남이섬 메타세콰이어길 투어 버스의 비밀

남이섬 메타세콰이어길 투어 버스의 비밀

 

지난 월요일(6/22), 세종시에서 무선충전 전기버스(올레브)가 시범운행을 끝내고 정식운행을 시작했는데요, 올레브는 자기장을 사용해 무선으로 충전하기 때문에 날씨의 영향을 받지 않아 편리성과 활용성이 높은 친환경 전기버스라는 점! 현재 서울에서도 전기버스 15대가 운영 중인데요, 앞으로 2018년까지 전기버스 300대를 도입할 예정이며, 전기버스를 통해 초미세 먼지 농도를 현재보다 20% 줄이려고 하고 있답니다. 

전기버스가 많아지면 기존에 버스에서 나오는 매연 속 탄소가스 배출량을 줄여 환경오염 문제를 조금이나마 줄일 수 있는데요, 하지만 전기버스 시스템을 도입하기 위한 배터리 교환 충전소 설치, 고가의 충전시설 등의 문제점은 앞으로 해결해야겠죠? 앞으로 이른 시일 내로 전기버스가 많은 노선에 확대되길 바라며, 오늘은 깨끗하고 친환경적인 태양광을 통해 달리는 자동차에 소개해드릴게요. ^^

길에서 자동차를 볼 때마다 저는 떠오르는 것이 있는데요, 바로 ‘태양광 자동차’입니다. 제가 태양광 자동차를 처음 만난 것은 지난 2012년, 어느 가을날 경기 화성시에 있는 자동차안전연구원에서 무인 태양광 자동차 경주대회가 열린다고 해서 찾아갔는데요, ‘태양광 자동차’라는 아이템이 흥미로워 찾은 곳이지만 아직 공부하는 대학생이 실력을 겨루는 자리라 큰 기대는 하지 않고 갔답니다. 

하지만 자동차의 속도는 생각보다 빨랐는데요, 사람의 발걸음으로 따라잡기 어려울 정도고 자동차가 달리는 거리 역시 상당했답니다. 운전자가 없이 이 정도를 달릴 수 있는 비결은 센서! 최근에 자주 선보이는 무인 주행차처럼 이 자동차도 센서를 달고 앞이나 옆의 물체를 감지하는데요, 장애물을 탐지하면 센서는 제어 장치에 방향을 바꾸거나 멈추라는 명령을 내린다고 합니다. 주최 측에 말하길 대회장 트랙에 GPS 정보를 제공해 이를 이용해서도 주행할 수 있다는 점!

 

명색이 자동차 경주대회인데 주행장에서 자동차가 내는 소음이 들리지 않고 매연 역시 없다는 것이 기억에 남는데요, 학생들이 자동차의 에너지 공급원으로 ‘태양광’을 고집하는 이유도 바로 이것이었습니다. 한 학생은 “태양광만큼 깨끗하고 친환경인 에너지원이 없어 이를 절대 포기할 수 없다”고 말했으며, 또 다른 학생은 “태양광이란 아직 해결해야 할 문제가 많지만 언젠가는 태양광 자동차가 실용화되는 날이 오지 않을까”하고 기대를 보이기도 했답니다.

저는 지난 6월 중순 남이섬을 찾았을 때, 실제로 공해 없는 태양광 투어 버스를 만났답니다. 강을 바라보며 남이섬 둘레를 걸을 때 승객을 가득 태운 버스 한 대가 지나갔는데요, 소음과 매연이 없는 신기한 버스에 눈길이 가더라고요, 혹시나 하는 마음에 버스 위를 살펴보니 태양전기 판이 놓여 있었답니다. 3년 전에 봤던 대학생들의 태양광 자동차 경주대회의 태양광 자동차가 떠올랐는데요, 실제로 운영 중인 태양광 자동차를 보게 되니 감회가 새롭더라고요. 

■ 남이섬 태양광 투어 버스

- 운영시간 : 20~30분 소요

- 비용 : 5,000원 (36개월 미만 어린이는 무료)

- 탑승장소 : 남이나루 관광청 맞은편

- 홈페이지 : 바로가기(클릭)

쭉~ 뻗은 남이섬의 메타세콰이어길을 태양광 버스로 달린다면? 버스에서 나오는 매연도 없고, 맑은 공기 가득한 남이섬의 자연을 느낄 수 있어 정말 상쾌할 것 같은데요, 남이섬을 방문한다면 태양광 버스로 한 바퀴 둘러보는 건 어떠세요? ^^

 

 

태양광산업특구 충청북도와 한화그룹이 만났다!

2015/07/08 13:00

 

 

요즘 지방자치단체에서 태양광산업을 지원하려는 열기로 아주 뜨거운데요, 서울형 발전차액지원제도(서울형 FIT)와 함께 미니태양광을 보급하는 서울시, 사회복지시설에 무상으로 태양광 발전시설을 보급하는 경기도, 지방자치단체 소유 건물이나 지역 학교에 태양광 설비를 도입하려는 경상남도와 제주도 등 지방자치단체마다 친환경 에너지인 태양광을 장려하고 보급하기 위한 노력을 다하고 있답니다. 

 

태양광을 이야기하면서 빼놓을 수 없는 지역이 있는데요, 태양광산업을 지역발전의 슬로건으로 내걸고 동반성장을 준비하는 곳, 바로 충청북도랍니다! 충청북도는 전국 유일의 태양광산업특구로서 국내에서 태양광 설비가 대규모로 제조되고 있고, 여기서 만들어진 모듈이 전국 각 지역과 해외로 보내지고 있답니다. 그뿐만 아니라 세계 최대 규모의 수상태양광 발전소에서부터 전국 최초로 지역 내 경로당에 태양광 무상 보급, 관련 R&D 시설 확충까지 태양광산업이 여러 분야로 확대되고 있는데요, 태양광 설비 생산의 요람에서 태양광산업의 중심지로 우뚝 서고 있는 충청북도! 이곳에 어떤 일이 펼쳐지고 있는지 살펴볼까요?

환경을 살리고 경제 발전에 이바지하는 태양광산업은 현재 미래 신성장 산업으로 국가에서 주목받고 있는데요, 충청북도는 2011년 전국에서 유일하게 ‘광역형 태양광산업특구’를 지정하여 6개 시군(청주, 충주, 증평, 진천, 괴산, 음성)을 태양광산업의 메카로 육성해오고 있다는 점! 이에 따라 태양광 관련 기업도 셀·모듈 제조, 인버터 등 부품 소재, 설비시공, 2차 전지·제조장비 등의 전 분야에 걸쳐 진행되며, 기업 수도 2012년 61개에서 2015년 84개로 지속해서 증가해오고 있답니다. 

단순히 산업체 수만 늘어나고 있는 것이 아니라 태양광 발전소도 점차 늘어나고 있는데요, 태양광을 지붕 위나 땅에 설치할 뿐 아니라 물 위에도 설치하는 등 혁신적인 도전을 하고 있다는 사실! 현재 2014년 12월에 단일규모로는 세계최대규모인 2MW급 수상태양광 발전소를 영동군 추풍령 저수지에 설치한 뒤, 2018년까지 도내 6개 저수지에 총 18MW로 늘려나갈 계획이라고 합니다. 또한, 태양광발전 설치자금 이차지원(설치자금의 이자차액 지원)을 2013년부터 시행하여 시민들의 태양광 설치를 유도하고 있는데요, 현재 발전사업자들의 호응이 높아 지원규모를 100억 원에서 200억 원으로 확대하였답니다. 이외에도 경로당 태양광 설치(1,986개소, 174억 원), 태양광 융복합 도시 조성(4개소, 93억 원) 등의 사업이 지속해서 시행하고 있는데요, 앞으로는 공공·비영리 시설·일반주택·댐, 저수지(수상태양광) 등에 태양광 보급이 더욱 확대될 계획이랍니다. ^^ 

충청북도는 태양광 기술 개선과 사업 지원 등 연구 분야에서도 앞장서고 있는데요, 2014년 10월에 완공된 태양광기술지원센터에서는 태양광 관련 기업의 기술, 부품, 소재 등에 대한 시험 분석과 성능 평가, 신뢰성 검증 등의 기술 지원과 함께 관련 산업 인력 양성을 위한 창업보육, 사업화 지원 등 다양한 기업지원 서비스를 제공하고 있답니다. 또 건물에너지기술지원센터에서는 건물 일체형 태양광 발전시스템(BIPV) 시험시설이 있는데요, 앞으로는 기후환경 실증센터(2017년 예정)와 중대형 ESS 시험평가인증센터(2018년 예정), 제로에너지 실증단지(2020년 예정)가 조성될 예정이라고 합니다. 이처럼 충청북도에서는 태양광 제품 생산부터 보급, R&D까지 태양광산업 전반에 걸쳐 발전이 이뤄지고 있다는 사실!

태양광산업을 육성하고 있는 충청북도! 한화도 여기에 빠질 수 없겠죠? 현재 한화는 충청북도 음성군에 있는 태양광 모듈 공장에 투자 규모 100억 원에 달하는 250MW를 추가로 건설하고, 한화큐셀코리아가 충청북도 진천군에 3,500억 원의 투자를 통해 1.5GW 규모의 태양광 셀 공장을 건설하기로 했답니다. 공장 건설을 통해 950명이 넘는 고용창출 효과도 기대된다고 하니 엄청나지 않나요?

한화의 투자로 인해 충청북도는 셀 생산용량 2.5GW(전국대비 74%, 전국 1위), 모듈 생산용량 1.8GW(전국대비 40%, 전국 1위)로 명실상부한 국내 최대의 태양전지 생산의 거점으로서 위상을 갖게 되었는데요, 이제 전국적인 태양광 생산기지의 임무를 수행하게 된 충청북도는 앞으로 대전의 대덕연구단지와 충남의 태양광 발전 사업화 기지를 연계해 충청권 전체가 태양광산업 클러스터로 조성될 예정이랍니다. 

점점 지방자치단체에서 태양광산업 육성에 열매를 맺어나가는 사례가 많아지고 있는데요, 특히 태양광 에너지는 정책적으로 육성과 지원이 필요하므로 충청북도의 발전은 긍정적인 사례로 보인답니다. 앞으로 태양광산업의 장례는 밝아 보이는데요, 그러다 보면 언젠가 해외에서도 우리나라의 태양광산업을 선진 사례로 주목하는 날이 오지 않을까요? 그 가운데에서 한화와 많은 지방자치단체의 콜라보레이션도 기대해 봐도 좋을 것 같습니다! ^^

 

태양광에 대한 오해와 진실, 그것이 알고 싶다!

얼마 전 한 대형 유통업계에서 가정용 태양광 발전기 판매를 시작했는데요, 이곳에서는 한화63시티를 포함한 3가지 브랜드의 15가지 제품을 판매하고, 제품을 구매하면 전문시공업체가 가정에 1~2시간 이내에 설치해준다고 하여 화제를 모았습니다. 추가로 서울시, 대구시, 광주시 등 각 지자체에서도 일반 가정에 태양광 발전 설비를 설치할 경우 설치비 50%를 지원해주고 있어 더욱 관심을 모으고 있는데요, 아직 가정에는 태양광 발전 설비 보급률이 낮지만, 가정용 태양광 시장이 확대되는 추세에 따라 국가적으로 보급률을 높이기 위해 힘쓰고 있다는 사실! 

앞으로 에너지 시장을 이끌어 나갈 태양광 산업! 그 중심에서 선두주자로 나아가고 있는 곳이 바로 한화그룹인데요, 올해 초 한화큐셀과 한화솔라원을 ‘한화큐셀’로 통합해 셀 분야 세계 1위의 규모를 갖춘 태양광 회사로 새롭게 출발하였으며, 충청남도에 ‘충남창조경제혁신센터’를 문을 열고 충남지역을 태양광 산업의 클러스터로 조성할 예정이랍니다. 급속하게 성장하고 있는 태양광 시장이지만 아직도 태양광에 대해 잘 모르는 분들이 많죠? 그래서 오늘은 여러분들이 알고 있는 태양광에 대한 잘못된 정보, 그리고 궁금했던 정보를 시원~~하게 알려드리도록 하겠습니다. ^^

태양광은 친환경, 무공해, 반영구적 사용이 가능한 무한 자원으로 햇빛이 비치는 어떤 곳이든 사용할 수 있는데요, 이러한 태양광을 태양 전지라는 광전 변환기를 써서 직접 전기 에너지로 변환시킨 것이 태양광 발전이랍니다. 조금 어려운 개념인가요? 그렇다면 햇빛과 태양과의 관계부터 태양광 사업전망까지! 태양광에 대한 오해와 진실, 지금부터 알려드릴게요!

■ 태양광에 대한 바른 정보, 말해 YES or NO

Q. 뜨거운 사막일수록 태양광 전력 발전량이 많다?

A. NO

- 셀 온도 기준으로 25°C일 때 100%의 효율을 내며 온도가 1도 상승할 때마다 0.5%씩 효율이 저하되어 뜨거운 사막의 높은 온도로 상대적으로 발전량이 적습니다. 또한, 사막에는 모래가 많이 쌓이기 때문에 빛이 덜 받을 수밖에 없어 발전효율이 떨어지며, 유지보수가 힘들어 태양광 발전에는 적합하지 않답니다. 

Q. 유가가 떨어질수록 태양광 사업 전망은 어둡다?

A. NO

- 전력생산용으로 사용되는 석유비중은 약 4%로 매우 낮아 영향이 없습니다. 유가가 하락하면 휘발유 가격은 내려가지만, 전기요금은 떨어지지 않은 것과 같으며, 석유 대부분은 자동차 연료나 석유화학제품 생산에 사용됩니다.

 

Q. 양광 모듈 또는 폴리실리콘을 만드는 데 전력소모가 많다? 

A. YES

- 폴리실리콘은 반응기안에 설치된 실리콘 막대에 강한 전기를 고온으로 유지해 삼염화실란(TCS)가스를 증착시키는 방식이기 때문에 전기사용이 많습니다. 원가에서 전기가 차지하는 비중은 약 40%에 달한다는 사실! 

Q. 모듈이 햇빛을 받으면, 그걸 전부 전기로 전환한다? (에너지효율) 

A. NO

- 태양광은 햇빛 중에서 가시광선만 흡수하여 전기로 전환하는데요, 햇빛 100을 받았을 때 전기로 전환하는 비율을 ‘광전변환’ 효율이라 하며 평균적으로 광전변환 효율은 16~18%대랍니다. 

Q. 태양광과 태양열은 같다? 

A. NO

- 태양광은 전력을 생산하고, 태양열은 물을 뜨겁게 가열하여 온수를 생산한다는 점에서 다르답니다. 또한, 태양광은 빛을 전기로 전환하는 것이고, 태양열은 열로 터빈을 돌려 생산된 증기로 발전하는 것!

Q. 태양광 모듈은 영구적으로 쓸 수 있다? 

A. NO

- 현재 25년 출력 보증을 하고 있으며 매년 약 0.6% 정도 효율이 낮아지고 있지만, 30년 이상은 사용이 가능하다는 것! 장기적으로 사용하는 것이기에 최소한 보증기간만큼 회사가 존속해야해 회사의 안정성이 중요합니다.

Q. 태양광 모듈은 먼지가 쌓이면 효율이 떨어져 정기적으로 닦아줘야 한다? 

A. YES

- 모듈 표면에 먼지가 쌓이면 태양광을 흡수하는 면적이 작아지므로 정기적으로 닦아 줄 필요가 있습니다. 하지만 비가 내리기 때문에 큰 O&M은 필요하지 않답니다. 

Q. 태양광 발전을 설치한 건물은 낮에만 전기를 사용할 수 있다? 

A. NO

- 모듈만 설치할 경우 낮에만 사용할 수 있으나, 배터리 등 시스템화하면 낮에 발전한 전력을 저장하여 밤에도 사용할 수 있습니다. 에너지 저장장치(ESS)를 통해 낮에 전기를 생산해 저장해두면 태양이 없는 밤에도 쓸 수 있답니다.

Q. 태양광은 생태계를 파괴하지 않는 친환경 에너지다?

A. YES

- 태양광에너지는 태양광에 의존하기 때문에 소음 및 이산화탄소 등 생태계를 파괴하는 요소가 없어 친환경 에너지입니다.

Q. 태양광을 많이 설치하면 태양 빛을 반사해 지구 온난화에 영향을 준다?

A. NO

- 지구 온난화가 되려면 오존층을 파괴해야 하나, 태양광에서 반사되는 빛은 오존층을 파괴할 수 없습니다.

Q. 태양광 모듈(패널)은 비싼 금속(금, 은, 동 등)으로 만든다?

A. NO

- 태양전지의 원료는 모래나 자갈에서 얻어지는 규소(실리콘)인데요, 모래나 자갈에서 채취한 규소(실리콘)를 탄소를 이용해서 순도를 높이고 코크스나 숯 등으로 산소를 제거한 후 메탈실리콘을 만들어냅니다. 이 메탈실리콘을 염소 등을 사용한 화학적인 공법으로 만드는 것이 바로, 폴리실리콘! 이를 가공하면 잉곳, 웨이퍼 등의 과정을 거쳐 태양전지 셀이 완성되는데요, 이 과정에서 은(Ag)이 추가로 포함됩니다.

Q. 태양광 관련 세계 최대, 최고 기업은 중국 기업이다?

A. NO

- 셀 생산설비 기준으로 전 세계 1위는 한화큐셀㈜입니다. ^^

Q. 일반 도로를 태양전지로 만드는 것은 불가능하다?

A. NO

- 일반 도로면에는 자동차 등이 다니기 때문에 하중을 견딜 수 없지만 가벼운 자전거 전용 도로 등에는 이미 네덜란드에서 태양광 판넬 위에 1센티미터 두께의 강화유리를 얹은 태양광 도로를 설치한 사례가 있답니다.

Q. 가정용 태양광 발전에서 사용하지 못한 전기는 사라진다?

A. NO

- 미사용 전기는 기존의 전력계량기가 거꾸로 돌면서 한전으로 유입된 만큼의 전기요금을 간접적으로 보전받을 수 있어 전기요금에 대한 가계지출 부담을 덜 수 있습니다.

아직 태양광을 직접 접해 보지 않은 일반 사람들에게는 조금 어려운 개념일 것 같은데요, 어느 정도는 이해가 되셨나요? 지금까지 잘못 알고 있었던 태양광에 대한 상식을 바로 잡고, 새로운 정보까지 얻을 수 있을 시간이 되었길 바랄게요! ^^

 

 

버스부터 비행기까지, 교통수단 속 태양광 이야기

바로 오늘부터 본격적인 장마가 시작된다고 하는데요, 습도가 높아져 찝찝하겠지만, 극심한 가뭄을 앓고 있는 농촌에 조금이나마 도움이 되길 바라면 장마를 환영(?)해 볼까요? 암튼 장마가 끝나면 바로 여름방학과 여름 휴가 시즌인데요, 다들 훌~쩍 떠날 만반의 준비를 하고 계신가요? 여름방학 그리고 여름 휴가는 ‘걷고’, ‘타고’, ‘날아서’ 어디론가 여행을 떠날 수 있는 시기인데요, 미리미리 준비해야 편안한 여름 휴가를 보낼 수 있답니다. 

여러분은 BMW족(Bus, Metro, Walk)인가요? 붕붕~ 자동차를 좋아하시나요? 출렁출렁 물 위에서 타는 보트? 아니면 구름을 가르고 햇빛을 맞는 저 하늘 위의 비행기? 어떤 교통수단이든 상관없어요! 오늘의 태양광 이야기는 바로 교통입니다. 오늘은 여러분이 좋아하시는 탈 것에 따라 맞춤형 태양광 정보를 드릴게요. ^^오늘은 태양광 교통수단으로 여름 휴가를 떠나 볼게요.^^

자 그럼 먼저 BMW족에게 추천하는 태양광 정보를 소개해 드릴게요! 아마 대부분이 사람들이 가장 많이 이용하고 있는 것이 대중교통이 아닐까 싶은데요, 버스부터 지하철, 걷기까지 우리는 늘 태양광과 함께하고 있다는 사실! 알고 계셨나요? 살랑살랑 불러오는 바람 맞으며, 밤 산책을 즐겨 본 적 있나요? 더운 여름의 짜증을 확 날려 버릴 수 있을 정도로 편안한 마음이 든답니다. 하지만 너무 늦은 시간에 산책하게 되는 경우 어두컴컴한 곳에서 누군가 튀어나오지는 않을까, 어디에 부딪히지는 않을까 두려울 수 있는데요, 이걸 방지해주는 고마운 태양광 가로등이 있습니다. 이런 태양광 발전의 경우 독립형 태양광 시스템이라고 합니다.

태양광 시스템은 계통연계형(Grid Tied)과 독립형(Grid Off) 시스템으로 크게 두 가지로 나눌 수 있는데요, 두 가지 시스템의 기본적인 차이점은 배터리 사용 여부에 달려 있으며 배터리를 사용해서 전기를 저장할 필요가 있으면 독립형, 그렇지 않으면 계통연계형이라는 점~ 태양광 가로등 같은 경우에는 독립형 태양광 시스템이라고 할 수 있겠죠? 

대중교통 친화형 뚜벅이족의 두 번째 교통수단은 바로 버스인데요, 어두운 밤 버스를 탈 때 버스정류장 천장을 물끄러미 바라봐보세요! 그곳에 사람들이 평소에 눈치채지 못하는 무언가가 있을 수 있는데요, 바로 태양광 버스정류장입니다. 버스 운행 시간이 끝난 버스정류장은 조명이 없어서 어둡고 캄캄해 다소 위험할 수 있어 전라북도는 읍면동 지역의 버스정류장에 태양광 조명시설을 설치했다고 해요. 무려 2013년에 200개, 2014년부터는 매년 500개나 됐다고 하는데요, 태양광 조명시설은 태양광 집열판과 충전장치를 통해 낮에 에너지를 저장한 뒤 일몰 후 야간에 LED 램프로 빛을 밝히는 녹색에너지 사업으로 하루에 8시간 정도 이용이 가능하다고 합니다! 전신주로부터 거리가 멀었던 읍면동의 버스정류장은 그동안 야간 조명시설이 없어 버스이용객의 불편이 컸고, 교통사고 및 사회적 범죄에 노출되어 있었는데요. 이제 버스를 주로 타시는 분들 어둠에 떨지 않으며 버스를 탈 수 있겠죠? ^^

쌩쌩~ 붕붕~ 바람을 맞으며 자동차로 드라이브를 한다면 정말 기분이 좋겠죠? 그렇다면 기존의 평범한 도로가 아닌 보다 특별하고 독특한 도로에서의 드라이브는 어떠신가요? 미국의 한 발명가가 주차장이나 도로 바닥을 태양광 발전소로 변신시킬 신기술 개발에 성공했는데요, 2011년 이 기술의 개념과 아이디어를 제안한 스콧 브루사우(Scott Brusaw)가 바로 그 주인공입니다. 그가 개발하여 시험 중에 있는 ‘솔라 로드웨이’(Solar Roadway)는 현재 펀딩을 받아 시제품 단계에 있는데요. 실제로 우리 일상에 도입하게 되면 도로에서 발전한 전기로 신호등을 켠다든가 도로에 발열하여 눈을 녹인다든가, 전기차에 전력 공급을 하는 그리드망으로서 기능한다든가 하는 놀라운 일들이 가능해진다고 해요! 

하지만 도로를 태양광 발전소로 탈바꿈시키려면 차량의 하중이나 운행 충격은 물론이고 악천후에도 잘 견디는 태양전지 개발이 선행되어야 하는데요, 브루사우는 계속해서 새로운 패널을 시험 중에 있으며 현재 시험 단계에 있는 패널은 트랙터가 그 위를 지나가도 될 정도로 튼튼하다고 합니다! 또한, 미끄럼 방지 가공된 강화유리로 덮여 있는 패널은 태양전지 외에도 LED와 발열체가 장착되어 있어서 전기를 생산하면서 LED로 다양한 정보를 도로 위에 표시해서 차량 운행에 필요한 정보를 제공할 수 있도록 설계되어 있다고 하고요~ 발열체는 패널에 쌓인 눈이나 비를 제거하는 역할을 한다고 하니 일 석 몇조인지 세기도 어려울 정도네요! ^^ 

‘솔라로드웨이’는 미국 연방정부로부터 개발자금으로 약 9억 원($85만 달러)을 지원받았고, 웹사이트를 통해 2천만 원가량이나 모금되었어요. 즉 가능성 있는 아이디어로 여러 사람의 기대를 한몸에 받는 중인데요. 그렇다면 언젠가 우리 주변 도로에서도 솔라로드를 달려볼 수 있으리라 기대해봐도 되겠죠? ^^

 

걷고, 버스 타고, 자전거 탔지만! 여행에는 역시 빠질 수 없는 교통수단, 비행기를 소개해 드릴게요! 여러분, 이런 비행기 들어보셨나요? 요즘 이 비행기가 세계 일주를 떠난다고 해서 많은 분이 한 번쯤은 이 이름을 들어보셨을 것 같은데요, 오직 태양광으로만 동력을 얻는 혁명적 비행기 솔라 임펄스 2입니다! 이 엄청난 비행기는 최대 속력은 시속 144km에 불과하고, 에너지를 아끼기 위해 평상시 비행 속력은 더 낮아 쉬지 않고 4~5일 정도 날아야 일본에서 하와이까지 갈 수 있다고 하는데요, 최고 속력이 시속 960km 정도 되는 보잉 777이 이 거리를 8시간 반 만에 날아가는 것에 비하면 에게? 비행기 맞아? 싶기도 합니다. 

태양광 비행은 느리고 비싸고, 지금으로써는 비현실적으로 느껴지지만! 솔라 임펄스의 세계 일주를 기획한 보쉬버그와 공동 설립자 버트란드 피카드는 이 프로젝트를 통해 더 환경친화적인 여행을 위한 시작점으로 보고 있다고 합니다. 이 비행기의 세계 일주 여행은 2015년 3월 9일에 UAE에서 시작되었고, 7월이나 8월에 UAE로 돌아오며 마무리될 것으로 예상한다고 하는데요, 태양광 비행기가 역사상 첫 세계 일주를 무사히 마칠 수 있을지 다 함께 지켜보자고요! ^^ 

이렇게 오늘은 태양광과 관련된 ‘걷고’, ‘타고’, ‘나는’ 교통에 관해 설명해 드렸는데요, 사실 이외에도 태양광 보트, 태양광 자동차, 태양광 자전거 도로 등 교통과 관련된 여러 가지 태양광 관련 사례들이 있다는 사실! 일상에서 우리가 쉽게 지나치고 있던 교통수단들에서 태양광 아이디어를 발견해보는 건 어떨까요? 혹시 솔라로드웨이의 스콧 브루우사처럼 우리도 멋진 태양광 아이디어를 실현할 수 있는 어마어마한 펀딩을 받게 될지도 모르잖아요. ^^

바닷물도 정수하는 #태양광 정수기!

2015/07/08 09:00

‘여름’ 하면 ‘물’을 빼놓고는 생각할 수 없는데요. 우리의 몸과 마음을 시원하게 해주기 때문이죠. 특히 한강 공원에 나가 파랗게 넘실대는 강을 바라보고 있노라면 바캉스를 따로 가지 않아도 될 만큼 청량감을 제공합니다. 하지만 최근 심각한 녹조 현상 때문에 한강 나들이에 적신호가 켜졌는데요. 올해 비가 많이 내리지 않고 유난히 빨리 온 더위 때문에 이렇게 녹조가 심각해졌다고 합니다.

 

가뭄과 녹조 때문에 ‘물’의 중요성에 대해 다시금 생각하게 된 계기가 되었는데요. 평소 우리는 간편하게 ‘정수기’를 이용하거나, 편의점에서 쉽게 생수를 구매할 수 있어 ‘물’에 대한 소중함을 잊고 사는 것 같습니다. 특히 물이 부족한 아프리카나 제 3세계 국가의 경우, ‘물’은 생존과 직결되는 중요한 요소입니다. 이곳에서는 우리처럼 정수시설이 발달되지 않아, 멀리 물을 길으러 가거나 오염된 물을 마셔서 각종 질병에 시달리고 있지요. 

그런데 ‘태양광’과 ‘태양열’을 이용해서 간편하게 물을 정수할 수 있다는 사실, 알고 계셨나요? 큰 비용을 들이지 않고 간편하게 태양을 이용해서 물을 정수할 수 있는 착한 기술들을 소개해드리도록 하겠습니다. 

태양광 정수기 #솔라볼 (Solarball)

▲태양광 정수기 '솔라볼'(출처: http://phys.org)

호주 모나쉬 대학에서 산업 디자인을 전공한 ‘조나단 리오우(Jonathan Liow)’는 2008년 캄보디아를 방문했다가 심각한 물 부족 상황을 보고 이들을 위해 깨끗한 물을 마실 수 있는 장치를 개발해야겠다고 결심했습니다. 오염된 식수로 수백만 명의 어린이들이 죽어가고 있었기 때문입니다. 오염되지 않은 식수를 구하는 데 어려움을 겪고 있는 저개발 국가 주민들에게는 저렴하면서도 손쉽게 물을 구할 방법이 필요했는데요. 그래서 고안한 장치가 바로 ‘솔라볼’입니다.

 

▲솔라볼 덕분에 깨끗한 물을 쉽게 얻게 된 아프리카 어린이들의 행복한 모습 (출처: http://phys.org)

솔라볼은 태양광을 이용해 ‘자연증발’이라는 간단한 방식으로 이뤄져 있는데요. 오염된 물을 솔라볼에 부은 다음 태양광선 아래 그냥 내버려두기만 하면 됩니다. 태양의 뜨거운 열에 의해 물은 자연 증발하게 되고, 이 과정에서 오염된 물과 깨끗한 물이 자동으로 분리되게 됩니다. 수증기로 증발한 깨끗한 물이 솔라볼 위쪽에 설치된 바깥쪽 저장고로 모이게 되고, 이 물을 모으면 깨끗한 물을 마실 수 있게 됩니다. 

가벼워서 휴대도 간편하고, 전기도 필요 없어 유지관리 비용이 들지 않습니다. 그냥 볼 안에 물을 담아 햇빛 아래 두기만 하면 정수가 되는 매우 ‘간단한’ 원리인데요. 이렇게 누군가의 생각이 수많은 생명을 구할 수 있게 되었습니다. 

바닷물을 정수하는 #엘리오도메스티코 (Eliodomestico)

▲엘리오도메스티코로 맑은 물을 얻는 모습(출처: http://www.gabrielediamanti.com)

바닷가 근처에 사는 제3세계 사람들은 눈앞에 물이 출렁이지만 마실 수는 없습니다. 넘치는 바닷물을 마실 수 있는 물로 담수화할 수 있다면 좋겠죠? 하지만 담수화 시설은 설치비용이 만만치 않습니다. 

*담수화란? 생활용수나 공업용수로 직접 사용하기 힘든 바닷물로부터 염분을 포함한 용해물질을 제거하여 순도 높은 음용수 및 생활용수, 공업용수 등을 얻어내는 일련의 수처리 과정

‘가브리엘 디아만티(Gabriele Diamanti)’는 태양열을 이용해 바닷물을 마실 수 있는 물로 바꿔주는 정수기를 고안했는데요. 태양열로 바닷물을 증류시켜 깨끗한 물을 남기는 매우 간단한 원리입니다. 모양이 오븐과 같이 생겼다고 해서 ‘태양열 오븐(Solar oven)’이라고도 불리는데요. 커피 메이커의 원리에서 아이디어를 얻어 만들었다고 합니다.

▲엘리오도메스티코 작동 원리(출처: http://www.gabrielediamanti.com)

위쪽은 보일러(boiler)’, 아래쪽은 오븐(oven) 등 두 가지 부품으로 구성되어 있습니다. 소금물을 위쪽 보일러에 넣으면 태양이 열을 가해 아래쪽 오븐에 닿아 있는 금속 튜브를 통해 증기를 만들 수 있게 하는데요. 이렇게 만들어진 증기는 대야에 천천히 떨어져 맑은 물을 얻을 수 있습니다. 이 태양열 오븐 하나면 하루에 약 5리터, 하루 동안 4인 가족이 사용할 수 있는 물을 제공할 수 있다고 합니다. 

태양열로 물의 염분을 제거하는 #워터콘 (Watercone)

▲태양열로 바닷물을 정수하는 '워터콘'(출처: www.thewatercone.com) 

이번에 소개해 드릴 정수기는 태양열 오븐처럼 태양열 증류방식으로 염분이 있는 물을 깨끗한 물로 정수시켜주는 제품인데요. 콘 모양처럼 생겼다고 해서 붙여진 ‘워터콘’입니다. 독일의 워터콘사에서 고안한 제품으로, 정수하는 방법은 태양열 오븐보다 더 간단해 보이는데요. 검은색 팬에 바닷물이나 오염된 물을 부은 다음 워터콘을 덮고 기다리기만 하면 됩니다. 

▲워터콘으로 물을 정수하는 모습(출처: www.thewatercone.com)

태양열이 알아서 소금물을 증류시켜, 워터콘의 표면을 따라 증류된 물이 바닥에 모이게 되는데요. 뒤집어서 증류된 맑은 물을 병에 담아 마실 수 있습니다. 24시간 증류했을 때 1리터에서 1.4리터 정도로 많은 물은 아니지만, 가볍고 작아 휴대가 간편해 언제 어디서고 사용할 수 있다는 장점이 있습니다. 

태양광 물통 정수기, #쏠바튼 (Solvatten)

▲ 쏠바튼으로 쉽게 물을 구할 수 있게 된 케냐인들의 모습(출처: http://www.solvatten.se) 

스웨덴 여류 발명가 ‘페트라 와스트롬(Petra Wadstrom)’은 태양광을 이용한 휴대용 정수통 '쏠바튼'을 고안했는데요. 이는 케냐인들의 일상에 혁신을 가져다주게 됩니다. 이 휴대용 물통은 총 10리터로, 5리터짜리 물통 두 개가 붙어 있습니다. 

▲쏠바튼 정수 원리(출처: http://www.solvatten.se)

물을 물통에 넣고 해가 잘 드는 곳에 3~4시간 정도 두면 태양에 의해 정수가 되는데요. 특별히 고안된 용기와 필터, 여기에 햇빛이 결합해 오염된 물을 마실 수 있는 물로 만들어주게 됩니다. 하루에 두 번 총 20리터의 물을 정수할 수 있으며, 가격은 35달러로 매우 저렴합니다. 오염된 물을 넣으면 ‘빨간색’ 표시가 뜨는데요, 물이 정수되면 ‘초록색’으로 바뀐답니다. 쉽게 들고 다닐 수 있어, 이동도 편리합니다. 

태양광 살균 정수기, #헬리오즈 ‘WADI’

▲태양광 살균 정수기 헬리오즈 'WADI'(출처: http://www.helioz.org)

태양광을 이용해 오염된 물을 살균 처리해 마실 수 있는 물로 바꾸는 것을 ‘SODIS(Solar Water Disinfection)’라고 하는데요. 이 원리를 이용해 오스트레일리아의 사회적 기업 ‘헬리오즈(Helioz)’는 ‘WADI’를 내놓았습니다. SODIS는 스위스 수생과학기술 연구재단(EAWAG)이 저개발 식수 미생물 오염도 개선을 위해 실험을 거쳐 효과와 안전성을 입증하고 개발 보급에 나선 방법인데요. UV-A와 태양열을 이용해 물속의 미생물을 살균하는 방법입니다.

 

▲헬리오즈 'WADI' 물병 장착 모습(출처: http://inventures.eu)

WADI는 '사용하기 쉽고, 가격이 저렴'한 것을 장점으로 내세우는데요. 태양광 셀을 내장해 에너지를 자체 생산해 유지비용이나 다른 장치가 필요 없고, 오직 태양광만으로 식수를 만들어냅니다. 사용방법도 간단한데요. 플라스틱병에 물을 채우고, 병 윗부분에 WADI를 장착합니다. 리셋버튼을 누른 후, 햇볕에 놓기만 하면 되는데요. 우는 얼굴 표시가 웃는 얼굴 표시로 바뀌면 마실 수 있는 상태가 됩니다. 실제 콜레라 등 세균과 바이러스, 기생충 등의 세균을 효과적으로 제거할 수 있는 것으로 입증됐는데요. 태양이 강렬한 더운 지역일수록 살균 효과는 더욱 높아진다고 합니다.

평소 조금만 가뭄이 들어도 이렇게 녹조 현상으로 불편을 겪는데요, 1년 내내 물 부족에 시달리는 저개발 국가들의 고충은 상상조차 힘듭니다. 하지만 이렇게 적은 비용으로 간편하게 오염된 물을 정수할 수 있는 제품들이 개발되면서 조금씩 삶의 질이 나아지고 있다고 합니다. 자세히 살펴보면 그렇게 복잡하거나 어렵게 만들어진 제품들은 아닙니다. 우리가 관심을 가지고 조금만 노력하면 누구나 생각할 수 있는 아이디어들인데요. 앞으로는 물 한잔을 마시더라도 감사하는 마음을 가지고 마셔야겠다는 생각이 듭니다. 

 

미래를 살리는 에너지, '바이오 연료'

 

‘제로에너지 빌딩’, 들어보신 적 있으신가요? 제로에너지 빌딩은 바로 에너지 소비량이 ‘0’인 건물을 의미하는데요. 단열재나 이중창 등으로 유출되는 에너지는 최소화하고 지열이나 태양광 등 신재생에너지를 활용해 냉난방과 전력 공급 등 모든 에너지를 자체적으로 해결할 수 있답니다. 바로 에너지 자급자족 시스템을 의미하는데요, 이게 건물 하나가 아닌 마을 전체, 도시 전체, 그리고 대한민국 전체에 적용된다면 평생 에너지 걱정 없이 살 수 있겠죠?

화석연료가 점점 고갈되면서 에너지에 대한 중요성이 점점 높아지고 있는 현재, 전 세계적으로 ‘대체 에너지’ 개발에 지구적인 노력을 기울이고 있는데요. 그중에서도 화학연료를 대체할 수 있는 재생에너지로 바이오 연료(Biofuel)가 각광받고 있습니다. 지구를 살리는 지속 가능한 에너지, 바이오 연료는 무엇이며 앞으로의 가능성에 대해 짚어보겠습니다.

 

 

 

신재생에너지, 바이오 연료!

 

 

바이오 연료(Biofuel)는 식물 및 동물 배설물, 생물성 폐물 등을 활용한 ‘바이오 매스(Biomass)’로부터 얻은 연료를 의미합니다. 바이오 연료를 통해 방출되는 이산화탄소는 식물 성장을 통해 얻은 것이어서 대기 중 이산화탄소 농도를 증가시키지 않아 ‘에코 에너지’로 일찌감치 주목받아 왔습니다.

하지만 바이오 에너지도 개발하는 과정에서 각종 문제점들이 나타나기 시작했는데요. 바로 식량작물과 바이오 에너지 작물이 겹치면서, 세계적으로 식료품 가격이 상승해 아프리카와 같이 식량부족국가들의 식량 부족난이 더욱 심각해진 것입니다. 이에 UN은 지속 가능한 바이오 에너지 개발을 위하여 아래와 같이 9가지 이슈를 정리해 발표했습니다. 

 

1. 가난한 사람들에게 에너지를 공급할 수 있는 능력
2. 농산업 발전 및 고용창출과의 관계
3. 건강과 여성에 미치는 영향
4. 농업의 구조에 미치는 영향
5. 식량안보에 미치는 영향
6. 정부 예산에 미치는 영향
7. 무역, 외환수지, 에너지 보안에 미치는 영향
8. 생물다양성과 자연자원 관리에 미치는 효과
9. 기후변화에 미치는 영향

 

지속 가능한 바이오 에너지 생산과 사용을 위해서는 바이오 에너지가 빈곤층과 환경에 이익을 주어야 한다고 판단했기 때문입니다. 이렇게 바이오 에너지 개발은 넘어야 할 산이 많은데요. 현재 다양한 분야와 접목해 단점들을 극복해나가고 있다고 합니다. 기존의 바이오 연료는 어떠했고, 그리고 앞으로의 모습은 어떠할지 본격적으로 살펴보도록 하겠습니다.  

 

 

 

바이오 연료, 바이오 디젤과 바이오 에탄올

 

바이오 연료에는 고체, 액체, 기체 형태가 있습니다. ‘고체’는 나무, 작물, 동물 배설물 등에서 고형 원료, 기체는 ‘바이오 가스’, 그리고 ‘액체’는 바이오 오일, 바이오디젤과 바이오 에탄올 등이 있습니다. 현재 가장 활발하게 연구가 되고 있는 바이오 연료 분야는 바로 ‘바이오디젤’과 ‘바이오 에탄올’입니다.

 

 

1. 바이오 디젤(Biodiesel)

 

▲ 바이오 디젤 화학구조(출처: 위키피디아)

바이오디젤은 유채유, 대두유, 팜유 등 식물성 기름에서 추출한 오일을 알코올과 촉매를 넣고 반응시키면 ‘바이오디젤’이 생성되는데요. 글리세린 분리와 정제 과정을 거친 후에 차량 연료로 사용할 수 있습니다. 미국과 유럽 등에서는 1990년대부터 일반 주유소에서 바이오디젤을 판매하고 있는데요. EU의 경우 전세계 디젤 판매량의 75%가 지역 내에서 판매될 정도로 적극적으로 도입하고 있습니다.

 

 

2. 바이오 에탄올(Bioethanol)

 

 

바이오 에탄올은 사탕수수, 옥수수, 밀, 감자 등의 녹말작물의 당분을 발효시켜 제조하는데요. 바이오디젤과 유사하지만 휘발유와 혼합해서 사용할 수 있어 바이오디젤보다 사용범위가 더 넓다는 장점이 있습니다. 전 세계 바이오 에탄올 생산량은 2001년 166억 리터에서 2011년 834억 리터로 급증했습니다.

 

▲ (좌)바이오 에탄올 이미지(출처: www.labgrab.com), (우)바이오 에탄올 화학구조(출처: 위키피디아)

 

지난 2014년 10월, 이탈리아는 유럽 최초로 오는 2018년부터 차량에 사용되는 휘발유와 디젤에 차세대 바이오 에너지를 의무적으로 0.6% 포함하도록 발표했는데요. 2022년까지 바이오 에너지 의무 사용량을 1%로 증가할 거라고 합니다.

 

하지만 바이오디젤과 바이오 에탄올은 식량자원을 이용한 연료라는 점에서 환경파괴와 전 세계 식량공급 문제점을 안고 있는데요. 바이오디젤이 인기를 얻자 아마존 삼림과 동남아시아의 열대 우림을 깎아내고 팜이나 야자 등 바이오디젤 원료를 심었기 때문입니다. 이에 따라 대체적으로 눈을 돌린 것이 바로 ‘비식량자원 바이오 연료’입니다.

 

 

 

비식량자원 바이오 연료가 뜬다!

 

 

1. 목질계 바이오 에탄올 (Cellulosic Ethanol)

 

식용 자원으로 바이오 연료를 생산할 경우, 식량문제를 야기하기 때문에 ‘비식용작물’로 만들 수 있는 바이오 연료에 대한 개발이 활발하게 이뤄지고 있는데요. 그중 하나가 바로 ‘목질계 바이오 연료’입니다. 갈대, 목재, 팜 부산물 등 목질계를 원료 하는 ‘목질계 바이오 에탄올’은 수증기, 산 알칼리를 이용해 전 처리 과정을 거친 후 ‘당화 과정’을 통해 셀룰로스를 단당류로 분해합니다. 이렇게 생산된 단당류는 발효 미생물에 의해 에탄올로 전환되고 생산된 에탄올은 분리 농축 과정을 거쳐 무수 에탄올로 정제됩니다.

 

 

▲ 목질계 바이오 연료 화확구조(출처: 위키피디아)

식량자원을 낭비하지 않는다는 장점이 있긴 하지만 구조가 복잡하고 생산비용이 옥수수계 에탄올의 2배 정도로 경제성 문제를 여전히 안고 있습니다. 하지만 최근 캘리포니아 주립대학 연구진이 ‘나노기술’을 이용해 나무와 잔디로부터 바이오 연료를 좀 더 저렴하게 제조할 수 있는 연구결과를 발표했는데요. 바이오 연료를 제조하기 위해 ‘유전자 변형 방법’을 이용한 생물학적인 접근을 했다는 점에 매우 신선하게 받아들이고 있습니다.

 

 

                   ▲ 형질전환 포플러(오른쪽)와 기존 포플러 생장 모양          ▲ 생장조절유전자를 넣은 포플러를 조사하는 연구원들 모습

(출처: 국립산립과학원)           

 

국내의 경우 지난 10월, 산림청 국립산림과학원은 목재칩(우드칩), 목재펠릿(우드펠릿) 등과 같은 바이오 연료 생산량을 80% 이상 증가시킬 수 있는 신품종 수종인 ‘포플러(현사시)’를 개발했다고 밝혔는데요. 여기에도 포플러 세포 생장을 촉진하는 합성 유전자를 주입한 유전자 변형기술이 적용됐습니다. 기존 포플러(3년생 기준)에서 연간 최대 10톤가량의 바이오매스가 생산되는 반면 신품종 포플러는 연간 최대 18톤의 바이오 매스를 생산할 수 있다고 합니다. 머지않아 국내에서도 식량자원 에너지를 완전히 대체할 수 있는 바이오 연료를 기대해 봐도 좋을 것 같습니다.

 

 

2. 해양 바이오 연료 (Sea Algae)

 

▲ 해조류 이미지(출처: ceanleadership.org)

우뭇가사리, 구멍파갈레 등 해조류가 식량자원을 대체하는 자원으로 떠오르고 있습니다. 우뭇가사리 속에는 탄수화물이 70~80%가량 포함돼 있기 때문인데요. 이를 정제, 발효해 바이오 연료로 개발하는 연구가 활발하게 진행되고 있습니다. 또한 스피루리나 녹조미 세조류에는 탄수화물 외에 지방이 섞여 있는데 에스테르라는 화학공정을 거치면 바이오디젤을 만들 수 있습니다.

 

 

▲ 해조류 바이오 연료 이미지(출처: flickr.comphotosdavemosher)  

국내에서도 적극적으로 뛰어들고 있는 바이오 연료 분야이기도 한데요. 대규모 경작지가 필요 없고, 또한 해조류는 성장 속도가 빨라 대규모 양식이 가능합니다. 또한 이산화탄소 포집량이 곡물에 비해 3~7배가 많다는 장점이 있습니다. 아직 실험 단계이긴 하지만, 2013년 6월 고흥군에 해조류 바이오 에탄올 생산 실증 공장이 준공됐으며, 홍조류 등을 활용하여 연간 120만 리터를 생산할 예정입니다. 향후 실용화되면 연간 1억 리터 규모로 늘릴 예정이라고 합니다.

 

 

바이오 연료는 1세대 식물자원을 거쳐 2세대 목질계, 그리고 3세대 해양 바이오 자원까지 왔는데요. 나노기술과 유전자 과학 등과의 결합을 통해 점점 더 저렴하고 효율적인 바이오 연료가 개발되고 있습니다. 바로 얼마 전에는 KAIST 생명과학 공학 양지원 교수가 이끄는 ‘차세대 바이오매스 연구단’이 물속 미세조류에서 뽑은 바이오 연료로 한국형 경 전투기(TA-50)를 띄울 계획이라고 밝혔는데요. 우리나라도 ‘바이오 연료’ 강대국이 되어, 언젠가는 전 세계에 바이오 연료를 수출하는 '에너지 수출국'이 되지 않을까요? 

친환경 미래농장, 태양광 식물공장과 폴리실리콘!

2015/04/22 08:00

 

‘식물공장’이라는 말을 혹시 들어보셨나요? 언뜻 들어봐도 식물을 키워내는 곳이라는 것을 금방 알 수 있는데요. 몇 년 전부터 ‘태양광’을 이용해 식물을 재배하는 곳이 점점 늘어나고 있답니다. 식물이 자라나는데 있어 ‘햇빛’은 물과 토양과 더불어 필수 요소 중 하나인데요, 이 태양광 에너지를 이용하면 식물을 좀 더 효율적으로 재배할 수 있답니다.

바로 온도와 습도, 빛의 세기와 영양 등 생육환경을 과학적으로 조절이 가능해 사시사철 식물을 싱싱하게 재배할 수 있기 때문인데요. 생산량도 높아지고, 효율적인 관리가 가능해 세계 각국에서는 대형 식물공장 건설이 활발하게 진행되고 있답니다. 지금부터 여러분께 미래형 친환경 농업, '태양광 식물공장'의 세계로 안내하겠습니다.

 

 

빌딩형 식물공장, 버티컬 팜(Vertical Farm)

 

▲ 버티컬팜 이미지(출처: www.industrytap.com)

 

1999년 콜롬비아 대학의 딕슨 교수가 ‘버티컬 팜(Vertical farm=수직형 식물공장)’이라는, 건물 전체가 식물공장이 되는 빌딩형 식물공장을 제안한 바 있는데요. 48층 건물이면 5만 명 분의 먹을거리 생산이 가능하다는 계산을 내놓았습니다. 버티컬 팜을 운영하는 주요 에너지원 중 하나가 바로 ‘태양광’인데요. 태양광과 LED를 이용하면 생산된 전기를 사용해 식물을 재배하기 위해 필요한 에너지를 자급자족할 수 있습니다. 연중 재배가 가능하고 생산성이 높아 미래 식량문제를 해결할 수 있는 획기적인 방안으로 국내외에서 주목받았습니다.

 

 

▲ 버티컬팜 이미지(출처: https://studiochch.wordpress.com/)

언뜻 공상과학 영화 속 이야기 같지만, 이미 국내에서도 운영하고 있는 현실 속 이야기라는 점이 더욱 놀라운데요. 바로 경기도 수원시 농촌진흥청 국립과학원에서 이미 빌딩형 식물공장을 운영하고 있기 때문이에요. 이곳이 활성화된다면 기후변화에 관계없이 안정적으로 농산물을 공급받을 수 있게 되겠지요?

 

 

 

캐나다 다단식 식물공장, 버티크롭

 

▲ 캐나다 벤쿠버 다단식 수경재배 '버티크롭'(출처: www.gardenwisdom.ca)

 

캐나다 밴쿠버에 있는 ‘벨센트 프로덕트(Valcent Products)사는 태양광을 이용해 다단식 수경재배 식물공장을 개발 판매하고 있는데요. 아랍에미리트 아부다비의 마스달 시티에 식물공장을 설립해, 태양광과 풍력 등 신재생에너지로 모든 에너지가 유지되고 이산화탄소 배출이 제로인 시스템으로 운영하고 있습니다.

이곳에서는 ‘버티크롭(VertiCrop)’이라는 재배 시스템을 판매하고 있는데요, 기존 노지 재배보다 20배나 생산성이 높고 물 사용량도 기존에 비해 5% 정도만 사용합니다. 또한 장소에 구애받지 않고 흙이 없는 도시의 좁은 공간에서도 재배가 가능합니다. 

 

▲ 태양광 노출 효율을 높이는 버티크롭 재배기 회전 시스템(출처: www.hortweek.com)

 
재배기는 8단에서 16단까지 쌓아 올릴 수 있는데요. 엽채류와 허브 등을 생산합니다. 태양광형 식물농장이기 때문에 적절한 태양광 노출을 위해 재배기를 회전하는 시스템으로 운영되고 있는 점이 눈에 띕니다. 250 평방미터 하우스라면 연간 50만 포기 이상의 양상추를 재배할 수 있다고 하네요. 농약을 전혀 사용하지 않고 물도 절약할 수 있기 때문에 도시형 농업으로 주목받고 있습니다.

 

 

 

일본의 태양광 식물공장

 

▲ 일본 미쓰비시 식물공장 모습(출처: http://www.mpi.co.jp)

 

식물공장을 짓는데 가장 관심을 가지고 있는 나라 중 하나가 바로 ‘일본’인데요. 일본의 식물공장 신규 건설 시장은 2008년 16억 8천만엔, 그리고 2018년에는 100억 엔을 넘어 2020년에는 129억 엔의 규모로 성장할 것으로 예측되고 있을 만큼 크게 성장하고 있습니다. 일본 미쓰비시 수지는 호주 빅토리아주에 약 5천 m2 규모의 태양광 이용 식물공장을 건설하고, 올해 봄부터 호우렌소나 루콜라 등 엽채류를 생산하고 있는데요. 2014년 4월부터 재배한 채소를 시험 판매 하고 있습니다. 이곳에서는 폐쇄형 재배시스템에서 모종을 기르고, 태양광을 이용한 양액 순환형 재배시스템으로 옮겨서 재배하는 방식입니다.

▲ 미쓰비시 식물공장 시험판매 채소(출처: http://www.mpi.co.jp)

 

 

 

수족관과 수경재배를 동시에, 태양광 아쿠아포닉

 

▲ 친환경 순환 시스템, '아쿠아포닉'(출처: www.mediamatic.net)

 

‘아쿠아포닉(Aquaponics)’, 생소한 단어이실 텐데요. 아쿠아포닉은 'Aquaculture(수산양식)'과 'Hydroponics(수경재배)'를 합친 말로, 수족관에 사는 물고기들의 배설물과 찌꺼기들이 섞여 있는 물이 식물이 심어져 있는 흙으로 흘러 들어가게 되어 있는 구조로 되어 있습니다. 식물들은 수족관에서 필요한 영양분을 흡수하고, 수경식물 뿌리에 의해 여과된 깨끗한 물이 다시 수족관으로 흘러들어가게 되는 원리로 별도 물을 정화시키기 위한 여과제가 필요 없는 ‘친환경 순환 시스템’입니다.

 

 

▲ 아쿠아포닉 순환 시스템(출처: www.mediamatic.net)

뉴욕대학의 스티브 코도바(Steve Cordova)가 고안한 '‘Staquaponics’라 불리는 제품으로, 태양광 에너지로 작동하는 아쿠아포닉입니다. 태양광으로 작동하기 때문에 전기조차 따로 필요 없다는 점이 큰 장점입니다. 자연과 기술, 그리고 디자인이 결합한 멋진 작품인 것 같습니다.

 

 

 

세계 최초의 태양광 지하 공원, 로우 라인

 

▲ 로우 라인 공원 이미지(출처: http://phys.org)

 

지금 맨해튼에서는 세계 최초의 지하 공원이 계획되고 있는데요. 폐 선로 위에 세워진 뉴욕시의 하이 라인(High Line) 공원의 성공에 힙입어, 지하에 ‘로우 라인(Low Line)’이라는 지하 공원을 세울 예정이라고 합니다. 1948년부터 창고로 사용된 116년 된 지하 6미터에 위치한 트롤리 역에 태양광을 지하로 끌어들여 지하 공간을 공원화하겠다는 계획인데요. 향후 5년 후에 건설이 시작될 예정입니다.

 

▲ 로우라인 공원의 태양광 콘셉트 이미지(출처: http://majortechnicality.com/)

 

로우 라인 지하공원의 태양광 에너지 설치 예상 이미지입니다. 기능적으로도 훌륭하지만, 디자인적으로도 세련돼 마치 영화 속 미래 도시를 연상케 합니다. 지하철이 발달한 우리나라에서도 충분히 실현 가능한 이야기인 것 같은데요. 머지않아 지하철에서도 태양광 에너지로 쑥쑥 자라고 있는 지하공원을 만나게 되지 않을까요?  

 

 

태양광의 핵심 원재료, 폴리실리콘

 

▲ 폴리실리콘과 태양전지 이미지(출처: www.pubs.acs.org)

태양광 에너지는 이처럼 친환경 식물공장을 운영하는데 꼭 필요한 에너지인데요. 앞으로 태양광을 이용한 기술이 점점 발전하면서 세계적으로 태양광 발전 시장은 더욱 확대될 것으로 전망되고 있습니다. 바로 이 태양광 발전에 꼭 필요한 것이 있는데요. 바로 태양전지를 만드는 원재료인 ‘폴리실리콘’입니다. 폴리실리콘은 '폴리크리스털린 실리콘(poly-crystalline silicon)'이라고도 하며, 고순도의 다결정 분자구조를 지닌 화합물입니다.

 

한화케미칼은 2011년 태양광 산업에 진출하면서 여수에 폴리실리콘 공장을 준공했습니다. 2014년부터 폴리실리콘을 생산하기 시작하면서 <폴리실리콘-잉곳-웨이퍼-태양전지(셀)-모듈-태양광 발전> 등 태양광 사업에 필요한 모든 과정을 다루며 세계 최초로 ‘태양광 사업의 수직계열화’를 이루었습니다. 한화케미칼은 국내 1위, 세계 3위 태양광 기업으로 우뚝 섰는데요. 석탄 에너지를 대체하는 것을 넘어, 미래 식량문제까지 해결해주는 미래 태양광 산업을 이끌어갈 한화케미칼의 도전에 많은 응원 보내주세요!