자연에서 답을 찾는 네덜란드 혁신 기업들

- 지속가능성 실현을 위한 기술로 생체모방에 대한 관심 증가 -

- 자연으로부터 기술과 경영원리를 습득 -

     

     

 

자료원: 위키피디아, interfacedesignspace.com

     

□ 생체모방(Biomimicry)이란?

     

 ○ 생체모방(Biomimicry, Biomimetics)은 엔지이너링과 생명공학을 융합해 새로운 발명을 하는 혁신의 방법

  - 생체모방의 가장 간단한 예로는 벨크로(Velcro), 일명 찍찍이. 벨크로는 씨앗이 개의 털에 붙는 원리를 이용해 발명됨. 개미집을 본뜬 현대적 환기 시스템이나, 유선형 물고기나 새에서 아이디어를 얻은 공기역학적 디자인의 자동차, 기차도 생체모방의 간단한 예로 볼 수 있음.

     

 ○ 자연에서는 더 효율적으로 에너지를 사용하는 유기체일수록 진화과정에서 자연 도태를 피할 수 있기 때문에, 자연으로부터 학습하는 생체모방은 정의 자체에서 프로세스를 최적화하고 에너지와 자원을 절약하는 성질을 가짐.

     

 ○ 전자현미경이나 초고속카메라와 같은 최첨단 장비들이 발달하면서, 생체모방의 발전 가능성은 더 높아졌음.

  - 전자현미경으로 발견한 가장 대표적인 기술이 도마뱀의 발바닥임. 도마뱀이 벽에서 떨어지지 않고 기어 다닐 수 있는 원리는 끈끈이나 압착컵이 아니라 작은 솔기 때문이었음. 수백만 개의 솔기와 천장이 자기장(Van der Waals)을 일으켜 천장에 도마뱀이 붙어있을 수 있는 것

   · 이런 원리를 이용해 독일 기업 Festo는 Nano Force Gripper를 발명해냄. Nano Force Gripper는 에너지를 사용하지 않고, 유리컵이나 디스플레이 모듈과 같이 표면이 매끄럽고 깨지기 쉬운 물체를 들어올리는 기계임.

     

 ○ 생체모방의 개념은 자연의 겉모습을 모방하는 것뿐만이 아니라 자연의 생존원칙을 경영에 도입하는 것도 포괄

  - 성공적인 생체모방은 아래의 자연의 생존원칙 6가지에 부합해야 함.

   · 현지 적응과 즉각적인 반응(Be locally attuned and responsive)

   · 생명 친화적인 화학사용(Use life-friendly chemistry)

   · 효율적 자원 활용(Be resource efficient)

   · 개발과 성장을 통합(Integrate development with growth)

   · 생존을 위한 진화(Evolve to survive)

   · 변화하는 환경에 적응(Adapt to changing condition)

  - 6가지 생존원칙에 따라 기업이 경영에 적용할 수 있는 전략은 아래와 같음.

     

생체모방의 원칙과 전략

자료원: LEI, Wageningen UR

     

□ 네덜란드의 생체모방의 발전 가능성과 영향력

     

 ○ 생체모방기술은 미국, 독일에서 발전했으나 아직 네덜란드는 도입단계에 있음.

  - 네덜란드 기업들의 생체모방은 주로 기술적인 측면에서 이루어지고 있으며, 경영 시스템 전반의 혁신은 소수의 사례만 존재함.

     

 ○ 네덜란드 정부는 생체모방을 이용한 지속가능한 경제를 지원하고 있음.

  - 네덜란드의 비영리기관인 BiomimicryNL은 생체모방 기술을 이용해 지속가능한 경제 부흥을 위한 그린딜(Green Deal)을 2011년 발의했음.

   · 그린딜은 네덜란드 경제부와 관련 기업, 연구기관이 함께 지속가능성 프로젝트, 에너지 절감 프로젝트를 진행하는 것으로, 프로젝트는 바이오 기반 경제, 운송, 수자원, 식량, 생물다양성, 자원, 건설, 기후의 9가지 테마로 구분됨. 2011~2014년 1090개의 기관이 참여해 그린딜 176개가 성사됨.

  - 생체모방 그린딜의 참여 기관 및 기업은 BiomimicryNL, 델프트 공과대학, BELW Advies, draaijer+partners B.V., Brainport Industries Cooperatie, FastFact, Interface Nederland, 그리고 경제부임.

  - 그린딜을 통해서 2013년 '생체모방 로드맵 2020'을 완성. 로드맵은 네덜란드의 생체모방 관련 지식 인프라 향상 방안 및 BiomimicryNL과 관련 기업들의 협력방안에 대한 전략을 제시하고 있음.

     

 ○ 네덜란드 와헤닝헌대학의 연구소 LEI가 생체모방이 네덜란드 경제에 미칠 영향을 조사한 결과, 2025년에는 GDP 생산의 2%가 생체모방 혁신에서 창출될 것으로 기대됨.

  - 부가가치는 154억 유로에 이를 것으로 분석

  - 국민소득 기준으로는 2025년 86억 유로(1%) 생체모방으로부터 창출될 것으로 예상됨.

  - 생체모방 기술은 특히 화학과 의약품 산업에 미치는 영향이 큼. 네덜란드 산업에 생체모방 기술의 영향력을 계산해볼 때, 화학산업에서 창출되는 가치가 가장 클 것으로 전망됨.

   · LEI는 미국의 특허상표청에서 분석한 데이터를 기반으로 산업별 생체모방 기술의 영향을 계산하고 있음.

     

     

 ○ 경제적 부가가치뿐만 아니라 이산화탄소 배출 감축과 에너지 손실 방지에도 생체모방이 도움이 될 것으로 기대됨.

  - 미국의 경우 2025년까지 생체모방 기술을 10%의 탄소 배출을 줄여 500억 달러를 절약할 수 있을 것으로 예상됨. 네덜란드의 경우 25억7000만 유로를 절약할 수 있을 것으로 전망됨.

     

 ○ 네덜란드의 물리학자이자 천문학자인 Ylva Poelman은 수년 내에 네덜란드의 생체모방 관련 산업이 크게 도약할 것이라고 전망함.

  - Poelman은 네덜란드의 기업들이 자연이 주는 해결책을 아직 충분히 인지하지 못하고 있다고 지적하며 "생체모방은 큰 비즈니스"임을 강조

     

□ 기술적 측면에서 생체모방을 도입한 기업의 사례

     

 ○ 돌고래 영법에서 영감을 받은 Ofoil의 선박 프로펠러

  - Ofoil의 설립자 Bas Goris는 나선형 프로펠러로 더 이상 에너지 절감은 어렵다고 판단해, 전혀 다른 디자인의 프로펠러를 개발하고자 수중이나 공기 중에서 추진력을 가지고 있는 여러 동물들을 연구함.

  - 알바트로스의 날개, 참치의 지느러미, 물개의 영법 등 다양한 방법을 살펴보다가 결국 돌고래의 꼬리를 이용한 영법을 참고해 프로펠러를 디자인함.

  - Ofoil에서 만든 프로펠러는 기존의 나선형 프로펠러보다 50%나 에너지를 절감할 수 있으며, 연료비를 33~50% 줄일 수 있음.

     

    

자료원: www.ofoil.nl

     

 ○ 자연으로부터 포장기술을 배우는 NNZ

  - 네덜란드의 식품포장업체 NNZ는 감자나 과일의 껍질에 착안해 식품 포장재를 생산

  - NNZ는 자연을 모방한 포장기술을 개발하기 위해 과일·채소의 표피를 연구하는 생물학자와 함께 제품 개발을 진행했음.

  - 그 결과 감자의 포장재를 개발. 감자의 품질을 유지하기 위해서는 산소와 탄소가 적절히 투과돼야 하는데, 기존에 포장재에 뚫려있던 구멍은 너무 커서 NNZ는 최적의 구멍 크기를 계산해 포장재에 적용함.

     

□ 경영시스템 측면에서 생체모방을 도입한 기업의 사례

     

 ○ 공급사슬부터 서비스까지 생체모방 활용하는 Interface

  - Interface는 미국에 본사를 두고 있는 세계 최대의 카펫 타일 디자인, 제조회사

  - 1994년 설립자 Ray Anderson은 폐기물 감축, 탄소배출 감축, 원재료 재활용과 신재생 에너지 활용을 원칙으로 해 지속 가능한 방식으로 생산하기로 결정

  - 특히 Interface의 네덜란드 Scherpenzeel 지점은 다음과 같이 생체모방의 생존원칙을 경영에 적용함.

   · 효율적 자원 활용: ① 바이오 원사와 재활용 원사 사용 ② 원사를 50% 적게 사용하는 새로운 카펫 디자인 개발 ③ 오래된 타일을 재활용하기 위해 수거 ④ 접착제 없이 타일 부착

   · 접착제 없이 타일을 부착하는 것은 기술적 측면에서 생체모방 기법을 적용함. Interface는 카펫 재활용을 늘이기 위해 카펫 부착방식을 바꾸고자 했음. 그래서 생물학자를 개발과정에 포함시켜 벽을 자유롭게 기어다닐 수 있는 도마뱀 발바닥의 원리(Van der Waals 힘)를 카펫에 적용시키기로 함.

   · 현지 적응과 반응: ① 지속가능성 전략 수립 시 근로자, 외부 이해관계자, 지역사회를 포함. ② 책임 있는 방식의 폐기물 처리 ③ Scherpenzeel지역의 농부들로부터 그린가스를 공급받아 사용

   · 개발과 성장을 통합: 지속가능한 원재료와 혁신에 투자

  - 위와 같은 경영 전략을 바탕으로 Interface는 경제적·사회적·환경적 요소를 결합해 지속가능성이 높은 비즈니스 모델을 도출해냄.

   · 필리핀에서 재활용 원사 수급

 

ㅇ Interface Global은 Net-Work라는 프로그램을 통해 인도와 필리핀의 버려진 그물을 모아 카펫 타일 컬렉션을 제작   - 인도와 필리핀의 버려진 그물들은 바다 속에서 썩지 않고 600년간 해양 생태계를 파괴함. 또한 산호와 물고기가 버려진 그물에 걸려 어업을 생계수단으로 삼고 있던 현지 주민사회가 어려워졌음.   - Interface Global은 버려진 그물로 카펫을 제조하는 기술을 개발. 돈을 주고 현지 주민들로부터 버려진 그물을 샀고, 주민들은 버려진 그물을 낚는 그물 청소부로 일자리를 갖게 됐음.

 

   · 원재료의 49%는 재활용 또는 생분해 가능한 물질로 사용

   · 공급사슬을 지속가능한 방식으로 바꿔 원료에 대한 의존도는 낮아지고, 재활용 원사에 대한 수요는 높아짐.

     

 ○ Cradle to Cradle을 실천하는 Van Houtum Toiletpaper

  - Van Houtum사는 일반 화장지 생산에서 환경 친화적 화장지 생산과 화장실 설계로 발전

  - Van Houtum은 조직 전체적으로 'Cradle to Cradle' 패러다임에 입각해 제품과 생산과정의 혁신을 추진하고 있으며 일부는 다음과 같이 생체모방 기법에 기반함.

   · 효율적 자원 활용 및 생명 친화적 화학사용: ① 생분해 가능한 화장지 Satino Black 생산 ② 생산과정과 펄프는 Cradle2Cradle 인증, FSC 재활용 라벨과 Eco Label 획득 ③ 생산과정에서 폐수를 재활용하며, 신재생 에너지를 이용해 생산(탄소중립적인 완제품 생산)

   · 현지 적응과 즉각 반응 및 변화하는 환경에 적응: ① 사용된 종이컵과 폐지를 화장지의 원료로 재활용 ② 재활용 하드보드종이를 포장재로 이용

  - Satino Black은 아직 이윤을 창출하지는 못하고 있으나 Van Houtum사는 폐기물 처리와 에너지 비용이 점점 더 올라감에 따라, 생산 공정을 비용 효율성이 올라갈 것으로 기대

     

자료원: www.vanhoutum.nl

     

 ○ Emmen Zoo(Emmen시 동물원)

  - Emmen시는 동물원의 관람객 수가 줄어들자, 테마파크로 재개발 계획

  - Emmen시가 위치한 Drenth주의 주정부는 재개발된 테마파크가 지속가능성을 높일 경우에만 보조금을 지급하기로 결정함.

  - 이에 따라 Emmen시는 동물원의 인테리어를 생체모방적 원칙에 따라 설계하고 생태계와 최대한 유사한 동물원을 건설하기로 계획

  - Emmen시 동물원을 건설할 때, 다음과 같은 생체모방적 원칙을 적용하고 있음.

   · 효율적 자원 활용 및 생명 친화적인 화학사용, 현지 적응과 반응: ① 수처리, 필터링, 조류보호유리, 열교환 등 다양한 분야에서 자연의 법칙을 응용. (펭귄이나 돌고래가 추운 환경에서 몸을 따뜻하게 보호하는 원리에서 착안) ② 녹색 화학과 지속가능한 합성물질을 조합해 바이오 생체물질로 도개교 건축 ③ 신재생에너지를 도심으로 공급 ④ 빗물 활용 등

  - 현재 Emmen 동물원을 2015년까지 운영하며 2016년 새롭게 Wildlands Adventure Zoo Emmen를 개장할 예정

     

□ 시사점

     

 ○ 기업의 기술혁신 및 제품개발 과정에서 생체모방 기술 적용 가능

  - 생체모방 기술을 개발하고 활용하기 위해서는 대학, 연구기관과 기업의 협력이 기본 바탕이 돼야 함.

  - 국내 대학, 연구기관과의 협력뿐만 아니라 와헤닝헌 대학과 같이 생체모방 기술 연구에 박차를 가하고 있는 네덜란드 및 유럽의 연구기관과도 공동 연구 및 개발 가능성을 모색해야 함.

     

 ○ 네덜란드나 유럽 기업과 협력해 한국에서 개발한 생체모방 기술을 폭넓게 활용할 수 있는 가능성을 볼 필요가 있음.

  - 국내에도 홍합접착제나 소금쟁이 로봇과 같은 생체모방 기술들이 연구되고, 언론에 소개되고 있음.

   · 국내 포스텍 화학공학과 팀에서는 홍합의 성질을 모방해 홍합 접착제를 개발. 보통 접착제는 물속이나 다습한 환경에서 접착력이 떨어지는 경향을 보이는데, 홍합 접착제는 물에 젖을수록 더 강한 접착력을 보이는 특성을 가짐.

   · 한미공동연구진은 소금쟁이가 물에 빠지지 않고 물 위를 다니는 유체역학 원리를 밝혀내 소금쟁이 로봇을 개발함.

  - 생체모방 기술은 의약품, 건축, 화학, 로봇(하이테크) 산업 등 적용될 수 있는 분야가 다양함.

     

 ○ 생체모방에서 이야기하는 생존원칙과 경영전략은 한국 기업의 지속가능성을 높이기 위한 경영 혁신 전략으로 이용 가능

  - 생체공학적 관점을 적용할 때 가장 많이 언급되는 생존원칙은 자원의 효율적 이용, 현지 적응과 즉각적인 반응, 생명 친화적인 화학으로, 회사의 지속가능성 비전과 전략을 수립할 때 중요한 원칙으로 작용함.

  - 생체모방적 관점을 적용해 혁신 가능한 부분을 찾아볼 때, 공급사슬의 투명성과 이해관계자(근로자, 주주, 공급업체, 소비자, 지역사회 등)와의 적극적인 파트너십이 중요

     

 ○ 유럽에서도 생체모방 기술이 지속가능성을 위한 대안기술로 주목받고 있어, 생체모방 기술 또는 경영기법을 도입한 한국 기업이 유럽 시장에 진출한다면 유럽 바이어와 기업의 관심도 및 신뢰가 한층 상승할 것으로 사료됨.

     

     

자료원: LEI(Wageningen UR), BiomimicryNL, Financieele Dagblad, 연합뉴스, IT뉴스, 파이낸셜타임즈 및 KOTRA 암스테르담 무역관 자료 종합