마이클 폴린: 건축에서 자연의 특별한 능력 이용하기

몇 가지의 간단한 예로 시작하고 싶습니다. 이것들은 거미의 배에 있는 방적샘입니다. 거미는 섬유로 만들어지는, 6가지 다른 종류의 실을 뽑습니다. 그것은 인간이 만든 어떤 섬유보다 더 강합니다. 인간이 내놓은 가장 근접한 것은 아라미드 섬유입니다. 그것을 만들기 위해 극도의 열과, 극도의 압력, 많은 공해가 발생합니다. 하지만 거미는 주위 온도와 압력에서, 죽은 파리들과 물을 원료로 섬유를 만들어 냅니다. 그것은 우리가 여전히 배울 것이 있다는 것을 깨우쳐줍니다. 이 딱정벌레는 80km 밖에서 산불을 감지할 수 있습니다. 그것은 인간이 만든 화재 탐지기 범위의 대략 10,000배입니다. 그리고 더구나, 이 녀석은 화석연료를 때는 발전소에 계속해서 연결되어 있을 필요가 없습니다.

이 두 가지 예들은 생체모방이 무엇을 할 수 있는지 알게 해줍니다. 우리가 자연의 방식대로 뭔가를 만들고 일을 한다면, 자원과 에너지 사용에서 10배, 100배, 아마 1,000배의 절약도 이루어낼 수 있을 것입니다. 그리고 우리가 지속가능 혁명의 진척을 이루어내려 한다면, 세 가지의 정말 큰 변화들이 수반될 필요가 있다고 믿습니다. 먼저, 자원 효율을 근본적으로 늘리는 것입니다. 둘째로, 선형의 낭비되고 오염이 심한 자원 사용의 방식에서 닫힌 루프 모델로의 이동입니다. 그리고 셋째로, 화석연료 경제에서 태양 경제로의 변화입니다. 그리고 이 모든 세 가지를 위해, 생체모방은 우리가 필요로 하는 수 많은 해결책을 가지고 있다고 믿습니다.

여러분은 상품 카달로그처럼 자연을 살펴볼 수 있습니다. 그리고 그 모든 것들은 38억년의 연구개발 기간으로부터 이득을 얻어왔습니다. 그리고 투자의 수준을 고려해 볼 때, 그것을 이용하는 것이 이해가 됩니다. 그래서 저는 이런 아이디어들을 탐구한 몇몇 프로젝트에 대해서 말하려고 합니다. 자원 효율에서의 근본적인 증가로 시작을 해보도록 하죠. 우리가 에덴 프로젝트에 참여하고 있을 때, 여전히 채석을 하고 있었기 때문에 땅이 고르지 못할 뿐만 아니라, 계속해서 지형이 변화하고 있는 장소에서 아주 큰 온실을 만들어야 했습니다. 그것은 엄청난 도전이었고, 수 많은 단서를 제공해줬던 생물로부터의 실제 예시들이었습니다. 예를 들어, 결정적인 기본층이 상관없이 건축 형태를 만들어주는 비누 거품이 있었습니다. 꽃가루와 방산충, 탄소 분자를 연구하는 것은 6각형과 5각형을 이용한 가장 효율적인 구조적 해결책을 만들어낼 수 있도록 해줍니다.

다음 단계로 우리는 그 6각형의 크기를 최대화하기를 원했습니다. 그러기 위해서 단위 크기가 무척 한정되어 있는 유리의 대체품을 찾아야만 했습니다. 그리고 자연에서는 기밀구조의 막에 바탕을 둔 매우 효율적인 구조의 수 많은 예시들이 존재합니다. 그래서 우리는 ETFE라 불리는 이 소재를 탐구하기 시작했습니다. 그것은 고강도 중합체입니다. 그리고 그것을 함께 모아서 세겹의 층으로 만듭니다. 가장자리 주변을 접합시키고 나서 부풀립니다. 그리고 이 소재가 훌륭한 것은 유리 크기의 대략 7배로 단위를 만들어낼 수 있다는 것입니다. 그리고 무게는 이중 유리의 겨우 1%밖에 되지 않습니다. 그래서 100배를 절약했습니다. 그리고 하나가 또 다른 것을 용이하도록 하는 긍정의 순환에 처하게 된다는 것을 알아냈습니다. 그런 크고, 가벼운 소재를 이용하여 훨씬 적은 강철을 사용합니다. 보다 적은 강철을 사용하여 보다 많은 햇빛을 들일 수 있습니다. 그것은 우리가 겨울에 많은 열을 투입할 필요가 없다는 것을 의미합니다. 그리고 상부구조의 전체적인 무게가 감소하여, 기초공사에서도 크게 절약할 수 있습니다. 그리고 우리가 수행했던 프로젝트의 말미에 건물 상부구조의 무게가 실제로 건물 내부의 공기 무게 보다도 가볍다는 것을 알아냈습니다.

에덴 프로젝트는 생물로부터의 아이디어가 소량의 자원 투입으로 동일한 기능을 수행하는 자원 효율성의 근본적인 향상을 어떻게 이루어내는지의 아주 좋은 예라고 생각합니다. 그리고 사실 자연에는 유사한 해결책들을 구할 수 있는 수 많은 예들이 존재합니다. 예를 들면, 자이언트 아마존 수련을 바탕으로 초고효율의 지붕 구조를 개발할 수 있고, 전복조개에서 전체의 건물에 대한 영감을, 식물 세포에서 초경량 다리에 대한 영감을 얻을 수 있습니다. 자연을 디자인 도구로 사용하여 탐구할 수 있는 아름다움과 효율의 세계가 있습니다.

이제 닫힌 루프의 아이디어에 대조하여 선형에 대해 이야기 해보고자 합니다. 우리가 자원을 이용하는 방식은 추출하여, 단기 생산품으로 만들고, 그것을 폐기하는 것입니다. 자연은 매우 다르게 동작합니다. 생태계에서는 한 유기체의 폐기물이 시스템 내의 다른 유기체의 영양분이 됩니다. 그리고 계획적으로 생태계를 모방하려는 프로젝트의 몇몇 예들이 있습니다. 제가 제일 좋아하는 것 중 하나는 그레이엄 와일즈의 "보드지를 캐비어로 프로젝트"입니다. 그들이 사는 지역에는 수 많은 음식물, 보드지, 플라스틱 폐기물을 만들어 내는 상점과 음식점이 많았습니다. 그것들은 매립지로 가게 되죠. 그들이 보드지 폐기물을 이용해 한 일은 정말 영리했습니다. 이 애니메이션을 보며 말씀드려보죠.

그들은 마분지를 음식점에서 수거하는데 비용을 받았습니다. 그리고 나서 보드지를 잘게 찢어 마방의 바닥에 까는 소재로 승마 센터에 판매했습니다. 그것이 더럽혀졌을 때, 다시 모으는데 비용이 지불됐습니다. 그들은 그것을 시베리아 철갑상어의 먹이가 되는 벌레를 키우는 재생산 시스템에 투입했습니다. 그리고 캐비어를 생산해서 다시 음식점들에 되팔았습니다. 선형 과정을 닫힌 루프 모델로 변형을 했고, 그 과정중에 더 많은 가치를 만들어냈습니다. 그레이엄 와일즈는 계속해서 폐기물의 흐름을 가치 창조의 설계로 바꾸는 더 많은 요소들을 이 모델에 추가했습니다. 그리고 시간이 흐르면서 자연 시스템들은 다양성과 회복력에서 증가하는 경향이 있기 때문에, 이 프로젝트를 통해 많은 가능성들이 계속해서 증가한다는 참다운 의미가 있습니다. 그리고 그것이 변덕스러운 예라는 것을 알지만, 이 함의는 아주 근본적인 것이라고 생각합니다. 우리가 실제로 폐기물의 중요한 문제를 엄청난 기회로 변화시킬 수 있다는 것을 암시하기 때문입니다.

그리고 특히 도시에서는, 우리는 도시의 전체적인 대사작용을 기회로서 살펴볼 수 있습니다. 그것이 이제 제가 말하려는 우리의 다음으로 할 프로젝트인 뫼비우스 프로젝트입니다. 수 많은 활동들이 한 건물 내에서 모두 이루어지도록 묶어내는 프로젝트입니다. 그래서 한 쪽에서 나온 폐기물이 다른 이에게 자양분이 될 수 있습니다. 제가 말하고 있는 요소는 먼저 생산적인 온실 내부에 '드 카스'라 불리는 암스테르담에 있는 음식점과 유사한 음식점을 만듭니다. 그리고 나서 그 지역에서 배출되는 모든 생물 분해성의 폐기물을 온실을 위한 열로 변환하고 배전망에 전기를 공급할 수 있도록 처리할 수 있는 혐기성 소화장치를 만들 것입니다. 폐수를 정수해서 맑은 물로 바꾸고, 식물과 미생물을 이용하여 고형물에서 에너지를 생성하는 정수 시스템을 구성합니다. 주방에서 나온 채소 폐기물과 퇴비에서 자란 벌레를 먹이는 양어장을 만들고, 물고기를 다시 식당에 공급합니다. 우리는 커피샵에서 나온 폐기물 알갱이로 버섯을 키우는데 기질로 사용할 수 있습니다.

그래서 음식, 에너지, 물 그리고 한 건물 내에 있는 모든 폐기물의 순환을 묶어내는 것을 확인할 수 있습니다. 그냥 재미로, 우리는 그 당시에 아주 눈에 거슬렸던 런던 중심 로터리를 위해 이것을 제안했습니다. 여러분 중 몇몇은 이것을 알아볼 것입니다. 그리고 단지 약간의 계획으로, 교통으로 좌우되었던 공간을 사람들을 위해 열려있는 공간으로, 사람들과 음식물을 다시 연결하는 공간으로, 폐기물을 닫힌 루프의 기회로 변화시키는 공간으로 바꿀 수 있었습니다.

말씀드리고자 하는 마지막 프로젝트는 지금 진행이 되고 있는 '사하라 숲 프로젝트'입니다. 지금은 사막인 아주 넓은 지역이 얼마 전만 하더라도 사실 녹지였다는 것을 들으면 여러분 중 몇몇은 놀라게 될지도 모릅니다. 예를 들어서, 줄리어스 시저가 북 아프리카에 도달했을 때,, 북 아프리카의 대부분이 삼나무와 편백나무 숲으로 덮여있었습니다. 지구상 생명체의 진화 중에, 현재 우리들이 누리는 기후가 시작되도록 만든 것은 식물에 의한 군체의 형성 때문이었습니다. 역으로도 해당이 됩니다. 우리가 식물을 잃을 수록, 기후 변화를 더 악화시키고, 사막화가 더 많이 이루어질 것입니다. 그리고 이 애니메이션은 수 년 동안의 광합성 활동을 보여주고 있습니다. 주목하셔야 할 것은 사막의 경계입니다. 많이 이동하고 있습니다. 그리고 그것은 우리가 경계 양상이 멈추도록 개입하거나 사막화를 역전시킬 수 있느냐 하는 의문을 제시합니다.

사막에서 생존할 수 있도록 진화된 유기체를 살펴본다면, 물 부족에 적응할 수 있는 몇몇 놀라운 예들이 존재합니다. 이것은 나미비안 포그-배스킹 딱정벌레입니다. 그것은 사막에서 물을 구할 수 있는 방식으로 진화되었습니다. 그것은 밤에 밖으로 나와 모래 언덕 위로 기어 오릅니다. 그것은 무광의 검은 껍질을 가졌기 때문에 밤하늘로 열을 방출할 수 있고 주변보다 조금은 온도가 내려가게 됩니다. 그래서 바다에서 습한 바람이 불 때, 딱정벌레의 껍질에 작은 물방울이 맺히게 됩니다. 일출 전에, 껍질을 기울여 물방울이 입안으로 흐르도록 합니다. 물을 잘 마시고, 자리를 떠나 낮 동안 숨습니다. 그리고 여러분이 그것을 재간이라고 부를 수 있다면 더 나아가 보세요. 여러분이 딱정벌레의 껍질을 가까이 보면, 껍질에 작은 돌기들이 많이 있습니다. 그 돌기들은 물을 잘 흡수합니다. 물을 끌어 당기죠. 그 돌기 사이는 밀납을 먹은 것 같이 물을 밀어내는 부분입니다. 돌기 위에 물방울이 맺히기 시작하고 응집하여 구형의 방울을 만드는 효과를 냅니다. 그것은 딱정벌레 껍질 전체에 수막이 형성되어 있는 것보다 더 움직임이 자유롭다는 의미입니다. 그래서 공기중에 미량의 수분이 있을지라도 딱정벌레는 물을 아주 효과적으로 수집해서 입으로 흘려보낼 수 있는 것입니다. 매우 제약된 자원 환경에 적응하는 놀라운 예시이며, 그리고 그런 점에서, 우리가 향후 몇 년 혹은 수 십 년 동안 직면하게 될 도전들과 관련되어 있습니다.

우리는 해수 온실을 발명한 사람과 함께 일하고 있습니다. 이것은 불모의 연안 지역을 위해 설계된 온실이고, 그것이 작동하는 방식은 증발기를 가진 벽을 설치하고 그 벽에 해수가 졸졸 흐르도록 해서 바람이 통과해 불면, 많은 수분을 얻고 그 과정 중에 식혀지는 것입니다. 그래서 내부는 시원하고 습합니다. 그것은 식물이 성장하는데 보다 적은 물을 필요로 한다는 것을 의미합니다. 그리고 나서 그 온실의 뒤에서, 딱정벌레의 경우와 유사하게 효과적으로 과정 중에 많은 습기가 담수로 응축됩니다. 그리고 첫 해수 온실이 지어진 뒤 그들이 알아낸 것은 내부에 있는 식물이 필요로 하는 것보다 조금 더 많은 담수가 만들어진다는 것이었습니다. 그래서 그들은 이 물을 주변 땅에 뿌리기 시작했습니다. 그리고 그것과 높아지는 습도의 조합이 그 지역에 아주 인상적인 영향을 끼쳤습니다. 이 사진은 온실의 완공일에 찍은 것이고, 딱 일 년 뒤에, 이렇게 변했습니다. 건물 밖에 녹색 잉크 얼룩 처럼 퍼진 것 같은데요. 황무지를 생물학적으로 비옥한 땅으로 되돌리고 있습니다. 그런 점에서, 지속가능한 디자인을 넘어서 회복의 디자인을 성취하도록 합니다.

그래서 우리는 이 규모를 확대하고 이로움을 극대화시키기 위해 생체모방 아이디어를 적용하고 싶었습니다. 그리고 여러분이 자연에 대해서 생각할 때, 종종 그것이 전부 경쟁에 대한 것이라고 생각합니다. 하지만 실제로 원숙한 생태계 내에서 여러분은 공생관계의 예시들을 찾아내게 될 것입니다. 중요한 생체모방의 원리는 공생 집단 내에서 기술을 묶어내는 방법을 찾아내는 것입니다. 그리고 해수 온실을 위한 이상적인 파트너로서 우리가 생각했던 기술은 전기를 만들어내기 위해 태양열에 초점을 맞추는 태양 추적 거울을 사용하는 집약 태양 발전입니다. 집약 태양 발전의 발전가능성을 설명하기 위해서, 어떤 형태로든 우리가 사용하는 에너지의 10,000배를 매 년 태양으로부터 받고 있다는 것을 생각해보세요. 10,000배요. 그래서 우리의 에너지 문제는 다루기 힘든 것이 아닙니다. 그것은 우리 발명에 도전이 됩니다. 그리고 제가 말하는 것은 일종의 시너지로 먼저 이 기술들이 뜨겁고 태양이 내리쬐는 사막에서 작동한다는 것입니다. 집약 태양 발전은 탈염된 담수의 공급을 필요로 합니다. 그것이 정확히 해수 온실이 생산하는 것입니다. 집약 태양 발전은 많은 소모되는 열을 만들어냅니다. 우리는 그 열을 보다 많은 해수를 증발시키는데 사용할 수 있을 것이고, 회복의 편익을 강화할 수 있을 것입니다. 그리고 마지막으로, 거울 아래 있는 그늘에서 태양 직사광선에서는 자라지 않는 작물들을 재배할 수 있을 것입니다. 자, 이것이 설계의 형태입니다. 그 아이디어는 바람을 마주하고 있는 온실의 이런 긴 담을 만드는 것입니다. 집약 태양 발전소를 벽을 따라 그 사이에 만들 것입니다.

여러분 중에서는 이 염분을 어떻게 할 것이냐고 의아한 분이 있으실 것입니다. 그리고 생체모방으로, 충분이 이용되지 않는 자원을 가졌다면, "이것을 어떻게 처리할 수 있을까?"라고 생각하지 않습니다. "더 나은 가치를 만들기 위해 시스템에 무엇을 추가할 수 있을까?"라고 생각합니다. 그리고 그것은 다른 단계에서 결정화된 다른 것들로 나타납니다. 해수를 증발시킬 때, 첫 번째로 결정화 되는 것은 탄산 칼슘입니다. 그리고 그것이 증발기에 축적됩니다. 그리고 왼쪽에 있는 것이 그 이미지입니다. 점차적으로 탄산 칼슘으로 둘러싸여 갑니다. 그래서 잠시 후에, 우리는 그것을 빼내서 경량 건축 블록으로 사용합니다. 그리고 여러분이 그 안에 있는 탄소를 생각한다면, 그것은 대기에서 나와 바다로 들어갈 것이고 그리고 나서 건축 제품안에 가둬질 것입니다.

다음으로 결정화 되는 것은 염화 나트륨입니다. 그것 또한 건축 블록으로 압축할 수 있습니다. 보시는 것처럼 말이죠. 여기는 볼리비아에 있는 호텔입니다. 그리고 나서, 사막 토양에 비료 주기위해 회수할 필요가 있는 인산염과 같은 다양한 화합물과 성분을 추출할 수 있습니다. 그리고 해수에는 주기율표에 있는 요소가 거의 다 있습니다. 그래서 고성능 전지를 위한 리튬과 같은 가치있는 성분을 추출하는 것이 가능해야 합니다. 그리고 페르시아만 일부에서는 담수화 공장으로부터 나온 폐기 염수가 방출되기 때문에 점차적으로 염도가 증가하고 있습니다. 그것이 생태계를 망가지게 하고 있습니다. 이제 우리는 그 모든 폐기 염수를 활용할 수 있을 것입니다. 그것을 증발시켜 회복의 편익을 강화시킬 수 있고, 소금을 담아낼 수 있으며, 시급한 폐기물 문제를 훌륭한 기회로 변화시킬 수 있습니다. '사하라 숲 프로젝트'는 탄소가 발생하지 않는 식량과 특정 지역에서 사막화를 반전시키는 것처럼 지구상 대부분 물부족 지역에서 풍부한 재생가능 에너지를 어떻게 만들 수 있는지에 대한 모델입니다.

시작할 때 제가 언급했던 큰 도전에 대한 부분으로 돌아가보죠. 자원 효율성의 근본적은 향상, 닫힌 루프와 태양 경제. 그것은 그냥 일어날 수 있는 것이 아닙니다. 그것은 대단히 중요합니다. 자연이 문제를 해결하는 방식에 대해서 연구하는 것이 수 많은 해결책을 제시해줄 것이라고 굳게 믿습니다. 하지만 무엇보다, 이렇게 생각하는 것이 제공하는 것은 지속가능한 디자인에 대해 언급하는 정말 긍정적인 방식입니다. 환경에 대해서 많이 언급을 하는 것은 매우 부정적인 언어를 사용합니다. 하지만 여기서 그것은 시너지, 풍부함, 최적화에 대한 것입니다. 이것이 중요한 핵심입니다.

생텍쥐페리가 말했습니다. "만일 함대를 구축하려면, 그냥 앉아서 목공에 대해서나 떠들지 않아요. 먼 바다를 탐험하는 마음으로 사람들의 영혼을 타오르게 만들 필요가 있습니다." 그것이 우리가 필요한 것입니다. 그러니 긍정적이 됩시다. 그리고 가장 흥미로운 혁신의 시기가 될 수 있도록 앞으로 나아갑시다.

감사합니다.

(박수)