20년 WFES와 중국의 에너지 기술

20년 WFES와 중국의 에너지 기술

대학생신재생에너지기자단 16기 이서준 단원

 

서론: WFES 소개

       재생에너지는 친환경 사회에 이륙하기 위한 수단이 되면서 전 세계적인 관심을 받고 있다. 독자적으로 기술을 발전시키기보다는 협력을 하는 것이 효율적이라고 할 수 있다. 청정기술에 대한 세계적인 교류가 중요하다. 이것이 실현되기 위한 장으로, 지난 2020년 1월 13~16일까지 아부다비 ADNEC 전시회장에서 아부다비 신재생에너지 전시회(WFES)가 열렸다. 해당 전시회에서는 세계 각국의 청정기술 관련 기업들이 모여 자신의 기술을 소개하고 서로가 협력할 수 있는 기회가 마련되었다. 환경친화적 폐기물 처리(Eco Waste), 물, 에너지, 태양에너지, 스마트시티의 5가지 테마로 여러 기업이 모였다. 테마별로 소개된 내용의 일부와 중국의 에너지 기술을 전달하고자 한다. 해당 글은 전시회에 배치되고 제공된 자료들을 바탕으로 작성되었다.

 

 

환경친화적 폐기물 처리와 두바이 엑스포

[좌) Gorica의 폐기물 운송 차량 우) Bin-e 스마트 쓰레기통 ⓒ이서준]

 

       ‘환경친화적 폐기물 처리 분야’에서는 쓰레기 운송 차량, 스마트 쓰레기통, 타이어 재활용 관련 기술들과 아부다비 및 두 지역의 관련 계획 등이 소개되었다. Bin-e는 세계 최초의 AI를 기반한 스마트 쓰레기통으로 폐기물을 인식하고 90%의 정확도로 자동 분류한다. 어느 정도 채워져 있는지도 인지하고 앱을 통해 알려준다. 이러한 기능을 통해 폐기물 관리자의 작업시간 조정을 쉽게 하고, 관리 비용을 줄이며 재활용 비율이 높아지게 된다. ‘물’ 분야에서는 정화 터빈 관련 기술 등이, ‘에너지’ 분야에서는 폐기물 에너지와 아부다비의 에너지 역사 등이, ‘태양에너지’ 분야에서는 실린더형 태양광 발전, 듀얼 모듈 태양광 패널, 패널 청소 기술 등이 소개되었다.

 

[좌) 코쿤의 나무 인큐베이터, 우) 마이셀터 재단의 플라스틱-태양광 램프 ⓒ이서준]

 

     두바이 엑스포에서 전시될 UN의 지속가능한 발전 목표 10가지에 맞는 기술들도 일부 제시되었으며, 지역문제를 해결하는 적정기술 사례도 찾아볼 수 있었다. 예를 들면, 케냐에서는 비싼 에너지로 인해 농업이 지체됨을 해결하기 위해 크로턴 너트(Croton Nut)을 에너지원으로 사용하기로 했다. 필리핀에서는 전기와 전등이 부족함을 극복하고자 마이셀터(Myshelter) 재단에서 플라스틱병과 패널로 태양광 램프를 제작하였다. 다량의 플라스틱 폐기물로 인한 문제들을 해결하기 위해 먼취(Munch Bowl)는 먹을 수 있는 그릇을 남아프리카에서 생산한다. 네덜란드에서는 사막화를 방지하기 위해 코쿤(Cocoon, Land Life Company)에서 제작한 나쁜 환경에서도 나무가 잘 자라도록 도움을 주는 나무 인큐베이터도 전시되었다. 

 

스마트 시티와 Youth 4 Sustainability

[좌) 미래의 교통수단으로 주목받는 VHO의 하이퍼루프, 우) Youth 4 Sustainability에서 소개된 태양광 장치 추적 및 세척 장치 ⓒ이서준]

 

       스마트 시티 분야에서는 미래의 교통수단 등이 소개되었다. VHO(Virgin Hyperloop One)은 하이퍼루프를 연구하는 회사이다. 미래의 교통수단으로 각광받는 하이퍼루프는 낮은 압력의 튜브 안에서 자기부상을 하여 전기로 추진력을 얻는다. 1000 km/h 이상의 속력으로 긴 거리를 이동하게 되고 16000명의 탑승객을 수용하고 100% 전력 시스템으로 운영되면서 항공기로 이동하는 것보다 5~10배 효율적일 것으로 기대된다. VHO는 세계 최초로 실물 크기의 하이퍼루프 프로토타입을 제작했다.  2017년 12월에는 500m 트랙에서 하이퍼루프 속력 388km/h를 달성하며 최고 기록을 냈다. 현재는 3억 7천만 달러의 투자금을 받고 있다.

 

[추고쿠 전력회사의 CO2-SUICOM ⓒ이서준]

 

     또한 일본의 이산화탄소 재활용에 대한 부스도 운영되었다. 추고쿠 전력회사(Chugoku Electric Power Co.)는 이산화 탄소 배출량을 줄여주는 콘크리트, CO2-SUICOM을 제작하였다. 내부의 공극에 이산화탄소가 포집되면 반응으로 더 단단해진다. 109 kg/m^3만큼 이산화탄소를 흡수하기에 실질적인 배출량이 -18 kg/m^3이라 한다.

     ‘지속가능성을 위한 젊은 세대(Youth 4 Sustainability)’ 부스에서는 태양광자동차, 자동 온실, 폐기름을 활용한 바이오 가솔린, 태양광 장치 추적 및 세척 장치를 설계 및 제작하여 대회에서 우승한 청년들이 자신들의 작품을 전시해놓고 직접 부연설명을 하기도 했다.

 

 

중국의 에너지 기술

[WFES에서의 상하이 전력회사 부스 ⓒ이서준]

 

        상하이 전력회사의 경우 가스터빈, 해수 담수화, 에너지 저장, 데이터 백업, CSP(Concentrated Solar Power)에 관심을 가지고 있다. 그중 가스터빈은 반세기 동안 연구되고 있으며 중국을 이끌어 나가고 있다. 모든 시리즈(H-class, E-class, F-class, small F-class)를 제공하는 능력을 갖추었다. 
       에너지 저장에 있어 중국에 2개의 생산기지를 가지고 있다. 난통(Nantong) 기지의 생산 용량은 10GWh를 목표로 하며, 202년 중반까지 1.5GWh를 달성할 것으로 기대된다. 쿤산(Kunshan) 기지는 생산 용량이 목표량을 달성하였고 생산 라인을 향상하고 있다. 베터리와 ESS 통합 기술을 연구한다. 베터리의 경우, 연구를 통해 LFP 베터리(LiFePO4 battery) 타입 32131과 타입 27175299를 개발하였고, 충·방전 가능 횟수가 5000번으로 늘려 안정성과 수명을 높였다. ESS의 경우, 표준화된 모듈, 배터리 관리시스템(BMS), 시스템 통합, 어떠한 사건의 결과를 학습하여 개선하는 지능적 운영(Intelligent Operation), 유지 관리에 대해 연구하였다. ESS의 5계층 정보 인식 관리 시스템을 BMS에 기초를 두어 개발한다. 또한 에너지 저장 클라우드 플랫폼인 ELITE-OPS 등으로 경쟁성을 높이고 있다. 여기서 5계층 정보 인식 관리 시스템이란 위기 대응 관리를 위해 시스템의 모든 정보를 저장하는 Data Storage Layer, 응급처리를 위해 모든 것을 동원하는 Integrated Web Service 공간 정보 기술과 전화 시스템을 통합하여 알람을 전하는 Integration Communication Interface, 그 외 Presentation Layer와 Business Login Layer로 이루어진 위기를 대응하고 경험을 쌓아 개선하는 시스템이다. (Zhang)
        상하이 전력회사는 중국에 청정에너지 배급을 추구하고, 관련된 여러 팀을 가지고 있다. 바이오매스, 폐기물에너지 태양광에너지에 관심을 가진다. 바이오와 폐기물에너지에 있어 10~150MW 급의 발전기를 프로젝트가 요구하는 수준으로 만들 수 있다. 태양열에 있어 패널과 CSP 모두 10~250MW 급의 터빈을 제작할 수 있다. 해수 담수화에 있어 열 그리고 여과막을 활용하는 방법 모두 연구한다. 지금까지 약 20개의 담수화 관련 프로젝트를 진행하였는데, 그 누적된 용량을 보면 6억 L/d(Liter per day)이다. 열로 담수를 진행하는 MED 기술에 있어 한 구역의 용량이 6,800만 L/d가 넘는다고 한다. 지난 5년간 잔열을 활용하는 방법을 연구하여 생산 비용을 줄이고 중국의 제철 사업 등에 해당 기술을 통한 담수를 사용한다고 밝혔다. 
        CSP는 태양빛을 밀집하여 열에너지로 전환하고 증기터빈을 통해 발전하는 시스템이다. 열저장장치를 통해 낮에 남은 열을 저장하고 밤에 활용하여 24시간 발전소를 실현하고자 한다. 이와 해수 담수화를 접목시키는 연구도 한다. 태양에너지를 이용해 전기를 생산하고 바닷물을 증발시켜 담수를 얻는 것이다. 

 

 

결론: 지속가능한 사회를 위한 노력은 현제진행형!  

        20년 WFES를 통해 일본의 탄소 포집 기술, 스마트 쓰레기통, 하이퍼루프, 나무 인큐베이터 등 환경, 교통, 적정기술 등 여러 분야를 망라하여 지속가능한 미래를 위한 노력과 기술들이 소개되었다. 상하이 전력회사는 가스터빈, 해수 담수화, 에너지 저장, 데이터 백업, CSP과 같은 기술을 개발해 왔고 꾸준히 발전시키고 규모를 확대하고자 노력 중이다. 재생에너지 사업에 대한 경쟁력을 높이기 위해 노력해왔고, 소비자의 니즈를 충족시키는 발전 장치를 배급할 수 있을 정도의 실력을 갖췄다는 점에서 인상적이었다. 이를 비롯한 기업들의 사례를 보면 꾸준히 연구해왔고 개선을 위해 데이터 기술 등 분야를 접목하고자 하는 노력을 확인할 수 있다. 재생 가능한 사회를 위한 발걸음은 꾸준히 이어지고 있다. 현재진행형이다. 머지 않은 미래에 이러한 수고들이 과거형으로 장식되어 지속가능한 사회를 위한 반짝이는 발판으로 기억되기를 기원한다.

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참고문헌

[1] Zhang, H., Shen, G., Jin, D., Advanced Research on Automation, Communication, Architectonics and Materials, Trans Tech Publications Ltd, pp 182-185, 2011