[논단] AI·에너지 전환의 기반으로서 첨단 합금과 디지털 주조

에너지신문 · 2026년 9월 30일 · EnergyNews 요약

기고문은 AI·데이터센터·양자컴퓨팅 등 디지털 기술의 확산이 이를 물리적으로 구현하는 주조·합금공학의 중요성을 함께 키우고 있다고 설명한다. 최근 기술 흐름으로 AI와 계산재료과학을 결합한 고엔트로피합금(HEA) 등 신합금 설계, 차체 구조물을 초대형 고압 다이캐스팅으로 일체 성형하는 기가캐스팅, 디지털 트윈과 3D 프린팅을 결합한 하이브리드 주조 세 가지를 제시했다.

에너지 분야에서는 가스터빈 운전 온도 상승에 따른 산화·크리프·열피로 문제를 니켈계 초내열합금과 정밀주조·방향성 응고·단결정 주조로 대응해 왔고, 태양광 봉지재·전극, 페로브스카이트 태양전지의 수분·열·자외선 안정성, 풍력 블레이드 복합재, 해상풍력 내식 강재와 대형 주조품 품질이 성능과 수명을 좌우한다고 설명했다. 수소 분야는 수소취성 대응을 위한 고강도 스테인리스강·티타늄·니켈계 합금과 표면처리, ESS·전기차 분야는 알루미늄 다이캐스팅 하우징과 난연성 열전도 소재가 과제로 지목됐다.

필자는 국내 주조 산업이 인력난, 환경 규제, 3D 업종 인식 문제를 겪고 있다며 AI 기반 신소재 설계, 주조 공정 디지털 전환, 핵심 부품 공급망 강화, 인력양성 체계 유지를 과제로 꼽았다.

이 글에 나온 용어

페로브스카이트

perovskite

페로브스카이트는 ABX₃ 형태의 결정 구조를 가리키는 이름이며, 태양광 분야에서는 이 구조를 갖는 금속 할라이드 화합물을 광흡수층으로 쓰는 태양전지를 뜻한다. 용액을 바르거나 인쇄하는 저온 공정으로 박막을 만들 수 있어, 고온·고진공 공정이 필요한 결정질 실리콘과 제조 방식이 다르다. 조성을 바꿔 빛을 흡수하는 파장 대역(밴드갭)을 조절할 수 있다는 점이 특징이어서, 실리콘 셀 위에 페로브스카이트 셀을 올려 서로 다른 파장을 나눠 흡수하게 하는 탠덤 구조 연구가 활발하다. 이 방식은 단일 접합 셀의 이론적 효율 한계를 넘어설 수 있는 경로로 다뤄진다. 다만 수분·산소·열·자외선에 의한 열화와 대면적 균일 코팅이 상용화 단계에서 검증 대상이며, 내구성은 IEC 61215 같은 표준 시험 절차로 평가한다.

해상풍력

offshore wind

해상풍력은 바다 위에 풍력터빈을 설치해 바람의 운동에너지를 전기로 바꾸는 발전 방식입니다. 바다는 육지보다 지형 장애물이 없어 바람이 더 강하고 일정하게 불기 때문에, 같은 용량의 터빈이라도 육상풍력보다 연간 발전량(MWh)이 많은 경향이 있습니다. 또 소음·경관 민원에서 상대적으로 자유로워 육상보다 큰 터빈을 쓸 수 있습니다. 다만 해상 기초구조물, 해저케이블, 전용 설치선이 필요해 초기 투자비와 유지보수 난이도가 육상보다 높습니다. 국내에서는 바다 밑에 기초를 고정하는 고정식(fixed-bottom)과 물에 띄우는 부유식으로 나뉘며, 수심이 얕은 해역에서는 주로 고정식이 쓰입니다.

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서울 용산 대규모 재개발 지구의 열 공급 방식이 지역난방으로 결정된 사례로, 신규 주택 단지의 난방 인프라 구축 방향과 관련된다.

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