[목멱칼럼]4차 산업혁명과 초미세먼지 대응전략

[이민화 창조경제연구회 이사장·KAIST 교수]미세먼지(PM10)보다 4배 작은 초미세먼지(PM2.5)에 국민 건강이 위협받고 있다. 한국의 초미세먼지(PM2.5) 농도는 25㎍/㎥(2017년)로 경제협력개발기구(OECD) 평균의 2배에 달하고 있다. 흡연보다 인체에 해로운 초미세먼지로 인해 한국인의 평균 수명은 OECD 국가에 비하여 1.2년 단축되는 것으로 알려져 있다. 오는 15일 미세먼지 특별법 발효를 앞두고 시민 차원에서 초미세먼지 전략을 제시해 보고자 한다.

미세먼지 특별법에서는 ‘비상저감조치’, ‘미세먼지 집중관리’, ‘산업 가동률 제한’을 포함한 미세먼지 저감 대책의 법적 근거를 제시하고 있다. 그런데 아직 초미세먼지의 발생과 원인의 인과관계 분석은 미비하다. 초미세먼지는 미세먼지와 달리 2차 생성 물질이 2/3를 차지할 정도로 복잡한 인과관계를 갖는다. 중국과 북한 등 외부 요인도 계절에 따라 20~80%의 변수로 작용한다. 참고로 중국이 미세먼지를 34% 감축할 동안 한국은 10% 미만에 머물렀다. 현재 지목된 미세먼지 원인(서울은 보일러와 노후 디젤 차량, 전국은 산업시설과 디젤 차량)들은 아직 가설 단계에 있다고 보아야 할 것이다. 보일러 교체와 노후 디젤 대체 등 저감 조치를 통하여 급한 불을 끄더라도, 궁극적으로는 4차 산업혁명의 데이터에 기반 한 초미세먼지 분석 대응 시스템을 구축하여 미세먼지 선진국에 도전해야 할 것이다.

필자가 이끄는 창조경제연구회(KCERN)는 △데이터화 △정보화 △지능화 △스마트화라는 4차 산업혁명의 4단계 스마트 트랜스폼 모델을 제시한 바 있다. 이 모델을 활용하여 초미세먼지 대응 전략을 다음과 같이 제안하고자 한다.

첫 번째는 데이터화다. 초미세먼지에 관련된 데이터를 정의하고 이를 최소 비용으로 실시간 수집하는 것이 미세먼지 대책의 실질적인 시작일 것이다. 미세먼지 등 공기질 데이터, 공기 흐름의 4차원 데이터, 차량별 운행 데이터, 보일러 등 에너지 소비 데이터, 발전과 산업 가동 데이터 등을 정의하고 이를 최소 비용으로 측정하는 시스템 구축이 필요하다. 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5) 그리고 극초미세먼지(PM1.0)를 전국적으로 실시간 측정해야 하는데 문제는 측정소당 억대가 넘는 예산이 든다. 가로등과 드론을 이용하여 도시와 산업단지의 공기질을 측정하는 제도 개혁이 획기적인 경제적 대안을 가능하게 할 것이다. 한편 KT와 SKT가 민간 차원에서 각각 1000개가 넘는 간이 측정 시스템을 구축하고 있다. 절대 값을 측정하는 기존의 공공 측정소와 시민의 눈높이에서 변화 정도를 측정하는 민간 간이 측정소의 복합 데이터 수집 전략이 요구된다.

두 번째는 정보화인데, 개별 데이터가 클라우드에서 빅 데이터로 모여야 새로운 가치가 발생하는데 환경부가 에어코리아를 통해 제공하는 공공 데이터는 민간과 아직 제대로 공유되지 않고 있다. 특히 군부대는 누락되고 공단은 실시간 통계가 미비한 것이 현실이다. KT가 공중전화 부스에서 측정한 민간 데이터도 함께 공유되지 못하고 있는 실정이다. 앞으로 확산될 기업과 개인의 개별적 간이 측정치도 공유되면 미세먼지 대책에 큰 힘이 될 것이다. 클라우드에서 공유된 빅 데이터는 다시 지역별로 가시화되어 시민들에게 공유되면 시민 참여가 확산될 수 있다. 데이터 공유를 위한 클라우드 시스템이 시급한 이유다.

세 번째 지능화 단계에선 클라우드에서 공유된 빅 데이터를 바탕으로 많은 조직들이 경쟁적으로 인공지능을 활용한 인과관계를 분석하면 과학적 미세먼지 대응 전략이 발전할 것이다. 복잡계인 초미세먼지 문제 해결을 위한 인과관계를 통한 최적화한 대응 시스템은 데이터 기반의 지능화 모델로 가능해 진다. 이어서 초미세먼지 및 극초미세먼지와 건강의 상관관계 연구가 병행되면 총체적 국가 경제 모델이 개발될 것이다.

마지막으로 스마트화. 인과관계 분석으로 초미세먼지 분포도와 바람을 비롯한 에너지 소비 예측을 하면, 차량 운행 정지와 발전과 산업 가동 조정 등 스마트한 미세먼지 대책을 수립할 수 있게 된다. 로드맵을 바탕으로 미세먼지 저감 기술들이 쏟아질 것이다. 시민들이 미세먼지 문제를 제기하고 대안을 선택하는 시민 참여를 촉진하는 리빙랩의 활성화도 추진되어야 한다. 그리고 환경부는 지역 간 경쟁을 촉발하면 된다.