성 관측 시스템, 공기질 및 기상 모델링 통합 등이 있다(COST Office, 2014b).

ESSEM COST의 전체 145개 프로젝트 중 70년대부터 시작하여 2014년까지 종료된 과제는 109개이며 현재 수행 중에 있는 프로젝트는 36개이다. 그러나 가스 하이드레이트를 주제로 한 프로젝트는 2개에 불과하며 2009년에 시작하여 2013년도에 종료된 ES0902 프로젝트와 다음 본문에서 자세하게 언급하고자 하는 ES1405 프로젝트이다. 이미 종료된 ES0902는 PERGAMON (Permafrost and gas hydrate related methane release in the Arctic and impact on climate change)이라는 별칭으로 불리는데, 극지방 영구 동토층에서 방출되는 메탄이 기후 변화에 주는 영향을 장기 모니터링하는 연구 프로젝트이다(COST Action ES0902 Fact Sheet, 2015). ESSEM COST Action ES1405의 별칭으로 착수된 MIGRATE에 대하여 자세하게 기술하고자 하는 것이 본 논평의 주요 내용이다.

육상 영구 동토 지역에서 3회에 걸쳐 실시된 생산 시험과 2013년 세계 최초로 일본이 실시한 해양 생산 시험 결과는 가스 하이드레이트 연구 개발에 투자하고 있는 국가들에게 성과를 공유하고 향후 연구 개발 정립에 많은 교훈을 준 것으로 평가할 수 있다. 수 차례의 생산 시험 사례가 가스 하이드레이트의 개발로 직결되는 것은 아니며 현재까지 알려진 기술에 의하여 생산이 가능함을 실증 규모 정도에서 입증한 정도에 지나지 않는다. 특히 해양에서는 장기 생산 시험을 통해서 환경적으로 안전하고 경제적 가치가 인정되는 혁신적 생산 기술 개발을 위한 노력은 계속 될 것으로 보인다. 유럽뿐만 아니라 다른 나라들도 현재의 기술을 뛰어 넘는 새로운 기술 개발에 깊은 관심을 보여 주고 있기 때문이다.

유럽 국가들은 가스 하이드레이트를 개발 가능한 미래의 새로운 에너지로 평가하기보다는 메탄이 기후 변화에 미치는 영향, 지질 재해와의 연관성에 보다 많은 관심을 집중하고 자국 또는 국가 간 공동연구를 수행하였다. 그러나 유럽 내의 천연 가스 수요가 계속해서 증가하고 생산량은 감소하는 추세에 따라 미래의 에너지 자원 확보의 필요성을 공감하게 되었다. 따라서, 유럽국은 각 국별로 수행하던 가스 하이드레이트 관련 프로젝트에서 진일보한 형태의 MIGRATE 프로젝트를 시작하고 가스 하이드레이트를 미래의 새로운 에너지원으로 평가하기 위한 협력 체제를 구축하였다. 이를 통해 다학제 간 연구 집단의 교류와 과학자-기술자-학계-산업계-정책 결정자-대중과의 네트워킹을 연계함으로써 가스 하이드레이트의 중요성에 관한 사회적 공감대 조성을 강조하고 있다. MIGRATE 프로젝트에서 추구하는 방향은 유럽 해역에서 개발 가능할 것으로 판단되는 가스 하이드레이트 저류층의 분포와 자원 부존량 평가를 통하여 생산 시험을 준비하고, 경제성으로 환경적으로 안전한 혁신적 생산 기술 개발, 생산 시 필요한 모니터링 기술 개발과 환경적 과제의 평가 그리고 가스 하이드레이트 생산에 적합한 법적 제도의 설계 등이다.

유럽에서의 이러한 융합 협력 체제 구축을 통해 MIGRATE 프로젝트가 성공적으로 수행될 경우, 전 세계 가스 하이드레이트 연구 개발 분야에서 유럽의 역할은 증대될 것이며 혁신적인 연구 결과는 가스 하이드레이트 연구 개발의 후발 국가에게 파급 효과가 클 것으로 기대된다. 가스 하이드레이트를 미래의 신에너지 자원 측면에서 평가하고 연구 개발을 수행하고 있는 아시아 국가들도 MIGRATE 프로젝트에 대한 면밀한 분석을 통해 범아시아권이 공동 참여할 수 있는 새로운 협력 기구의 구상도 필요할 것으로 판단한다. 이미 아시아 국가들은 자국의 해역에서 자원 탐사, 자원 부존량 평가, 생산 기술 개발 등에서 상당한 기술력을 확보하고 있기 때문에 국가 간 이해 관계를 떠나 서로의 강점 기술을 공유하고 공동 연구를 확대하고자 하는 새로운 전기가 필요하다. 이는 심해의 가스 하이드레이트로부터 환경적으로 안전하고도 경제적인 방법에 의해 가스를 생산하고자 하는 목표를 달성하기 위하여는 막대한 자본, 다학제 간 과학 기술자, 현장 적용 가능한 기술력이 투입되어야 하고 축적된 기술을 서로 공유하고자 하는 노력이 절대적으로 필요하기 때문이다.