과거에는 석유, 석탄 등의 화석연료를 보유하는 것이 그 나라의 국력을 판가름하는 요소였다면, 21세기 현대사회에서는 에너지를 어떻게 생산하고, 활용하느냐가 무엇보다 중요해지고 있다. 특히, 환경을 파괴하지 않으면서 에너지를 생산하는 기술을 보유한다는 것은 향후 세계 에너지 시장을 이끄는 선도국가로 도약하는 발판이 될 것이라 평가된다. 오랜 기간 산업안전용품을 생산해온 전문기업 ‘두원공조시스템’이 개발한 신개념 전력 생산시스템에 이목이 집중되는 것이 바로 이 때문이다.
전동차 하중 활용해 전기 생산, 안정성과 지속성 뛰어나
화석연료를 대체하기 위한 노력은 오랫동안 계속돼왔다. 선진국을 중심으로 풍력, 태양광, 수력을 활용한 친환경 에너지 개발이나, 폐기물, 폐배터리 등을 이용한 재활용 에너지 등의 개발, 버려지는 에너지를 수집해 전기로 바꾸는 에너지 하베스팅 등이 끊임없이 시도되어 온 것이다. 하지만 막대한 투자가 이어져왔음에도 그 한계에 부딪혔다는 평가도 적지 않은 것이 사실이다. 자연에서 발생하는 태양광, 진동, 열, 바람 등은 지리적 한계와 날씨의 영향을 크게 받는 탓에 에너지 생산을 일정하게 유지할 수 없다는 문제가 있다. 폐기물을 활용하는 방법 또한 환경오염을 완전히 배제하지는 못한다는 한계와 그 전환 효율이 크게 떨어져 아직까지 널리 상용화되기엔 부족하다는 것이 대다수 전문가의 공통된 의견이다.
이러한 가운데 두원공조시스템이 2016년 개발한 특허기술 ‘전동차 하중을 이용한 전력 생산 시스템’은 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는, 그리고 우리가 매일같이 이용하고 있는 전동차의 하중을 전력 생산에 활용한다는 점에서 혁신적이다. 이 기술은 유압을 이용하여 압력을 생산하는 피스톤과 이를 포함하는 유압실린더를 레일 하부의 침목 사이 공간에 고정, 전동차가 기차가 이동할 때 하중에 의해 발생된 유체의 운동에너지를 압력에너지로 변환시켜 이를 하중 압력 수집 장치에 저장하는 원리다. 특히, 기존에 이미 설치되어 있던 레일에 추가적으로 장착할 수 있는 것이기에 별도의 레일 교체가 필요치 않으며, 하중이 일정시간 동안 지속적으로 전달되기에 에너지 생산성면에서도 안정적이다.
무엇보다 가장 큰 강점은 전철의 하중 자체가 에너지원이 되기에 ‘무한한 자원’을 확보할 수 있다는 것이다. 일례로 10량짜리 지하철의 순수 무게는 약 420톤, 수도권 약 390개의 역사에 역별로 80회가 넘는 정차 및 발차 작업이 이뤄질 경우 레일에 실리는 일일 총 하중량은 1392만 3,000톤에 달한다. 여기에 서울교통공사 자료에 따르면 2019년 기준 연간 수송인원이 약 27억 명에 달하므로 하중은 기하급수적으로 증가한다. 이에 대해 정기장 대표는 “이 기술은 태양광·조력·풍력·수력 등을 활용한 전기 생산시스템에 비해 안정적이고 지속적인 전력 생산이 가능할 뿐 아니라, 별도의 원료비나 환경오염 등을 발생시키지 않는 무한자원을 활용한다는 점에서 매우 혁신적인 친환경 전력발전 시스템이라 할 수 있습니다. 특히, 세계 어느 나라보다도 도시철도 시스템이 잘 발달되어 있는 반면, 석유 등의 부존자원은 보유하지 못한 대한민국에 더없이 효과적인 전력 생산 방식으로서, 이 장치가 전력 산업에 본격적으로 도입된다면 환경오염 저감은 물론 일자리 창출의 효과도 기대할 수 있으리라 생각됩니다”라고 밝혔다.
“나라를 부강케 하는 기술, 더 많은 관심과 지원이 필요”
정 대표는 그밖에도 2012년 ‘친환경적 안전 레일 및 그 제조 방법’과 2015년 ‘무소음·노코드 헤어드라이어’ 등의 특허 기술을 개발한 바 있다. 먼저 ‘친환경 안전 레일’의 경우, 레일에 희토류 금속을 첨가한 야광 물질층을 구비함으로써 빛의 공급이 차단된 상황에서도 최소한의 빛 공급을 가능케하여 안전성을 확보하고 미관상의 효과를 도모할 뿐 아니라, 레일의 부식을 방지하여 토양오염 감소와 철로 자갈의 교체 주기를 연장할 수 있는 기술이다. 이는 철도 운송 산업의 필수적인 레일이 종종 노후화되어 부식되는 상황을 최소화시킴으로써 기관사의 안전 운행에도 도움이 되며, 레일 측면에 형성된 방청 물질이 차음 효과를 발휘, 소음 감소를 가져오는 효과도 기대할 수 있다. ‘무소음·노코드 헤어드라이어’는 다수개의 소음팬을 구비, 작동 소음을 제거해 사용자에게 쾌적함을 제공할 뿐 아니라, 할로겐 램프를 통한 살균 효과, 전선 없이 배터리 구동 방식을 통한 자유로운 사용성도 제공한다는 것이 특징이다.
정 대표는 “중소기업의 경쟁력은 ‘기술’에서 온다고 하지만, 실제 하나의 기술을 개발하기까지는 오랜 개발 기간과 우수한 연구 인력, 막대한 투자가 필요합니다. 또한, 기술 개발 이후에도 이것을 상용화시키기 위해선 그만큼의 자금이 뒷받침 되어야만 합니다”라며, “저희가 개발한 기술들은 관련기업 및 정부부처는 물론, 국가경쟁력 향상으로도 이어질 수 있는 기술이라 자부합니다. 더 많은 지원과 관심을 부탁드립니다”라고 전했다.
이는 곧 어마어마한 고용창출로 이어지고 한번 시설을 해놓으면 반영구적으로 활용가능한 가성비를 갖춘 기술력인 것이다. 이에 대해 앞에서도 말했듯이 정부나 지자체 차원의 관심과 지원이 절실한 상황이다.
21세기 글로벌 시장에서 대한민국을 손꼽히는 강국으로 키워내기 위한 이들의 열정과 노력이 값진 결실을 맺을 수 있길 기대한다.
