세계 주요국들은 경제성이 확인되고 단기간에 성과를 얻을 수 있는 에너지사용 효율화정책을 우선적으로 추진하고 있다. 우리나라 정보통신연구진흥원에 따르면 2030년 에너지사용효율화를 통한 에너지수요 절감효과가 新대체에너지 개발을 통한 절감효과의 2배에 이를 것이라고 밝힌 바 있다. 따라서 세계 주요국들은 에너지사용 효율화정책에 있어 가장 큰 특징인 IT부문을 적극 활용하고 있다. 가까운 일본 역시, 그린IT를 통해 에너지 절약을 실현하고자 기술개발이 한창 진행중이다.

흔히 IT가 소비하는 전력은 조명, 공조, 전차에 비해 적을 것이라 생각하기 쉽다. 하지만 현재 일본은 IT에서 소비하는 전력은 총발전량(연간 약1조㎾h정도)의 4%를 넘어서고 있다고 밝혔다. 게다가 광범위하게 보급된 PC를 기초로 연간 40%로 성장하는 인터넷 통신량의 상승세가 더해져 전력소비가 높은 증가율을 보이고 있다.

일본경제산업성에서는 이 두 개의 측면을 Green in IT또는 Green by IT라 한다. 다시말해 ‘그린IT’ 기술개발을 추진하고 있다. 그린IT추진협의회는 적절한 기술개발로 2020년 1억3000만톤의 CO2를 삭감할 수 있다고 예측했다. 2007년 일본 총CO2배출량은 약 13억톤이다.

일본산업기술종합연구소에서 추진하는 그린IT연구의 대부분은 Green in IT, 이를테면 CPU(프로세서)와 메모리는 IT기기 중심에 해당하고 전원이나 냉각기 등은 CPU를 잘 작동시키기 위한 보조기구에 해당한다. 따라서 CPU와 메모리의 전력(발열)을 감소시키면 전원이나 냉각기도 함께 생력을 절감할 수 있게 된다. 

일본산업기술종합연구소는 영상 대용량통신에 적합한 All 광통신방식(광 패스네트워크)를 제안해 거기에 필요한 디바이스의 연구를 시행하고 있다.

1990년대에는 네트워크에 따른 정보처리는 세계로 분산된다고 예상했다. PC 보급율은 85%에 달하고, 오피스나 가정의 PC는 불가결한 존재가 됐으며, 저장고나 데이터 처리는 데이터 센터로 집중화됐다.

이것은 마치 지역활성화를 노린 교통망 정비로 도시 집중이 재 가속되는 것과 닮아있다.

에너지절감의 관점에서 데이터센터로의 집중은 기기변신이 빠르게 고도 관리가 시행되는 것으로 효과를 기대할 수 있다. 특히 데이터센터 전원·공조를 통한 에너지절감과 인터넷 기반의 컴퓨팅 기술인 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing)로 에너지절약이 가능하다.

일본산업기술종합연구소의 연구코디네이터 마쯔이 토시히로는 “그린IT는 IT의 에너지절약, IT에 의한 에너지절약을 도모하는 기술개발”이라고 말하며 “물건이나 서비스 가격에는 제조·제공에 필요한 에너지 원가가 포함돼 있어 에너지절약이 이뤄지면 물건이나 서비스의 가격을 낮추는 것이 가능하고 결국 경제 활성화로 연결될 것”이라고 설명했다.

아울러 그는 그린IT기술개발이 핵심이 되어 새로운 네트워크의 보급이나 새로운 컴퓨터가 나타나 제도의 재조합, 인재육성 등이 이뤄지고 이노베이션(innovation)으로 연결되길 기대한다고 말했다.

소비전력의 가시화기술
일본은 집안에서 시시각각으로 소비전력을 표시해 주는 기기인 전력량계가 인기다. 소비전력 뿐 만 아니라 전기요금이나 CO2소비량으로 환산된 값을 표시해주기도 한다. 지난해 여름에는 이 기능이 내재된 에어컨이 발매됐다. 소비자가 직접 소비전력량을 볼 수 있도록 하여 에너지절약 의식을 제고시키고 결과적으로 에너지 소비를 줄일 수 있다.

따라서 보이는 소비전력량을 대규모로 실행하기위해서는 전력량 계측장치의 소형화, 저가격화가 필수이다.

또 이용폭이 확대될 수 있도록 측정데이터의 전송방법, 대량의 측정데이터 처리, 측정결과의 신뢰성 확보 등의 기술개발을 해야 한다. 따라서 산업기술종합연구소는 2009년부터 이런 기술개발을 진행하고 이후 시제품을 설치해 그 효과를 검증할 계획이다.

光네트워크 底에너지화 기술
현대시대를 사는 사람들은 통신 네트워크 없이는 일과 생활을 할 수 없을 정로도 네트워크에 의존하고 있다. 또 네트워크의 정보량은 연40% 비율로 계속 증대되고 있다. 이것은 유투브(YouTube)나 구글(google)의 동영상 등을 대표적인 예로 영상정보의 증대가 요인으로 작용한다. 영상정보는 메일이나 웹 열람에 비해 정보량이 많은 것이 특징이다.

현재 인터넷에서는 IP 패킷이라는 작은 정보의 패킷을 루터 속에서 전자적으로 처리해 목적지를 정하는 방식을 취하고 있다. 네트워크포토닉스연구센터 나미키 슈 연구원은 루터 중 가장 큰 전력소비를 차지하는 것이 이 부분으로 소비전력의 1/3을 차지한다고 밝혔다.

따라서 이에 대한 구상은 영상정보 등의 거대정보를 광패스 네트워크라는 새로운 네트워크로 대응해 초저소비전력화하려는 것이다. 광패스 네트워크에서는 전자적으로 목적지를 정할 뿐만 아니라 정보를 광 스위치로 회선교환하는 방식으로 유저 간 광패스로 연결한다.

광 스위치는 저소비전력으로 작동하는 것을 개발할 수 있게 되어 정보량 당 소비전력을 현상루터와 비교해서 3~4정도 내리는 것이 가능하다. 따라서 10년 후 네트워크는 메일이나 웹 열람에 편리한 현재 IP패킷네트워크를 보다 저소비전력화하고 고정밀영상정보 등을 다룬 광패스 네트워크가 될 것으로 예상한다.

IT기기의 에너지절약화
IT사회의 진전이나 IT기기의 경이적인 저소비전력화는 트랜지스터의 미세화에 의해 실현되어 왔다고 해도 과언이 아니다. 하지만 트랜지스터의 미세화를 추진하는데 있어서의 곤란한 점이 늘어나고 있어, 결과적으로 소비전력은 반대로 증가하는 경향이 있다.

마사하라 메이쇼쿠 산업기술종합연구소 일렉트로닉스연구원은 트랜지스터 미세화와 함께 게이트 절연막을 개입시켜 누수 전류에 기인한 소비전력 증대가 큰 문제가 되고 있다고 밝혔다. 산업기술종합연구소에서는 막후를 얇게 해 누수 전류를 큰 폭으로 삭감할 수 있는 새로운 고유전율게이트 절연막 개발을 실행하고 있다.

동시에 미세화 추진에만 의지하지 않고 성능향상을 위한 새로운 채널재료개발에도 임하고 있다. 구체적으로는 게르마늄이나 갈륨비소 등의 재료를 이용해 실리콘의 성능을 능가하는 트랜지스터 개발을 추진하고 있다.

트랜지스터미세화에 수반해 발생하는 드레인 소스간의 큰 누수 전류를 구조적으로 제어하는 수법으로 산업기술종합연구소는 이제까지의 전류경로를 평면구조에서 입체구조로 해 복수 제어전극(게이트)를 마련한 트랜지스터(입체채널 멀티 게이트 트랜지스터)를 제안한다.

이 구조 도입으로 20㎚이하의 게이트에서도 누수 전류가 늘지 않는 이상적인 특성을 얻을 수 있는지 확인하고 있다. 새로운 미세화가 가능한 ㎚오더 직경의 와이어 채널 트랜지스터도 개발하고 있다.

복수제어 전극을 하나하나 독립으로 제어한다면 소자 제조후의 자유롭게 특성제어가 가능하다. 산업기술종합연구소에서는 이 트랜지스터 레벨에서의 자유로운 특성 제어성을 활용할 수 있는 새로운 회로도 제안하고 있다.

나노전자디바이스연구센터 오오타 히로유키는 회로기능에 기여하지 않는 트랜지스터 특성을 대기상태로 만들어 회로전체 누수전류를 1/100로 삭감하는 것에 성공했다고 밝혔다. 또 양자역학적인 터널효과를 활용한 새로운 원리의 디바이스에 의한 전원전압을 한층 더 저감하는 연구개발을 진행하고 있다.

이처럼 재료, 구성, 그리고 회로까지 혁신적 기술도입으로 트랜지스터 세분화 추진과 함께 여기까지의 대규모집적회로(LSI)에 대해 1/100이하의 저소비전력화가 가능하게 된다. 우리들은 이 기술에 의해 고성능에 저소비전력인 초고밀도 집적회로(VLSI)를 실현하기위해 기반기술을 개발하고 우리나라의 IT사회와 반도체산업에 기여하는 것을 목표하고 있다.

우리나라 녹색성장정책에 있어 IT의 중요성
우리나라는 세계 10대 에너지소비국이다. 총에너지의 97%를 해외수입에 의존하며 2007년 에너지 수입액은 950억불로 전체 수입액의 26.6%를 차지함으로써 2008년과 같은 에너지위기에 대해 근본적이며 장기적인 대책 수립이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

또한 온실가스 배출량은 약 6억톤 규모로 세계 9위에 해당하여 세계적인 기후변화문제에 자유롭지 못한 상황이다. 향후 교토의정서에 의한 이행이 시작될 경우, 온실가스 배출량 감소는 우리 경제에 적지 않은 영향을 미칠 것으로 예상되고 있다.

이에 따라 2008년 8월 국가에너지위원회는 장기적이고 종합적인 제1차 에너지 기본계획(2008∼2030)을 수립했으며 주요 내용은 환경, 효율 및 안보 등의 정책목표를 설정하고 이를 달성하기 위한 최적의 에너지 공급믹스를 도출했다는 것이다.

또한 이러한 국가에너지 기본계획을 바탕으로 2008년 9월 녹색성장정책의 목표를 신성장동력 발굴, 삶의 질과 환경개선 그리고 국제사회 기여로 설정하고 이에 따른 기본방향을 설정하고 지난해 1월 녹색성장정책이 발표됐다.

우리나라의 경우 주요국들의 녹색성장과 달리 단순히 에너지문제와 환경문제를 해결하고 미래의 지속가능한 신성장동력을 개발하는 것에 그치지 않고 단기적으로 일자리 창출과 공공지출확대를 통해 경기침체를 극복하기 위한 목표가 추가됐다는 것이며 에너지 복지문제를 상당히 많이 고려하고 있다는 점이다.

또한 IT기술에 대한 활용이 상대적으로 적게 나타나고 있다는 것과 과도한 공공지출에 따른 문제점들이 지적되고 있기는 하지만 지난해 발표된 녹색성장정책은 국가적 차원에서의 종합계획이라는 점에서 향후 세부실천계획 수립시에 모두 반영될수 있을 것으로 판단된다.

정보통신정책연구원 동향분석실 황성진 책임연구원은 그러나 무엇보다 중요한 것은 1970년대 중화학공업을 그리고 이후 정보통신산업을 중심으로, 즉 우수한 인력자원 등의 전략적 생산요소를 활용해 우리나라 경제성장을 이뤄왔던 것에 비춰 이제 새로이 녹색성장이라는 정책을 통해 부존자원이 적은 우리나라의 입장에서 산업화 진전에 따른 근본적인 문제점을 해결함과 동시에 지속가능한 성장동력을 개발한다는 것은 매우 바람직한 것으로 평가된다고 밝혔다.

녹색성장정책은 환경(Green) 성장(Growth)의 양립구조에서 벗어나 환경 그 자체를 새로운 성장동력으로 인식해 환경과 성장의 선순환구조로 경제성장 패러다임을 전환시키는 것이다. 이러한 녹색성장정책은 미래의 새로운 지속가능한 성장동력이라는 측면에서 ‘그린 뉴딜'이라고까지 명명되며 전 세계 주요국들의 관심이 되고 있는 실정이다. 그러나 국가에 따라 다소 상이하게 추진되고 있다.

황성진 책임연구원은 에너지 관련 정책을 중심으로 녹색성장정책에 있어 IT의 역할 및 중요성에 대한 보고서를 발표했다. 녹색성장정책은 단순한 환경문제를 해결하기 위한 정책이 아닌 과거 정보화정책과 마찬가지로 사회적인 변혁을 수반하는 것으로 범국가적인 차원에서 추진되고 있다. 그는 우리나라 역시 범국가적인 종합적인 추진이 필요할 것으로 판단된다며 녹색성장정책의 중요한 시사점 몇 가지 덧붙였다.

녹색성장정책의 핵심부문으로서 에너지정책을 규정하고 신재생 에너지 개발에 앞서 단기적으로 성과가 가능한 에너지 사용의 효율화를 보다 적극적으로 추진하고 있다. 중요한 것은 EU의 경우에 있어 기존의 에너지 사용 행태를 개선함으로써 에너지 사용의 10%를 절감할 수 있다. 우리나라의 경우와는 달리 미국과 EU 그리고 일본 모두 녹색성장정책에 있어 IT의 중요성을 인정하여 이를 적극 활용하고 있다.

이러한 IT활용은 단순히 그린IT 차원을 넘어 특히 일본의 경우에 있어서는 미래 시회를 유비쿼터스 사회로 규정하는 것과 같이 IT 기반구조로서 차세대 통신망인 USN 등을 광범위하게 활용하고 있다. 또한 EU의 경우 정보화정책과 병행해 추진되고 있으며, 미국의 경우에 있어서도 IT의 활용은 에너지문제와 함께 사회적인 문제해결을 위해 적극 이뤄지고 있다는 것이다.