네덜란드 자전거 도로, 태양에너지 발전소로 탈바꿈

- 자전거 도로 70m 구간에 태양광 패널 솔라로드 설치 -

 

 

 

 

□ 평범한 자전거 도로를 ‘에너지 생산원’으로

     

 ○ 솔라로드(SolaRoad)의 시작

  - ‘길이 태양 전지판 역할을 한다면 좋지 않을까?’라는 질문에서 출발한 것이 바로 솔라로드(SolaRoad) 컨소시엄

  - 2009년 네덜란드 융합과학연구원(TNO)는 450㎢에 달하는 도로가 신재생 에너지 생산원이 될 수 있을 것이라고 생각하며 ‘Dream it and join it’이라는 모토로 함께할 파트너를 공개 모집

  - Noord Holland주와 건설회사 Ooms Civiel, 그리고 기술서비스업체 Imtech 등이 참여해 컨소시엄 구성

  - 컨소시엄의 궁극적인 목표는 네덜란드 전체 도로를 에너지 공급원으로 바꾸는 것이며 이렇게 생산된 에너지는 가로등, 신호등, 전기자동차, 주택 등 여러 분야에 사용될 것임.

  - 솔라로드 프로젝트는 현재 네덜란드의 Accenture innovation awards에 후보로 지명된 상태임.

 

자료원: solaroad.nl

 

 ○ 솔라로드의 원리

  - 원리는 매우 간단한데 길의 표면에 비춰지는 태양광을 태양 전지판이 흡수해서 전기로 전환하는 것임. 도로의 표면이 거대한 태양 전지판의 역할을 수행함.

  - 솔라로드는 조립식 패널로 제작됨. 가로 2.5m, 세로 3.5m의 콘크리트 모듈로 가장 위의 표면은 1㎝ 두께의 반투명 강화유리로 덮여있음. 강화유리 아래에는 결정질 실리콘으로 만들어진 태양전지가 삽임됨. 태양광을 효율적으로 받고 먼지의 영향을 최대한 줄이기 위해 반투명으로 제작된 것임.

  - 솔라로드가 안전한 도로 표면으로 인정받기 위해서는 직접 노출되는 표면층의 내구성이 충분히 높아야 하며 이것이 가장 중요한 기술적 해결과제 중의 하나임.

 

□ 시범운용 도로 개방

 

 ○ 자전거 도로에 솔라로드 시범 운영

  - 네덜란드 Noord Holland 지방에 위치한 Krommenie에서 2014년 11월 12일 70m 길이의 솔라로드가 Henk Kamp 경제부 장관의 참관 아래 성공적으로 개방됨.

  - 70m 길이의 솔라로드 건설에 약 300만 유로의 비용이 발생했으며 대부분 주 지방정부가 예산을 부담했음.

  - 컨소시엄은 내구성을 실험하는 단계에서 차보다는 자전거로 먼저 안전한지 시험하는 과정이 필요하다고 판단했음.

  - Krommenie의 자전거 도로는 도로변에 충분한 공간이 있어 전력생산 현황 측정이 용이하고 추가적 실험과 개선사항을 시도해 보기에 최적이라 선정됐음. 마침 아스팔트가 교체될 예정이기도 했기 때문에 아스팔트 대신 솔라로드가 설치된 것임.

     

Krommenie에 설치된 솔라로드

자료원: solaroad.nl

 

 ○ 솔라로드의 전력생산 능력과 향후 추진 계획

  - 현재 자전거 도로 100m당 2~3가구가 평균 1년 동안 사용할 수 있는 전력량을 생산할 것으로 추정됨.

  - 시범도로는 약 3년간 운영될 예정이며, 이 테스트 기간 중 솔라로드를 개량할 수 있는 다양한 실험이 시도될 예정임. 무엇보다도 안전에 대한 실험이 수행될 예정이며, 그 외에도 ‘얼마나 많은 전력을 생산할 수 있을지, 다양한 기상상태에 따라 어떤 영향을 받을지’와 같은 실용적 문제에 대한 답을 얻기 위한 실험이 진행될 예정임.

  - 네덜란드 전역에는 자전거 도로를 포함해 대략 14만㎞의 도로가 있고 면적으로 환산하면 대략 450㎢에 해당함. 이 도로 중 90%를 차지하는 시내 도로를 대상으로 실험을 확대할 계획임. 고속도로는 아직 고려 대상이 아님.

  - 기술의 발전에 따라 전력생산량은 증가할 것이며, 미래에 450㎢에 달하는 네덜란드 전체의 도로에 태양광 전지가 설치된다면 산술적으로 280만~420만 가구가 전력을 공급받을 것으로 계산됨. 그러나 이는 어디까지나 산술적 계산으로, 얼마만큼의 전력이 생산될지는 실험이 더 진행돼야만 정확하게 추정할 수 있음.

 

 ○ 솔라로드의 경제성

  - 아직 시험도로를 운용하는 과정에 있기 때문에 1㎡당 어느 정도의 비용이 소모되는지는 정확하게 산출되지 않으나 분명한 것은 현재의 도로에 비해 개발비용의 균형 정도나 상품의 생명 주기가 뛰어날 것이라고 예상됨. 곧 상품이 시장에 출시될 것이며 실현가능한 비즈니스 모델이 만들어질 것임.

  - 기술 경제학적인 연구에 의하면 제품 수명인 20년은 기다려야 투자 대비 이익을 볼 수 있다고 함. 덧붙여 말하자면 이것은 전혀 새로운 형태의 도로이기 때문에 생산, 관리, 유지에 있어서 낙관적으로 보기에는 이름. 그럼에도 컨소시엄은 15년 이내에 이익을 창출해 내는 것을 목표로 잡고 있음.

 

□ 도로 건설과 에너지 개발을 접목하려는 다양한 시도

 

 ○ 미국의 Solar Roadways

  - 미국의 Solar Roadways와 솔라로드는 상당히 유사한 접근법을 사용 중임. 개발단계 역시 비슷한 위치에 있는데 둘 다 프로토타입을 개발해 실험 중임. Solar Roadways는 태양에너지로 작동하는 LED를 이용해 도로의 차나 횡단보도의 보행자에게 STOP, SLOW DOWN등의 신호를 만들어 보여주는 방식으로 개발을 시작함. 현재는 가정용 발전을 위한 차고 앞 태양광 패널 등으로 새로운 시도를 시작함.

  - 이에 비해 SolaRoad는 전적으로 전력 생산에 초점을 맞추고 그 후에 이 전력과 다른 기능의 통합에 대해 결정할 것임. 이를 통해 빠른 시일 내에 실용적이며 많은 곳에 적용될 수 있는 솔루션을 제시할 계획

 

 ○ 파트너 Ooms Civiel의 Road Energy Systems

  - Ooms Civiel의 Road Energy Systems는 도로에서 열을 추출하는 방법으로 이미 상업적으로 존재하는 솔루션임. 이 기술은 아스팔트 도로에 물이 찬 파이프를 통과시켜 태양열을 받아 온도가 올라가면 에너지가 생성되는 원리임. 여름에는 온실효과를 줄이는 데에 사용되고 겨울에는 난방을 위해 사용될 수 있는 기술

  - 이 기술을 개발한 회사는 바로 SolaRoad 컨소시엄의 파트너인 Ooms Civiel로 미래에는 두 기술이 합쳐져서 더 많은 효과를 발생시킬 수 있도록 계획을 구상 중

 

□ 시사점

 

 ○ 옥상을 이용한 전통적인 태양광 발전방식과 비교

  - 네덜란드 중앙 통계청의 자료에 따르면 네덜란드의 총전력 소비량은 11만GWh로 매년 3%의 증가율을 보임. 이 자료를 참고해 보자면 네덜란드에 있는 사용 가능한 모든 옥상을 사용해도 최대 25%까지 공급 가능

  - 따라서 더 많은 태양 에너지의 공급을 위해서 태양전지판이 설치될 수 있는 대안이 필요했고, 이에 따라 도로가 대안으로 급부상

  - 네덜란드 전역에는 대략 14만㎞의 도로가 있고 면적으로 환산하면 대략 450㎢에 해당함. 이는 사용 가능한 옥상 면적의 총합보다 훨씬 넓은 면적으로 솔라로드 프로젝트가 성공적으로 자리 잡는다면 엄청난 전력 공급원이 되고 태양에너지 산업시장에 도움이 될 수 있음을 시사

 

 ○ 한국 자전거 도로 개발 정책과 접목 검토 가능

  - 한국의 자전거 도로는 2013년 통계자료에 의하면 총길이가 1만8281㎞임. 그러나 이 중 대부분이 자전거보행자 겸용 도로이고 자전거 전용도로와 자전거 전용차로를 합치면 겨우 전체의 22.2%임. 꾸준히 비중은 증가해 왔지만 길이는 4048㎞에 불과함.

  - 현재 국가 자전거도로 기본 계획(2010)에 따라 자전거 도로의 총길이를 3만㎞까지 연장시키는 것이 목표이며 계속해서 확충해 가는 상태

  - 자전거 도로를 확충할 때에 이 기술을 벤치마킹해 설치한다면 후에 재설치에 들어갈 비용을 절약하는 동시에 친환경적 에너지 생산이 가능해 일석이조의 효과를 거둘 수 있음.

 

 ○ 솔라로드 프로젝트의 기술 협력 가능성

  - 솔라로드 컨소시엄은 다양한 방식으로 프로젝트를 홍보하며 프로젝트에 참여하고자 하는 기업과 투자자에게 문을 열어놓고 있음. 또한 향후 전력 생산 효율을 높이고 안정성을 높이기 위한 기술개발이 필요한 상황이라 다양한 분야의 잠재 기술협력 파트너로 참여 가능성 역시 열려있을 것임.

  - 솔라로드 컨소시엄에 흥미가 있는 기업, 기관, 정부는 TNO의 Gerrit Jan Valk에게 연락할 수 있음. (Gerritjan.Valk@tno.nl, +31 (0)6 53 54 80 30)

 

 

자료원: Solaroad.nl, tno.nl, ooms.nl, 안전행정부 및 KOTRA 암스테르담 무역관 종합