첨단 전기기술, 도시재생과 만나다
첨단 전기기술, 도시재생과 만나다
  • 중부매일
  • 승인 2018.10.24 17:25
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

[과학이야기] 이길환 미래과학연구원 자문위원
/ 클립아트코리아
/ 클립아트코리아

2020년 전남 나주시는 첨단 과학기술의 힘에 의해 특별한 공간이 만들어진다. 길거리에 전봇대가 모두 사라지고, 도로바닥은 발전소가 되고, 공공건축과 주민공동체 전용공간은 도시가스가 필요 없는 전전화건축(全電化建築, all electric house)이 들어서고, 아닌 밤중에 도로바닥은 마한에서 백제, 고려, 조선, 대한제국, 독립운동기 등이 영상콘텐츠로 상영이 되는 세계 최장의 길바닥 극장이 만들어진다.

이 사업은 문재인정부의 국정과제 중 핵심인 도시재생뉴딜정책의 일환으로 지난 8월말에 선정되었다. 사업 선정의 결정적 단서가 바로 나주혁신도시 이전기관 한국전력과 협력하여 이를 구현하는 신재생 발전기술과 축전기술을 첨단화·국산화시켜 첫 적용을 나주시에 하고, 이로 인해 발생되는 수익은 지속적으로 도시재생사업에 투입하기로 합의하여 성사된 사업이다.

이 같은 사업이 성사되기 위해서는 무엇보다도 친환경적으로 생산된 에너지를 저장하는 장치인 바나듐레독스-흐름전지의 역할이 중요하다. 바나듐레독스-흐름전지는 기존의 리튬에 비해 15배 이상의 용량유지율과 수명을 기대한다고 한다.

바나듐레독스-흐름전지는 바나듐 이온을 활물질로 사용하여 에너지를 저장·방출하는 이차전지로서 높은 에너지 효율과 폭발 위험이 없는 안전성, 출력과 용량의 독립적인 설계 등의 장점으로 리튬-이온 배터리를 대체할 대용량 에너지 저장장치로 주목받고 있다.

다른 이차전지와는 달리 바나듐레독스-흐름전지는 전극이 아닌 전해질에 에너지를 저장하는 독특한 시스템 구성을 가지며, 바나듐레독스-흐름전지용 분리막은 전지의 성능을 결정하는 가장 중요한 구성요소이고, 더욱 뛰어난 성능의 분리막을 개발하기 위한 연구들이 계속되고 있다.

이와 함께 바나듐레독스-흐름전지에 저장할 전기에너지의 생산은 통행량이 거의 없으나 반면 일조량이 우수한 도로(학생운동길)에 설치되는 도로태양광모듈(solar module, solar block)이 맡게 된다.

도로태양광모듈은 이미 선진국들이 상용화에 박차를 가하고 있다. 별도의 태양광발전시설은 환경파괴와 경관훼손, 주거환경에 부정적 영향으로 기피시설로 전락하고 있으나, 도로태양광모듈은 기존의 도로의 기능과 결합한 기능으로 매우 합리적이다. 원리는 도로의 표면에 비치는 태양광을 태양 전지판이 흡수해서 전기로 전환하는 방식으로 도로표면이 거대한 태양 전지판 역할을 하는 것이다.

특히 발전시설임에도 방수, 방진은 물론 수십 톤의 무게를 견딜 수 있는 강도도 지니게 되어 경제성과 효율성에서 큰 주목을 받고 있는 신기술로서, 특히 암스테르담 스마트시티 계획 중 하나로 도로 자체를 태양광발전소로 바꿔 도로 기능과 전력생산 기능을 융합시킨다는 발생에서 출발했다.

마지막 전전화건축(全電化建築, all electric house)은 건축물에서의 취사, 냉ㆍ난방, 조명, 제어 등 열원 전부를 전기로 충당하는 건축물로 가스 등에 의한 폭발의 위험이 없다. 우리나라에서는 리조트, 콘도, 호텔들이 적용하고 있으나, 부하용량이 대단히 크고 또한 동시에 사용률이 크므로 수용률 적용시 전력부족현상을 겪을 위험도 내포하고 있다.

이길환 미래과학연구원 자문위원.

그러나 이 모든 일들이 새롭게 연구ㆍ개발되는 전기기술에 의해 실생활 깊숙이 실현될 전망이다. 혁신도시 이전기관인 한국전력 단독 연구·개발 환경의 어려움을 지자체 공동출자로 그 명분을 살렸으며, 이 사업의 결과로 도로태양광모듈에서 바나듐레독스-흐름전지, 전전화건축 및 길거리 미디어파사드극장으로 이어지는 생산, 저장, 소비의 3개축이 완성이 되며, 남는 전기는 가로등, 전기차 충전소, 복지시설 등 공공시설물에 공급되어 진정한 의미의 신재생에너지자립도시로 새롭게 태어나는 것이다. / 미래과학연구원 제공



댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.