차세대 에너지원으로 각광받는 연료전지 개발 경쟁이 치열해지고 있다. 현대차와 GM대우차가 차량용 연료전지,LG화학과 삼성SDI가 휴대용 연료전지 개발에 나선데 이어 최근 GS 퓨얼셀이 가정용 연료전지 시스템의 상업화를 본격 선언했다. GS퓨얼셀은 대전 한국에너지기술연구원에 설치된 제로에너지타운에서 1㎾급 가정용 연료전지에 대한 실증연구를 진행중이며 내년 8월에 제품을 출시할 계획이다.1㎾급 가정용 연료전지 시스템은 지난해 5월 GS퓨얼셀의 독자기술로 개발됐으며 도시가스를 이용해 수소를 생산하고 이를 공기 중의 산소와 반응시켜 전기를 발생시킨다. 이에 앞서 현대차는 2002년 미국 연료전지 전문업체인 ‘UTC 퓨얼셀’과 전략적 제휴를 맺어 연료전지 자동차를 개발중이다. 현대차는 미국 에너지부의 연료전지 자동차 시범 운행과 수소 충전소 인프라 구축 사업에도 참여하고 있다. GM대우차도 모그룹인 GM이 추진중인 ‘수소 연료전지차’ 개발에 참여한다. 수소 연료전지차는 배출 가스가 전혀 없어 친환경 미래형 차로 각광받고 있다. 휴대용 연료전지는 LG화학과 삼성SDI가 치열한 경쟁을 벌이고 있다. LG화학은 메탄올을 연료로 사용하는 휴대용 연료전지 개발을 끝내고 늦어도 내년 초까지 상용화할 계획이다.LG화학이 개발한 휴대용 연료전지는 전극층의 열화를 방지할 수 있는 기술 등을 통해 시스템 운영의 불안정성을 해소했다. 이 연료전지는 수명이 4000여시간 이상으로 일본·미국 등 경쟁사들의 시제품보다 8배 이상 길어진 것이다. 삼성SDI는 휴대용 부탄 캔으로 전기 에너지를 발생시키는 연료전지를 개발했다. 이 부탄 연료전지는 일반 휴대용 가스레인지에 사용되는 220g의 소형 부탄 캔을 연료로 사용해 100W의 평균 출력으로 5시간 이상 사용할 수 있다.2007년 말 상용화할 계획이다.이종락기자 jrlee@seoul.co.kr

LG화학이 국내 최초로 차세대 에너지원인 휴대용 연료전지 개발을 완료하고 이르면 연내 상용화할 계획이라고 28일 밝혔다. 이번에 개발된 연료전지가 상용화되면 별도의 전원 공급없이 메탄올 연료의 카트리지만 바꿔주면 휴대용 전자기기를 사용할 수 있게 된다. 일회성 1차전지(알칼리 전지, 수은전지), 충전용 2차전지에 이어 반영구적인 친환경 차세대 전지가 탄생하는 것이다. LG화학은 상용화 기술에서 가장 앞선 만큼 시장 선점을 통해 연료전지 사업을 차세대 성장동력으로 키우겠다는 방침이다. 휴대용 연료전지 시장은 내년 6억달러에서 2008년 16억달러,2010년 19억달러로 연평균 성장률이 28.3%에 달할 것으로 전망된다. LG화학의 연료전지에 메탄올 연료 카트리지(용량 200㏄) 1개를 넣으면 노트북PC의 경우 10시간 이상 사용이 가능하다. 연료전지의 수명을 4000시간 정도라고 밝히고 있지만 연료 카트리지만 갈아주면 전력없이 사실상 반영구적으로 사용할 수 있다는 게 LG화학의 설명이다. 일본·미국 등 경쟁사들이 개발중인 연료전지의 수명은 500시간 정도로 알려지고 있다. 출력은 25W급으로 이동멀티미디어방송(DMB), 휴대전화, 휴대용 멀티미디어 플레이어(PMP) 등 순간 고출력이 필요한 휴대 전자기기를 직접 구동할 수 있다. 가격은 50만원대에서 정할 방침이다. 이종락기자 jrlee@seoul.co.kr

야외에서도 부탄가스 하나로 노트북이나 TV를 장시간 사용할 수 있게 됐다. 삼성SDI는 휴대용 부탄 캔으로 전기 에너지를 발생시키는 연료전지를 개발했다고 14일 밝혔다. 부탄 연료전지는 일반 휴대용 가스레인지에 사용되는 220g의 소형 부탄 캔(700원)을 연료로 사용해 100W의 평균 출력으로 5시간 이상 사용할 수 있다. 레저용 소형 컬러TV(60W 기준)는 8시간 이상, 노트북PC(20W 기준)는 20시간 이상 사용할 수 있고,TV,DVD 플레이어, 전기램프, 오디오 등을 동시에 구동할 수 있다. 삼성SDI는 지난해 1월부터 20여명의 연구인력과 20억원의 개발비를 투자, 부탄에서 수소를 추출하는 기술을 개발했다. 가스 상태인 부탄(C4H10)에 특수 촉매를 사용해 물을 반응시키고 여기에서 수소(H2)를 추출한 후 이 수소로 전기 에너지를 발생시키는 기술이다. 에탄올이나 메탄올을 사용하는 다른 연료전지에 비해 원가가 훨씬 저렴하다. 연료전지 시스템의 크기와 무게(10㎏)가 단점이지만 점점 줄여나갈 계획이다. 부탄 연료전지는 2007년 말에 상용화될 예정이며 삼성SDI는 300W급 제품도 개발할 계획이다. 휴대용 연료전지 시장규모는 2010년 12억달러에 이를 전망이다. 류길상기자 ukelvin@seoul.co.kr

한국인 과학도가 현재 휴대전화 등에 널리 쓰이는 리튬이온 배터리보다 최고 100배의 효율을 가진 연료전지를 개발, 실용화에 성공했다. 미국 남가주대(USC) 항공우주공학 박사과정 안정민(32)씨는 전기 에너지를 발생시킬 때 필요한 열을 스스로 만들 수 있는 ‘고체 산화물 연료전지’를 실용화하는 데 성공했다고 8일 밝혔다. 안씨의 연구논문은 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 9일자에 실렸다. 현재 리튬이온 배터리보다 50∼100배의 효율을 가진 것으로 알려진 ‘메탄올 배터리’는 메탄올이 습도 변화에 민감해 실용화에 어려움을 겪고 있다. 또 기존의 고체 산화물 연료전지는 값싸고 쉽게 구할 수 있는 프로판과 부탄가스 등을 연료로 활용하지만, 전기 에너지를 만드는 데 섭씨 800∼1000도의 고온을 외부에서 가해줘야 했기 때문에 휴대용 배터리로 실용화하는 데 결정적인 문제가 있었다. 그러나 안씨는 고체 산화물 연료전지의 이같은 단점을 해결했다. 우선 새로운 촉매제를 개발, 전기 에너지 발생에 필요한 열을 연료전지 내부에서 자체공급할 수 있게 했다. 또 연료전지 외부를 감싸는 ‘열 순환기’를 개발, 전기 에너지 발생에 필요한 온도를 섭씨 800∼1000도에서 500도 가량으로 낮췄다. 안씨는 이어 동전보다 작은 크기의 고체 산화물 연료전지 2개를 제작,1.5볼트의 MP3플레이어를 작동시키는 데 성공했다. 그는 “단추 정도 크기의 초소형 고용량 연료전지 개발을 진행 중”이라면서 “현재 리튬이온 배터리가 쓰이고 있는 휴대전화, 휴대용 카메라,PDA 등 휴대용 전자제품에 널리 활용될 것”이라고 전망했다. 안씨는 지난 1994년 미국 유학길에 올라 렌슬레어 공대에서 기계공학부를 마친 뒤 미시간대에서 항공우주공학 석사과정을 거쳤으며, 올 연말 남가주대 항공우주공학부 박사과정 졸업을 앞두고 있다. 장세훈기자 shjang@seoul.co.kr

석유보다 싸면서도 대기오염물질은 적게 배출하는 차세대 청정연료인 ‘디메틸 에테르’(DME·산소를 함유한 액화석유가스) 생산기술이 국내연구진에 의해 개발됐다. 한국화학연구원은 SK기술원과 공동으로 DME 제조를 위한 고활성 촉매와 이를 활용한 공정을 개발했다고 13일 밝혔다. DME는 자동차 연료로 사용할 경우 이산화탄소 배출량이 경유차보다 8%,LPG차보다 18% 줄어들고 매연은전혀 없다. 이번 연구에서 화학연구원은 물에 잘 견디는 제올라이트(다공성 나노소재)를 다른 물질과 혼합, 성질을 변환시켜 활성점을 조절해 탄화수소 부산물을 생성하지 않는 고활성 촉매를 개발했다. 또 SK기술원은 기존 메탄올 생산공정에 메탄올 탈수반응을 이용해 DME공정을 결합, 새로운 DME생산공정 기술을 개발했다. 이 생산기술이 상용화되면 하루 1만t 생산시 이산화탄소 발생량을 13만 5000t가량 줄여 700억원의 에너지를 절감할 수 있을 것으로 예상되고 있다. 화연구원의 전기원 박사는 “앞으로 3년 이내에 이 기술을 중국 등 소형공정에 적용하고,5∼6년 이내에는 하루에 1만t 규모의 DME를 생산할 수 있는 대형 공정기술을 확보할 수 있을 것”이라고 기대했다. 장세훈기자 shjang@seoul.co.kr

세계의 주요 자동차 메이커들이 친환경 자동차개발에 사활을 걸고 있다. 환경규제가 갈수록 강화되고 있는 상황이어서 자동차업체들은 하이브리드차와 연료전지차 등 환경친화형 자동차개발 경쟁에 속속 뛰어들고 있는 것이다.환경친화적인 자동차 개발만이 치열한 국제경쟁에서 살아 남을 수 있는 비결이라는데 의견을 같이 하고 있는 셈이다. 환경친화형 자동차는 자동차 연료인 석유자원의 고갈과 배기가스의 대기오염 문제를 해결하면서 연비가 아주 높은 것이 장점이다.20년 뒤에는 전세계 자동차 시장의 50% 이상을 하이브리드차와 연료전지차가 석권할 것이라는 전망도 나오고 있다. ●친환경 자동차개발만이 살 길 자동차업계는 2010년쯤부터 하이브리드차와 연료전지차,기존 내연기관 차량들이 한정된 시장을 놓고 치열한 3파전을 벌일 것으로 보고 있다.하이브리드카(Hybrid Car)란 전기 모터와 휘발유 엔진을 결합한 차를 말한다.시동을 걸 때와 저속으로 달릴 때는 전기 모터를 이용하고 고속으로 주행할 때는 휘발유 엔진을 사용해 배기가스가 적고 연비가 뛰어난 혼합연료형 차종이다.연료전지차는 연료전지에서 수소,메탄올,가솔린 등의 연료를 연소 과정없이 직접 전기에너지로 변환해 전기모터로 작동한다. 미국에서는 2001년부터 하이브리드카에 대한 고객들의 수요가 급증하고 있다.일부 인기있는 하이브리드카의 경우 고객들이 주문 후 최소 수개월씩 기다려야 할 정도다. 최근 출고된 하이브리드카들은 낮은 엔진 출력과 짧은 운행거리 등의 문제점이 크게 개선된데다 판매가도 일반 승용차 수준인 2만 1000달러선까지 떨어져 대중차로서의 이미지를 굳혀가고 있다. 대기 오염을 크게 줄이는 환경친화적 차라는 점도 하이브리드차가 인기를 끄는 이유다.미국 캘리포니아주의 경우 대기 오염을 줄이려고 지난해 전기차와 하이브리드카 판매량을 전체 차 판매의 각각 2% 이상으로 의무화시켜 놓았다.다른 주들도 유사한 움직임을 보이며 소비를 유도하고 있다. 미국 자동차 업계 전문가들은 최근 LA 등 서부 지역을 중심으로 하이브리드카 판매가 급격히 늘고 있어 앞으로 2∼3년내 이 지역 하이브리드카 판매는 전체 자동차 판매량의 10%대를 훨씬 뛰어 넘을 것으로 보고 있다.미국 에너지부 교통기술국도 2030년쯤 가솔린자동차는 생산이 중단되는 반면 하이브리드카 생산은 2010년 24%,2030년에는 거의 50%에 달할 것으로 예상하고 있다. ●친환경차 시장점유율 급증 하이브리드카 개발에 선두주자인 일본의 도요타는 지난 2월까지 누적 판매대수가 18만대를 넘어섰다고 밝히고 있다.한국시장에도 내년 진출을 목표로 시승행사를 갖는 등 출시작업을 준비하고 있다.도요타의 선점으로 미국 업계의 발걸음도 빨라지고 있다.GM과 포드가 올해 본격적인 양산을 목표로 경쟁하고 있고 다임러크라이슬러를 비롯, 폴크스바겐 등 유럽차들도 경쟁에 끼어들 채비를 서두르고 있다. 특히 미국업체들은 도요타,혼다와는 달리 소형차가 아닌 중형차와 SUV 기종을 중점적으로 하이브리드카 생산 경쟁에 뛰어든다는 전략을 세워 놓고 있다. 반면 국내업체는 아직 양산체제를 갖추지 못하고 있다.현대·기아차는 95년 제1회 서울모터쇼에 출품된 FGV-1을 시작으로 99년 아반떼 하이브리드전기차,2000년 베르나 하이브리드전기차를 개발했다.연내에 클릭의 하이브리드 모델을 시범운행 형태로 선보인 뒤 내년 하반기쯤 첫 하이브리드 양산모델을 선보인다는 계획이다. 현대·기아차는 연료전지차 개발 부문에서는 나름대로 성과를 거두고 있다.2000년 연료전지와 배터리 하이브리드 전기차를 세계 7번째로 개발했다.이어 2002년 싼타페 하이브리드 연료전지차는 세계무대에서 호평을 받았다.2009년말까지 연산 1만대 규모의 연료전지 차량 생산시설 구축을 완료하는 방안을 추진하고 있다.이를 위해 현대·기아차는 향후 3년동안 1조원대를 투입하는 등 후발주자의 한계를 극복하기로 했다. 현대차 관계자는 27일 “2005년 하반기쯤 베르나 후속 신차인 ‘MC’(프로젝트명)의 하이브리드 모델을 출시,양산에 돌입하는 방안을 적극 검토하고 있다.”면서 “2009년말까지 연산 1만대의 연료전지차 생산시설을 확보,2010년부터 양산에 들어갈 것”이라고 밝혔다. 이종락기자 jrlee@seoul.co.kr˝

전문가들은 석유·석탄·천연가스 등 화석 에너지의 매장량이 금세기 안에 고갈될 것이란 전망을 하고 있다.특히 석유의 경우 현재와 같은 추세라면 향후 20년 내로 바닥을 드러낼 것이란 극단적 예상도 나온다. 우리나라는 기름 한방울 나지 않는 나라임에도 세계 10위의 에너지 소비국이자 석유수입 4위국으로 매번 유가급등에 따라 나라경제가 휘청거린다. 세계 각국은 화석에너지 고갈에 따른 친환경적인 대체 에너지 개발에 발벗고 나서고 있다.하지만 우리는 아직까지도 이 분야에 대한 투자가 턱없이 부족한 실정이다. 현재 우리나라 대체에너지 이용·개발 실태와 외국사례,정부대책 등을 알아봤다. ●대체 에너지 활용실태 전북 군산시내에 위치한 월명공원.각종 체육시설과 정상에 오르면 시가지와 바다건너 장항까지 한눈에 내려다 보일 정도로 전망이 좋아 밤낮없이 시민들이 찾고 있는 지역명소이다.이곳의 밤을 환하게 밝히는 가로등이 모두 햇빛을 이용한 태양광 가로등이라는 것을 아는 사람은 그리 많지 않다. 지난 2001년 10월 공원내 가로등 50개를 태양광 가로등으로 모두 교체했다.낮에 태양빛을 전기에너지로 전환해 축전지에 저장했다가 야간에 불을 밝히고 있다.하루 3시간 정도의 일사량만 있으면 일일 10시간 이상 불을 밝힐 수 있고 흐린 날이나 비오는 날에도 축적된 전기를 이용해 점등이 가능하다. 시 관계자는 “공기정화기능과 해충박멸효과는 물론 가로등 주변의 나무들의 생장에도 전혀 영향을 주지 않는 것으로 조사됐다.”면서 “친환경 에너지로 태양광 가로등 보급이 확산될 것으로 전망된다.”고 말했다. 전남 광주 조선대 기숙사.8∼9층 높이의 건물에 각각 25씩 모두 50의 태양광 발전장치와 120만㎉의 태양열 온수장치를 설치했다. 1000여명의 학생들이 생활하는 이 건물 전력의 10%는 태양광 전력을 이용한다.이밖에 광주에는 10곳의 공원관리사무소 등 70곳에 500 규모의 시설들이 설치됐다.이는 국내 태양광 대체에너지 시설의 10분의1분량에 해당,‘솔라시티(Solar City)의 전형을 보여주고 있다.올해 완공 예정인 광주 신청사도 100 규모의 태양광 시설이 설치될 예정이다. 경남진해시도 에너지 환경과학공원내 국내최대 규모의 태양광·태양열을 이용한 장애인 전용 목욕탕과 체력단련실을 만들어 오는 3월 문을 연다.20억원을 들여 만든 목욕탕은 7000여ℓ의 물을 태양열을 이용해 데울 수 있다. 범선 모양으로 만들어진 태양광 발전시설은 높이 25m,길이 45m의 구조물로 60 용량의 전기를 생산할 수 있다.또 고온으로 집열된 증기가 거북선 모양의 입으로 배출되면서 뱃고동 소리가 나도록 설계돼 있어 볼거리도 제공한다. 진해시 관계자는 “태양열을 이용한 최대규모의 장애인 종합시설이 될 것”이라며 “다른 지자체들의 문의가 잇따르고 있다.”고 자랑했다. 이밖에 풍력과 조력을 이용한 에너지 개발도 추진되고 있지만 아직까지 실용화 단계까지는 갈길이 멀다.제주도 북제주군 구좌읍에 위치한 풍력단지와 경북 포항 등지에 운용 시설들이 있으나 대체 에너지 공급량의 0.1% 수준에 불과하다. 또 현대를 비롯한 자동차업계들도 대체 에너지를 이용한 연료전지차 개발에 박차를 가하고 있다.연료전지는 수소와 메탄올,청정 가솔린등을 이용한 것으로 자동차 생산국들은 앞다퉈 차세대 전략사업으로 막대한 투자를 하고 있다. ●외국의 사례 및 정부대책 선진국들은 에너지를 효율적으로 이용하면서 재생 가능한 에너지 개발 작업을 활발히 진행하고 있다. 이 분야의 선두주자격인 유럽연합은 90년대 중반부터 오는 2010년까지 유럽 전체 에너지 소비량 가운데 재생가능한 에너지 비율을 12%까지 높이고 앞으로 50년 후에는 50% 이상 끌어올린다는 계획이다.환경문제가 큰 이슈로 대두되면서 스웨덴을 비롯,유럽 여러 국가 도시에서는 화석연료를 전혀 쓰지 않겠다는 것을 목표로 세운 도시들도 잇따라 등장했다. 유럽보다 뒤져 있지만 미국도 2010년까지 100만개 건물의 지붕에 태양광 발전설비를 설치하겠다는 계획을 추진중이고 일본 역시 93년부터 ‘뉴 선샤인(New Sunshine)’계획을 세워 재생 가능에너지 발전 전력매입과 태양광 발전보급 등을 적극 추진하고 있다. 선진국들의 대체 에너지 개발에 대한 공감대가 형성되면서 태양열·풍력 등 재생 가능 에너지 시장 또한 해마다 20∼30%씩 급성장하고 있다. 우리나라는 앞으로 2010년까지 태양광 주택 10만호를 짓는 등 대체 에너지 개발·보급을 확대하기 위한 정책들을 수립해 추진중이다. 지난해부터 ‘대체 에너지 개발·이용·보급 촉진법’을 개정,대체 에너지를 정부가 사들이는 정책을 펴기로 했다.이는 대체 에너지의 생산 단가가 높아 경쟁력을 잃고 있기 때문이다.이에 따라 태양광과 풍력·소수력·매립지가스·폐기물 소각 등 5개 분야의 에너지 생산에 따른 구매 기준가격 지침도 마련했다. 지침에는 생산된 전력의 생산가격과 판매가격 차액을 정부가 5년간 우선적으로 사들여 보전해 주기로 했다. 또 정부는 대체 에너지 개발·보급을 확대하기 위해 태양광 발전기를 일반가정에까지 확대하고 이 기술을 차세대 수출 주력산업으로 육성할 계획이다.또 민간주도의 기술개발 등을 위해 융자규모 확대,공공기관 대체 에너지 이용 의무화 및 세제 지원 등의 혜택을 주고 있다. 하지만 전문가들은 “대체 에너지 개발에 따른 허가규정이나 지원제도 등이 너무 복잡하고 까다롭다.”면서“대체 에너지에 대한 인식전환과 함께 체계적이고 다양한 지원책 등이 마련돼야 한다.”고 지적했다. 글·사진 유진상기자 jsr@kdaily.com ◆송기석 신우테크 사장 전문가들은 금세기내 화석연료의 매장량이 바닥을 드러내고 에너지 위기에 직면하게 될 것이라고 전망한다. 세계 각국들은 에너지 위기를 타개하기 위한 대안으로 원자력 발전을 경쟁적으로 도입했다.하지만 시간이 흐를수록 원자력에 대한 안전성 문제 등은 여전히 논란거리로 남아 있는 상황이다. 우리나라는 연간 에너지 소비량의 97% 이상을 수입에 의존하고 있다. 고유가시대 에너지 위기와 국제 환경규제 등에 대응하기 위해 지금부터라도 체계적인 대체에너지 개발이 절실히 요구된다. 대체 에너지는 기술적 자원이자 친환경적인 자원으로 화석연료 사용에 따른 일산화탄소 발생이 없으며 비고갈성 자원으로 무제한 공급이 가능하다. 태양광(열)·풍력·소수력·연료전지 등 대체 에너지에 대한 정부주도의 개발과 보급확대가 어느 때보다 필요하다. 정부에서는 이미 태양광·연료전지·풍력을 3대 중점 개발사업으로 지원하고 공공기관의 건물을 새로 지을 때 대체 에너지 설치 이용 의무화를 강화하고 있다. 이에 따라 대체 에너지 개발업체들도 많이 생겨났지만 영세성을 면치 못하는 데다 대부분 경제성이 적어 실용화 단계에 들어간 기술은 손에 꼽힐 정도다. 열악한 국내 대체 에너지 산업을 활성화하기 위한 대체 에너지 시범·보급사업의 예산확충이 우선돼야 하며 전문성을 갖추지 못한 업체들의 일회성 사업참여 등도 배제돼야 한다. 사후관리가 안되는 업체들로 인해 대체 에너지에 대한 이미지 실추는 물론 의욕적인 개발업체들의 사기마저 저하시킬 수 있기 때문이다. ◆소규모 태양광 발전시설 하반기부터 3만가구 보급 “앞마당에 태양발전 전지를 설치해 돈벌어 보세요.” 무슨 뚱딴지 같은 소리냐고 되묻겠지만 최소 30평 이상의 공터를 가지고 있는 가정이라면 전력을 생산해 되파는 부업에 관심을 가져볼 만하다. 산업자원부가 최근 원자력이나 석유 등 화석연료 대신 햇빛이나 바람 등 대체 에너지로 전력을 생산하는 것을 장려하기 위해 올해 하반기부터 전국 3만 가구에 소규모 태양광 발전시설 보급사업을 펴기로 했기 때문이다. 경제성을 높이기 위해 발전용량이 최소 3 이상인 가정에만 태양광 발전을 허용할 방침인데 이 정도 기준을 만족시키려면 태양전지 용량이 30평 정도 크기는 돼야 한다. 산자부의 이른바 ‘전기발전 부업’ 정책은 발전설비 설치 후 3∼5년이면 시설비를 회수하고 이후부터 매년 700만∼1000만원의 수입이 가능할 것으로 예상된다. 대체 에너지 개발지원을 위해 정부는 태양광으로 생산된 전기를 시장가격(/h당 90원)보다 8배 가량 비싼 716.40원에 사들일 계획이다. 산자부 관계자는 “가정에서 사용하는 전기는 현재대로 이용하고 태양광으로 생산된 전기는 모두 전력거래소를 통해 판매하면 높은 이익을 올릴 수 있을 것”이라고 말했다.3 전력생산을 위해 초기 설치비용이 약 4500만원 가량으로 추산되는데 흐린 날씨 등으로 가동률이 20%대에 머물더라도 6년 정도면 시설비 회수가 가능할 것으로 보인다. 만약 정부의 시설보조금 등의 지원을 받을 경우 자금회수 기간이 훨씬 앞당겨질 수 있다

직경이 수 나노미터(㎚,1㎚는 10억분의 1m)에 불과한 파이프 형태의 탄소 나노물질이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 한국과학기술원(KAIST) 화학과 기능성 나노물질연구단 유룡(劉龍)교수팀은 차세대 금속 촉매물질과 연료전지 개발에 획기적인 전기를 마련할 수 있는 새로운 탄소 나노물질을 개발,12일 발간된 영국의 과학전문지 ‘네이처’지에 발표했다. 유 교수팀이 개발한 탄소 신물질은 수㎚ 직경의 탄소 파이프를 규칙적으로 쌓아놓은 형태의 초미세 구조를 갖고 있으며 기존의 탄소 나노튜브와 달리 기공의 크기를 조절할 수있고 저렴한 가격으로 대량 생산이 가능한 것이 특징이다. 유 교수팀은 특히 새로운 탄소 나노물질을 이용,기존의 백금 촉매물질에 비해 화학반응 속도가 10배 이상 빠른 초미세 백금 나노입자를 만드는 데도 성공했다고 밝혔다.초미세 백금 나노입자는 수소·산소·메탄올 등을 화학반응시켜 직접전기를 얻는 방식의 고효율 연료전지의 개발에 핵심기술로평가되고 있다. 현재 선진국에서는 차세대 무공해 자동차의 동력원을 비롯해휴대전화와 휴대용 개인 컴퓨터의 전원으로 쓰일 연료전지 개발에 전력투구하고 있으며,촉매로 쓰이는 백금의 가격이 비싼 것이 가장 큰 문제점으로 지적돼 왔다. 유 교수는 “이번에 개발된 타노나노물질을 이용해 백금 촉매를 제조하면 기존 촉매에 비해 현저히 적은 양의 백금으로도 동일한 촉매활성을 얻을 수 있다”고 말했다. 함혜리기자 lotus@

현대·기아자동차는 14일 경기 남양연구소에서 국내 처음으로 개발된 ‘싼타페 연료전지차’를 공개했다.연료전지차는 수소·메탄올·청정 가솔린 등을 사용,공해를 내뿜지 않는 차세대 자동차기술로 평가받고 있는데 개발작업에는 아폴로우주선에 연료전지를 공급한 세계적인 연료전지 개발전문 메이커 IFC사가 참여했다. 세계 최초로 350기압 수소탱크를 장착,수소를 가득 채우면160㎞ 이상을 주행할 수 있다.연료전지 출력이 75㎾급으로시속 100㎞에 도달하는 시간이 18초,최고속도는 시속 124㎞,연료탱크는 72ℓ이다. 주병철기자 bcjoo@

대우자동차는 차세대 무공해차인 10㎾급 연료전지차 ‘DFCV-1’을국내 최초로 자체 개발하는 데 성공했다고 4일 밝혔다. 98년 10월 한국에너지기술연구소와 공동개발에 착수했으며,개발비만도 65억원이 들어갔다. 세계적으로는 다임러크라이슬러,포드,GM,도요타,닛산,르노 등에 이어 9번째이며,핵심부품과 기술이 국내기술진의 힘으로 개발돼 향후상용화 가능성이 크다고 대우차는 밝혔다. ‘DFCV-1’은 미니밴 레조에 LPG엔진 연료전지 등을 탑재해 최고시속 125㎞/h와 가속성능(0→100㎞/h) 18초를 기록했다. 이 연료전지차는 물의 전기분해와 반대로 수소와 산소를 화학적으로반응시켜 발생한 전기에너지로 차를 움직이게 하는 만큼 유해배출가스가 거의 없고 에너지 효율면에서도 20%대인 가솔린 내연기관보다높은 40∼60%에 이른다고 대우차는 밝혔다. 대우차는 앞으로 2년간 135억원을 추가로 투자해 메탄올 변환방식의25㎾급 연료전지차를 개발할 계획이다. 한편 현대자동차도 미국 연료전지 전문업체인 IFC사와 공동으로 싼타페를 기본 모델로 75㎾급 연료전지시스템을 적용,최고속도 124㎞/h,가속성능(0→100㎞/h) 12.6초의 연료전지차 개발을 올해안에 끝내고2005년부터 양산에 들어갈 예정이다. 주병철기자 bcjoo@

차세대 ‘꿈의 자동차’로 불리는 연료전지자동차의 개발 붐이 일고 있다. 미국의 제너럴모터스(GM),포드,다임러크라이슬러 등 ‘빅6’가 이미 수평적제휴를 통해 공동 개발에 들어갔고,현대자동차도 24일 세계적 연료전지 업체인 미국 IFC사와 손잡고 경쟁에 뛰어들었다. ■현대차의 연료전지차 개발 IFC사와 공동 개발키로 한 연료전지차는 메탄올가솔린 등 연료에서 뽑아낸 수소와 산소를 화학적으로 결합해 전기에너지를만들어 내는 발전장치를 이용한다.배기가스가 전혀 배출되지 않는 청정 에너지 차량이다. 현대차는 다음달 내놓을 싼타페 차종에 75㎾급 연료전지시스템을 적용,올해안에 연료전지차의 개발을 끝내고 2005년부터 양산체제에 들어간다는 계획이다.이 차에 알루미늄 차체를 적용하면 최고 시속 124㎞,가속성능(0→100㎞/h)이 12.6초에 이를 것으로 예상하고 있다. ■빅6의 수평적 제휴 활발 다임러크라이슬러와 포드가 선두 주자다.두 회사는 캐나다의 연료전지회사인 발라드사와 공동으로 97년에 전문회사를 설립해시험차를 개발,양산체제에 들어갔다.2004년부터 4만대 가량을 양산해 상용화할 계획이다. GM-도요타-혼다는 연료전지업체를 끌어들이지 않고 독자 개발 중이다.시험차의 전 단계인 개념차량 개발을 완료했으며 2004년부터 양산에 들어갈 것으로 알려졌다. 폴크스바겐-르노-닛산도 연료전지업체와,미쓰비시는 그룹차원에서 각각 개발을 서두르고 있다. ■대량생산은 언제쯤 업계에서는 자동차 메이커의 계획대로 향후 몇년내에대량 생산체제로 들어가기는 쉽지 않을 것으로 보고 있다. 기술개발은 큰 문제가 아니지만 막대한 투자비용 등을 고려할 때 실용화단계까지는 해결해야 할 과제가 적지 않다는 것이다.기존 제품과의 가격차를얼마나 좁힐 수 있느냐가 최대 관건이 될 것으로 보고 있다. 주병철기자 bcjoo@

◆첨단 에너지 개발로 본 미래상. 풍요로운 삶을 이끌기 위한 첨단기술 개발에 열중인 S연구소 김 박사.그는모든 과학자들이 그렇듯이 21세기의 사회적 요구를 분석해 기술확보 전략을마련하고,신기술을 개발하는 데 전력투구하고 있다.김 박사가 몸담고 있는분야는 미래의 에너지원 개발이다.그의 노력으로 해결할 수 있는 에너지 분야는 무한 청정에너지 확보와 휴대용 전자기기의 이동전원인 연료전지.무공해 신에너지 개발은 인류가 지구상에서 살아남기 위해 반드시 해결해야 할문제이고,연료전지는 정보통신시대를 가능케 하는 기반기술이기 때문에 다른연구 프로젝트보다 관심이 집중돼 있다.수만년간 축적해 온 화석연료를 지난1세기동안 거의 탕진해 버린 지구촌 인간들이 앞으로 20년이면 현실로 닥칠 에너지원의 고갈에 따른 문제를 어떻게 풀어나갈 것인가? 또한 이 때문에 더욱 황폐해지고 있는 지구환경을 어떻게 막을 것인가? 현 수준의 배터리로 만족할 수 없는 개인 이동통신기기를 충전없이 오래 쓸 수 있는 에너지원은 없을까?김 박사의 연구가 어떤 결과를 가져올 지를 알아보기 위해 2020년 3월 어느날로 날아가 20년 후 모습을 보았다. 일요일 오후,S연구소 소장 김 박사의 집.꽃샘 추위 때문인지 바깥 날씨는아직 쌀쌀하지만 실내는 태양전지와 연료전지를 복합설계한 가정용 에너지시스템 덕분에 쾌적하다.그의 집 뿐아니라 대부분의 가정에서는 이제 자체적으로 생산하는 무공해 전기로 필요한 모든 에너지를 충당하고 있다.발전소로부터 변전소를 거쳐 송전되는 전기줄은 지난 여름에 모두 철거됐다. 동네 아파트 주민들은 옥상에 설치한 고효율 태양전지로 자연이 무상으로선사해 주는 태양을 이용해 전기를 만들어 사용한다.남은 전기는 지역 전력회사에 팔아 수입을 올리고 있다. 김 박사가 살고 있는 동네의 상가와 여러 건물들은 자체적으로 설치된 중형연료전지(PAFC)를 이용,전기를 생산해 쓴다.이 지역의 산업체에서는 대형 연료전지(MCFC)로 필요한 전원을 자체 생산하고 있다.이들 사업체는 모두 정부의 세제혜택을 받는다.생산단가를 낮춘 것은 물론이고,무공해 공장이란 이미지를 부각시키는효과도 볼 수 있으니 1석3조인셈이다. 인터넷 TV로 뉴스를 보고 있던 김 박사의 입가에 미소가 떠오른다.같은 부서의 이 박사팀이 국립에너지연구소의 개발팀과 공동으로 지난 20년간 열정을 쏟아 완공한 우주 태양광 발전소로부터 마이크로파를 통해 성공적으로 전기가 송전되고 있다는 소식이다.태양을 따라 공전하며 하루 24시간 태양발전을 할 수 있으니,이제 지구상에는 더 이상 발전소가 필요없게 된 것이다. 이어지는 뉴스는 지구에 남은 화석에너지 중 석유는 매장량 감소 및 공해유발성 자원이라는 이유로 에너지로서의 사용 의존도가 점차 감소되고 있고,천연가스도 매장량을 걱정해야하는 단계라는 것.반면에 수소에너지를 활용한연료전지, 태양 에너지를 활용한 태양전지의 의존도가 상대적으로 높아가고있다는 내용이다. 공기가 어린 시절 시골의 그것처럼 상쾌한 것은 무공해 에너지 기술을 확보했다는 기쁨 때문일까,아니면 실제로 우리 지구에 더 이상 환경오염이 진행되지 않아 과거의 상태로 회복되고 있기 때문일까.김 박사는 자문해 본다. 아내는 손주들과 함께 백화점으로 외출을 준비하고 있다.김 박사도 같이 따라 나서기로 했다.요즘에는 전자 상거래만 하다보니 젊은 시절에 백화점 층층마다 다니면서 하던 쇼핑의 즐거움이 그립다.지난주 지방출장을 다녀온 터라 무공해 연료전지 자동차(Fuel Cell Vehicle,FCV)의 연료를 확인했더니,알코올 게이지가 아직도 반 이상 남아있다.김박사의 차는 이동형 연료전지로부터 발생한 전기를 이용해 모터로 구동되는 무공해 자동차다.승차감도 좋지만,김 박사의 아내가 이 자동차를 좋아하는 이유는 백화점 주차장 중 가장 좋은 자리가 무공해 자동차 전용 주차장으로 지정돼 있기 때문이다.환경을 보호하는 시민을 위해 차량 등록세를 거의 내지 않는 것도 또 다른 장점이다. 하지만,김 박사의 아내는 옆집이 새로 산 FCV 최신모델을 짐짓 부러워하는눈치다.최근 개발된 수소 저장용 탄소나노튜브와 양자교환막 연료전지(PEMFC)를 장착한 자동차인데,무공해는 물론이고 한번 수소를 주입하면 3∼4개월을연료걱정을 안해도 되니 부러울 수 밖에… 백화점 가는 차안에서 손주들이 부산스럽다.손주들 모두가 자신의 개인이동통신 단말기를 갖고 따라 나섰기 때문이다.외국에 있는 친구들과 인터넷게임을 즐기고 있다.녀석들의 단말기는 지난주에 집 앞 편의점에서 산 메탄올에 물을 타 연료전지에 주입한 터라 아직도 충전없이 며칠을 더 사용할 수있다. 김 박사 아내처럼 그저 휴대폰으로만 사용하면 20일 통화 대기,40시간연속통화가 가능하다.충전이 필요하면 그저 주사기로 알코올용액을 주입하거나,그 옛날 일회용 라이터처럼 교환만 해주면 된다. 중학교에 다니는 큰손자는 아예 자기 몸에 컴퓨터를 입고 나왔다.잠시도 컴퓨터를 떠나서는 생활이 안 되는 요즘 아이들에게는 입는 컴퓨터 (WearablePC)가 보편화된지 오래다.이를 작동시키는 전원은 마음대로 모양을 변화시킬수도 있고,구부릴 수 도 있는 자유형상의 폴리머 전지가 사용되고 있다. 또한,바지 혁대 대신 고용량 폴리머 전지를 차고 다니면서,필요한 전기를 언제어디서나 개인적으로 쓰는 것이 최근 신세대의 유행이다. 차창밖을 보니 지는 저녁노을이 오늘따라 아름답다.푸른 산,맑은 물,풍요로운 세상.김 박사는 차창 밖의 풍경을 감상하며 20년 전 연구소 실험실에서보내던 나날들을 그리며 다시 한번 입가에 미소를 짓는다. ◆장혁박사 삼성종합기술원 전문연구원◆ ▲38세 ▲인하대 금속공학과 ▲미국 유타대 금속공학과 공학 석·박사(전기화학복합재료) ▲미 유타엔지니어링스테이션 연구원 ▲미 일리노이대 금속재료학과 박사후 연구원 ▲미국 전기화학학회,한국전기화학회 회원 ▲삼성종합기술원 전문연구원(hchang@sait.samsung.co.kr). *차세대 에너지원 키워드. ◆태양전지(Solar Cell) 태양광으로부터 광전자를 뽑아내 전기를 발생시키는장치. 태양열을 이용해 온수를 만드는 태양열 발전과 달리 반도체 소자를 이용해 태양광을 직접 전기로 바꾼다.일사량이 많은 호주와 미국 서해안 지역에서 주로 활용하고 있으며,일본정부는 이 시스템을 설치하는 건축물에 비용의 30%를 무상지원한다. ◆연료전지(Fuel Cell) 물을 전기분해하면 수소와 산소로 분해된다.반대로수소와 산소를 결합시키면 이 과정에서 에너지가 발생하는데 이를 이용,연속적으로 전기에너지를 생산하는 발전장치가 연료전지다.천연가스,메탄올 등에서 추출된 수소와 공기 중의 산소를 반응시켜 전기를 발생시키기 때문에 고효율 발전이 가능한 반면 화석연료에 비해 유해가스 배출량이 현저히 적다. 사용하는 주원료(전해질)에 따라 인산,용융탄산염,양자 교환막 등으로 분류된다. ◆우주태양광 발전소 인공위성에 대형 태양전지를 탑재,우주 상에서 발전해지구로 송전하는 시스템.대규모의 발전용 태양전지를 우주공간에 설치하기때문에 해가 지지 않는 우주공간에서는 24시간 연속발전이 가능하다.마이크로파를 이용해 메가와트급 이상의 전기 에너지를 지구로 송전한다. ◆메탄올 연료전지(DMFC) 메탄올에 물을 혼합한 용액과 공기와의 반응으로전기를 발생시키는 소형 연료전지.종래의 니켈-카드뮴 배터리보다 20배이상,리튬-이온 배터리보다는 10배 이상 긴 시간동안 전력을 공급할 수 있고,연료를 보태줌으로써 간단하고 신속하게 재충전할 수 있다. ◆수소저장용 탄소나노튜브 초미세 탄소 구조를 가진탄소나노튜브의 빈 공간에 수소를 저장,상온에서 배출해 연료로 사용할 수 있게 하는 장치.아직실험적으로 가능하다는 사실만 입증된 상태지만 상품화될 경우 가솔린자동차의 연료통 크기만한 탄소나노튜브로 만든 수소저장탱크를 장착한 자동차는 1회 충전으로 8,000㎞ 주행도 가능할 것으로 기대된다.

[디트로이트 김환용특파원] ‘격식보다는 실용성,그리고 첨단화를 지향한다’ 새 천년 첫 세계모터쇼로 미국 디트로이트에서 열린 ‘2000 북미 국제 오토쇼’(디트로이트 모터쇼)가 제시한 미래자동차 산업의 ‘화두’다. 세계 57개국 자동차업체들이 참가,지난 9일(현지시간)부터 2주일간 열리는이번 모토쇼에선 ▲환경친화 ▲크로스 오버(Cross-Over) ▲디지털화가 자동차의 새 경향으로 두드러지게 나타났다. ?환경이 곧 경쟁력=이번 모터쇼에선 전기동력을 겸한 고연비의 하이브리드차량(두개 이상의 연료를 사용하는 차량)이 컨셉카로 등장,실용화가 눈앞에왔음을 실감케 했다. 대표적인 것은 포드의 프로디지와 제너럴 모터스(GM)의 프리셉트.프로디지는 전기와 메탄올 겸용으로 메탄올 연료의 경우 ℓ당 30㎞의 연비를 자랑한다.프리셉트도 전기와 가솔린을 함께 쓸 수 있으며 ℓ당 33.8㎞의 연비와 함께 자동변속과 수동변속을 선택할 수 있도록 됐다. ?다양한 기능 복합 ‘크로스 오버’=이번 모터쇼에 출품된 컨셉카들은 승용세단인지,레저용 차량인지 구분이 안가는 크로스 오버 또는 퓨전 차량들이대부분이었다.예컨대 GM의 4륜구동 다목적 차량(SUV)에 미니밴 개념을 접목시킨 아즈텍,승용세단에 픽업트럭 기능을 합쳐 뒤에 짐을 실을 수 있는 시보레의 SSR 등이 그것이다.메르세데스의 새로운 C-클래스도 세단,왜건,레저용차량의 모든 범위를 동시에 만족시키도록 디자인됐다. ?첨단 디지털 카 등장=포드는 모터쇼 발표회에서 세계적 인터넷검색서비스업체 야후의 제리 양 사장을 대대적으로 소개했다.자동차와 인터넷을 결합하는 새로운 시도를 펼치겠다는 의지를 과시한 것. 포드가 컨셉카로 내놓은 ‘24.7’은 자동차에 컴퓨터와 무선 인터넷 환경을 설치했다.특히 각종 계측기와 음악,좌석조정 등 운전자의 개성에 따라 원하는 환경을 음성을 통해 설정할 수 있게 했다.전자우편도 자동차에서 확인할수 있다. dragonk@

- 음식쓰레기 냄새는 쏙∼ ■냄새 없는 음식물쓰레기 처리기기 물기가 많은 음식물쓰레기를 소각하면악취가 풍기게 마련이다.그러나 ‘오카도라 사이클론 드라이어’라는 음식물쓰레기 처리기기는 악취는 물론 쓰레기를 태울 때 발생하는 발암물질인 다이옥신 걱정도 할 필요가 없다. 서울식품이 개발한 이 기기는 건조기내부에서 발생하는 가스를 650도의 고온에서 0.3초라는 아주 짧은 시간 안에 연소시켜 배출함으로써 냄새를 원천적으로 제거한다. 음식물쓰레기를 발효시켜 사료로 만드는 것이 아니라 끓인 뒤 건조하는 방법을 사용함으로써 발효할 때 생기는 냄새가 나지 않는 것이다. 이 기기는 건조기 내부의 회전날개에서 발생하는 원심력으로 음식물쓰레기를 건조기 내부 벽면에 접촉시키는 방식으로 가동된다. 음식물쓰레기를 건조시키는 속도가 기존 기기보다 3∼5배 빠르기 때문에 음식물쓰레기에서 물기를 뺀 뒤 넣을 필요가 없다.따라서 음식물쓰레기에서 제거된 물이 하수를 오염시킬 우려도 없다. 또 100도 이상의 끓임,농축,건조 과정을 거치기 때문에 부패된 음식물쓰레기도 위생적으로 처리할 수 있다.열효울이 높아 2∼3분 안에 건조기 내부의온도가 95도 이상 올라가면서 음식물쓰레기가 끓는다. 음식물쓰레기에 포함된 수분만 증발시키기 때문에 건조 뒤 입자가 아무리 미세한 가루도 모두 건조기 안에 남는다.건조기가 수직형이기 때문에 설치면적도 다른 음식물쓰레기의 3분의 1∼5분의 1밖에 되지 않는다.현재 경기도 하남시 환경기초시설단지 안에 하루 10t의 음식물쓰레기를 처리할 수 있는 설비가 가동 중이다. 문호영기자 alibaba@ - 플라스틱서 기름 뽑고 ■폐플라스틱을 이용한 기름 추출 쓰고 난 모든 합성수지류,즉 폐PVC·폐비닐·폐플라스틱·폐스티로폼·PET병 등에서 휘발유와 경유 등 기름을 추출한다.모든 합성수지류는 석유를 화학적 재결합을 통해 만든 것이므로 합성수지류를 본래의 모습인 석유로 되돌린다는 것이 그 원리. 이 설비를 개발한 ㈜성공은 금속촉매를 이용해 반응속도를 높임으로써 단위시간당 기름 추출량을 늘리고,기름의 옥탄가를 높여 휘발유,경유,등유 등질 높은 기름을 뽑아내는 데 성공했다.‘폐합성수지 촉매크래킹반응 유화처리시스템’이라는 이름의 이 설비는 폐합성수지를 잘게 부숴 녹인 뒤 촉매와반응시키는 방식을 채택했다.㈜성공은 기존의 열분해 방식이 4시간 이상 걸려야 중질유(中質油) 생산이 가능한 데 반해,촉매 방식은 40분∼1시간 안에고질유(高質油)를 뽑아낼 수 있다고 자신하고 있다. 이 설비를 이용해 추출한 기름은 석유사업법상 재생석유로 분류돼 휘발유등에 부과되는 특별소비세가 면제되기 때문에 경제성도 있다.법적으로 석유가 아니기 때문에 특별소비세를 내지 않고 자유롭게 생산·판매할 수 있다. 그러나 산업자원부로부터 주유소 등 기존 유통망을 이용하지 말라는 지시를받아 어떤 판매방식을 선택해야 하느냐는 문제는 있다. ㈜성공은 이 설비를 이용해 추출한 휘발유의 원가를 1ℓ당 300원 미만으로잡고 있다.아직 판매가를 결정하지 않았지만 1ℓ당 800원이면 수지를 맞출수 있을 것으로 보고 있다. -車에 유채꽃 기름 넣고 유채꽃 기름으로 달리는 자동차,쓰고 난 폐플라스틱에서 기름을 뽑아내는 설비,냄새가 전혀 나지 않는 음식물쓰레기 처리기기 등 등….경기도 하남시 조정경기장에서 열리고 있는 국제환경박람회 산업기술관과 그린21관에는 첨단환경설비가 관람객들의 눈길을 끌고 있다.박람회에 선보인 첨단 환경설비를소개한다. ■유채꽃 기름 자동차 경유 대신 유채꽃 기름을 디젤자동차의 연료로 사용한다.기존 디젤엔진을 개조하지 않고 그대로 주유하면 된다.유채꽃 기름 뿐 아니라 콩 등 다른 식물로 만든 식용유도 연료로 쓸 수 있다.이같은 연료를 NDF(Natural Diesel Fuel·천연 식물성 기름)라고 한다.NDF는 구체적으로 식물성 기름에서 추출한 메틸에스테르라는 지방산의 일종을 가리킨다. NDF로 가는 자동차를 출품한 광주시 북구청은 지난해 3월 유채꽃 기름을 메탄올과 섞어 메틸에스테르와 글리세린으로 변환시킨 뒤 메틸에스테르를 글리세린과 분리하는 방법을 고안했다.유채꽃에서 짠 기름을 곧바로 연료로 쓰면 경유보다 비싸기 때문에 쓰고 난 폐식용유에서 메틸에스테르를 추출하는 방법을 쓰고 있다.북구청은 현재 공한지 1만5,000평에 유채를 심어 거기에서나오는 기름으로 구청장 승용차(카니발)를 시범 운행하고 있다. NDF 자동차는 디젤자동차에 비해 매연 발생량이 적어 대기 오염을 줄이는효과가 있다.NDF 자동차는 매연이 총 배기가스의 2%로 디젤자동차의 26%보다 크게 적다.우리나라에서 한 해 동안 발생하는 폐식용유 60만t을 수거해 연료로 쓰면 5만7,496t의 이산화탄소(CO₂)를 줄일 수 있다.CO₂ 1t을 줄이는데 드는 비용을 53만원으로 상정할 경우 연간 약 300억원을 절약할 수 있다는 계산이 나온다.또 유휴 토지에 심어진 유채가 발생시키는 산소와 유채가흡수하는 이산화탄소의 경제적 가치를 합치면 가히 천문학적이다. NDF는 1년 동안 1t 포터에 주유한 뒤 약 4만㎞를 달리게 한 결과 주행성에서도 경유를 능가했다.10년 정도 된 낡은 트럭들이라 소음이 많고 배기가스도 많았는데,NDF를 주유한 뒤에는 이같은 문제점들이 사라진 것으로 나타났다.

◎공해없는 미래형/「환경차」대거 첫선/국내 4개사,첨단기술 접목 “질경쟁”/전기·태양광에 하이브리드차까지 제1회 서울모터쇼가 「자동차! 움직이는 생활공간,풍요로운 삶의 실현」을 주제로 4일부터 10일까지 서울 한국종합전시장(KOEX)에서 열린다. 국내에서는 현대·기아·대우·쌍용자동차 등의 완성차업체를 비롯,모두 1백65개사의 완성차 및 부품업체가,외국에서는 포드·GM·크라이슬러 등 미국의 빅 3를 비롯한 37개 완성차 및 부품업체가 참가한다. 이번 모터쇼에는 각종 환경차,레저차 등의 미래형 차가 대량 선보인다.환경차를 위주로 알아본다. ▷전기 자동차◁ 축전지를 사용해 움직이는 차량이다.배출가스는 물론 소음·진동이 거의 없는데다 운전조작도 간편하다. 대우의 DEV는 수명과 에너지 밀도가 향상된 니켈­메탈전지를 사용했다.축전지를 차 밑에 설치해 차체공간을 살리고 축전지 박스를 분리형으로 설계해 사용 중 교환도 가능하다.1회 충전으로 80㎞를 달린다. 쌍용의 CCR­1은 시속 1백20㎞로 달릴 수 있다.1회 충전으로 2백㎞를주행 할 수 있는 전기자동차용 배터리를 한국전지와 공동개발,전기자동차의 국산화 및 실용화를 앞당겼다.국내에서는 처음으로 문을 위아래로 열고 닫을 수 있어 외형면에서도 최첨단 이미지를 강조했다. ▷태양광 자동차◁ 빛 에너지를 사용하는 것으로 가장 완벽한 무공해 자동차이다.연소가스가 발생하지 않고 영구적으로 사용할 수 있기 때문이다.에너지변환 효율이 적어 실용화되기에는 어려움도 있다. 기아가 국내업체 중 가장 먼저 개발했다.기아의 1인승 경주용차는 무게가 1백80㎏으로 가벼워졌다.길이는 6m.시속 1백20㎞까지 달릴 수 있다.일조량이 적은 경우에도 최대의 출력을 낼 수 있다.원거리 무선신호 송수신 장치를 달아 도로주행 조건과 기후에 대한 정보도 얻을 수 있다. 현대의 태양광자동차도 1인승 경주용이다.태양에너지를 집적시켜 전기에너지로 바꿔주는 에너지 변환효율이 17% 이상인 고성능 태양전지를 사용했다.최고시속은 1백20㎞.차량의 주행상태와 모든 시스템의 작동상태를 운전자가 파악해 최적의 조건에서 주행할 수 있는 체계를 갖췄다. ▷하이브리드카◁ 전기에너지와 태양광에너지 등을 사용하는 가솔린엔진과 함께 사용하는 것으로 실현성이 가장 높은 환경자동차이다.가솔린엔진을 같이 사용해 에너지 변환효율이 낮은 태양광자동차나 주행거리가 짧은 전기자동차의 단점을 보완했다. 현대는 올해 전기에너지를 주연료로 사용하고 가솔린엔진을 보조동력으로 사용하는 FGV­Ⅰ을 개발했다.니켈메탈 수소전지와 8백㏄ 가솔린엔진을 함께 사용한다.축전지만 사용하면 최고 시속은 1백52㎞이며 1회 충전으로 1백97㎞까지 달린다.주행 중 차량 위치 및 주행경로를 표시해주는 차량항법장치를 갖췄고 뒷유리에 설치된 태양전지로 공기정화기를 자동 가동하도록 만들었다. 기아의 KEV­4는 밀폐형 납축전지를 사용해 시속 1백80㎞의 속도를 내며 1회 충전으로 1백88㎞까지 갈 수 있다.8백㏄ 가솔린엔진으로는 7㎾ 발전기를 가동해 축전지를 충전한다.지붕에 태양광 집광판(솔라셀)을 설치,에어콘과 히터를 빛 에너지로 가동하도록 했다. ▷저공해차◁ 자동차업체들은 천연가스 메탄올 등을사용할 수 있는 저공해 자동차를 개발해 까다로워지는 환경규제에 대응하는 노력을 하고 있다. 대우는 국내에서는 최초로 압축천연가스차(NGV­Ⅰ)를 지난 91년 개발했다.지난 3월 NGV­Ⅲ를 다시 내놓았다.이 차는 1회 충전으로 4백㎞를 갈 수 있으며 최고시속은 1백70㎞.가솔린 차량보다 공해가 절반 줄어든다. 이밖에도 현대가 국내에서는 처음으로 수소를 연료로 하는 수소자동차를 개발했다.수소자동차는 엔진실린더에 수소연료를 직접 분사하는 방식으로 제작됐다. ◎다양한 서비스·부대행사/5∼9일 입장객 추첨 매일 차1대 경품 제공 서울 모터쇼에는 미래의 첨단 차와 요즘 잘 팔리는 국내외의 차를 전시할 뿐 아니라 경품추첨을 비롯한 고객 서비스도 다양하게 펼쳐진다. 행사기간중 5∼9일은 하오 5시까지 입장한 유료입장객에 한해 매일 한명씩 추첨,경품으로 자동차 1대씩을 제공한다.이를 위해 현대(아반떼)·기아(아벨라)·대우(씨에로)·아시아(타우너)·쌍용자동차(코란도)가 각각 자사의 차를 경품으로 내놓았다. 3∼10일에는 현대와 기아 등 국내 완성차업체와 자동차공업협회 주최로 자동차관련 세미나를 가지며 이 기간 전시장 한편에서는 어린이 자동차그림 그리기 대회 우수작품을 전시하기도 한다. 한편 개막에 앞서 3일 하오 올림픽공원 제 1경기장에서는 서울모터쇼 소개,각 사의 주요 출품차종 소개,유명가수의 축하공연 등으로 진행되는 전야제가 열린다. 서울 모터쇼의 개장시간은 상오 10시부터 하오 6시까지이며,개막일인 4일은 낮 12시부터이다.

◎전기차/공해주범 휘발유차와 “세대교체”/1회충전으로 수백㎞ 주행… 석유수요 급감/「그린라운드」 본격 개막,태양열차도 각광 21세기의 세계 자동차 시장은 공해가 없는 전기 자동차와 알코올연료의 저공해차가 주종을 이루게 된다.이미 브라질에는 알코올 자동차가 거리를 누비고 있으며 미국과 일본은 미래 자동차 시장을 공략하기위해 정부가 자동차회사의 연구개발을 지원하고 있다. 미국과 일본은 한번의 충전으로 4백㎞를 달릴 수 있는 전기자동차를 90년대 말에는 개발할 것으로 보인다. 전기자동차의 대량보급은 세계 석유의 수요와 공급에도 지대한 영향을 주게되며 산유국의 영향력도 현재보다는 크게 감소되고 원자력발전이 에너지의 주종이 된다. 일본은 통산성이 77년부터 연구비를 투자,시속94㎞ 주행거리1백80㎞의 시작차를 개발한 이후 다이하쓰·도쿄전력·도요타·닛산등이 개발에 박차를 가하고 있다. 미국은 제너럴 모터스가 시속 1백76㎞에 주행거리가 2백㎞인 「임팩트」를 개발,94년 시판을 목적으로 연구중이며,벨연구소는 전기자동차용 고성능 소형 연료전기를 개발하기도 했다. 미국의 캘리포니아주는 98년 이후 자동차판매량의 2%를 전기자동차를 팔도록 규제하고 2000년에는 5%,2003년에는 10%로 늘렸다. 다른 주에서도 이를 따라갈 전망이다.독일의 폴크스바겐과 아우디는 전기 휘발유겸용차량을 개발하고 있으며 프랑스도 값싸고 효율이 높은 전기 자동차를 개발하고 있다. 영국과 네덜란드·홍콩·이탈리아 등도 무공해 전기차량 개발에 열중하고 있다.93년도 프랑크푸르트 모터쇼와 도쿄 모터쇼에는 실용단계의 각종 전기자동차가 선보여 가까워진 전기자동차시대를 실감케 했다. 국내도 지난 91년 기아자동차가 메탄올차를 개발한 이후 현대와 대우자동차도 압축천연가스엔진을 개발했다. 연간 50만∼60만대의 자동차를 수출하고 있는 우리나라도 일정량 이상의 전기자동차를 판매해야 한다. 전기자동차개발에 뛰어들어 선진7개국 진입프로젝트의 하나로 7개 전략과제중 전기자동차를 선정해 놓고 있다. 상공부의 주도로 과학기술처와 상공자원부등 관련부처가 합세한 개발계획은 1단계로 96년까지 4인승 승용차의 개발을 목표로 하고있다. 안전도와 속도·연비로 승부를 걸던 자동차 수출시장이 2000년 대에는 그린라운드의 개막과 함께 무공해 기술경쟁시대를 맞게 된것이다.

◎무공해 전기차 한국전기연·현대서 제작 성공 대기를 오염시키는 가솔린차에 대한 규제가 세계적으로 강화되는 가운데 93대전엑스포에서 운행될 무공해 전기자동차가 한국전기연구소팀에 의해 개발됨으로써 무·저공해차에 대한 관심이 높아지고 있다. 무·저공해차에는 전기자동차 외에도 한국기계연구원의 태양전지차,현대의 수소자동차,기아의 알코올자동차,대우의 압축천연가스(CNG)자동차 등이 이미 개발됐거나 1∼2년안에 시제품을 선보일 것으로 보여 「무공해차량시대」를 예고하고 있다. ◇전기자동차=기아 베스타를 개조,전기연구소가 개발한 6인승합형의 전기자동차는 전지잔존용량계·컨버터·인버터·전지전동기등 모든 부품을 국산기술로 설계,제작한 것.연구소팀은 5대를 개발,엑스포조직위에 납품할 예정이며 1회충전으로 최대주행거리 90km에 최고시속 70㎞ 엑스포기간중 노약자및 어린이 수송에 사용된다.아직 1회충전으로 갈수 있는 주행거리가 짧고,연료용배터리가 무거우며 충전에 많은 시간이 걸리는 등의 문제가 있다.한국전기연구소 외에현대자동차에서도 개발했다.일본 등에서도 앞서 개발돼 관공서용으로 2천여대,영국은 우유배달 등에 10만여대정도 쓰인다한다. ◇태양전지차=태양빛을 전지로 바꿔 주행하는 차로 한국기계연구원·기아자동차 등에서 개발했다.경주용으로 개발된 이차는 시속60㎞까지 낼수 있다. 아직까지 세계적으로 태양빛을 전기로 바꿔주는 소재기술이 미흡,효율이 낮은 단점때문에 실용화가 지체되고 있다. 한국기계연구원에서는 1인승1대와 3인승2대를 개발,오는6월 엑스포조직위에 납품할 예정이다. 미국·일본·스위스·캐나다 등에서 개발했으며 최고시속은 1백20㎞. ◇수소자동차=공기오염물질을 거의 배출하지 않으며 자원이 무한하나 연료용수소를 가공,저장하는 수소저장탱크 제작기술이 뒤져 개발이 늦고 있다.현대자동차는 시제품(프로토타입)을 93년말 선보이며 과학기술원 이재영교수팀이 95년 시제품을 내놓을 계획이다.미국및 일본 등에서는 이미 주행시험중이다. ◇알코올자동차=상온에서도 액체여서 급유가 간편하고 출력도 우수하다. 엔진의 내구성및 내부식성,알코올의 안정적 공급,저온상태에서 시동이 잘 안걸리는 것 등이 문제로 꼽힌다. 알코올원료가 동물성,식물성이냐에 따라 메탄올·에탄올자동차로 구분된다. ▲메탄올자동차는 천연가스·석탄등 공업용알코올을 이용하며 연료배합비율은 가솔린15%,메탄올85%로 미국 등에서 관공서용으로만 사용되는 정도이다. 국내에서는 현대자동차와 기아자동차에서 개발했다.특히 현대자동차의 경우 메탄올 함량을 감지,유연하게 대처하는 메탄올 가변연료자동차인「FFV」를 개발,시험중에 있다. ▲에탄올자동차는 사탕수수에서 추출하는 식물성알코올을 사용하며 가솔린80%,에탄올20%를 혼합한 것.브라질에서는 강제적으로 5∼20%수준의 에탄올을 사용하도록 규정하고 있다. ◇CNG자동차=발열량과 연비는 가솔린차와 비슷하나 대기오염을 50%까지 낮출수 있는 압축천연가스차. 천연가스를 연료로 쓰기 위한 연료가공기술이 어려워 장애가 되고 있다. 대우및 현대가 시제작한 차를 시험운행중인 것으로 알려졌으며 미국의 포드사는 1회연료주입으로 2백∼3백㎞ 갈수 있는「AFV」를 개발,주행실험중에 있다.

◎저공해 자동차/G7프로젝트 개발목표와 전망/자동차3사,메탄올차등 제작단계/수소엔진·무단변속기등 개발계획/연구기관 곧 확정… 2001년까지 1,650억 투입 「환경규제 강화」라는 새로운 수출장벽 극복을 위한 국내 자동차업계의 기술개발 열기가 뜨겁다. 국산 자동차의 최대수출시장인 미국이 대기정화법을 제정,오는 94년부터 2003년까지 단계적으로 모든 자동차에 대해 「저공해화」실현을 요구함으로써 「저공해자동차」 개발이 시급해졌기 때문이다. 현재 국내 자동차업체들이 저공해자동차 기술로 관심을 쏟고 있는 분야는 연소자체에서 발생되는 가스의 양을 저감시킬 수 있는 대체연료 자동차 개발.실례로 기아자동차는 91년 일찌기 메탄올을 연료로하는 승용차개발을 발표했으며 대우자동차는 압축천연가스(XNG) 승용차 개발을 발표했다.현대자동차 역시 메탄올자동차를 개발한데 이어 메탄올과 가솔린을 선택해 쓸 수 있는 가변연료자동차 개발을 발표함으로써 이 분야에 대한 깊은 관심을 입증했다. 이들 대체연료자동차는 미국 일본등 세계 주요 자동차생산국들도 저공해자동차기술로 주목,이미 상용화 단계에 있거나 기술개발을 서두르고 있는 분야이다. 하지만 미국등이 요구하고 있는 저공해자동차의 기준은 이같은 대체연료자동차 개발만으로는 이미 해결할 수 없는 수준이라는데 문제의 어려움이 있다.즉 자동차의 배기가스공해를 현재보다 획기적으로 낮추기 위해서는 대체연료 엔진뿐만 아니라 연비를 향상시킴으로써 유류소비 자체를 줄여주는 초희박 연소엔진과 무단변속기,배기가스 감소를 위한 후처리기술,소재 경량화기술등 차량 전체적인 기술의 향상이 필요한 것으로 지적되고 있는 것이다. 이에따라 G7프로젝트는 ▲CNG엔진과 ▲수소엔진 ▲초희박엔진 ▲무단변속기 ▲저공해 공통 기반기술등 5개 기술을 저공해기술로 선정,2천1년까지 1천6백50억원의 연구비를 투입해 집중 개발하기로 했다. CNG엔진과 수소엔진은 대체연료자동차로 유망시되고 있는 기술이다.CNG엔진은 천연가스를 고압으로 압축시켜 연료로 사용하는 것으로 전용엔진이 개발될 경우 일산화탄소 및 탄화수소의 획기적인 저감이기대된다.수소엔진은 영하 2백35도C의 저온액화수소를 연료로 사용하는 차세대 대체연료 엔진으로 지구온난화 방지에 가장 유망한 기술로 평가되고 있다.초희박엔진은 엔진의 당량비(연소시 연료1g에 흡입되는 공기량)를 종전의 14.5g에서 22g수준으로 올려 최고 20%의 연비향상을 기대하는 첨단 연소장치이다.또 무단변속기는 기존의 자동변속기가 4단의 변속만을 하는데 비해 무수히 많은 단수의 변속효과를 냄으로써 5%정도의 연비향상효과와 함께 승차감을 향상시킬 수 있는 첨단기술로 평가된다. 정부는 이 가운데 우선 CNG엔진기술과 초희박엔진기술,공통기반기술을 올해 지원하기로 하고 연구희망기관을 공모했는데 현재 기아 대우 현대 아시아자동차등의 경합이 치열한 상태. 정부는 금명간 연구수행기관을 최종 확정,8월부터 오는 94년 7월까지는 1단계로 미국 「초저공해자동차」기준을 만족시키는 CNG자동차 초기시작품 제작과 희박연소방식 엔진설계를 실현하고 다음 단계로 96년 7월까지는 CNG자동차의 내구시험,후처리기술,전자제어시스템 개발을 완료토록 할 계획이다.

◎천연가스등에 화학반응… 전기·열 생산/효율높고 공해물질배출도 거의 없어 21세기 무공해 에너지절약형 발전기술의 핵심이 되는 전기출력 1㎾급의 실험용 연료전지가 국내기술로 개발됐다. 한국에너지기술연구소(연구총괄책임자 최수현박사)는 87년부터 총 20억원의 연구비를 투입,표준과학연구소 서울대 연세대 과기원 충남대팀과 함께 인산연료전지 발전시스템에 대한 공동연구를 수행한 결과 핵심기술인 정격 1㎾급의 연료전지를 개발하는데 성공했다고 6일 발표했다. 연료전지기술은 천연가스,나프타,메탄올과 같은 연료를 사용,전기화학반응에 의해 전기와 열을 동시에 생산하는 새로운 에너지기술로 기존 발전방식에 비해 효율이 높고 공해물질 배출이 거의 없어 특히 도심지역의 무공해 전력공급대안으로 유망시되는 첨단기술이다. 세계적으로 연료전지기술은 미국과 일본이 가장 앞서있으며 독일,네덜란드,이탈리아가 자체개발능력을 갖고 있다.이번에 개발된 인산연료전지는 정격 1㎾로 설계돼 실험결과 최대출력 1.2㎾를 기록,상용화를 위한 50∼2백㎾급의 출력에는 크게 못미치지만 핵심기술을 자체보유하게 됨으로써 연료전지개발에 교두보를 확보했다는데 큰 의의가 있다고 연구팀은 자체평가했다. 연료전지기술은 전기출력 1∼2㎾급의 직류발전기 본체를 개발하는것이 기술의 핵심으로 이기술이 확보되면 2∼3년내에 수십㎾급 연료전기기술보유도 가능하게 된다. 에너지기술연구소는 앞으로 연료전지 핵심부품 성능개선과 요소기술 개발을 통해 실용화연구를 계속할 계획이다.

◎“환경보호 시대” 국내외 「차세대엔진」 연구현황/미서 연내 시판… 기아서도 2종/메탄올/연료가공 난점… 초보단계에 머물러/수소/일·유럽 실용화… 현대서 시제품/전기/미,1회 연료주입 300㎞달리기 실험… 대우도 “시동”/천연가스 기름을 사용하는 자동차가 대기오염의 주범으로 꼽힘에 따라 대체에너지를 사용하는 자동차의 개발이 활발히 진행되고 있다.전기자동차·메탄올자동차·수소자동차·CNG자동차들이 그것 들이다.이 자동차들은 특히 최근들어 활발히 추진되고 있는 환경보호운동으로 차세대 자동차로서 각광을 받고 있다.유럽·일본·북미 등 선진국들이 이처럼 차세대 자동차의 개발을 서두르는 것은 각국들이 자동차의 배기가스 규제를 점차 강화하고 있는데다가 앞으로는 무공해차량만 사용하도록하는 시대가 필연적으로 올 것으로 보고 있기 때문이다.우리나라를 포함한 세계 각국이 추진중인 차세대 자동차의 개발현황을 소개한다. ▷메탄올자동차◁ 메탄올은 상온에서 액체상태이므로 가솔리처럼 급유가 간편하며 출력도 우수하다. 그러나 석유의 대체에너지로 이용한다는 점에서는 장점을 갖고 있지만 엔진의 내구성 및 내부식성,저온상태에서의 시동성 향상등의 문제와 메탄올의 안정적인 공급문제등이 해결과제로 남아 있다. 현재 미국·일본등에서 실용화를 위한 각종 테스트가 진행중이다. 국내에서는 기아자동차가 지난해 6월 가솔린 대신 공업용 메탄올을 연료로 사용하는 「콩코드 M100」과「베스타 M85」등 2종의 자동차를 개발했다. 송재익 기아기술센터 엔진연구실장은 메탄올자동차의 장점에 대해 『메탄올의 원료인 천연가스와 석탄은 세계 각지에 널리 분포돼 있어 원활한 공급이 가능하며 연소상태를 나타내주는 기준치인 옥탄가가 1백6으로 가솔린의 90에 비해 훨씬 높다』고 말했다. 미국의 경우 제너럴 모터스(GM),포드,클라이슬러등 이른바 「빅3」들이 올해안에 메탄올자동차를 시판할 계획인 것으로 알려졌다. ▷전기자동차◁ 주행중 배기가스가 전혀 배출되지 않는다는 점이 최대의 장점이다. 기술개발도 활발하게 진행되고 있어 차세대 자동차의 주역으로 꼽힌다. 일본에서만 2만여대의 전기자동차가 사용되고 있으며 미국,유럽등지에서도 우유배달차,TV중계차 등으로 사용되고 있다. 다만 연료충전용 배터리가 너무 무겁고 충전에 너무 많은 시간이 걸리며 특히 항속거리가 가솔린차의 6분의1에서 10분의1밖에 되지 않는다는 점등이 실용화를 더디게 만들고 있다. 지난 80년대부터 정부와 자동차업체들이 공동으로 전기자동차 개발을 추진해 온 일본은 91년을 「전기자동차원년」으로 설정하고 실용화에 박차를 가하고 있으며 2천년에는 20만대 생산을 목표로 하고 있다. 우리나라에서는 현대자동차가 시간당 최고속도 60㎞,1회 충전에 70㎞를 주행할 수 있는 4인승 전기자동차의 시제품을 개발,국내3사중 가장 앞서가고 있다. 미국은 「대기정화법」에 의해 오는 98년까지 수입차량의 2%는 반드시 전기자동차를 포함시키도록 규정함에 따라 대우,기아등도 전기자동차 개발에 몰두하고 있다. ▷CNG자동차◁ 가솔린 대신 CNG(천연가스)를 연료로 사용한다. 발열량과 연비에 있어서는 가솔린자동차에 필적하나 CNG를 연료로 사용하기위한 경우 고압펌프를 개발하는 문제가 어려움으로 남아있다. CNG자동차의 개발역사는 자그마치 60년이나 된다. 이탈리아가 지난 30년대 가솔린 및 CNG겸용 자동차를 최초로 실용화한 이후 90년 현재 60여만대의 겸용차량이 세계 20여개국에서 굴러다니고 있다. CNG전용차량은 엔진출력이 가솔린엔진과 거의 같을뿐 아니라 가솔린차에 비해 이산화탄소 배출량은 48%,탄화수소 32%,질소산화물 10%가 각각 감소하는 것으로 나타났다. 국내에서 대우가 개발한 CNG차량은 기존의 가솔린 차량에 연료계통장치들인 고압CNG용기,압력조절기,고압가스분사장치 등을 장착해 마이크로프로세서에 의한 전자제어가 가능토록 했다. 미국의 포드사는 고압력으로 충전한 실린더 3개를 사용,단 한차례의 연료주입으로 2백∼3백㎞를 주행할 수 있는 CNG전용차량 「AFV」를 개발,주행실험 중이다. ▷수소자동차◁ CNG자동차와 마찬가지로 연료공급에 어려운 점이 있다. 수소는 자연속에 무진장 존재하고 있어 대체연료로 크게 부각되고 있지만 자연에서 수소를 연료로 가공하는기술수준이 아직 뒤떨어져 있기 때문이다. 독일과 일본등에서 이 자동차의 개발에 심혈을 기울이고 있으나 아직은 기초적인 단계에 머무르고 있는 실정이다.