정양호 산업통상자원부 에너지자원실장은 전남 나주시에 위치한 광주·전남 공동혁신도시에서 이낙연 전남도지사, 우범기 광주광역시 행정부지사, 강인규 나주시장, 조환익 한국전력 사장, 양복완 국토교통부 공공기관지방이전추진단 지원국장과 지역주민 등 300여 명이 참석한 가운데 열린 ‘한국전력거래소 나주 신청사 개청식’에 참석해, 축사와 함께 개청식을 알리는 테이프 컷팅식을 가졌다.
전력거래소는 2001년 설립 후, 공정한 전력시장 및 안정적인 전력계통 운영업무를 수행하는 전력산업의 중추적인 기관으로서, 수요자 중심의 에너지 트렌드를 고려한 수요자원시장, 스마트그리드, 신재생에너지 보급 확대 등 전력산업 발전을 선도하기 위해 노력하고 있다.
신청사는 지하 1층, 지상 9층 규모(부지면적 44,132m², 건축연면적 28,437m²)로 2011년 12월에 착공해 2년 6개월만인 지난 2014년 6월에 준공됐다.
3차원 입체 설계기법(BIM)을 적용한 미래형 입체 외관으로 혁신도시를 대표하는 건물로 자리매김할 신청사는 에너지효율 1등급, 친환경건축물 우수등급, 내진설계 등이 적용된 고효율 친환경 건축물이다.
전력거래소는 “앞으로 이전할 한국전력공사, 한전KDN, 한전KPS 등과 함께 광주·전남 공동혁신도시가 우리나라 전력산업의 중심지로 성장하는데 크게 기여할 것이라 기대된다”고 밝혔다.

문재도 산업통상자원부 2차관은 ‘수요중심 전력시장의 현안과 방향’이라는 주제로 열린 ‘제10회 서울 국제전력시장 컨퍼런스(SICEM 2014)’에 참석해 축사를 했다.
이 자리에는 전하진 국회의원을 비롯해 쿠이스케 사다모리(Keisuke Sadamori) IEA 에너지시장 안보국장, 조성봉 숭실대 교수, 문성욱 KT 상무 등 국ㆍ내외 산ㆍ학 전문가 및 관계자 등 300여 명이 참석했다.
이번 컨퍼런스의 첫 번째 세션에서는 Ramon A. Leon XM 시장개발본부장과 박종배 건국대학교 교수, 조상욱 KT 상무가 ‘국내외 수요자원시장 현황 및 제도개산 사항’에 대해 소개했으며, 두 번째 세션에서는 Keisuke Sadamori IEA 에너지시장 및 안보국장와 Hiromu Kobayashi 일본전력중앙연구소 책임연구원, 장길수 고려대학교 교수가 ‘분산전원의 시장진입 활성화 방안’에 대해 각각 발표했다.
이어 조성봉 숭실대학교 교수를 좌장으로 조영탁 한밭대학교 교수, 강승진 한국산업기술대학교 교수, 김용완 전력거래소 시장본부장가 패널로 참여해 토의가 진행됐다.
전력거래소 관계자는 “전력산업에서 수요자원과 분산전원의 확산 및 ICT와의 연계가 점점 중요한 역할을 차지하고 있다”면서 “따라서 이번 컨퍼런스의 주제 역시 ‘수요중심 전력시장의 현안과 방향’으로 선정했다”고 밝혔다.

오랜 기간 동안 가설로 제안되었던 ‘네거티브 커패시턴스(Negative Capacitance)’라고 불리는 희귀한 현상을 직접 관찰하는 방법이 처음 소개되었다. 본 연구는 강유전체 물질에서 인가된 전압에 대한 전하의 독특한 반응을 설명해주고 있으며, 트랜지스터나 트랜지스터를 포함하는 기기에 의해서 소비되는 전력을 크게 감소시킬 수 있는 가능성을 열어주고 있다.
커패시턴스(Capacitance, 전기용량)란 어떤 물질이 전하(Electrical Charge)를 저장하는 능력을 나타내는 지표이다. 실제로 모든 전자기기에서 나타나는 일반적인 커패시터(Capacitor, 축전기)는 전압이 커패시터에 인가되었을 때 전하를 저장하게 된다. 새로운 현상은 역설적인 반응을 나타낸다. 즉, 인가되는 전압이 증가하면 전하의 저장이 감소하기 때문에 ‘Negative Capacitance’라고 지칭하게 되었다.
저자인 Asif Khan에 의하면, 이런 특성을 트랜지스터에 성공적으로 접목시키면, 소비전력을 크게 감소시킬 수 있게 될 것이라고 한다. 또한 장시간 사용할 수 있는 휴대폰 배터리, 전력소비가 적은 컴퓨터 및 현재 태생단계에 있는 디지털 혁신의 주축이 될 더 빠르고 작은 프로세서 개발을 크게 앞당기게 될 것이다.

네거티브 커패시턴스 효과를 보여주는 강유전체 물질의 원자구조(사진. KISTI미리안)

전통적인 전자장치를 사용해서, 인공 손 둘레를 감싸고 접촉과 온기를 느끼는 인공 피부가 개발되었다. 이 유연한 감지기 배열은 쥐 모형에서 시연되었는데, 여기서 신호들이 뇌로 전송되어 감지됐다.
많은 로봇들과 인공 팔다리들이 만들어졌지만, 그것들의 피부는 그들의 환경을 감지할 수 없었다. 하지만 이 새로운 인공 피부는 습기와 가열, 신경 자극을 알 수 있는 전극 배열들뿐만 아니라, 압박과 압력, 온도를 위한 초박 단일 결정 규소 나노리본(Silicon Nanoribbon) 감지기들을 갖추고 있다. 또한 피부는 인공팔의 변화에 따라 늘어나기도 한다.
이 인공피부는 디자인이 변하는 환경에서 인식 능력을 크게 늘릴 수 있다. 늘어날 수 있는 습도 감지기와 가열하는 구성 요소들의 조합은 피부 습기와 체온의 감지가 가능하기 때문이다. 특히 전기적인 자극을 인공 피부로부터 몸으로 보내서 초박 다전극 배열을 통해서 말단 신경을 자극할 수 있다.
이 연구저자인 Roozbeh Ghaffari는 “중요한 목표는 늘어날 수 있는 감지기들의 배열이 외부 환경에 대한 정보를 얻어서 궁극적으로 이 장치들을 말단 신경과 접속시켜서 뇌에 신호들을 보내는 것”이라고 설명했다.

인공 피부는 다양한 자극을 감지하고 전통적인 전자장치들을 기반으로 한다 (사진.KISTI 미리안).

미시간 대학의 물리학자들은 양자 시대의 실리콘을 발견할 수 있는 가능성을 높인 사마륨 헥사보라이드 화합물의 몇 가지 특성을 알아냈다. 이들의 발견은 지난 1960년대 말 이후 밝혀지지 않은 양자 트랜지스터의 미스터리를 해결하는데 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 보인다.
이들 연구진은 사마륨 헥사보라이드, SmB6가 위상 기하학적인 절연체라는 첫 직접적인 증거를 제공했다. 물리학자들에게 위상학적 절연체는 표면을 따라 금속과 같이 전류를 전도하지만 내부를 통해서는 고무와 같이 전류 흐름을 차단하는 흥미로운 고체 종류이다. 이 물질은 그들의 화학적 성분이 전체를 통해서 동일함에도 불구하고 이런 두 가지 다른 특성을 보인다.
미시간 대학의 과학자들은 전류가 물질을 통하여 어떻게 움직이는지를 밝혀내는 자기장에 대한 물질의 반응에서 분명한 진동을 관측할 수 있는 이른바 토크 자력계(Torque Magnetometry)라고 불리는 기술을 사용했다. 그들의 기술은 또한 사마륨 헥사보라이드의 표면이 희귀한 디락 전자들을 보유하고 있다는 것을 보여줬다. 이 전자들은 양자 컴퓨터의 가장 큰 장애물을 극복하는데 잠재적인 도움을 줄 수 있다고 과학자들이 믿고 있다.
이런 특성은 특히 과학자들에게 흥미를 불러일으킨다. 그 이유는 SmB6이 강하게 상관된 물질로 간주되기 때문이다. 그것의 전자들은 다른 대부분의 고체들 보다 더 밀접하게 상호작용한다. 이러한 특성은 그것의 내부가 전기적으로 차단된 거동을 유지할 수 있도록 도와준다. 사마륨 헥사보라이드의 더 깊은 이해는 공학자들이 언젠가 전통적인 전자기술에서 실리콘 상의 전류 흐름과 마찬가지로 양자 컴퓨터에서 전류의 흐름을 가능하게 할 것으로 예상된다.

사마륨 헥사보라이드는 금속 사마륨과 희귀한 준금속 보론으로 만들어진 화합물이다. (사진. KISTI 미리안)

ID 카드나 웨어러블 기기, 금속 부품 등 전파의 제한을 받고 있던 소재에 장착해 이용 가능한 소형 박형 RFID 태그를 일본 주식회사 후지쯔(Fujitsu) 연구소가 개발했다.
지금까지는 전파를 보내기 어렵게 하는 성질을 가지고 있는 금속이나 몸에 부착하는 ID 카드로 RFID 태그를 실장했다. 예를 들어 2m의 통신 거리를 확보하는 경우 전파 파장의 제약으로부터 75㎜ 이상의 길이 혹은 5㎜ 정도의 두께가 필요해 소형과 박형의 양립이 곤란했다.
연구진은 RFID 태그를 얇은 수지에 감아 루프 모양으로 하는 새로운 구조로 전파를 방사하는 기술을 개발해 여러 가지 대상에 부착 가능하고 길이 30㎜, 두께 0.5㎜의 세계 최소 박형 RFID 태그를 실현했다.
본 기술에 의해 기계 부품의 관리나 몸에 부착한 ID 카드로 인한 입퇴실 관리 등 여러 가지 부분에 있어서 RFID 이용이 가능하게 됐다.
또한, 이번에 개발한 기술은 RFID 태그를 고무나 플라스틱 등 얇은 수지에 감아 양단을 중첩한 루프 모양으로 하는 새로운 구조로 전파를 방사하는 기술을 개발해 파장의 제약을 없애는 것에 성공했다.
후지쯔에서는 “향후 본 기술에 관해서 보다 양산이 용이하게 되는 방식의 개발을 진행시켜 2015년도 실용화를 목표로 할 것”이라고 밝혔다.

이번에 개발한 루프 모양의 구조(사진. KISTI 미리안)

인류의 가장 큰 기술발전 중 하나는 종이 위에 단어를 프린팅하는 능력이라고 할 수 있다.
테네시 대학교 녹스빌 캠퍼스의 엔지니어링 컬리지 조교수인 안밍 후(Anming Hu) 교수는 종이 위에 회로를 프린팅하는 방법을 연구해왔다. 업계에서는 이 기술을 통행 향후 많은 장치의 비용 감소와 이동성 향상에 매우 영향을 미치게 될 것으로 전망하고 있다.
후(Hu) 교수는 “당신이 원하는 회로를 디자인할 수 있고 그것을 프린팅하게 된다는 것은 더욱 반응성 있는 디자인과 쉬운 제어 그리고 비용의 절감을 선물 받게 될 것이다. 당신이 필요한 순간에 꼭 필요한 정확한 회로를 프린팅하는 능력은 많은 것의 혁명화를 가능케 한다”고 전했다.
이 기술을 통해 가장 큰 발전이 가능한 분야 중의 하나는 제약분야로 예상된다.
현재, 수많은 사람이 의사에게서 정기적으로 검사를 받거나 의학적 시험을 해야 하는 질병이나 고통으로 고생하고 있다. 예를 들어, 당뇨병은 혈액 내의 당분 수준 시험을 위해 매일 손가락을 찔러야 한다. 하지만 자체적으로 전원을 가진 밀봉된 방수시스템을 이용하게 되면 의학적으로 많은 분야에서 접목이 가능해진다.
후 교수 연구팀은, 최종 제품의 내구성 문제에 대한 의문을 해결하기 위해 높은 수준의 기능성은 유지하면서 종이 두께의 회로를 5,000회나 접었다. 의학적으로 사용하는 것은 이러한 회로에 매일 영향을 주면서도 그들이 가진 탄력성과 사용의 용이성은 어떤 전자장치에도 혜택을 줄 수 있다.
후 교수는 “이 기술의 전 세계적인 적용가능성은 장기적인 방식으로 개발을 이끌게 될 것이다. 지금 현재, 우리는 이러한 새로운 형태의 적층제조 메카닉스의 개선과 복합-노즐 방식의 프린팅에 대한 연구에 초점을 맞추게 될 것”이라고 전했다.

분자전기스위치(Molecular Electronic Switch)는 두 가지 혹은 그 이상의 상태를 전이할 수 있는 개별적인 분자들이 결합체를 이룬 것으로 도체 혹은 절연체와 같은 일종의 스위치 역할을 하는 것으로 알려져 있다.
이러한 스위치들은 개개의 분자들 혹은 분자 복합체들이 전기적인 요소처럼 움직이는 분자 전기학의 분야에서 많은 응용을 가능하게 할 것으로 보인다. 물론, 분자 수준에서 가역적으로 반복적인 분자 전기 스위치를 만들어내는 것은 아직 해결해야 할 부분들이 많은 실정이다.
이에 일본물질재료연구소(NIMS)의 Shintaro Fujii, Manabu Kiguchi, Kazunori Sugiyasu와 일본산업기술종합연구소(AIST)의 Hisao Nakamura, 동료 연구자들은 다중 컨덕턴스상태(Multi-Conductance State, 예를 들면 높은, 중간, 낮은 상태)를 지닌 분자전기스위치가 단일쿼터 티오펜 기반접합(Single Quarter Thiophene-Based Junction)을 이용해 제작이 가능하다는 것을 보여줬다. 이 새로운 스위치에서 스위치의 움직임은 외부의 기계적인 힘에 의해 촉발된다.
연구팀은 단일쿼터 티오펜 기반접합을 두 개의 금 전극 사이에 주사터널현미경(STM: Scanning Tunneling Microscopy)을 이용해 연결시켰다. 그들은 다음으로 피에조 액추에이터(Piezo Actuator)를 경유해 외부의 기계적인 힘을 그 접합에 가했다.
쿼터 티오펜 기반 분자들은 4개의 티오펜 링과 금 전극에 결합하는 4개의 결합 위치를 가지고 있다. 구조적인 대칭성으로 인해, Fujii, Kiguchi와 동료 연구자들은 그 접합에 대한 3가지 형태의 결합 방식이 존재할 수 있다는 것을 발견했다. 그들이 수행한 STM-BJ 실험과 이론적인 시뮬레이션 결과들은 쿼터 티오펜 접합이 서로 다른 전기적 전도성을 지닌 3가지전도 상태를 만들어낸다는 것을 보였다. 이와 같은 다중 앵커(Anchor)를 지닌 분자 접합이 서로 다른 가능한 결합 위치의 조절방법과 결합하게 되면 지속적인 형태의 기능적 분자 기기가 완성된다.

배경

유럽집행위(이하 EC)는 모든 난방, 전기모터, TV, 냉장고 등 모든 전기분야에서 전기절약을 도모하고 있다. 램프 역시 이러한 EC 규제 중 하나다.
EC는 2009년부터 에너지 관련제품(ERP: Energy-Related Products)에 대해 ‘EcoDesign’이라는 이름 아래 특정 기준이상의 에너지 효율을 만족시키지 못하면 출시를 금지하고 있다.
이에 따라 에너지 효율이 높은 조명의 비중을 높이기 위해 시장에서 판매될 수 있는 전구에 에너지 효율 최소 기준치를 지정하고 추진중이다.
244/2009(무지향성 가정용 조명), 1192/2012(지향성 조명, LED 조명, 관련기기)에 따라 정했으며, 많은 매체에서 이를 ‘백열등 퇴출’이라 표현하나 정확하게는 지침에서는 특정 조명을 금지하는 것이 아니라 효율성 요구조건을 명시해 ‘백열등의 단계적 제거’를 유도하는 것이라고 밝혔다.
EC는 2014년 11월 4일 관련 지침의 개정안을 냈고, 이는 별다른 수정이 없다면 2015년 5월부터 도입되게 된다. 이번 개정안의 주요 목적은 에너지 효율 단계별 추진계획을 개정하고 에너지효율 기준이 제외되는 '특수목적 램프의 기준을 보다 명확히 해 특수목적 램프 분류를 이용한 오남용을 줄이려 함이라고 전했다.

세부 개정 내용

- EU의 단계별 판매 가능한 에너지 효율 계획의 변화
에너지효율 최고단계인 6단계 적용 시기를 2016에서 2018년으로 연기했다. 6단계를 적용하기에 시장이 준비돼 있지 않다는 판단 하에 6단계 적용 시기를 늦춘 것이다.

- 특수목적 조명의 정의 명확화
새로운 기술에 맞게 법을 바꾸고 일반용도의 제품이 특수목적으로 사용돼 에너지 효율 기준에 대한 미충족 남용을 막기 위해서 좀 더 세부적인 범위를 적용한 것이다.

현지 언론 반응

ECEEE의 관계자인 Borg는 6단계의 도입이 2년 늦춰짐에 따라 소비자의 소비패턴에 할로겐 사용이 스며들 것이며, EU가 강력하게 가이드라인을 준수해나가야 하는 상황에서 나쁜 선례를 남긴 것이라고 언급했다. 또한 2009년 단계별 도입이 이미 업계에 알려졌기 때문에 업계에 충분한 시간을 줬다는 입장이다.
필립스는 그간 에너지 효율 개념이 도입되지 않은 건 시장의 75%를 점해왔던 기업 때문이었지만, LED는 전체 매출의 1/3이 안 되는 실정이라고 밝히며, 아직 할로겐 램프에서 수익이 많이 나기 때문에 이러한 6단계 도입 연장을 찬성한다고 전했다.
필립스 대변인은 “에코디자인 규정으로 인한 기기의 효율성을 높이는 것은 매우 필요하지만, 정책은 기술의 개발 정도와 경제적인 측면을 고려해 추진돼야 한다”고 언급했다.
EC 보고서는 6단계를 도입하게 되면 1만 개의 자리가 바로 사라지며(대부분 독일) EU에 소재하는 조명 제조기업을 잃는 것은 향후 더 큰 손실을 불러올 것이라고 예측했다.

바이어 인터뷰

헝가리 한 바이어는 “대부분 6단계로 늦춰지는 것은 당장은 유통업자에게는 더 유리할 것으로 판단되며, 큰 위기 또는 기회라고 생각하지 않는다”고 언급했다.

- MB Light(대표 Mr. Zsolt Bado): MB Light는 헝가리에서 산업용 및 가정용 조명을 취급함. 이번 개정은 가정용 조명에 영향을 끼치며 2009년 1단계 도입 시에는 업계 내 많은 변화가 있었으나 6단계 2016년도에서 2018년도로 도입된 것은 큰 차이가 없을 것으로 보임.
- Prolight(대표 Mr. Peter Sarkany): 현재 Prolight 사는 아직 에너지 효율이 우수한 LED 제품은 아직 헝가리 시장 안에서는 가격경쟁력이 떨어져 6단계 도입 연장으로 할로겐 램프를 쓸 수 있는 것은 합리적인 방안이라고 판단한다고 함. 그러나 현재 할로겐 램프는 거의 미국에서 수입해 6단계 도입 연장은 한국으로의 수입에는 많은 영향을 끼치지 않을 것으로 본다고 밝힘.

개요

이라크는 풍부한 석유부존자원 등으로 인해 걸프전 이전까지만 해도 정점 수요량을 넘는 발전용량을 보유하고 있었으나 걸프전 이후로 다수의 전력 관련 기간시설이 파괴되면서 만성적인 전력부족을 겪었다.
사담 후세인이 실각한 2003년 이후 전력 부문은 이라크 재건의 핵심 항목으로 지목됐으나 그 뒤를 이은 종파분쟁 및 정치적 혼란 등으로 인해 당초 목표달성에 차질이 발생했고, 거기다가 극심한 관료부문의 부정부패까지 가세해 이라크의 전력수급 균형 달성에 걸림돌로 작용하기에 이르렀다.
특히 2014년 6월부터 본격화된 ISIL 사태는 광범위한 전력망은 물론 발전시설이 파괴되는 등 전력시장에 교란을 발생시켰다.

이라크 전력수급 현황

가장 최근 연구인 2012년 자료에 따르면, 이라크(쿠르디스탄 제외)는 2012년 현재 전체 전력 수요의 48%만을 충족하며 이 같은 사정은 2년이 지난 시점에도 거의 비슷한 실정이다. 2014년 기준, 총 1만 6,000㎿ 규모의 발전여력이 설치됐으나 각종 개발사업 등으로 그만큼 전력수요가 증가해 전반적인 자급률은 크게 변동이 없는 상황이다.
발전소의 발전량도 문제지만 변전소와 송전라인 역시 노후화되거나 파손된 부분이 많아서 송배전 과정에서 손실되는 전력도 매우 큰 것으로 평가되고 있다.
쿠르디스탄의 경우 2014년 현재 24시간 상시 전력공급이 가능해졌으나, 이를 제외한 여타 이라크 지역의 경우에는 공공 전력망을 통한 전력공급시간이 하루 24시간 중 7.6시간에 지나지 않는 실정이다. 이 같은 공공전력 공급시간은 에어컨 등 냉방시설 가동이 활발해지는 여름철에 더욱 줄어들고 냉방수요가 줄어드는 가을-겨울철에 길어지는 양상을 보이고 있다.
이라크는 이와 같은 전력부족분을 메우기 위해 인근 터키와 이란으로부터 연간 10억 달러 가량의 전력을 수입하고 있으나, 이를 통한 충족분은 그리 크지 않으며 일반 가정 및 민간의 대다수는 가정용 소형발전기를 통해 전력을 공급받고 있다.
부유층에서는 독자적으로 소형발전기를 가동시키고 중하층에서는 인근지역에서 소형발전기를 가동하는 개별 민간 기업을 통해 전력을 공급받는 방식으로 이렇게 해서 해결되는 전력공급은 전체의 8%에 이른다.
이 같은 자가발전방식을 통해 당장 급한 전력공급 문제는 해결할 수 있지만, 1가구 당 월 1,000달러까지 비용이 소요될 뿐만 아니라 바그다드 공기오염의 주범이 돼 이라크 정부 입장에서는 이에 대한 의존도를 줄이는 것이 주요한 정책과제로 꼽히고 있다. 전력원별로는 풍부한 가스, 디젤 등을 통한 화력발전이 대종을 이루며 모술, 하디타 등 수력발전을 통해 공급하는 전력은 전체 전력원의 17%를 차지하는 것으로 알려졌다.

이라크 정부의 전력 증산 계획

이라크 전력부는 2012~2017년간 중장기 계획을 통해 발전소 및 송전망 건설에 270억 달러를 투입하고, 2015년 경에는 이라크 발전 수급균형을 달성하겠다고 계획했다. 이를 통해 상기 기간 중 2만 4,400㎿의 발전여력을 확충할 생각이다.
현재 업계인사에 따르면 정부는 상기 2만 4,400㎿로 계획된 프로젝트 중에서 절반 가량은 현재 건설 중이고, 5,674㎿가 입찰 진행 중이며, 6,000㎿를 독립발전사업(IPP)으로 해결한다는 복안이다.
이라크 정부의 당초 계획에서는 상기 기간 중 이라크에서 풍부하게 발생하는 가스를 활용하는 한편, 기존의 단순화력을 복합화력 등등으로 전환하는 내용을 중심으로 독립발전사(IPP)의 투자유치를 적극적으로 추진, 점진적인 개선을 이뤄내고 있으나, 아직까지는 목표에 도달하지 못하고 있는 실정이다.

▲ 이라크 일반 민가에서 활용하는 가정용 소형발전기 모습(출처. KOTRA 바그다드 무역관)