활발한 연구 활동을 이어오고 있는 김혁중 교수는 자신이 운영하는 여러 팀을 융합 연구팀이라고 표현한다. 법, 화학, 건축과 토목 등 전문분야에서 활동하는 교수, 기업인, 연구자까지 다양한 구성원으로 이루어진 팀이기 때문이다. 미세먼지 저감을 목표로 30개 기관에 200여 명의 전문가가 모였고, 철강 산업에서 버려지는 부산물을 새롭게 자원화하기 위해서 철강, 건설, 학계가 힘을 합쳤다. 접점이 없어 보이는 이들을 모이게 한 것은 지속가능한 미래사회를 만들겠다는 공동의 목표이다. 각 분야를 대표하는 전문가들이지만 이들은 연구의 결과물이 당장에는 큰 변화를 만들지 못한다는 사실을, 개발한 기술이 대한민국을 한 번에 변화시킬 수 없음을 알고 있다. 그러나 많은 사람의 오랜 노력이 만들어가는 작은 변화가 큰 변화의 시작이 될 것이라는 믿음은 있다. 대한민국의 푸른 하늘을 위해 하나의 목표, 같은 믿음으로 꾸준히 나아가는 이들의 노력을 보고 들으며 대한민국의 미래를 꿈꿔보게 된다.

탄소중립을 위한 새로운 시도들

“다시 한 번 장관상을 받게 되어 기쁘고 감사한 마음입니다. 2003년 석사학위 논문 연구로부터 산업폐기물 재활용의 중요성을 인식하게 되었고, 그것이 시작이 되어 현재까지 자원재활용과 친환경 건설기술 연구를 중점적으로 수행하고 있습니다. 이번 정부 표창으로 받은 격려와 응원을 원동력으로 삼고 친환경 사회 구축을 위해 더욱 노력하겠습니다.”
지난 2월에 열린 ㈔한국자원순환산업진흥협회 정기총회에서 한경대학교 김혁중 교수가 2018년 ‘산업통상자원부 대한민국기술대상 사업기술진흥 유공표창’ 장관상 수상에 이어 두 번째로 산업통상자원부 장관상을 수상했다. 김 교수는 대한민국 탄소중립 2050 정책과 부합되는 철강 산업 자원순환 기술로 ‘산업통상자원부 탄소중립 예비타당성 기획’을 추진하고, 산학연관 선행 연구를 진행하는 등 정책연구 추진에 기여한 점을 높이 평가받았다. 또, 인증제품 판로확대를 위한 GR협회 ‘녹색 제품 품질 제고를 위한 공무원 교육’ 강사활동과 공공 기관과 기업의 인증제품 개발 및 사용 확대를 위한 사회적 활동 등의 공로도 인정받았다. 김 교수가 추진 중인 ‘산업통상자원부 탄소중립 예비타당성 기획’은 국내 철강 및 건설 산업의 탄소중립, 지속가능한 발전과 상생을 모색하기 위한 산학연관의 협력을 기반으로, 철강 산업부산물의 재활용과 선순환을 확대하기 위한 연구와 업사이클링(Upcycling) 개념 및 한국형 그린뉴딜 정책추진을 위해 각자의 역할을 해나가자는 것이다. 제조/건설업 부문에서 철강 산업의 온실가스 배출량이 가장 많고, 국내 전체 배출량에서도 13.7% 이상을 차지하는 만큼 철강 부문의 탈탄소 여부가 한국의 2050 탄소중립 성패를 가늠한다고 할 수 있다. 온실가스 최대 배출 업종인 철강산업이 건설업과 함께 탄소중립에 대한 새로운 패러다임을 구축한다면 탄소중립 실현을 위한 도전이 의미 있는 결실에 한 발자국 다가갈 수 있을 것이라 김 교수는 기대하고 있다.
“철강 산업부산물 재활용을 확대하는 연구를 진행 중입니다. 철강 생산 공정은 연·원료인 철광석과 석회석, 원료탄을 가지고 철강 제품을 만드는 과정이며, 각 공정에서 다양한 철강 부산물이 발생합니다. 대표적인 부산물이 슬래그(Slag)인데, 철광석으로부터 철을 분리하고 남은 물질인 슬래그는 부산물 발생량 중 약 80%를 차지합니다. 철강에서 버려지는 슬래그를 건설에서 자원화해 재활용할 수 있도록 국책사업을 통해 기업 관계자, 연구진, 대학교수들이 함께 연구하고 있습니다. 논문 및 학술 발표, 시범사업, 실증화 등의 단계를 통해 그 실효성을 검증해 나가고자 합니다.”
또한, 김 교수는 저탄소배출 도로포장공법인 ‘중온 아스팔트 콘크리트(이하 아스콘) 혼합물 기술사업화 및 표준화’ 기반 구축을 위한 단체표준 등으로 중소기업 동반성장형 친환경 도로 산업 발전에도 기여하고 있다. 중온 아스콘은 일반 아스콘 대비 약 30도 낮은 125~135도에서도 생산 및 시공이 가능해 연료 투입량 및 전력 사용량을 약 70% 수준으로 낮출 수 있다는 장점이 있다. 따라서 생산 및 시공 과정에서 연료와 전력비용을 감소하고, 1톤당 약 6~7kg의 이산화탄소 감축 효과도 거둘 수 있다. 이뿐만 아니라 저온 포장시공으로 도로 공사 기간이 단축되어 차량의 지·정체 시간을 줄여 이에 따른 탄소 배출량을 감소시킬 수 있다. 이렇듯 탄소중립을 향한 산업계의 시도들을 비롯해 끊임없는 연구와 정부의 정책 지원 등이 2050 탄소중립은 물론, 대한민국이 글로벌 탄소중립 시대를 이끄는 결실이 되길 기대해본다.

미세먼지가 사라진 맑은 도시를 만들 기술개발
충청남도는 현대제철이 위치한 철강 산업 도시인 데다가 전국의 약 50% 수준의 화력발전소가 운영되고 있다. 이에 충청도민인 김혁중 교수의 연구가 미세먼지와 탄소중립에 집중된 것은 자연스러운 흐름이기도 했다. 2021년 김 교수는 충청남도 탄소중립위원회 순환경제분과 위원으로 위촉되었고 이밖에도 5년간 240억 규모의 국토교통부 연구비를 지원받는 ‘도로 미세먼지 저감 기술개발 및 실증연구단’의 연구단장으로서 4년째 연구를 수행하고 있다. 연구단은 2019년에 시작된 도로기술연구사업으로 도심지 도로변 취약지점인 스쿨존과 버스 정류장 및 도로건설 공사에서 발생하는 비산먼지 저감기술 개발을 목적으로 약 200명의 전문가가 함께하는 실증화 연구다.
“미세먼지 해결에 대해 우리는 지금 첫걸음을 걷고 있는 중이라고 생각합니다. 연구단에서 수행하고 있는 기술 검증 과정들도 미세먼지 저감에 관한 대단한 성과보다는 용기 있는 시작이라고 평가하고 싶습니다. 역사적으로 수많은 위기가 닥쳤지만, 인류는 창조적인 방법으로 위기를 극복해왔어요. 코로나를 이겨내고 마스크를 벗게 될 때 미세먼지에서도 벗어나 도심에서 맑은 공기를 느낄 수 있도록 기술을 개발해나가겠습니다.”
현재 4차 년도에 접어든 미세먼지 사업은 4단계까지 진행되었는데, 지금까지 각각의 요소 기술을 개발하고 기술의 성능을 점검하는 데 집중했다면 이제는 충청남도와 MOU를 추진하여 그동안 개발한 기술을 선보이는 리빙랩(Living Lab) 시범사업 등을 계획하고 있다. 다양한 변수를 주며 실험을 진행하는 테스트베드 이후 실제 현장인 도로나 버스 정류장 등에 적용하는 리빙랩 단계에 돌입한다. 1년간의 미세먼지를 측정해 유의미한 데이터를 쌓고 시민들에게 의미 있는 연구 결과를 선보일 수 있기를 연구단 모두가 기대하고 있다. 김 교수는 탄소중립 2050 정책에 부합할 수 있도록 지자체와 도민의 중간적 교두보 역할을 하는 것은 물론 정책 개발을 위해서도 꾸준히 노력하겠다는 포부를 전했다.
한편, 박사학위 논문 주제로 시작한 이산화티탄(TiO₂)과 콘크리트 구조물을 접목한 연구는 2005년부터 현재까지 진행하고 있는 김 교수의 최장기 연구 프로젝트이다. 이산화질소를 저감하는 지구상의 유일한 촉매 물질로 꼽히는 이산화티탄은 최근 미세먼지뿐만 아니라 건설 등 다양한 분야에서 응용되고 있다.
“자동차가 다니는 도로에 미세먼지를 저감하는 기술이 적용되듯이 인도 포장법에 적용할 수 있는 미세먼지 저감기술을 개발하는 일에 집중하고 있습니다. 오랜 기초연구 끝에 2018년에는 국내 최초로 광촉매 도로포장 기획을 제안하여 서울시 양재역과 천안시 삼성대로에 시범사업도 추진할 수 있었습니다.”
이외에도 미세먼지연구단의 대표 성과로써 비포장도로의 흙길을 지나면 발생하는 비산먼지 저감 기술도 실증화 단계에 진입했다. 개발된 특수소재를 흙길에 코팅하면 하루에서 이틀 정도 최소한의 먼지가 발생하는데, 시범사업을 통해 시민사회에 큰 환영을 받았다. 앞으로도 제품 개발과 상용화를 위해 연구를 이어나갈 계획이다.

꿈을 위한 용기 있는 첫걸음을 시작하기를
김혁중 교수는 40대 젊은 나이임에도 미세먼지 저감기술과 자원 재활용 연구 분야에서 이미 40건의 특허를 보유하고 있다. 학위 논문을 기반으로 광촉매 실험실을 운영하면서 건설재료의 기능성 평가 및 광촉매 소재 개발을 통해서도 5건의 특허를 등록했다. 그는 기술개발의 연구 성과를 공유하는 학회의 학술 활동이 연구자로서 중요하고 필요한 일이라고 여긴다. 이러한 책임과 사명으로 김 교수는 대학원 과정부터 현재에 이르기까지 자긍심을 가지고 다양한 학술 활동에 적극적으로 참여하며 독보적인 경험을 쌓아가고 있다. 대표적인 활동으로 한국건설순환자원학회의 대의원, 이사, 탄소중립위원장, 한국콘크리트학회의 스마트콘크리트위원장, 학회지 편집위원, 한국구조물진단유지관리공학회의 학회이사, 정관규정위원장 등 융합 연구의 실증화를 위해 학술 활동에도 적극적으로 참여하고 있다. 이러한 학술연구 성과로 두 번의 산업통상자원부 장관상을 포함해 한국건설순환자원학회 학술상과 논문상, 한국도로학회 특별상, 한국건설자원협회 특별상, 한국컴퓨터정보학회 우수논문상 등을 수상한 바 있다.
“프로젝트 성공의 핵심은 ‘Co-work’입니다. 즉, 사람들과 아름다운 동행 의지를 형성하는 것입니다. 제가 진행하는 많은 융합 연구는 결코 쉽지 않은 도전이지만, 저의 뜻과 목표에 공감해주며 흔쾌히 손잡아주셨던 분들 덕분에 그동안의 연구 성과들을 이룰 수 있었습니다. 저 또한 중간에서 서로 다른 분야의 목적과 가치를 공유하고 초점을 맞추며 교두보 역할을 하고, 순조롭게 합의가 이루어진 순간에 가장 큰 보람을 느낍니다.”
김 교수는 프로젝트의 성공을 위해서는 사람들과의 동행이 핵심이라고 덧붙인다. 바쁜 일정 속에서도 김 교수가 지치지 않을 수 있었던 이유 또한 힘이 되는 이들이 항상 곁에 있었기 때문이라고 전했다. 무엇보다 김 교수가 쉼 없이 학술 활동과 사업 활동에 매진하는 원동력은 ‘꿈’이다. ‘자신과 자신의 꿈 사이에는 두려움만 있을 뿐이다’라는 책 『연금술사』의 한 구절처럼 어떤 일을 시작할 때마다 그는 ‘내가 저일을 할 수 있을까?’라는 고민이나 걱정보다 ‘내가 진심으로 하고 싶은 일인가?’를 먼저 생각한다. 하고 싶은 일을 진지하게 고민하고 시작하기에 새로운 사업 추진을 위해 기획하고, 성공 전략을 도출하며 컨셉과 조건을 최적화하는 모든 과정에 언제나 가슴이 뛰고 즐겁다. 모교에서 동문특강을 할 때도 가장 먼저 꺼내는 이야기는 언제나 ‘꿈’에 관한 것이다. 생장의 촉진 시기는 사람마다 다를 수 있지만 미숙한 현재의 모습에 실망하지 말아야 한다는 것이 이야기의 골자다. 타인과 비교해 부족함이 있다고 느낀다고 ‘미래의 꿈’마저 작게 표현하지 말라고 제자와 후배들에게 강조한다. 그의 말처럼 지극히 평범했던 직장인 김혁중 박사에서 국토부 최연소 연구단장, 최연소 국립대학 석좌교수가 되어 사회와 학술연구 분야에서 나름의 역할을 할 수 있었던 원동력은 ‘꿈길에서 첫걸음을 디뎠던 용기’일지 모른다. 그는 요즘 미세먼지와 탄소중립 실현을 위한 비영리 공익재단을 설립하는 새로운 꿈을 꾸고 있다. 열정과 능력이 있는 연구자, 사업가와 분야별 전문가들이 함께 지혜와 경험을 공유하며 ‘삶의 환경을 푸르게 변화시키는 플랫폼’. 그 꿈길(Dream Road)로의 도전을 위해 첫걸음을 용기 있게 시작해보고자 한다.

김윤혜 기자 다른기사 보기