월간 클라이밋 | 기후적응기술, 데이터로 기후재난을 예측하는 스타트업

소풍벤처스
2023-05-15


소풍벤처스의 기후 네트워크 프로그램에서는 매월 국내외 기후· 환경 전문가, 투자자, 연구자, 창업가 등을 모시고 기후테크스타트업을 주제로 다양한 이야기를 나누는 시간을 마련하고 있습니다.

지난 4월 20일에는 <기후적응기술, 데이터로 기후재난을 예측하는 스타트업> 이라는 주제로 세미나를 진행했습니다. 행사 1부에서는 기후 적응(adaptation) 분야에서 데이터를 기반으로 한 솔루션들이 왜 필요하고 관련 시장 전망은 어떠한지, 2부에서는 특히 기후재난 위험 관리 부문에서 비즈니스 인텔리전스 스타트업들이 어떤 기회와 가능성을 발견할 수 있는지에 대해 스타트업 3개사의 실제 사례를 살펴보았습니다.



Part 1: 기상기후 빅데이터를 활용한 기후적응 솔루션


기후 적응 기술은 개인, 지역 사회 및 국가가 기후 변화에 적응하도록 돕는 도구 및 전략으로, 기후 변화로 인한 위험과 취약성을 줄이는 것이 그 목적입니다. 기후 적응 기술에는 데이터를 분석하여 기후 변화와 관련된 이상 기후 현상들을 파악하고 예측하는 것이 필수이며, 따라서 기상기후 빅데이터 확보와 종합, 활용이 중요합니다. 대통령 직속 탄소중립 녹색 성장위원회에서 정의한 5개의 기후테크 중, 오늘은 기상정보를 수집/활용하는 지오테크에 집중하고자 합니다. 지오테크는 스마트팜, 워터 매니지먼트, 재생에너지, 스마트 시티, 얼리 워닝 시스템 등 다양한 산업에서 활용되고 있으며, 특히 대한민국에서 앞으로 풀어야 할 과제가 너무나도 많은 분야입니다.


한국은 농업, 수자원 관리, 재생 에너지 등 지오테크 분야의 다양한 과제에 대응해야 합니다. 특히, 농업 분야에서는 한국의 식량 자급률이 OECD 국가 중 최하위인 점을 고려해 농업 기술의 혁신이 요구됩니다. 수자원 관리 측면에서 한국은 물 스트레스 국가로 분류되는데, 이는 한국에서 비가 여름철에만 집중적으로 내리고 기타 계절에는 건조한 탓입니다. 재생 에너지 분야에서 한국의 재생 에너지 비율은 8%로, 중국(30%)과 일본(20%)에 비해 상당히 낮다고 할 수 있습니다. 이 밖에도, 스마트 시티나 얼리 워닝 시스템 관련 기술들도 많이 부족한 것이 한국의 현실입니다. 지오테크 분야의 다양한 과제를 풀어나가기 위해서는 기상기후 빅데이터를 활용한 기후 적응 기술 개발이 중요합니다.


기상기후 빅데이터는 대기, 기후, 해양 및 육지와 관련된 다양한 데이터를 수집, 분석하고 이해하는데 중요한 역할을 합니다. 빅데이터 수집을 통해 지구의 기후 변화에 대한 기술적 접근이 가능해지며, 예측 및 모델링을 통해 미래의 기후 변화에 대비할 수 있습니다. 실제 대기 현상이나 기후 현상은 주로 대류권에서 일어납니다. 지구의 대류권은 높이가 약 10km로 생각보다 얇으며, 이로 인해 공기는 매우 민감하게 변화합니다. 이때문에, 우리가 생각하는 것보다 인간의 활동이 대기권에 미치는 영향력은 상당히 큰 편입니다. 자연적인 기후 변화는 지구의 기울기, 세차운동 및 자전축의 변화로 인해 약 11만년 주기로 장기적인 변화패턴을 보입니다. 그러나, 인간 활동은 기후 변화를 급격하게 가속화하고 있습니다. 이러한 현상을 증폭시키는 요소 중 하나는 빙하의 녹음으로 인한 태양광 반사율의 감소입니다. 빙하가 녹아 바다로 흡수되면 태양광이 반사되지 않고 흡수되어 지구온난화가 가속화됩니다. 이로 인해 동토층이 녹으면서 온실가스가 더 발생하게 되는데, 특히 메탄 같은 강력한 온실가스가 크게 증가합니다. 메탄은 이산화탄소보다 온실 효과를 30배 더 발생시키는 것으로 알려져 있습니다. 2022년에 이산화탄소의 농도는 이미 420ppm을 돌파했으며, 이는 지구 온도가 약 3도 정도 더 높고 해수면이 25m 더 높았던 410만 년 전의 기상 기후 조건과 비슷합니다. 즉, 현재 인류는 410만 년 만의 기후위기를 겪고 있는 셈입니다.


한국 기상청에서는 약 600개의 자동 기상 관측 장비, 위성, 항공기, 배, 레이더 등 다양한 수단을 통해 기후 관측 데이터를 수집하며 또한 수치 모델을 통해서도 많은 데이터가 생산되는데, 하루에 생산되는 데이터는 수십 테라바이트에 달합니다. 이렇게 수집된 기상데이터는 융복합이 가능하고 실시간 미래 기상 예측 데이터로 매우 유용합니다. 한국 기상청은 기상자료 개방 포털을 통해 이러한 기상 데이터를 제공하고 있습니다. 또한, 기상청에서는 API 허브를 구축하여 더욱 편리한 방법으로 기상 빅데이터를 제공하려고 노력하고 있습니다. 그러나 산업계에서 안정적으로 데이터를 사용하려면 API 콜수 제한이 문제가 될 수 있기 때문에, 한국기상산업기술원은 사업체 대상으로 데이터 제공에 대한 신청을 받아 통신료 정도의 수수료를 받고 FTP를 통해 안정적으로 데이터를 제공하고 있습니다. 여기서 제공되는 데이터는 API를 통해 제공되는 데이터와 유사하지만, 좀 더 세부적인 내용을 담고 있으며 시간 측면에서도 더 세밀한 정보를 제공합니다. 기상청 외에도 농진청, 산림청 등 유관 기관에서 기상 데이터를 제공하고 있으며, 민간 기업 역시 이를 활용하고 있습니다. 한국 민간 기업 뿐 아니라, 외국계 기업도 이 데이터를 활용해 다양한 사업을 벌이고 있습니다. 방센터장은 한국 민간 기업들이 이 부분에서 더욱 성장하여 자체적으로 서비스를 제공할 수 있어야 한다고 말합니다.


이 외에도 기상청과 산업기술원은 기후 데이터가 잘 활용될 수 있게끔 다양한 정책들과 서비스를 만들어 나가고 있습니다. 현재 빅데이터 플랫폼 센터 구축 사업을 통해 기후 데이터를 제공하기 위한 16개의 플랫폼이 구축되어 있으며, 이곳에서 양질의 다양한 데이터를 사용할 수 있습니다. 또한 기술원에서는 심사를 거쳐 기상기후산업 공동활용시스템을 통해 데이터 분석이나 수치 모델을 돌릴 수 있는 서비스를 무상으로 제공하고 있습니다. 이를 통해 폭염, 미세먼지, 태풍 등과 관련된 자료를 분석하여 기후 적응 기술 기반 서비스로 발전시킬 수 있을 것입니다. 산업기술원은 이러한 사업을 지원하기 위해 연구개발, 해외 사업 지원, 교육 사업 등 다양한 프로그램을 제공하고 있습니다.



Part 2: 기후변화에 적응하는 글로벌 비즈니스 인텔리전스


PwC 리포트에 따르면, 2021년 3분기까지 글로벌 기후테크 기업은 전체 스타트업 투자 중 25%를 차지하는 높은 비중을 기록했습니다. 이는 기후테크 분야가 급성장하고 있는 동시에, 많은 투자자들이 이 분야에 관심을 가지고 있다는 것을 의미합니다. 그러나 2022년부터 벤처 투자 시장의 빙하기 현상이 시작되면서, 특히 시리즈 B, C, D 등의 후기 스테이지 스타트업들이 투자를 받기 어려운 상황에 처해 있습니다. 이로 인해 기후 테크를 비롯한 여러 분야에서의 전반적인 투자 규모와 투자 딜이 줄어들고 있습니다. 


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그러나 드라이 파우더 (dry powder) 라고 불리는 벤처 자금들, 즉, VC에서 투자처를 찾지 못해 보유하고 있는 자금은 여전히 많습니다. 기후테크 분야의 새로운 비즈니스 모델과 사업을 계획하는 사람들, 특히 시드 단계나 초기 단계 스타트업들에게는 여전히 투자를 받을 기회가 많이 남아 있는 것으로 보입니다. 글로벌 기후테크 투자 현황을 살펴보면, 2022년 1분기부터 3분기 동안 기후테크 투자금은 전년 동기 대비 30% 감소한 520억 달러로 나타났습니다. 2023년 1분기까지의 투자 현황을 살펴보면, 2021년 3분기 이후의 글로벌 기후테크 투자 감소 추세가 계속되고 있습니다. 하지만 기후 적응과 관련된 정책적 지원, 개발도상국에 대한 기후 솔루션 지원 필요성 등으로 인해 기후 재난에 대응하는 정부 정책자금이 계속해서 증가하고 있습니다. 이러한 상황은 기후테크 분야에 대한 투자가 계속될 것으로 예상되어, 투자 기회를 찾고 있는 사람들에게 기후테크는 여전히 매력적인 분야로 남아있습니다. 


기후테크 내에서도 기후 적응 분야에 해당하는 글로벌 환경 인텔리전스 플랫폼 시장은 앞으로 큰 성장이 예상되며, 2021년 5억 9천만 달러 규모에서 2032년까지 22억 6,600만 달러 이상으로 성장할 것으로 예상됩니다. 이는 10년 동안 연평균 성장률이 12.9%에 달함을 의미합니다. 이러한 시장 전망은 스타트업 창업자들이 산업 진출을 고려하거나 벤처 투자를 받을 때 중요한 참고 자료가 될 수 있습니다. 기후 변화 데이터 인텔리전스 스타트업에 대한 투자와 거래 건수는 전반적인 기후 테크 기업들과 유사한 추세를 보이고 있으며, 계속해서 지속적으로 투자가 이루어지고 있습니다. 이는 기후테크 분야의 중요성이 인식되고 있으며, 이러한 기업들이 앞으로도 지속적인 투자와 지원을 받을 것으로 기대할 수 있다는 긍정적인 측면을 보여줍니다.


기후 적응과 관련한 글로벌 스타트업 사례로는 세르베스트(영국), 원컨선(미국), 에코피아 AI(캐나다), 파노AI(미국), 클라이메이트AI(미국) 및 세븐어낼리틱스(노르웨이) 등이 있습니다. 


세르베스트(CSERVEST)는 영국 런던에 본사를 둔 기후 위험요인 관리 비즈니스 인텔리전스 기업입니다. 세르베스트는 센서, 위성 정보 등을 통해 기상 데이터를 수집하고, 이를 바탕으로 AI와 머신러닝 기술을 활용하여 어스캔이라는 서비스를 제공합니다. 어스캔은 데이터 센터나 공장 등의 입지 선정 시 기후 리스크 평가와 관련된 정보를 제공하는 데이터 인텔리전스 플랫폼입니다. 이를 통해 기업들은 기후 변화에 따른 위험 요소를 고려해 안전한 위치에 시설을 설치할 수 있습니다. 

원컨선(OneConcern)은 캘리포니아에 위치한 회사로, 자연재해 예측 및 대응 시나리오를 제공합니다. 원컨선에서는 디지털 트윈 기술을 활용해 건물에 대한 지진, 태풍, 홍수 등의 지질학적 데이터와 연구결과를 시뮬레이션하여 안전한 건축물 설계 및 관리를 도와줍니다. 일본에 특히 자연재해로 인한 피해가 많기 때문에, 많은 일본 기업들이 원컨선에 투자하고 있습니다. 

에코피아 AI(Ecopia AI)는 캐나다의 건물 기반 지오코딩 솔루션 기업으로, 미국 전역의 포괄적인 건물 공간 및 지오코딩 데이터베이스를 보유하고 있습니다. 에코피아 AI는 미국 일리노이주 교통부와 시카고 메트로폴리탄 기획청과 협력하여 교통 및 주택 경제개발 관련 의사결정에 도움이 되는 정보를 제공합니다. 이를 통해 정부기관 및 기업에서는 의사결정을 할 때 홍수 위험 지역 등의 시각적 표현을 참고할 수 있습니다. 

파노 AI(PANO AI)는 산불이 잦은 미국 캘리포니아를 기반으로 한 기업으로, 산불 감지를 위해 360도 회전 초정밀 카메라를 설치하고, 연기 발생 시 인공지능이 산불 여부를 판단해 소방 전문가와 소방서에 알려줍니다. 

클라이메이트 AI (Climate AI)는 식음료 기업을 위한 기후 예측 서비스를 제공하며, 원료 가격 안정 및 공급망 위험을 최소화하기 위해 짧게는 향후 2-3년, 길게는 10년 동안의 생산량과 작물 식재료를 예측합니다. 클라이메이트 AI의 주요 고객 중 하나는 글로벌 식음료 기업 TWC입니다. 세븐어낼리틱스는 홍수 예측 전문 회사로, 플러드 큐브라는 서비스를 통해 머신러닝을 사용한 홍수 위험을 모델링을 제공합니다. 에너지 기업이 발전소 시설을 설립할 때나 정부에서 건설을 추진할 때, 플러드 큐브를 통해 건설 부지의 홍수 위기를 예측해 자산 안정성을 확보할 수 있습니다.



Part 3: 한의 기후적응기술 스타트업 사례


레인버드지오


레인버드지오는 2017년 창립된 회사로, 인공위성 원격탐사 기술을 활용하여 기후 리스크를 예측하는 솔루션을 개발하고 있습니다. 레인버드 지오는 이화여자대학교와 긴밀한 협력을 통해 연구 및 발전을 이루어 왔습니다. 이화여대 내 기후환경 변화 예측 센터, 기후 에너지공학과 교수님들을 자문으로 모시고 있어요. 레인버드 지오는 세계에서도 손꼽히는 한국의 기상 위성 기술력을 바탕으로 캄보디아 등 전 세계 어디든지 포인트 기반의 일기예보를 제공할 수 있습니다. 예컨대, 에티오피아 커피 최적지 예측과 같은 기후변화 영향 분석을 통해 기업의 생산량 및 인력 배치를 예측하는 서비스가 가능한 것이죠.

레인버드 지오는 UN, 녹색기후기금 (Green Climate Fund) 등 국제 기구와 세이브더칠드런, 환경재단 등 NGO로부터 후원을 받아 개도국의 국제 협력 프로젝트에 참여하고 있습니다. 이를 통해 개도국에 재난 정보 예측 시스템을 지원하며, 무료 일기예보 게임의 체인저가 되고자 합니다. 이미 녹색기후기금과 협력으로 캄보디아에 특수한 일기예보를 제공하는 서비스를 기획하고 있고요. 더 나아가 기후 리스크 컨설팅의 선구자로서 국제 협력의 핵심 아이템을 제공하려는 목표를 가지고 있습니다.

레인버드 지오에서는 개별 국가 상대 유료 일기예보와 B2B 방식의 재난재해 방송, 기후 관련 데이터베이스를 활용한 경영 컨설팅 서비스를 제공하여 시장을 확장하려고 합니다. 이처럼, 레인버드 지오는 기상 기후 정보를 선행 정보로 활용하면서 다양한 분야에서의 협력과 성장을 도모할 계획입니다.



에스아이에이


SI 애널리틱스는 쎄트렉아이의 자회사로 인공지능 기반 위성 영상 분석을 활용하여 기후 재난 대응 솔루션을 개발하는 팀입니다. SI 애널리틱스의 지구정보 사업부는 18명의 연구자, 개발자, 기획자로 구성되어 있으며, 환경과 재난과 관련한 영상 분석 시장을 공략하고 있습니다. 2020년 기준 영상 분석 시장은 약 3조원 규모이며, 이 중 환경과 재난 분야는 20% 정도 차지하고 있습니다. 이 시장은 지속적으로 성장할 것으로 예상됩니다.

SI 애널리틱스의 서비스는 크게 세 가지 단계로 구성되어 있습니다. 첫 단계는 실시간 또는 준 실시간으로 위성 영상을 모니터링하여 재난 지역을 촬영하고 재난의 범위를 분석합니다. 두 번째 단계에서는 인공지능 기술을 활용하여 사람이 바로 알 수 없는 마이크로파나 적외선 영상의 정보를 강수량, 온도 등 사람이 이해할 수 있는 정보로 변환합니다. 세 번째 단계에서는 기존에 사람이 직접 재난 피해 면적과 정도를 산정했던 방법 대신, 위성 영상을 통해 건물 피해 정도와 면적을 판단할 수 있습니다. 이 기술은 경희대학교와 함께 개발되었으며, 뉴립스 (NeurIPS) 학회에서 열린 웨더 포케스트 컴피티션에서 1등을 차지한 세계적인 기술입니다. 이 기술은 다양한 재난 상황에서 활용 가능하며, 호주 산불 피해 면적 산정 등에도 활용되었습니다. 또한, 이 기술은 레이더 설치 비용이 많이 들어 감지 불가능한 지역의 강수량 정보도 제공할 수 있으며, 인공지능을 활용한 시계열 영상 예측 기술로 날씨 예보를 개선할 수 있습니다.

SI 애널리틱스는 오비전이라는 소프트웨어를 개발하여 기술을 통합하고, 2023년 4월에 클라우드 기반 웹 서비스를 출시할 예정입니다. 이 서비스는 정부, 기업, 시민에게 환경 재난 대응 솔루션을 제공함으로써 기후 변화로 인한 재난 피해를 감소시키는데 기여할 것으로 기대됩니다.



디아이랩


디아이랩은 인공지능 기반 기후 환경 이상감지 솔루션 개발을 목표로 하는 스타트업입니다. 기후변화로 인한 전세계적인 피해가 증가하고 있으며, 이를 해결하기 위해 더 정확한 기상 데이터가 필요합니다. 그러나 현재 한국 기상청 및 지자체에서 수집되고 있는 기상 데이터에는 한계가 있습니다. 기상청의 한계는, 재해 감시에는 2.5km 이상의 해상도가 요구되는데 비해 기상청이 보유한 장비의 해상도가 5km에서 15km에 불과하여 이상 기후 현상을 놓치고 있다는 것입니다. 도심에 설치된 센서의 정확도 또한 저하되어 왜곡된 분석 결과가 나타날 수 있습니다. 지자체의 경우 문제는 더 심각한데, 기상청에서 수집한 데이터는 97%가 정상 자료이지만, 지자체에서 수집한 데이터는 정상 자료가 86%에 불과합니다. 이로 인해 분석 결과의 왜곡이 발생할 수 있습니다. 디아이랩은 이상감지 솔루션을 개발하여 기상청과 지자체의 관측망에서 수집된 데이터의 품질을 개선하고자 합니다.

문제를 해결하기 위해, 디아이랩은 IoT 기반 센싱을 통해 기온, 강수, 미세먼지, 침수 등의 데이터를 수집하고, 이를 분석하여 기후 리스크 대응 전략을 수립하려고 합니다. 디아이랩은 초단기 예측에 초점을 맞추어 강수에 대한 예측 모델 및 알고리즘을 개발 중이며, 이를 고객에게 전달할 수 있는 툴도 마련할 계획입니다. 이런 시스템적인 솔루션을 제공한다는 점에서, DI랩의 타겟 고객은 보험회사와 TCFD (Task Force on Climate-Related Financial Disclosures: 기후변화관련 재무정보 공개협의체) 기반 공시를 추진하는 기업들입니다. TCFD 공시 중에서도 선언적으로 불명확하게 남아 있는 단기 리스크를 시스템을 통해 구체화하고 대응하는 솔루션을 제공하는 것이죠. 보험과 데이터의 연계를 위해서는 기온, 강수, 미세먼지 센싱에 위조되지 않았다는 증명이 필요하기 때문에,  SKT와 협업한 블록체인 기반 사물 DID (Decentralized Identification) 기술을 적용, 위조가 불가능한  데이터를 제공하고자 합니다. 또한, 침수 정보를 얻을 수 있는 CCTV를 통한 침수 감지 및 B2C 서비스를 개발하여 사용자에게 위험을 빠르게 알리고자 하고요. 이렇게 데이터에 기반한 기후 리스크 대응 시스템을 구축함으로써, 디아이랩은 기업들의 기후 리스크 대응 능력을 향상시키는 솔루션을 제공합니다.




| 요약 및 윤문 : 박윤중

| 편집 : 소풍벤처스


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