2017년 전기비행기 상용화된다?

전기배터리로 하늘을 나는 비행기!

최근 관련 업계에서는 2017년 전기비행기가 상용화될 전망이 제기돼 화제다.

프랑스 항공기회사 에어버스가 전기배터리를 에너지원으로 하는 비행기를 2017년께 상용화하겠다고 밝힌 것이 그 이유. 에어버스는 최근 영국 판보로 에어쇼에서 2인승 전기비행기 ‘E-Fan 2.0’을 시연했다. 이 회사는 2017년까지 E-Fan 2.0의 파일럿 트레이닝을 진행하고, 2017년께 4인승인 E-Fan 4.0을 내놓을 계획이라고 밝혔다.

에어버스의 E-Fan 2.0, 전기비행기 상용화 첫 걸음

에어버스의 E-Fan 2.0은 2014년 초부터 공식적인 비행을 시작했다. 항공기의 무게는 500kg이다. 

전기비행기 상용화의 관건은 항공기 무게다. 배터리 무게 탓에 항공기의 무게를 줄이는데 한계가 있는 것이며, 항공기 무게는 비행시간과 운영비용, 운항거리 등에 영향을 미친다. 

E-Fan 2.0의 에너지량은 60kW다. 양 날개에 위치한 2개의 팬을 작동시킨다. 전기는 120셀 리튬폴리머 배터리에 저장되는데, 이것으로 약 한 시간을 비행할 수 있다. 

배터리는 수동으로 냉각되며, 별도의 냉각시스템 없이 모두 공기로 식힌다. 

에어버스는 전기비행기가 수년 내 온실가스 배출과 소음을 줄이는 주요방안이 될 것으로 보고 있다. 항공사가 항공기소음 규제에서 벗어나 더 많은 항공편 배치를 실현하게 될 거라고도 주장했다. 

프로토타입 E-Fan 2.0의 좌석은 앞뒤로 한명씩 앉는다. 에어버스는 양산 제품은 옆으로 나란히 앉는 형태로 생산할 계획이라고 밝히며, 데이터 확보를 위해 100대의 테스트 항공기를 만들 예정이라고 전했다.

동사는 또한 하이브리드 디자인을 연구중이다. 올해 판보로 에어쇼에서 2인승 항공기 DA36 E-Star 2.0가 시연됐다. 

향후 100% 전기로 작동하는 헬리콥터나 100% 전기 혹은 하이브리드  방식의 90인승 여객기를 만들 수 있을 것으로 예상하고 있다.

배터리 동력 전기비행기 e-지니어스(e-Genius)호

또한, 지난 2013년에는 배터리 동력 전기비행기 e-지니어스(e-Genius)호에 대한 연구가 독일 슈투트가르트 대학교(University of Stuttgart) 비행건설연구소(Institute for Aircraft Construction)에서 수행되었다. 

배터리 동력 전기비행기 e-지니어스는 2013년 9월 초, 녹색에너지 활용 비행대회에 참여해 Kornwestheim/Pattonville 비행장에서 슈트라스베르크(Straußberg)까지 560km 루트를 비행했다. 

e-지니어스는 데사우(Dessau)에서 재충전하기 위해 처음으로 일시적인 중지를 하기까지 최고의 기록을 얻게 되었다. 이전에는 배터리 동력 비행기가 393km의 거리를 비행한 공적을 달성한 비행기가 존재하지 않았기 때문이다.

e-지니어스는 아직 2인용 프로토타입이며, IFB Rudolf Voit-Nitschmann 교수는“우리는 e-지니어스 비행기가 안정되고 비행을 하는데 필요한 에너지를 녹색에너지에서 가져오며, 최소의 소음을 가지면서 정말 멋진 에너지 효율성을 보여줄 것이라고 믿고 있다. 이는 미래의 비행기에게 매우 중요한 기술이 될 것이다. 예를 들어, 터보 프로펠러(Turboprop) 비행기에 의해 주로 제공되고 있는 화물운송기에 적용되면 그 효과는 매우 클 것이다”라고 언급했다.

200mph 이상의 속도로 전기비행기의 비행

전기 배터리를 통해 하늘을 나는 비행기는 에어버스의 E-Fan 2.0이 처음은 아니다.

지난 2012년 여름에는 기대 이상의 속도를 기록한 전기비행기가 등장해 화제를 모았다. 전기자동차의 선구자로 불리는 Chip Yates에 의해 만들어졌다. 

테스트 파일럿(Test Pilot: 테스트 비행사)으로서 전기비행기를 운전한 Yates는 수평비행 속도로 202.6mph에 도달했다. 이는 지난해 전기비행기 Cri-Cri가 세운 175mph를 능가하는 수치로, 프랑스(France) 파일럿인 Hugues Duval이 운전한 Cri-Cri 전기비행기는 파리 에어쇼(Paris Air Show) 동안 세계신기록을 세웠다. 이 비행기는 한 쌍의 35마력 전기모터와 리튬-폴리머 배터리(Lithium Polymer)를 사용하고 있다. 

테스트 파일럿인 Yates는 200mph 이상의 속도로 전기비행기를 비행한 최초의 사람이다. 전기비행기 Long-ESA는 전기항공기업인 FOTC(Flight of the Century)사에 의해 제작되었다. 뿐만 아니라, 비행을 위해 258마력의 전기모터를 사용했다. FOTC사는 Yates가 최고경영자이자 ‘공중 재충전 기술’의 개발을 위한 연구원으로 있는 곳이다. 이 기업 연구팀은 시범비행을 위해 Burt Rutan의 Long-EZ 비행기를 개량했다. FOTC사 부지에서 진행된 2개월 간의 성능 향상 작업에서 이 비행기의 가솔린(Gasoline) 전력은 전력에서 변환되었다. 

물론, 전기비행기 Long-ESA 비행기가 달성한 비행은 불과 16분에 불과하다. Yates가 배터리가 너무 낮은 상태에서 비행했던 것과 그가 기대한 것보다 금방 착륙을 한 것을 인정했을 때 장애가 존재한다. 

전기비행기의 강점, 무소음과 연료절감! But 개선할 점 존재해…

지난 2013년에 독일 지멘스와 에어버스 모회사인 이즈(EADS)가 선보인 2인승의 가스-전기 항공기는 900킬로미터(뉴욕에서 디트로이트까지의 거리)를 날았다. 

이 하이브리드 비행기는 전기 모터를 주로 쓰고 가스 엔진을 보조로 사용한다는 점에서 쉐보레의 볼트 자동차와 비슷하다. 이 비행기는 시중에 나와 있는 비슷한 사양의 민간 비행기에 비해 두 가지 뚜렷한 장점을 갖고 있다. 

첫째는 매우 조용하다는 것이고, 둘째는 연료를 약 25% 적게 쓴다는 점이다.

이런 성과는 앞으로 하이브리드 비행기의 개발을 촉진시킬 것으로 보인다. 지멘스의 하이브리드 항공기개발 책임자인 프랭크 안톤은 “2020년 이전에 하이브리드 전기항공기가 시장에 진입할 것이 확실하다”라고 강조했다. 

우선은 4인승 항공기 등장이 유력하지만 19인승도 가능할 것이라고 그는 덧붙였다. 안톤은 현재 비행기 연료의 절반만 사용하는 100인승 하이브리드 항공기도 등장할 것으로 예상했다.

보잉은 150인 이상 탑승할 수 있는 보잉737 크기의 하이브리드 항공기 콘셉트를 염두에 두고 있다. 물론 2030년 이전에 이것이 현실화할 것으로는 보지 않는다. EADS는 전기만으로 움직이는 항공기에 대한 콘셉트 디자인을 개발한 상태다.

불과 몇 년 전만 해도 비행기에 배터리를 장착한다는 아이디어는 농담으로 치부됐다. 배터리는 효율적이고 조용하기는 하지만, 액체 연료에 비해 에너지 저장량이 작아 실제 사용하려면 크고 무거운 배터리를 써야 하기 때문이다.

하지만 이제 두 가지가 변화됐다. 배터리가 저장할 수 있는 에너지의 양이 지속적으로 개선되고 있다. 휴대용 전자제품 및 전기자동차용 배터리 기술이 발전하면서 이런 흐름은 이어질 것으로 전망된다. 

한편, 전기 모터에는 또 다른 장점이 있다. 모터를 다른 장소에 장착해 공기 역학을 개선하는 데 사용할 수 있다는 것이다.

사실 전기비행기가 가 언제 등장할지는 배터리 개발에 달려 있다. EADS의 계획은 일반적으로 리튬 이온 배터리보다 약 다섯배 더 많은 에너지, 즉 1kg당 1000와트시를 저장할 수 있는 배터리를 필요로 한다. 리튬-공기, 리튬-황 같은 새로운 배터리 화학조성은 더 많은 용량을 제공할 수 있지만, 몇 가지 큰 도전 과제는 남아 있기 때문에 관련 업계에서는 모든 전기비행기는 2050년을 넘어서기 전까지 비행거리 1,600km를 넘지 못할 것으로 내다보고 있다.

스마트 전기동력 이동수단 개발 및 상용화 전략

높아진 이동성으로 다양한 형태의 비즈니스 모델 창출 가능

첨단기술과 융합 및 혁신을 지속하면서 자동차산업도 단순한 수송기계에서 차량과 인프라, 차량과 차량, 차량과 인간이 상호작용하는 제품으로 발전했으며, 창조산업 육성의 견인차 역할을 수행하고 있다. 

현재 유럽, 일본 등 선진국은 전기동력화와 IT연결성을 결합한 미래형 이동수단인 마이크로 모빌리티(Micro Mobility)를 개발하는 등 새로운 자동차 수요를 창출하기 위한 노력을 기울이고 있다. 

마이크로 모빌리티로 대표되는 스마트 전기동력 이동수단은 전기동력화로 부품의 수가 크게 감소하면서 공간배치, 디자인, 크기 등에서 자유도가 높아져 다양한 형태의 차량 제조가 가능하다. 연결성이 강화되면서 충전을 위한 위치정보 교환과 자율주행은 물론, 이에 따른 이동성이 높아지면서 다양한 형태의 비즈니스 모델도 창출할 수 있다는 강점을 가지고 있다.

국내 자동차산업도 이러한 변화에 대응하기 위해 전기차 육성 정책을 범부처 차원에서 추진해 오고 있으나, 초기시장 창출이 부진한 실정이다. 융합을 통한 창조를 위해서는 기업 간 제휴가 활성화되어야 하나, 국내 기업 간 제휴는 폐쇄적 기업 문화와 수직통합적 산업구조로 인해 상대적으로 부진한 상황이다. 

그에 따라 마이크로 모빌리티 등을 포함한 스마트 전기동력 이동수단 관련 산업화를 위해서는 오픈 소스 기반의 차량용 OS 및 관련 시스템 개발을 위한 전략적 추진방안 수립과 산업융합 생태계 조성 및 인적 네트워크 구축, 자동차산업의 생태계를 중심으로 중장기 기술개발 지원체계를 구축하고 지속적인 중소기업 역량 강화 및 활성화 등이 중요하다.

1. 서론

자동차산업은 첨단기술과 융합 및 혁신을 가속화하며 창조산업 육성의 견인차 역할을 수행하고 있다. 특히 미래형 자동차는 단순한 수송기계가 아니라 차량과 인프라, 차량과 차량, 차량과 인간이 상호작용할 수 있는 제품으로 발전하면서 창조경제 시대의 대표적 제품으로 평가받고 있다.

자율주행 전기동력 자동차시대가 전개되면서 자동차기술과 정보통신기술(ICT), 우주항공기술(ST), 로봇기술(RT), 바이오기술(BT), 나노기술(NT) 간의 기술융합과 이 업종과의 융합이 자동차산업 경쟁력 확보를 위한 주요 요소로 부각되고 있다. 또한 자동차산업 구조에서 부품 및 소재업체, 디자인, 소프트웨어 및 엔지니어링 업체 등의 역할이 강조되면서 자동차산업의 생태계가 폐쇄적 형태에서 개방형 구조로 전환되고 새로운 형태의 사업모델 및 수익창출 구조가 등장하고 있다. 

이처럼 자동차산업의 패러다임 변화에 따라 자율주행 전기동력자동차시대가 전개될 것으로 예상되고 자동차산업이 창조산업의 주역을 담당할 것으로 기대되면서 혁신역량과 고용창출 능력을 강화할 수 있는 전략과 정책 도출이 필요한 시점으로 판단된다.

2. 스마트 전기동력 이동수단 개발 및 현황

사회적 환경변화와 기술 패러다임 변화로 인해 미래의 이동수단인 마이크로 모빌리티(Micro Mobility)가 베이비 붐 세대 이후의 새로운 소비계층에게 매력적인 이동수단으로 부상할 것으로 전망된다. 2025년 세계 인구의 약 60%가 도시에 거주할 것으로 전망되는 등 대도시(Mega City)화가 진행되고, 이에 따라 대중교통수단 등 도시 인프라에 대한 투자와 다양한 유형의 도시계획이 제안될 것으로 예상된다. 

최근 1~2인 가구가 확대되면서 자동차에 대한 이용패턴이 변화하고 고령자 확대에 따른 교통약자의 이동권 보장 등이 자동차 관련 이슈로 등장하고 있다. 유럽 등에서는 인구의 도시집중과 1인 가구 증가에 따른 주차공간의 제약과 도심 접근성을 제고하기 위해 초소형 차량에 대한 수요가 발생하고 있다. 마이크로 모빌리티는 주로 도시의 통근자들이 대중교통 이용 후 목적지까지 남은 거리를 이동하는 용도로 사용될 전망이다. 

따라서 사람, 자동차, 인프라 등이 항상 연계되어 단순한 지능형 자동차를 넘어서 새로운 방식의 이동성을 보장하는 수준의 기술 개발도 마이크로 모빌리티 등장의 동인으로 작용하고 있다.

마이크로 모빌리티는 선진국들이 소형 전기 개인이동 수단으로 상용화하고 있으며, 카 셰어링 등을 고려한 비즈니스 모델을 계획하고 있다. 마이크로 모빌리티는 주로 전기 동력원을 사용해 1~2인이 탑승하여 단거리 또는 도심 출퇴근에 이용될 수 있으며, 차세대 전기차 및 자동차 시장의 활로로서 중소 부품업체들의 기술개발 적용이 용이하고 상용화가 빠른 장점을 보유하고 있다.

마이크로 모빌리티는 전기동력화와 IT 기술과의 연결성이 더해져 상품성이 더 높아지고 있다. 전기동력화로 부품의 수가 크게 감소하면서 공간배치, 디자인, 크기 등에서 자유도가 높아져 다양한 형태의 차량 제조가 가능하다. 연결성이 강화되면서 충전을 위한 위치정보 교환과 자율주행이 가능해지고 이에 따른 이동성이 높아지면서 다양한 형태의 비즈니스 모델 도 창출할 수 있을 것으로 판단된다.

한편, 일본과 미국, 유럽을 비롯한 자동차 선진국들은 핵심 부품 개발과 고부가가치화에 적극 나서고 있으며, 대규모 실증사업을 통한 인증과 각종 제도 정비와 산업기반 구축에도 빠르게 대응하고 있다. 일본은 기존 자동차의 보완기능을 지닌 마이크로 모빌리티 도입을 위한 가이드라인을 발표하면서 새로운 시장 확장을 위한 기준을 만들고 있다. 일본 정부는 경차보다 더 작은 초소형차에 대해 도로를 주행할 수 있도록 허용함으로써 보급 기반을 구축하고 있다.

Frost & Sullivan에 따르면 2020년까지 마이크로 모빌리티는 약 135개 이상의 모델이 출시될 전망이다. 주요 16개 완성차업체가 110개 이상의 모델을 출시할 계획이며, 이 중 50개 모델은 이미 생산 초기 단계에 진입한 상황이다. 대표적인 모델로는 푸조시트로엥(PSA)의 e-Vivacity, 피아지오(Piaggio)의 Pedelec, 도요타의 Winglet, 스즈키 e-Let’s, 혼다 EV-Neo 등이 있고, 클로즈 톱으로는 르노의 트위지(Twizy) 등으로 유럽과 일본 업체들이 주도하고 있는 상황이다. 현재까지는 1~2인승의 초소형 전기차로 완성도나 운행거리, 속도 등에서 기존차량에 비해 크게 떨어지지만 일본이나 유럽에서는 도심 내 이동수단 등 다양한 용도로 사용되고 있다.

도요타는 자회사인 도요타차체를 통해 자체적으로 개발한 1인승 전기차인 Coms를 판매하기 시작했으며, 1회 충전으로 50km 주행이 가능하며 66만~80만 엔의 가격으로 판매하고 있다. 이 차량은 주로 소매업체에서 배송용 차량으로 대량 구매하고 있으며, 제품 출시 후 약 3,000대의 누적 판매를 기록했다. 

또한 도요타는 사람, 자동차, 교통환경이 호환성을 지닌 ITS 추진전략을 발표하며 미래 모빌리티 사회를 주도하려는 노력을 보이고 있다. 2013년 말 도쿄 모터쇼에서 도요타는 차세대 도심운송 시스템인 하모(Ha:mo)를 발표했으며, 개인용 모빌리티 컨셉트카인 ‘i-Road’와 초소형 1인 전기차인 ‘Coms’ 같은 새로운 모빌리티의 옵션들을 제시했다. 

도요타는 차량과 차량 간 통신을 사용해 안전하고 숙련된 운전을 도모하고 차량 위치, 속도 등 다양한 운전 데이터를 수집해 교통 흐름 개선, 안전성 확보, 정보와 재난 방지 대책 등을 수립하는데 활용할 수 있도록 하는 시스템을 선보였다. 이를 통해 자동차가 단순한 이동수단을 넘어서 사회와 생활시스템의 주요 구성요소로서의 역할을 주도하고, 초소형 전기차에 차세대 도심 모빌리티 시스템을 연결해 친환경적이고 효율적인 이동이 가능한 스마트 모빌리티시스템을 구축할 계획이다.

3. 국내 자동차산업의 창조산업화 역량 분석

자동차가 상용화된 지 100여 년 만에 자동차산업의 본격적인 기술패러다임 변화가 진행되고 있다. 특히 산업 간 경계가 불투명해지면서 각국 정부는 기술, 제품과 산업 간 융합을 통해 자동차산업의 경쟁력을 강화하고, 새로운 성장동력을 창출하기 위한 노력에 매진하고 있다. 

자율주행자동차로 대표되는 스마트카, 내연기관에서 전기동력을 사용하는 전기차, 수소연료차 등과 기술진보 및 융합으로 새로운 수요자를 형성하고 있는 마이크로 모빌리티 등이 기존 자동차산업의 패러다임을 변화시킬 수 있는 혁신적인 제품으로 대표된다. 

국내 자동차산업도 이러한 변화에 대응하기 위해 2010년부터 전기자동차산업 육성 정책을 범부처 차원에서 추진해오고 있으나, 초기 홍보 부족에 따른 소비자들의 부정적인 인식으로 초기시장 창출이 부진한 실정이다. 융합을 통한 창조를 위해서는 기업 간 제휴가 활성화되어야 하나, 국내 기업 간 제휴는 폐쇄적 기업 문화와 수직통합적 산업구조로 인해 상대적으로 부진한 상황이다.

최근 자동차업체들은 스마트 모빌리티 시대에 대비한 신기술 개발을 위해 협력을 확대하고 있다. 특히 전기동력 자동차와 경량 소재 개발을 위한 자동차업체와 전기전자 및 소재업체 간 협력이 증가하고 있다. 그러나 국내 완성차업체의 준폐쇄적인 혁신시스템과 외국계 완성차업체의 모기업 모델 단순 조립 등으로 인해 국내 부품업체의 기술개발에 애로가 발생하고 있다. 

또한 전기전자업체들의 자동차 전장부품사업진출로 인해 경쟁이 심화되고 있다. 국내 완성차업체가 수직계열화된 기업생태계를 고려해 상용화 우선순위를 설정함으로써 외부 부품 및 인프라 공급업체와의 협업이 부진한 상황이다. 또한 부처별로 기술개발, 상용화와 하부구조 구축 관련 정책을 분담한 결과 정책 추진의 효율성이 결여되어 있다.

자동차산업의 패러다임 변화와 기업의 수요에 부응할 수 있는 다기능 창의 인력 공급이 부족한 상황이다. 융합의 가속화에 따라 대학의 다학제 간 협력을 통한 창의 인재 배출이 중요하나, 국내의 경우 대학의 다학제 간 협력에 대한 개념조차 부족한 편으로 산업현장에서 필요한 인력 공급이 이뤄지지 않고 있다.

그리고 자동차산업의 수직통합적인 구조로 인한 높은 진입 장벽도 창업을 저해하는 요인으로 작용하고 있다. 초창기 저속전기차와 관련된 중소 전기차 업체들의 도산과 수요 부진으로 관련 부품 및 서비스 업체의 창업이 상대적으로 부족하고, 스마트 전기동력 이동수단 관련 인프라 구축도 상대적으로 부진한 편이다. 

그 외에도 지능형교통시스템(ITS)의 구축 및 배터리전기자동차와 수소연료전지자동차의 실증시험기반과 충전 하부구조구축도 지연되고 있다. 완성차업체의 중장기 친환경자동차 생산계획, 이들 충전하부구조에 대한 일반인들의 인식전환을 위한 홍보, 정부의 규제개선 등을 통해 전기 및 수소 충전소를 구축해야 하나 기밀주의, 규제가 장애 요인으로 작용하고 있다. 

반면에 외국은 전기자동차 충전하부구조를 선구축하고, 초기 수요를 창출하는 등의 노력을 기울이고 있으나, 국내는 전기자동차 실증시험 기반과 지원센터 간의 효율적 연계성도 부족하며, 기술개발 지원, 충전인프라, 스마트그리드, 카 셰어링 실증사업 등이 독립적으로 운용됨으로써 지속적인 개선을 통한 성과 제고가 부진한 편으로 판단된다.

4. 스마트 전기동력 이동수단 산업화 전략

마이크로 모빌리티 등을 포함한 스마트 전기동력 이동수단 관련 산업화를 위해서는 오픈 소스 기반의 차량용 OS 및 관련 시스템 개발을 위한 전략적 추진방안 수립과 산업융합 생태계 조성 및 인적 네트워크 구축, 자동차산업의 생태계를 중심으로 중장기 기술개발 지원체계를 구축하고 지속적인 중소기업 역량 강화 및 활성화 등이 중요하다. 

우선 국내 자동차산업이 파괴적 혁신으로 평가받고 있는 자율주행자동차를 포함한 스마트카 분야에서 선두주자(First Mover)가 되기 위해서는 자동차산업과 ICT산업 생태계의 종석(Keystone)기업 간의 협업이 필수적이다. 따라서 완성차업체와 비계열 ICT 부품 및 서비스업체, ICT 조립 대기업과 자동차 부품업체 간의 공동연구개발 협업체에 정부 연구개발 자금을 우선적으로 지원할 필요가 있다. 구글이 세계 자율주행자동차의 상용화를 주도하고 있는 이유는 지리 및 주행관련 정보분야의 비교우위를 바탕으로 센서, 카메라 등 하드웨어 공급업체들과 광범위한 협업을 추진하고 있기 때문이다.

둘째, 창의산업과의 융합을 통한 동반성장 기반을 강화해야 한다. 최근 국내자동차 디자인 및 콘텐츠산업의 국제경쟁력이 향상되면서 자동차 기술패러다임 변화에 따른 디자인의 변화와 차량 인포테인먼트 시스템의 개발 주도권을 확보할 수 있는 여건이 조성되고 있다. 국내 완성차업체는 국내외에서 활동 중인 한인 자동차디자이너, 디자인전문업체 및 콘텐츠업체와 협업을 고려해야 한다. 이러한 협업을 촉진하기 위해서는 정부가 전기자동차 및 스마트 카 관련 디자인 및 콘텐츠개발에 대한 자금 지원은 물론이고, 국내 자동차업체가 중소 디자인, 콘텐츠, 엔지니어링 업체 등 창의산업 업체와 융합을 가속화해 윈윈(Win-Win) 성과를 도출할 수 있는 연구개발지원 시스템을 운용할 필요가 있다. 완성차업체가 개발 및 생산 효율화를 위해 동 사업 분야를 내부화하는 것도 중요하지만 외주 확대를 통해 동 산업의 성장기반을 강화하는 동반성장 의지도 중요하며 완성차업체에 대한 연구개발 지원을 창의산업 지원 성과와 연계해 실시하는 방안을 모색해야 한다.

셋째, 비즈니스 아이디어(BI)와 비즈니스 모델의 전파 및 개발이 활성화되어야 한다. 자동차의 주 소비계층이 베이비 붐 세대에서 소위 X, Y세대로 변화하면서 과거에 비해 자동차를 단순 보유하기보다는 임대 등과 같은 형태의 사용자가 늘어나고 있으며, 자동차와 각종 단말기의 연계 필요성이 늘어나면서 관련 소프트웨어를 중시하는 경향이 증가하고 있다. 또한 전기차 등 전력기반차 판매가 확대되면서 관련 서비스사업 부문이 확장되고 있으나 국내업체는 차별화된 비즈니스 모델의 개발보다는 선진 모델을 모방하는 수준에 그치고 있다. 따라서 정부는 스마트 카나 전력기반차 관련 비즈니스 아이디어와 새로운 비즈니스 모델에 기반한 창업을 지원하고, 동 아이디어나 모델을 거래할 수 있는 장을 마련할 필요가 있다. 서비스 연구개발과 서비스 디자인 지원 사업의 성패는 비즈니스 모델이 좌우하기 때문에 자동차 관련 서비스 연구개발 지원 평가에서 비즈니스 모델에 대한 평가 비중을 높이는 등의 지원이 필요하다.

넷째, A/S 부품과 튜닝 관련 규제를 완화하여 창업을 촉진하는 방안을 모색해야 한다. 미국의 Community Cars는 ‘Wheelchair Accessible Transportation’ 개념하에 휠체어 탑재가 가능한 1인용 전기자동차를 개발해 출시하는 등 자동차의 범위를 확장시키고 있다. 전기동력 전환으로 인해 디자인과 사용처의 다양성을 강화시켜 소형 상용차, 장애인용 차량을 포함한 특수 목적용 중소 전기자동차 등의 창업을 지원하는 것이 필요하다. 

또한 국내 자동차 보유 대수의 증가와 수출 및 해외 생산·판매 증가로 인해 A/S 수요가 증가하고 있으며 자동차 액세서리 부품과 튜닝 수요가 증가하고 있으나, 진입 비용과 규제로 창업과 사업화가 부진하다. 국내 부품업체들이 신차용 및 보수용 부품을 동시에 생산하고 있으나, 독점적 유통 구조로 인해 비효율이 발생하고 있다. 따라서 정부가 관련 규제를 완화하고, 유통 구조를 개선하는 한편 창업 지원을 강화할 필요가 있다. 

선진국과 중국에서는 3D 프린터를 활용한 창업기업과 중소기업들이 맞춤형 A/S 및 튜닝 부품을 생산해서 판매 중에 있으며 국내에서도 최근 3D 프린터를 활용해 창업 및 중소기업이 액세서리 및 튜닝 부품을 자체 생산할 수 있는 여건이 조성되었기 때문에 관련 지원 시스템을 구축할 필요가 있다.

다섯째, 기술, 제품, 산업의 융합이 가속화되면서 신기술, 신제품, 신산업이 창출되고 있다는 점에서 구시대적인 규제는 철폐하고, 안전과 환경 관련 규제는 개선하거나 신설할 필요가 있다. 선진국들은 자율주행 자동차를 포함한 스마트카와 개인 이동수단 관련 규제를 신설하거나 강화하여 관련 기술개발을 촉진하는 시스템을 구축하고 있으며 미국 네바다, 플로리다, 캘리포니아주는 자율주행자동차와 관련하여 일정 조건을 충족하면 합법적으로 운행할 수 있는 허가를 신설했다.

<필자: 김경유 산업연구원 성장동력산업연구실 연구위원>

(kykim@kiet.re.kr)

덥다 더워! 

여름철 전력수급 전망 및 대책, 정부에서는 어떻게?

최근 한국전력공사는 하계 전력수급 안정을 위한 대책 및 전력그룹사 상호 협력방안을 논의하기 위해 한국중부발전 서울화력본부에서 ‘2014년도 제3차 한전 전력그룹사 사장단회의’를 개최했다. 

이날 회의에서 한전은 하계 전력수급 전망 및 전력 수요관리 방안을 공개했으며, 발전회사를 대표한 남동발전은 공급능력 확보방안과 발전설비 안정운영 대책을 발표했다. 또 전력수급 안정을 위한 전력그룹사간 협력방안이 회의에서 논의됐다. 

이번 여름철 전력수급 전망은 예비력 550만kW 수준으로 지난해보다 크게 나아졌지만, 한전은 이상고온 및 발전소 불시고장을 대비해 비상단계별 수요관리 조치를 통해 약 500만kW의 예비전력을 확보하는 등 전력수급 안정을 위하여 최선을 다한다고 밝혔다. 

1년 중 체감적으로 가장 덥다는 ‘찜통더위’가 있는 8월이 다가왔다. 8월을 맞이해 본지에서는 최근 국내 전력판매량의 동향을 짚어보고, 산업통상자원부에서 소개한 여름철 전력수급 전망과 대책을 소개하고자 한다.

1. 최근 국내 전력판매량 동향

산업통상자원부는 5월 중, 한전이 전기소비자에게 판매한 실적은 374억kWh로 전년 동월대비 0.2% 감소했다고 발표했다. 

이는 평균기온 상승(+2.2℃↑), 최저·최고기온 차이 감소로 냉난방 부하가 감소하고, 조업일수도 감소(△1.5일) 한 데 기인한 것으로 분석했다. 

(1) 산업용 

조업일수 감소로 수출 증가율(△0.9%)도 하락하면서 산업용 판매량 증감률(1.9%)은 최근 추세대비 하락했다.

(2) 주택용, 심야

난방수요 감소로 주택용이 1.1%, 심야는 23.8% 감소했다.

(3) 일반용

평균기온 상승, 최저·최고기온 차이감소로 냉난방부하 감소 및 휴일 증가에도 불구하고 일반용이 1.8% 줄었다.

(4) 교육용 

냉난방부하 감소 및 영유아보육시설 계약종별 변경에 따른 판매량 감소 영향으로 교육용이 11.7% 감소했다.

(5) 거래량

전력거래량은 387억kWh를 기록하며 전년 동월 대비 3.6% 증가했다.

(6) 전력수급실적

5월 최대전력수요(피크)는 6,742만kW(5.30(금) 15시)로 전년 동월 대비 7.0% 증가, 당시 전력공급능력은 7,457만kW로 공급예비력(율)은 715kW(10.6%)를 유지했다.

(7) 전력시장가격

5월 평균 전력시장가격(SMP)은 144.61원/kWh로 전년 동월 대비 4.3% 하락했는데, 이는 유류의 SMP 결정비율이 감소(0.0%, 11.3%p↓)한 데 기인한 것으로 판단된다.

2. 전력수급 전망

정부에서는 여름철 최대 전력수요는 7,900만kW, 최대공급능력은 8,450만kW로, 피크시 예비력은 500만kW 이상으로 전망하고 있다. 

다만, 이상기온, 대형발전기 불시정지 등 돌발상황이 발생할 시의 수급불안 가능성은 상존하고 있다고 밝혔다.

(1) 최대 전력수요

전력거래소 전망에 따르면 8월 3주로 예상되는 피크시 최대 전력수요는 작년 여름대비 약 100만kW 감소한 7,900만kW 수준이 될 것이라고 내다봤다. 

경제성장으로 기본적인 수요증가는 있으나, 작년 여름보다 덜 더운 날씨로 냉방수요가 감소하는 것이 주된 요인으로 작용할 것이라는 판단이다.

(2) 최대 공급능력

피크시 공급능력은 신규발전기 준공, 정지원전 감소 등으로 작년 여름대비 약 650만kW 증가한 8,450만kW대로 전망된다. 

9기/437만kW의 신규 준공과 기존의 5기/443만kW이었던 정지원전이 2기/172만kW로 감소한 것이 증가요인으로 평가되며, 7기/147만kW의 폐지 원전이 감소요인으로 작용할 것으로 판단된다.

(3) 예비력

이상기온, 대형발전기 불시정지 등 돌발상황이 없다면 안정적인 전력수급 관리가 가능한 500만kW 이상의 예비력 확보가 예상된다.

한편, 다가오는 겨울철부터는 전력난 우려가 완연히 해소될 전망이다. 

금년 하반기 485만kW 신규발전기 준공 등으로 공급능력이 9천만kW에 도달해 한파가 발생하더라도 수급안정이 예상된다. 

3. 전력수급 대책

정부에서는 이상기온, 대형발전소 불시정지 등 만약의 사태에 대비해 200만kW 규모의 추가 수급차질에 대응하기 위한 컨틴전시 플랜을 마련했다. 

한편, 올해 여름철 전력수급대책기간은 6월 30일부터 8월 29일까지다.

(1) 추가예비력 확보

1) 공급자원 보강

금년 하반기 준공예정인 발전기 시운전 출력을 활용할 계획이다. 시운전 출력은 130만~170만kW로 추산되며, 영흥#6(45만kW), 포천#2(73만kW), 평택2복합(50만kW) 등이 있다.

또한, 장기가동, 고장빈도가 높은 발전소와 대형발전소 송전선로를 특별 점검할 예정이다. 발전소는 호남화력, 영동화력, 안동복합, 별내열병합 등이 있으며, 송전선로는 월성, 고리, 태안, 보령 등이 해당된다.

2) 수요감축 유인제도 실시

정부에서는 피크기간 중 여름철 지정 기간(최대 70만kW)을 시행하고 있다. 또한 선택형 피크요금제(CPP)도 실시 중이다(10만kW).

여름철 7~8월(총 62일) 중 피크일을 10일(±3일) 지정, 비피크일 및 경부하시간대는 약 25% 할인, 피크일 중간·최대부하 시간대는 약 3.4배의 할증이 추가된다.

(2) 수급위기시 비상대책 완비

전력수급 위기경보 준비·관심단계와 주의·경계단계에서 각 200만kW 이상의 추가전력을 확보하는 비상대책이 완비되어 있다.

1) 준비·관심 단계(예비력 300?500만kW)

① 민간 자가 상용발전기 최대가동(25대, 40만kW)

- 민간 자가발전기(8대), 구역전기사업자 보유 발전기(17대)

② 수요시장 개설 등 수요관리제도 운영(최소 150만kW)

- 주간예고(150?200만kW), 지능형DR(11만kW) 등

③ 전압 하향조정(80만kW)

④ 공공기관 보유 비상발전기 가동(10만kW)

2) 주의·경계 단계(예비력 100?300만kW)

① 석탄화력발전기 극대출력 운전(15대, 15만kW, 2?3시간)

② 긴급절전 수요감축(323개 수용가, 150만kW)

③ 공공기관 냉방기 가동 중지(25만kW) 

④ 공공기관 자율단전 실시(50만kW)

- 다만 대중교통, 장애인·노약자를 위한 공공시설 엘리베이터·에스컬레이터는 제외된다.

4. 에너지 절약 및 홍보대책

에너지 낭비사례는 지속 근절하되, 냉방온도의 자율준수 권고 등을 통해 국민 불편을 완화할 예정이다. 

(1) 에너지 낭비사례 단속 및 공공기관의 실내온도 준수

1) 대표적 에너지 낭비사례인 ‘문 열고 냉방 영업’ 근절

- 지속적 계도, 지자체 일일점검과 합동단속 등 실시(계도기간을 거쳐 7.7일부터 과태료 부과)

2) 민간: 실내 냉방온도는 26℃이상 유지를 권고하고, 민간 자율 추진

- 냉방 다소비 다중이용시설에 대한 실내온도 준수 협조요청

- 산업계의 원활한 조업 활동을 위해 대규모 수용가 의무절전, 지역별 냉방기 순차운휴 등의 규제는 미시행

3) 공공: 실내 냉방온도는 28℃이상 유지를 원칙

- 다만 전력수급, 건물 냉방방식, 기관의 특성 등을 반영해 탄력적으로 운용

- 불필요한 조명 소등, 피크시간대 불요불급한 전기사용 자제 등을 통해 에너지 절약 솔선수범

(2) 국민공감형 에너지 절약 홍보

1) 민간 주도의 에너지 절약 캠페인 추진(에관공, 시민단체협의회)

- 가정·사무실·상점·공장 등에 전기절약 실천요령을 제시하고, 절전활동에 대해 ‘칭찬릴레이’ 방식의 에너지 절약 캠페인 진행

- 소비자·시민이 주체가 되는 자율적 에너지 절약 운동과 행사를 지원하고 장려(에너지위너상, 에너지의 날 등)

2) TV광고를 통해 에너지 절약과 효율적 사용에 대한 인식 확산

- ‘~을 하지말자’의 계도식 메시지 지양, 절전과 효율적인 에너지 사용방법을 전하는 내용으로 전력피크 시기인 8월에 집중 송출

(3) 전력수급 정보제공 및 비상시 행동요령 전파

1) 전력수급 및 절전 정보 제공

- 온라인, 모바일앱, 대중교통의 모니터 등을 통해 여름철 절전행동 요령과 실시간 전력수급 현황 등을 제공

2) 전력수급 위기시 신속한 행동요령 전파(에관공)

- 전력수급 관심 단계부터 언론·공공기관·전기다소비 업체 등 총 2,600여 개를 대상으로 실시

- 문자, 전화통화 등으로 절전에 대한 협조 요청과 비상단계별 행동요령 전파

연료전지 열병합 발전시스템

기술분야

본 발명은 전기화학반응에 의해 전력을 생산하여 전력수요지에 공급하며 전력생산과정에서 발생되는 열을 회수하여 전력수요지에 공급하는 연료전지 열병합 발전시스템에 관한 것이다.

배경기술

고분자 전해질 연료전지는 수소이온 교환특성을 갖는 고분자막을 전해질로 사용하는 연료전지로서, 수소를 함유한 연료가스와 산소를 함유한 공기를 사용하여 전기화학반응을 일으켜 전기 및 열을 발생시킨다. 이런 고분자전해질 연료전지는 빠른 시동능력이 있으며, 소형화할 수 있어 이동용 전원, 자동차용 전원, 가정용 열병합 발전 시스템 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. 이 때, 연료전지를 이용한 열병합 발전 시스템은 물 또는 메탄올, 에탄올, 천연 가스 등 탄화수소 계열의 물질 내에 함유되어 있는 수소와 산소를 포함하는 공기를 전기 화학반응을 통해서 분해하고, 이 과정에서 발생되는 전자들을 직접 전기 에너지로 변화시키는 발전 시스템이다. 

연료전지를 이용한 발전 시스템은 기본적으로 연료를 저장하는 연료탱크, 연료를 이송하는 연료 펌핑기, 시스템 내의 열관리를 위한 냉각 모듈, 전기에너지의 관리를 위한 전력 모듈 및 열과 전기 에너지를 발생시키는 연료전지 스택을 구비한다. 개질기는 연료 펌핑기의 동작을 통해 연료 탱크에 저장된 연료 및 물을 공급받고, 연료 및 물을 수증기 개질반응(Steam Reforming), 부분 산화(Partial Oxidation), 자열 개질 반응(Autothermal Reforming), 직접분해법(Direct Cracking), 플라즈마 촉매개질법(Plasma Catalytic Reforming), 흡착부 과반응 개질법(Sorption Enhanced Reaction Process) 등의 방법을 통해 상기한 연료를 수소가 풍부한 개질 가스로 전환한다. 그리고 개질기에서 생성된 개질가스에는 일산화탄소 등과 같은 유해물질이 포함되어 있는 바, 개질기는 유해물질을 정화하여 연료전지 스택으로 공급한다.

한편, 연료전지 스택은 애노드 전극과 캐소드 전극을 구비하며, 개질기로부터 공급받은 수소 기체가 애노드 전극으로 주입되고, 외부 공기로부터 공급받은 산소는 캐소드 전극으로 주입된다. 

이에 따라, 애노드 전극에서는 수소 기체의 산화반응이 일어나고, 캐소드 전극에서는 산소의 환원반응이 일어난다. 결국, 스택에는 기체의 산화 및 환원반응으로 인해 소정의 물과 전자들이 발생하고, 전자의 이동으로 전기에너지가 생성된다. 또한, 산화 및 환원반응으로 인해 스택에는 소정의 열에너지가 발생되는데, 이러한 열에너지는 화학반응으로 생성된 물 또는 스택 냉각유체에 인가된다.

종래기술인 한국등록특허 제0807875의 연료전지 열병합 발전시스템은, 수소와 산소의 전기화학반응에 의해 전력을 생산하는 연료전지 스택에 발전원료를 개질하여 수소가 함유된 개질가스를 공급하는 연료전지 스택에서 필요한 산소를 공급하는 공기 공급 장치, 연료전지 스택을 일정 온도로 유지시키는 냉각장치, 연료전지스택에서 생산된 전력을 이용하여 시스템의 기동, 정지, 발전상태 유지 동작, 제어기능을 수행하는 다수의 주변장치(Balance of Plants) 및 냉각장치에 연결되면서 열 교환을 통해 회수되는 열을 온수로 저장하는 물탱크를 포함하여 구성된다.

종래기술은 연료전지 스택에서 발생하는 전력과 연료전지스택의 전력생산과정에서 발생하는 열을 난방용 온수로 저장하여 전력수요지로 공급할 수 있으나, 여름철에는 전력수요지로 난방용 온수를 공급할 필요가 없으므로 난방용 온수가 물탱크에 그대로 방치되어 식어버리게 되어 열원이 버려지게 되는 문제점이 있다. 또한 종래의 연료전지 열병합 발전시스템은 사용자 및 전력수요지의 용도 특성상 전력만 대부분 사용하는 경우, 시스템 효율이 낮은 문제점이 있다.

이에 따라, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 다양한 연료전지 열병합 발전시스템의 개발이 필요한 실정이다.

해결하려는 과제

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 연료전지 스택에서 발생하는 열을 전력으로 변환하여 전력수요지로 공급해 열이 버려지는 것을 방지할 수 있는 연료전지 열병합 발전시스템을 제공하려는 것이다. 또한 시스템 효율을 극대화 할 수 있는 연료전지 열병합 발전시스템을 제공하고자 한다.

발명의 효과

본 발명에 따른 연료전지 열병합 발전시스템은 연료전지 스택에서 발생하는 열을 흡열한 냉각유체의 열을 흡열하는 고온부와 외부공기와 접촉되는 저온부를 포함하여, 고온부와 저온부의 온도 차이에 의해 전력을 생산하는 열전모듈이 구성됨으로써, 연료전지 스택에서 발생하는 열을 용이하게 냉각할 수 있고 연료전지 스택에서 발생하는 열을 전력으로 변환하여 전력수요지에 최대한 공급할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 연료전지 열병합 발전시스템은 외부로부터 공급되는 연료와 물을 개질반응을 통해 수소가스를 추출하여 연료전지 스택으로 공급하고, 개질 과정에서 발생하는 고온의 폐가스를 열전모듈의 고온부로 공급하는 개질기와 압축수소와 메탄올을 연료전지스택으로 공급하고, 연료 공급 과정에서 발생하는 고온의 열을 상기 고온부로 공급하는 연료공급기가 구성됨으로써, 열전모듈의 고온부와 저온부의 온도 차이가 증가되어 열전모듈의 전력 생산량이 증가되는 효과가 있다. 특히 본 발명에 따른 연료전지 열병합 발전시스템은 연료전지 스택과 개질기와 연료공급기 이외에 기타 요소들에서 발생하는 모든 열을 회수하여 고온부로 공급하는 열 회수기가 구성되어 열전모듈의 고온부와 저온부의 온도 차이가 더욱 증가되어 열전모듈의 전력 생산량이 더욱 증가되는 효과가 있다.

* 본 내용은 지면상의 이유로 재편집되었습니다.

* 특허정보검색서비스 www.kipris.or.kr

갈바닉 직류 전류 일시정지를 위한 스위치 분리기

요약

본 발명은 직류 전류원 및 전기 디바이스 사이와 병렬로 접속된 반도체 전자장치를 갖는 인버터 사이에서 직류 전류를 일시정지하기 위한 분리 장치에 관한 것이다. 반도체 전자장치는 스위칭 접촉부가 폐쇄될 때 비전도성이고, 반도체 전자장치의 제어 입력부는 스위칭 접촉부가 개방될 때 스위칭 접촉부를 통한 아크의 결과로서 생성된 아크 전압이 반도체 전자장치가 전도되게 스위칭하도록 스위칭 접촉부와 배선된다.

기술분야

본 발명은 직류 전류원 및 전기 디바이스 사이에서 직류 전류를 일시정지하기 위한 전류·전도 기계적 스위칭 접촉부와 병렬로 접속된 반도체 전자장치를 가진 분리장치에 관한 것이다. 직류 전류원은 특히 광전지 발전기인 것으로 이해되고 전기 디바이스는 인버터인 것으로 이해된다.

배경기술

DE 20 2008 010 312 U1은 직렬로 접속되거나 병렬 행들로 존재하는 부분의 발전기들을 형성하기 위해 태양 설비 또는 광전지 설비를 개시한다. 부분 발전기가 두 개의 단자를 통해 부분 발전기의 직류 전류를 전달하는 반면, 전체 광전지 발전기의 직류 전류 출력은 인버터를 통하여 교류 전류 전압 네트워크에 공급되며 이에 따라 부분 발전기들 및 중앙 인버터 사이에서의 복잡성을 최소화하기 위해 발전기 접속함들은 부분 발전기들에 근접하게 배열된다. 이런 방식으로 정류되는 직류 전류 출력은 일반적으로 공통 케이블을 통하여 중앙 인버터에 전도된다.

로드 분리를 위해 기계적 스위치는 사용될 수 있고 기계적 스위치는 접촉부가 개방될 때 직류 전류원으로부터 전기 디바이스의 갈바닉(Galvanic) 분리가 형성되는 장점을 가진다. DE 102 25 259 B3은 혼합형 스위치 방식으로, 예를 들어, 인버터의 하우징 내의 사이리스터 형태의 반도체 스위치 엘리먼트 뿐만 아니라 광전지 패널들에 접속된 메인 및 보조 접촉부들을 가진 로드 분리기로서 설계된, 전기 플러그인 접속기를 개시한다.

언플러깅 프로세스에서 리딩(Leading) 접촉부인 메인 접촉부는 반도체 스위치 엘리먼트와 직렬로 접속된 보조 접촉부 및 트레일링(Trailing) 보조 접촉부와 병렬로 접속된다. 반도체 스위치 엘리먼트는 여기서 아크의 발생을 방지하거나 주기적으로 스위칭이 온·오프됨으로써 아크를 소멸하기 위하여 제어된다.

DE 103 15 982 A2는 직류 전류의 일시정지를 위해 반도체 스위치로서 IGBT(절연 게이트 바이폴라 트랜지스터) 및 전자기적으로 작동되는 메인 접촉부를 가진 혼합형 전자기의 직류 전류 스위치를 개시한다.

발명의 내용

본 발명의 목적은 직류 전류원, 광전지 발전기, 전기 디바이스 및 인버터 사이의 직류 전류 일시정지를 위한 분리장치를 제공하는 것이다.

이 목적은 청구항 제 1항의 특징부들에 의해 본 발명에 따라 달성된다. 이를 위해 분리 스위치는 단락 지속기간, 즉 1ms 미만의 아크 지속기간, 500㎲ 이하의 아크에 대해 설계되는 기계적 스위칭 접촉부를 포함한다. 기계적 스위칭 접촉부는 필수적으로 적어도 하나의 반도체 스위치, IGBT를 포함하는 반도체 전자장치와 병렬로 접속된다.

본 발명에 따른 분리 스위치의 반도체 전자장치는 부가적인 에너지원을 가지지 않고 결과적으로 기계적 스위치가 폐쇄될 때 전류 장벽으로서 동작한다. 이에 따라 높은 임피던스를 가지며 가상적으로 전류 및 전압이 없다. 

기계적 스위칭 접촉부들이 폐쇄될 때 반도체 전자장치에 걸쳐 전류가 흐르지 않고 반도체 스위치 또는 각각의 반도체 스위치를 걸쳐 전압 강, 하가 없기 때문에 반도체 회로는 기계적 스위치가 폐쇄될 때 전력 손실들을 유발하지 않는다. 대신 반도체전자장치는 그들이 동작을 위해 필요한 에너지를 분리 스위치 시스템 자체로부터 얻는다. 

반도체 전자장치 또는 반도체 스위치에 대한 제어 입력부는 스위치가 개방될 때 스위치 또는 스위치의 스위칭 접촉부들 및 스위칭 접촉부와 병렬로 접속된 반도체 전자 장치들 양단의 아크 전압이 아크의 결과로서 반도체 전자장치가 전류 전도되게 하고, 낮은 임피던스를 가지게 되어 전류를 운반할 수 있게 되도록 기계적 스위칭 접촉부들에 접속된다. 반도체 전자장치가 전류·전도되면 아크 전류는 기계적 스위치로부터 반도체 전자장치로 정류하기 시작한다. 대응하는 아크 전압 또는 아크 전류는 아크가 형성되지 않고 반도체 전자장치를 스위치 오프하기 위하여 제어 전압의 생성과 함께 방전하는 바람직하게 콘덴서 형태로 에너지 저장소를 충전한다. 미리 설정된 지속기간 또는 시간 상수 및 이에 따른 에너지 저장소 또는 콘덴서의 충전 지속기간은 아크의 지속기간을 결정한다.

본 발명에 따른 분리 장치는 바람직하게 1500V(DC)까지의 직류 전압 범위 내에서 직류 전류를 일시정지하기 위해 적당하게 제공된다. 부가적인 기계적 분리 스위치의 바람직한 사용에서 자가 혼합형 분리 장치는 광전지 설비 및 상기 광전지 설비와 연관되고 연료 전지 시스템 또는 축전지와 관련된 인버터 사이에서 신뢰성 있고 갈바닉 직류 전류 일시정지를 위해 적당하다.

전력 소비 줄인 만큼 팔아 수익 얻는 사업 생긴다 

● 전력 수요관리 사업  

수요관리사업자가 빌딩이나 공장의 절전 설비에 투자하고, 그 설비를 통해 전력 소비를 절감한 후 그만큼을 전력시장에 입찰해 낙찰되면 감축정산금으로 수익을 창출하는 사업 모델이다. 산업부는 올해 말 이 발전시장을 개설해 민간 수요관리사업자의 전력시장 입찰을 허용할 방침이다. 중소기업과 중견기업의 시장참여 확대를 위해 대기업의 참여 비중을 30% 이하로 제한하고, 한전이 독점하고 있는 전력 소비 데이터에도 접근할 수 있도록 할 계획이다. 이를 통해 2017년까지 190만kW의 전력을 확보한다는 게 산업부의 방침이다.   

● 에너지 관리 통합 서비스 사업  

에너지저장시스템(ESS)과 에너지관리시스템(EMS)의 투자 효과가 높은 중소 규모 사업장을 대상으로 사업성 분석에서부터 사후관리까지 사업 전주기의 서비스를 통합 제공하는 사업 모델이다. 예를 들어, 아파트 관리회사가 금융기관과 협력해 아파트 지하주차장에 있는 공용조명을 LED 조명으로 교체해 줄어든 전기요금으로 교체비용의 원리금을 상환하고 수익도 창출할 수 있다. 산업부는 사업자에 대한 정책융자와 금융·보험·통신 등을 결합한 연계상품 개발 등을 지원할 계획이다. 또 ESS와 EMS 설치 건물에 대해서는 실내 냉난방 온도 규제를 완화한다.   

● 독립형 마이크로 그리드(에너지 자립섬) 사업  

도서지역의 디젤 발전을 민간 사업자에게 개방해, 신재생과 에너지저장시스템(ESS)을 결합한 마이크로 그리드 사업을 적극 추진한다. 디젤발전기 사용 비용을 신재생에너지와 ESS에 선(先)투자해 전문 민간기업의 사업 참여가 가능토록 경제성을 확보한다는 게 산업부의 계획이다. 산업부는 입지조건 등을 고려해 울릉도에 우선 적용한다. 이 사업에 전문 중소기업을 참여시켜 기술과 운영 역량을 쌓도록 한다. 울릉도는 2013년 한 해 동안에만 184억 원의 디젤연료비를 지출했다. 이 금액은 향후 20년간 7,539억 원에 이를 전망이다. 그 중 일부를 친환경설비와 ESS에 선투자해 연료비를 절감하고 경제성을 확보한다는 게 산업부의 계획이다. 한전은 20년 장기 공급 계약을 체결해 민간사업의 투자금융 자금 조달을 지원한다.   

● 태양광 렌탈 사업  

전기 사용량이 많은 가정에 태양광 설비를 설치해 전기요금을 줄이고, 가정이 납부하는 대여료와 신재생생산인증서 판매 수입으로 수익을 확보하는 사업 모델이다. 태양광 발전을 정수기 렌탈과 같이 쉽고 부담없이 이용할 수 있도록 한다는 게 이 사업의 핵심. 산업부는 렌탈 발전 실적을 신재생공급의무(RPS) 이행실적에 포함시켜 렌탈 전문기업을 신재생에너지 융지 지원대상에 포함시킬 계획이다. 

● 전기차 서비스 및 유료 충전 사업  

전기차 충전 인프라를 확충하고 전기택시·렌터카·카 셰어링 등 전기차 서비스 업체에 유료 충전 서비스를 우선 제공하고, 이후 개인고객으로 확대한다. 민간이 정부지원을 활용해 전기차 렌트에서부터 충전, 배터리 리스 등의 서비스를 저렴한 요금으로 제공할 수 있도록 한다.   

산업부는 충전 서비스 업체에 충전기 투자 비용을 보조하고, 공공기관 주차장에 충전기 설치를 권장하며, 이미 설치된 충전기는 위탁관리를 허용하는 등의 지원책을 펼칠 계획이다.  

5대 경제단체장과 중앙亞 순방 성과 간담회 

윤상직 산업통상자원부 장관이 최근 서울 조선호텔에서 5대 경제단체장과 중앙아시아 정상 순방 성과 간담회를 가졌다. 여기에는 대한상의·전경련·무역협회·중견기업연합회의 회장과 중기중앙회 부회장이 참석했다.

중앙아시아 3개국 정상 순방을 통해 우리나라는 기존 241억 달러 규모의 프로젝트 이외에 신규로 카자흐 188억 달러, 투르크 130억 달러 등 총 318억 달러의 프로젝트 진출 기반을 구축했다. 이는 아랍에미리트연합(UAE) 원전 수출에 버금가는 규모로 신흥시장 진출의 전기를 마련한 것으로 평가된다. 

아울러 태양광, 정보통신기술(ICT), 산림, 농업, 교육, 보건·의료 등의 분야에서 협력을 확대키로 해 우리 경제의 신성장동력 확보가 기대된다.

이번 순방에 경제사절단으로 동행한 기업들도 1대1 수출상담회 등을 통해 가시적 성과를 얻었다. 18개의 우리 기업들은 우즈벡 기업 100여개사와 6,800만 달러 규모의 상담을 진행했고, 이 가운데 3,400만 달러는 계약을 추진할 계획이다.

카자흐에서는 우리 기업 14개사가 이곳 기업 100여개사와 3,100만 달러 규모의 상담을 벌였고, 이 중 2,500만 달러는 계약 또는 양해각서(MOU) 추진 예정이다.

정부는 앞으로 경제단체 및 기업들과 민관 경제협력위원회를 구성해 중앙아시아 시장을 대상으로 새로운 프로젝트를 지속 발굴해 나갈 계획이다. 

시중 유통 휴대폰 충전기, 화재나 감전 위험 

시중에 유통되고 있는 휴대폰 충전기의 상당수가 화재나 감전 위험을 안고 있는 것으로 조사됐다.   

국가기술표준원은 현재 유통 중인 87개 휴대폰 충전기에 대한 안전성 조사를 실시해 19개 제품에서 화재나 감전의 위험성을 확인, 리콜명령하고 인증을 취소했다.   

이들 제품은 퓨즈, 변압장치 등 주요 부품을 인증받을 때와 달리 임의로 변경한 것으로 밝혀졌다. 

국표원은 정상적으로 인증을 받은 후 고의로 주요 부품을 변경해 판매하는 행위를 형사처벌 할 수 있도록 제품안전 관련법 개정을 추진할 계획이다.   

국표원은 휴대폰 충전기 외에 ▲유아동복 3개 제품 ▲유아용 삼륜차 2개 제품 ▲아동용 2단 침대 2개 제품 ▲유모차 1개 제품 ▲유아용 의자 1개 제품 ▲백열등 기구 1개 제품에서 인체 유해물질 초과 검출 등 소비자 안전에 위해가 있음을 확인해 리콜명령했다.   

올 여름엔 에너지 사용 제한 조치 ‘없다’

올 여름엔 에너지 사용 제한 규제 조치가 시행되지 않는다. 다만, 냉방을 한 채 문을 열어놓고 영업하는 행위는 단속 대상이다.

산업통상자원부는 이 같은 내용을 골자로 하는 ‘여름철 전력수급 전망 및 대책’을 확정해 발표했다. 이에 따르면 여름철 냉방 26℃ 온도 제한 ‘의무’를 ‘권장’으로 완화했다. 단, ‘문 열고 냉방 영업’을 한 업체에 대해서는 계도기간을 거쳐 7월 7일부터 최대 300만 원의 과태료를 부과한다. 최초 적발 시 경고에서, 1회 50만 원, 2회 100만 원, 3회 200만 원, 4회 300만 원의 과태료를 부과하는 것이다.

공공기관의 경우 냉방온도 28℃ 유지를 원칙으로 하되 전력 수급, 건물 냉방 방식, 기관별 특성 등을 고려해 탄력적으로 운용할 계획이다.   

학교, 도서관, 강의실 등 다수의 학생이나 시민이 이용하는 시설과, 폭염 시 취약층을 위한 무더위 쉼터에 대해서는 자체적으로 적정 냉방온도를 정해 운영할 수 있도록 한다. 또 지하철역과 공항, 기차역 등의 에스컬레이터와 엘리베이터는 이용자들의 불편을 최소화하기 위해 정상 운영토록 한다.   

한편, 올해 최대 전력 수요는 7,900만kW, 최대 전력 공급은 8,450만kW가 될 것으로 전망된다.   

올 하반기 준공 예정인 발전기의 시운전 출력을 최대한 활용해 130만~170만kW 공급 능력을 추가로 확보하고, 발전소 불시 고장 등 전력 공급 차질을 방지하기 위해 장기 가동되거나 고장 빈도가 높은 발전소와 대형 발전소의 송전선로를 특별 점검할 방침이다. 수요 감축을 유인하기 위해서는 8월 중 산업계 조업 조정, 휴가 분산 등을 유도해 최대 70만kW를 추가로 확보할 계획이다.

관련 업계관계자는 “올 여름은 지난해보다 전력수급 전망은 안정적이지만 이상기온, 대형발번기 불시정지 등 만약의 사태에 대비하기 위해 공공기관의 노력 뿐 아니라 국민들의 자발적인 참여가 필요하다” 고 전했다.

시험성적서 위변조 39건 적발… 부실시험도 다수 

6개 국가공인시험기관의 시험검사 업무를 감사해 부실 시험, 시험성적서 위변조, 시험원 자격기준 미달 등을 적발했다. 

6개 국가공인시험기관은 ▲한국산업기술시험원 ▲한국화학융합시험연구원 ▲한국기계전기전자시험연구원 ▲한국건설생활환경시험연구원 ▲한국의류시험연구원 ▲FITI시험연구원이다.   

감사 결과 서험성적서 위변조로 적발된 24개 업체에 대해 사법 당국에 고소토록 하고, 부실하게 시험 검사한 기관에 대해서는 1~3월 업무 정지토록 조치했다.   

적발된 내용을 사례별로 알아본다.  

● 부실 시험  

전기용품은 제품마다 전원 동작 후 일정시간 동안 제품의 온도 상승 시험을 하고 그 결과값이 기록된 온도기록지를 보관·관리해야 함에도 특정 제품의 온도기록지를 복사해 다른 제품에 재사용했다.  

또 섬유제품의 PH농도를 측정할 때에는 2차례의 유효값을 평균해서 기록해야 하나 1회만 측정해 기록하거나 임의로 측정값을 조작했다.   

시험기록지와 발급된 시험성적서 데이터값을 다르게 기록하거나, 별도의 검토회의 없이 품질인증을 부여하기도 했다.

● 시험원 자격기준 미달  

자격 요건에 미달하는 연구원 총 40명이 시험검사를 수행했다.   

● 시험성적서 위변조  

업체가 구매계약 체결을 위해 공직유관기관에 제출한 3,934건의 시험성적서를 확인한 결과 24개 업체에서 39건의 위변조를 적발했다.   

이 가운데 4개 업체가 원전 정비기관인 한전KPS에 제출한 원전정비 및 보수 관련 시험성적서에서 5개 품목 7건의 위변조 사실을 적발했다.  

이 5개 품목은 모두 원자력안전위원회가 승인한 기술지침서 상 ‘운전제한조건’에 해당하는 핵심 부품은 아니었다. 한국수력원자력은 원안위 ‘위변조 부품처리 방법’에 따라 원전 정지없이 부품을 교체할 수 있을 것으로 판단하고 있다.   

산업부는 이 7건의 시험성적서 내용을 원안위에 통보할 계획이다.  

위변조된 시험성적서는 지난 3년간 산업부 소관 공직유관기관에 납품하기 위해 업체가 제출한 시험성적서와, 6개 공인시험기관이 발행한 시험성적서를 일일이 대조한 결과 나왔다.  

산업부는 국민안전과 직결된 시험검사업무가 공신력을 회복하고 한시라도 빨리 정상화될 수 있도록 다각적으로 노력해 나갈 방침이다.