세계에너지협의회(WEC)가 발표한 우리나라 에너지 3중고 지수(Energy Trilemma)가 129개국 중 54위로 나타났다. 특히 에너지안보(Energy Security), 에너지 형평성(Energy Equity), 환경적 지속가능성(Environmental Sustainability)이 포함되는 이 지수 중 에너지안보가 101위로 나타나면서 아시아 국가 중 최하위를 기록했다.

황인상 기자 his@

우리나라는 화석연료 등 자원 수입률이 97%에 달한다. 이는 ‘에너지 인프라 안정성’이 구축되지 않았다는 뜻이다. 한 마디로 에너지의 안정적인 공급이 보장되지 않은 것이다. 에너지 안보지수가 100위권 밖으로 벗어난 가장 큰 원인이다. 뿐만 아니라 우리나라는 에너지 3중고 지수에서 안보와 반대로 에너지 형평성은 높았다. 사회의 접근성과 구매력을 뜻하는 에너지 형평성은 한 마디로 ‘수요’ 지수로, 소비하는 에너지는 많은 반면 공급량은 거의 없는 것이다.

세계 최초로 ‘지하 영상화 기술’ 개발에 성공

▲ 신창수 교수

최근 국내에서 자원확보에 대한 대책 마련이 시급하다는 목소리가 높아지고 있다. 이에 신창수 서울대학교 에너지자원공학과 교수의 행보가 화제다. 최근 신창수 교수는 세계 최초로 석유탐사 ‘지하 영상화 기술’ 개발에 성공, 전 세계의 이목이 집중되고 있다. 그간 신 교수는 석유 에너지 산업의 상류부문인 탐사, 개발 및 생산 분야에서 가장 핵심적인 기술인 지하영상화 기술의 새로운 영역을 넓혀 왔다. 지하영상화 기술은 진동파를 활용해 석유 매장 지점을 정확히 짚어내는 기술로 석유 에너지 분야의 탐사와 개발, 생산, 시스템 개발 등 미래 에너지자원 대안의 핵심기술로 대두되고 있다. 특히 파동방정식을 이용해 컴퓨터로 시뮬레이션된 합성기록과 현장기록의 차이를 최소화하여 지하지층의 속도를 자동적으로 구해서 지구내부의 물 성치를 분석하는 첨단기술로 평가받는다.

파형역산기술의 발전과 더불어 지난 30여 년간 이 연구에 몰두해온 신 교수는 지금까지 SCI급 논문 126편을 발표했으며 다른 연구자들에 의해 3455회 피인용 되었고, 해외유명학회지에 114편의 초록을 발표했으며 다른 연구자들에 의해 370회 피인용 되기도 했다. 석유물리탐사 분야에서 영향력 있는 학술지 중 하나인 국제지구물리학저널(Geophysical Journal International)에 라플라스 영역 완전파형역산에 관한 논문을 2008년과 2009년 연이어 발표했다. 이러한 공로를 인정받아 신 교수는 지난 9월, 대한민국학술원상을 수상하는 쾌거를 거두었다. 대한민국학술원상은 인문학, 사회과학, 자연과학부문에서 학술연구 또는 저작이 우수해 학술발전에 공로가 있는 학자에게 수여된다. 신창수 서울대학교 에너지자원공학과 교수는 “석유 탐사 기술은 숨어 있는 석유까지 찾아내 인류에게 선물해 주는 기술”이라며 “지금의 기술로는 실제 매장된 석유의 30% 정도 밖에 발견하지 못하고 있는 것이다. 석유 탐사기술 개발로 숨어있는 석유를 찾아내 인류의 생존을 위협하는 에너지 고갈문제에 대비하여야 한다”고 강조했다.

라플라스 변환을 파형역산에 도입
일반적으로 완전파형역산 기법은 실제 현장에서 활용됨에 있어 국부 최소 점들의 존재로 인한 비유일해 문제, 수치분산의 억제를 위한 엄청난 계산량, 그리고 현장자료의 저주파수 부재로 인해 속도모델의 장파장 성분을 추정할 수 없다는 문제점과 한계를 가지고 있다. 이에 신창수 교수는 많은 사람들이 불가능하다고 생각했던 라플라스 변환을 파형역산에 도입함으로써 국부 최소점 문제를 완화시킴으로써 완전파형역산의 수렴성을 향상했다. 그는 “라플라스 변환의 특성으로 생성되는 영주파수 및 저주파수 성분을 이용해 주관적인 초기모델을 설정하지 않아도 장파장 속도모델을 효과적으로 얻을 수 있도록 만들었다”면서 “또한 모델 격자 크기의 제약이 적어 계산량을 획기적으로 줄임으로써 최고 성능의 슈퍼컴퓨터로도 불가능하였던 현실적인 3차원 탄성모델의 계산도 가능하도록 구현했다”고 덧붙였다.

신 교수는 여기에 만족하지 않고 최근 인체를 영상화하는 장비인 MRI, CT, 초음파기기들과 원리가 동일한 지하영상화 기술도 연구하는 중이다. 그는 “이 기술과 노하우는 기존에 사용되고 있는 초음파에 비해 훨씬 낮은 주파수를 가진 음파를 이용해 인체를 영상화하는 것”이라며 “이것이 성공한다면 의료계의 큰 혁명이 일어날 것으로 전망된다”고 피력했다. “남들과 다른 창의적인 생각을 통해 그 벽을 허물 때 기존 연구성과 이상의 훌륭한 업적을 이룰 수 있다”고 강조하는 신창수 교수. 에너지 고갈 위기의식이 점차 커지고 있는 상황에서 우리나라에서 석유를 발굴할 수 있도록 기술 개발과 연구에 매진하고 있는 그의 행보에 귀추가 주목된다. NM