나라스페이스, 메탄 감시망 공백 메운다…초소형 위성 군집으로 실시간 관측 [카테고리 설정이 아직되어 있지 않습니다.] 본 기획은 (재)기후변화센터와의 협업을 통해 국내외 메탄 감축 동향과 산업계의 기술·투자 흐름을 분석한 2부 구성 기사다. 1부에서는 글로벌 메탄 배출 현황과 주요 산업 부문의 감축 가능성을 정리하고, 2부에서는 국내 메탄 관측 위성을 개발한 나라스페이스의 인터뷰를 통해 한국이 확보해야 할 메탄 관측 역량과 산업·정책 분야에서의 활용 가능성을 살펴본다.
한국은 2021년 글로벌 메탄 서약에 참여하며 2030년까지 메탄 배출량을 30% 감축하겠다는 목표를 국제적으로 약속했다. 서약 이행 과정에서는 배출량을 실측 기반으로 확인할 수 있는 MRV(측정·보고·검증) 체계와 정밀 관측 인프라가 핵심 요소로 꼽힌다. 현재 국내에는 국가 단위 메탄 MRV와 고해상도 관측 체계가 충분히 마련돼 있지 않아, 관련 기반 구축이 정책 과제로 부상하고 있다.
정부도 문제를 인식하고 메탄 관측 체계 구축을 위한 검토 작업에 들어갔다. 기후에너지환경부 관계자는 그동안 연료 투입량에 배출계수를 곱하는 통계적 방식에 의존했다면, 이제는 실측 기반으로 전환해 배출원을 정밀하게 파악하는 작업이 필요하다 며 실측을 위한 R&D 기획과 관련한 기업 협의체 구성을 검토하고 있다 고 밝혔다. 실측 전환 과정에서 기업들이 겪을 부담을 덜어주기 위한 방안도 검토 중이다. 관계자는 측정 장비 지원 등 무엇이 필요한지 협의체를 통해 현장 수요를 먼저 파악할 것 이라고 말했다.
지상 관측망 확대와 함께 위성 데이터 활용 방안도 주목하고 있다. 관계자는 지상 관측은 정밀도가 높지만 공간 대표성에 한계가 있어, 위성으로 광범위하게 관측하고 지상에서 검증하는 방식을 병행할 필요가 있다 고 설명했다. 다만, 그는 위성 데이터는 수신 후 보정과 검증 과정을 거쳐야 한다 며 검증된 데이터를 토대로 감축 정책도 구체화할 것 이라고 덧붙였다.
박재필 나라스페이스 대표
이런 상황에서 국내 최초로 서울대학교와 함께 메탄 전용 초소형 위성의 발사를 준비 중인 나라스페이스가 주목받고 있다. 나라스페이스는 위성 설계부터 제작, 발사, 운용까지 전 과정을 자체적으로 수행할 수 있는 국내의 대표 초소형 위성 기업이다. 초분광 센서 기반의 정밀 측정 기술과 군집 위성 운용 계획은 국내 메탄 MRV 체계 구축에 필요한 핵심 기술로 평가받고 있다.
나라스페이스는 2026년 말 첫 메탄 관측 위성의 발사를 앞두고 있으며, 2031년까지 84기의 위성군을 구축해 글로벌 준실시간 관측 체계를 구축할 계획이다. 임팩트온은 박재필 나라스페이스 대표에게 메탄 관측의 기술적·정책적 과제와 산업적 기회, 그리고 한국이 독자 관측 역량을 확보해야 하는 이유를 들었다
Q. 한국이 독자적인 메탄 관측 인프라를 갖춰야 하는 이유는 무엇인가.
파리 기후협약 이후 각 나라는 NDC(국가온실가스감축목표) 달성을 약속했고, 서로가 서로의 이행 여부를 감시하는 상황이다. 다른 나라들은 자국의 온실가스 모니터링 위성으로 전 세계에서 온실가스가 많이 나오는 지역을 관측한다. 한국도 그중 하나다.
자체 관측 인프라가 없으면 외국 데이터에만 의존할 수밖에 없고, 그들의 주장에 대응하기 어려워진다. 우리 도구로 진단하고, 보완할 부분은 보완하며, 터무니없는 주장에는 반박할 수 있어야 한다. 해외의 관측 데이터가 국제 메탄 감축 논의의 기준이 되면 국내 산업과 정부는 외부 자료를 토대로 평가를 받게 된다. 감축 실적이 과소평가되거나 특정 산업이 필요 이상으로 지목될 가능성도 있다.
한국은 감축 의지는 충분히 마련됐지만 이를 뒷받침할 관측 인프라는 초기 단계에 있다. 실측 기반의 MRV 구축이 앞으로의 핵심 과제다.
Q. 위성 관측은 왜 필요하고 대형 위성이 아닌 초소형 위성을 선택한 이유는 무엇인가.
지상 기반의 측정은 개별 시설 단위에서는 높은 정밀도를 제공하지만, 산업단지·도시·해상 등 넓은 영역에서 언제 발생할지 모르는 배출을 포착하기에는 한계가 있다. 메탄의 특성상 ‘넓은 지역을 얼마나 자주 보느냐’가 관측 정확도를 결정한다. 위성 관측은 한 번의 촬영으로 광범위한 지역을 동시에 포착할 수 있어 누출의 공간적 분포와 이동 패턴 분석에 유리하다. 위성으로 광역 관측을 하고 지상 측정으로 정밀 검증하는 두 가지 방식을 조합하면 가장 효과적인 MRV 체계를 구축할 수 있다.
대형 위성은 넓은 지역의 대규모 메탄 배출을 관측하는 데 적합하다. 반면 공단이나 시설 단위 배출원을 정밀하게, 시간차를 두고 감시하려면 여러 대의 소형 위성을 띄워 실시간에 가까운 감시망을 구축하는 것이 효율적이다. 메탄은 특정 시점에 갑작스럽게 누출되는 경우도 많아, 고해상도보다 얼마나 자주 관측하는가 가 더 중요하다. 초소형 위성은 대형위성보다 제작 단가가 크게 낮아 여러 기체를 군집 형태로 운영할 수 있고, 여러 대가 함께 운용될 경우 동일 지역에 대한 반복 관측의 간격을 크게 줄일 수 있다. 대형 위성 1기의 제작비로 소형 위성을 10기 정도 만들 수 있다.
나라스페이스는 나르샤 프로젝트를 통해 2031년까지 메탄 전용 위성 36기를 발사할 계획이다. 이 정도 규모가 갖춰지면 특정 지역을 1시간 간격으로 반복 관측할 수 있는 역량을 갖출 것으로 예상한다. 메탄처럼 시간 변동성이 큰 물질일수록 반복성이 중요해 단일 대형위성보다 군집형 초소형 위성이 더 효율적이다.
Q. 메탄 관측 기술은 일반적인 위성 관측 기술과 다른 점이 있나?
일반적인 기후·환경, 홍수·산불 모니터링을 위한 관측은 RGB나 적외선 등 몇 개의 파장만 측정해도 된다. 그러나 메탄을 탐지하려면 고유의 흡수 신호를 식별해야 하기 때문에 수십 개 이상의 고분광 해상도로 관측하는 초분광 장비가 필요하다.
초소형 위성은 저장 용량과 전송 대역폭이 제한적이기 때문에 초분광 데이터 전체를 그대로 처리하기 어렵다. 과거에는 큰 위성에서만 관측이 가능했던 이유다. 또 메탄은 특정 시점에 갑작스럽게 누출되는 경우도 많아, 고해상도보다 얼마나 자주 관측하는가 가 더 중요하다. 이에 따라 군집 운영 개념이 기술적·운용적 핵심이 된다.
Q. 나라스페이스는 이 기술적 난제를 어떻게 해결했나.
위성에 AI를 탑재해 촬영 단계에서 불필요한 데이터를 1차 정제하고, 필요 정보만 선별해 전송하는 방식을 적용했다. 이 구조 덕분에 초소형 위성의 제약을 넘어서면서도 메탄 관측에 필요한 정밀도를 확보할 수 있었다.
나라스페이스는 설계부터 제작, 발사, 운용까지 전체 밸류체인을 보유하고 있다. 위성 영상 데이터에 대한 이해도가 높고 AI·딥러닝 기술을 결합할 수 있어, 고객 목적에 맞는 맞춤형 데이터 서비스를 유연하게 제공할 수 있다는 점도 차별화 요소다.
초분광 위성은 메탄과 같은 온실가스 관측 외에도 확장 가능성이 크다. 생물 관측 분야에서 광합성이나 식물 생장 상태, 수확량 예측 등에 필요한 데이터를 얻을 수 있고, 환경이 아닌 군사 목적으로도 활용될 수 있다.
Q. 나르샤 프로젝트와 경기 기후위성은 어떤 배경에서 출발했나.
초소형 위성 기술이 가장 효과적으로 쓰일 분야를 찾다 보니 환경 모니터링이 최적이었다. 온실가스 배출은 전 세계에서 예측 불가능하게 산발적으로 발생한다. 실시간 감시가 가장 필요한 영역이고, 실제로 시장도 그 방향으로 움직이고 있었다.
프로젝트는 2023년 9월, 나라스페이스와 서울대학교가 국내 최초 메탄 전용 초소형 위성 개발 계획을 발표하면서 본격화됐다. 나라스페이스가 위성체 설계·제작·발사·운용을 담당하고, 서울대는 메탄 검출 알고리즘 개발 및 데이터 검증 및 분석을 맡는 구조다.
이후 경기도가 위성 데이터를 환경정책에 활용하기로 하면서 12기 중 첫 2기는 경기 기후위성 으로 우선 발사하는 계획이 확정됐다.
Q. 경기기후위성 프로젝트의 현재 진행 상황은.
경기기후위성 1호는 재난·재해 관측을 담당하고, 이후 발사될 2·3호는 메탄을 포함한 온실가스 관측 기능을 중점적으로 수행한다. 1호기는 29일 미국 캘리포니아에서 발사됐고, 메탄 위성은 2026년 말과 2027년 초에 각각 발사될 예정이다.
경기도는 1만 제곱킬로미터 이상의 넓은 지역이기 때문에, 광역 지자체 단위에서 실시간에 가까운 환경·온실가스 모니터링을 시도할 수 있는 수준이다. 이를 통해 초소형 위성 기반 환경 모니터링의 효용성을 입증할 계획이다.
Q. 해외 메탄 데이터 수요는 어느 정도인가.
해외에서는 에너지 기업들의 움직임이 가장 빠르다. 캐나다의 탄소 배출량 모니터링 기업인 GHGSat은 석유 메이저 셸과 협업해 LNG 밸류체인의 누출을 상시 모니터링하고 있다. 미국 비영리단체 카본매퍼는 캘리포니아주로부터 약 1000억원 규모의 메탄 추적 위성 계약을 따냈다. 이들이 빠르게 움직이는 이유는 규제 대응, 투자 판단, 시설 관리 등에서 배출량의 정량 검증이 필수적임을 체감하고 있기 때문으로 보인다.
나라스페이스 위성은 국제 온실가스 관측 네트워크 CEOS(Committee on Earth Observation Satellites)에 공식 등록돼 있어 해외 연구기관과 환경기관의 협력 요청도 이어지고 있다. 특히 최근에는 자발적 탄소시장 관련 프로젝트에서 위성 기반 MRV 데이터를 활용하고 싶다는 요청들이 들어온다.
탄소 크레딧의 가치는 객관적인 데이터로 얼마나 정확하게 감축량을 증명하느냐에 달려 있다. 과거에는 산림이나 넓은 지역을 전수 조사하기가 사실상 불가능했지만, 위성 데이터와 딥러닝 기반 분석을 결합하면 가능해진다. 정량 MRV가 본격적으로 도입되면 그린워싱으로 지적되어 온 유령 크레딧(phantom credit) 문제를 줄이고 크레딧 품질을 높일 수 있다. 자발적 탄소시장의 신뢰성이 확보되어 시장 활성화와 부가가치 창출로 이어질 것으로 전망되기에 글로벌 기업들의 관심도 높은 것으로 파악된다.
탄소시장 외에도 다양한 분야에서 위성 데이터 수요가 확대되고 있다. 산불·홍수·침수 같은 재난이 잦아지면서 보험사는 위험도를 정밀하게 산정해야 하는데, 기존 지상 데이터만으로는 한계가 있다. 반복 관측 기반의 위성 데이터는 피해 지역의 변화를 객관적으로 평가하는 데 유용해 보험 모델링, 재난 대응 계획, 인프라 투자 판단에 활용될 수 있다. 실제로 해외 보험사들의 협력 논의가 활발한 것으로 확인된다. 농업 생산량 예측, 수자원 감시, 국방·안보 등의 영역에서도 초분광 데이터 수요는 꾸준히 확대되고 있다.
Q. 국내 메탄 데이터 수요는 어느 정도인가.
국내에서도 수요가 단계적으로 증가하고 있다. 경기도 기후위성 사업을 시작으로, 산업단지·지자체 등에서 시범 관측 문의가 늘고 있다. 한화시스템과 온실가스 관측용 초분광 위성의 본체 개발 프로젝트를 진행 중인데, 이는 국내 공공부문이 위성 기반 MRV를 본격적으로 검토하기 시작했다는 신호로 볼 수 있다. NDC 이행 과정에서 산업별 감축 실적을 정량화해야 하는 압력이 커지면서 기초 데이터를 확보하려는 움직임도 빨라지고 있다.
지금은 레퍼런스가 없어서 시장 수요가 명확히 드러나지는 않지만, 위성이 올라가고 데이터가 나오면 상황이 달라질 것이다. 처음 위성 사업을 시작할 때도 누가 이걸 사겠느냐 는 회의적인 반응이 많았다. 하지만 실제로 위성을 제작하여 쏘아 올렸고 데이터가 나오기 시작하면서부터 고객들이 찾아왔다. 메탄 위성도 동일하게 발사 후 실제 데이터가 나오기 시작하면 시장 반응이 본격화될 것으로 본다.
Q. 실제 위성 데이터는 언제부터 확보할 수 있나.
메탄 관측 기능이 탑재된 위성은 내년 말 발사를 목표로 준비 중이다. 발사 이후 탑재체를 포함한 위성체의 우주환경 시험 등 초기 운용 단계에 약 3~6개월이 소요되며, 일정이 정상적으로 진행될 경우 2027년 상반기부터 실측 데이터 확보가 가능할 전망이다. 초기에는 경기 기후위성 2기를 중심으로 경기도 지역을 대상으로 시범 관측과 활용 모델을 검증하고, 이후 추가 기체가 순차적으로 발사되면 관측 주기와 대상 지역을 점진적으로 확대할 계획이다.
Q. 국내 산업계는 위성 기반의 메탄 관측을 어떻게 받아들이고 있나.
일각에서는 위성 데이터 도입이 곧 규제 강화로 이어질 것이라는 우려가 존재한다. 초소형 위성으로 메탄을 모니터링한다는 것 자체에 거부감을 보인다. 자사 공장의 배출이 드러나는 것에 대한 부담 때문이다.
그러나 해외 위성들은 이미 한국을 지속적으로 촬영하고 있고 관련 데이터는 계속 생산되고 있다. 국내가 관측을 미루더라도 국제사회에서는 외부 데이터를 근거로 국내 감축 실적과 배출 특성을 평가하게 되는 구조다. 이는 감축 실적이 과소평가되거나 외부 데이터의 오류로 인해 실제와 다른 평가를 받을 위험이 있다.
국가가 자체 관측 체계를 갖추면 산업별 배출 특성을 정밀하게 파악할 수 있고, 국제사회에서도 근거 기반 대응이 가능하다. 우리 인프라로 진단받고 저감 노력을 하면 그만큼 크레딧도 발생한다. 향후 탄소시장에서는 정량 MRV가 인센티브 구조와 직결될 가능성이 높아, MRV는 규제가 아니라 경쟁력 확보 수단으로 봐야 한다.
Q. 위성 기반 MRV 체계 구축을 위해 정부가 해야 할 일은 무엇인가.
현재 국내 제도에서는 위성 기반의 측정 방식을 공식 MRV 수단으로 인정하는 기준이 부재하다. 우선 환경평가 제도에서 위성 측정 방식을 공식적으로 인정하는 기준을 마련해야 한다. 주요 기관들이 환경평가를 할 때 위성 데이터를 활용할 수 있도록 제도적 근거를 명확히 해야 한다.
기후 공시 제도도 정비가 필요하다. 기후 공시가 의무화되면서 기업들은 회계 기준에 맞는 온실가스 배출 데이터를 공개해야 한다. 문제는 과연 위성 데이터를 공식 공시 자료로 인정받을 수 있는지 여부 자체가 논의조차 안 돼 있다는 점이다. 탄소회계 체계에서 위성 관측 데이터를 어떻게 반영할 것인지, 검증 기준은 무엇인지 등에 관한 구체적인 가이드라인이 필요하다.
기후테크 기업들을 위한 맞춤형 진흥 정책도 필요하다. 정부는 새로운 온실가스 측정 방법을 전략적으로 육성할 필요가 있다. 신기술 기반의 측정 방식을 인정하는 파일럿 프로그램을 운영하거나, 초기 시장 형성을 위한 공공 구매 확대 등 적극적인 지원이 필요하다.
Q. 위성 기반의 관측 시장 전망과 나라스페이스의 향후 계획은.
글로벌 위성 관측 시장은 빠르게 성장하고 있다. 플래닛 랩스(Planet Labs), 블랙스카이(BlackSky) 같은 글로벌 경쟁사들은 지금 시장에서 기업 가치가 계속 오르고 있다. 기후위기로 극한 기후 현상이 증가하면서 위성 데이터 수요가 늘어나고 있기 때문이다. 각국의 메탄 감축 목표와 공시 의무가 강화되면서 이런 흐름은 더욱 확대될 전망이다.
국내에서 설계부터 제작, 발사, 운용까지 전체 밸류체인을 다루는 초소형 위성 회사는 나라스페이스가 유일하다는 점도 경쟁력으로 보고 있다. 나라스페이스는 2024년 시리즈B 투자로 200억 원을 유치한 후 바로 상장 준비에 돌입했고, 올해 연말에는 코스닥 상장을 목표로 하고 있다.
2031년까지 총 84기의 위성을 발사하는 로드맵을 세워두고 있다. 이 중 48기는 고해상도 다분광 위성이고, 36기는 메탄 관측용 초분광 위성이다. 이 규모면 특정 지역 3곳을 1시간 주기로 반복 관측할 수 있다. 전체 84기 체계가 완성되면 전 세계 20~30개 주요 도시·산업권을 1시간 단위로 모니터링하는 글로벌 준실시간 관측 체계를 구축하게 된다. 연도별 구체적인 발사 계획이 수립돼 있으며, 단계적으로 진행 중이다.
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