① 미세먼지 - 친환경에너지 사용증대로 석탄 화력 발전의 비중을 낮추어야 합니다. - 자동차에 쓰이는 하이브리드 기술을 지하철, 엘리베이터 등 생활의 다양한 영역에 응용하면 좋습니다.

미세먼지로 뿌연 봄 하늘을 보고 있으면 우울하기 그지없네요. 미세먼지는 자동차의 매연, 공장의 매연, 화력 발전소에서 전기를 만들 때, 가정에서 주방일을 할 때 주로 발생하는데요. 오늘은 석탄 화력발전 비중을 줄이고, 친환경 재생 에너지의 사용증가를 통해 미세먼지의 해결에 조금이나마 도움이 되는 방법을 한가지 말씀드려 보도록 하겠습니다.

우리나라에서 석탄 화력 발전의 비중은 약 40% 내외, 원자력 발전의 비중은 26% 내외에 육박하며, 기타 외 수력을 이용한 발전이 주를 이루고 있는 것으로 알고 있습니다. 하지만 풍력, 태양광 등과 같은 친환경 에너지를 이용한 발전의 비중은 약 1.6%에 불과하다고 합니다.

우리나라에서 친환경 에너지의 사용량을 늘릴 수 있다면 석탄 화력 발전의 비중을 낮출 수 있으므로 미세먼지의 해결에 도움이 될 것입니다. 하지만 우리나라에서 친환경 에너지를 이용한 발전의 비중이 낮은 이유 중 하나는 전기 사용료는 싼 데 반하여, 친환경 에너지를 이용하여 발전할 경우 생산단가가 매우 비싸기 때문이라고 알고 있습니다.

태양광 또는 풍력 발전을 위해서는 일정 규모 이상의 부지가 필요한데요. 땅을 매입하던지, 땅을 사용하는 대가로 땅 주인에게 돈을 지급하든지 해야 하므로 생산 단가가 그만큼 비싸지기도 할 것입니다. 또한, 태양광은 태양이 없는 흐린 날, 비 오는 날, 이른 오전, 늦은 오후, 밤 시간대에는 쓸 수 없으며, 풍력 발전 또한 바람이 없는 날은 효율이 매우 떨어질 것입니다. 관점을 달리 생각해 본다면 전기에너지를 재활용하여 헛되이 소모되는 전기를 아낄 수 있다면, 그만큼 석탄 화력발전 의존성을 줄일 수 있을 것으로 생각됩니다.

제가 생각해본 전기의 재활용에 대한 해답은 자동차에 적용되는 하이브리드 기술에서 찾을 수 있다고 생각합니다.

하이브리드 자동차에 적용되는 기술 중 달리던 자동차가 속도를 줄이거나, 정지할 때 운동에너지가 감소하게 되는데요, 운동에너지를 회수하여 전기에너지로 바꾸는 기술이 있습니다. 이러한 하이브리드 기술을 지하철이나 엘리베이터 등에 이용하면 좋겠다는 생각이 듭니다.

지하철 열차는 역마다 서야 하므로 수시로 정지, 가속, 감속을 반복하게 되기 때문에 열차가 설 때마다 감소하는 운동에너지를 전기에너지로 전환하게 된다면 상당한 양의 전력을 다시 얻을 수 있으며, 이를 다시 지하철 열차의 운행에 필요한 전력으로 재활용하게 된다면 전기를 절약할 수 있는 효과가 있을 것입니다.

지하철뿐만 아니라 많은 사람이나 짐을 싣고 수시로 오르락내리락하는 엘리베이터도 수시로 서다 가다를 반복하게 되는데요. 엘리베이터 등에도 하이브리드 기술을 적용할 수 있다고 생각합니다. 사람의 이용이 많은 백화점, 초고층 빌딩, 상업시설, 관공서, 지하철역, 오피스 빌등 등의 엘리베이터에 하이브리드 기술을 응용한다면 전기에너지를 재활용한다는 측면에서 효율적이라 생각합니다.

하이브리드 기술을 이용한 전기의 재활용은 경제적일까요? 적어도 저의 관점에서는 태양광이나 풍력발전보다 발전단가가 싸게 먹힐 거라 생각합니다. 그 이유는 다음과 같습니다.

1. 대규모의 공간이 필요하지 않습니다. 태양광, 풍력발전과 달리 부지매입이 필요 없습니다.

지하철 열차의 바퀴, 엘리베이터의 도르래 등에 전기 발생장치를 설치하고, 여기에서 발생한 전기를 저장할 수 있는 배터리와, 이를 위한 최소한의 공간만 필요합니다.

2. 제작비용이 쌉니다.

지하철 열차, 엘리베이터를 움직이기 위해서는 전기모터의 원리를 이용합니다.

s극과 n극으로된 자속과 구리전선만 있으면 되는데요, 자기장의 원리를 이용하여 전기가 흐르면 모터가 돌아갑니다, 반대로 모터에 힘을 가해서 모터를 움직이면 자연스럽게 전기가 생성됩니다.

열차나 엘리베이터가 운행할때에는 전기모터가 돌아갑니다. 반대로 열차, 엘리베이터가 정지하려면 전기모터의 회전속도가 느려집니다. 그러면 이때에는 전기가 발생하게 되는데요, 이 전기를 재활용하기만 하면 되기 때문에 별도의 제작비용이 들지 않습니다.

3. 날씨 기후의 영향을 받지 않고 안정적이고, 지속적해서 전기에너지를 생산할 수 있습니다.

백화점 영업시간, 지하철 영업시간, 사무실 영업시간 동안 지하철이 수시로 멈추고, 엘리베이터가 수시로 멈추는 동안은 지속해서 전기에너지를 재활용할 수 있습니다. 일반적으로 밤보다는 낮 동안에 전기의 소모가 많은데요, 엘리베이터, 지하철 열차 등은 사람이 활동하는 낮 동안에 가동하기 때문에 이때 필요한 에너지 일부를 충당하는 데 도움이 됩니다. 그러면 하이브리드 기술을 이용할 경우 얼마만큼의 화석연료를 절약할 수 있을까요? 하이브리드 차량의 연비를 살펴보면 대략적인 가늠이 될 것으로 보입니다. 

현재 시판되는 그렌져 2018년 모델을 기준으로 보면 

그렌져 하이브리드 휘발유 모델의 연비: 16.2km/l

그렌져 휘발유 모델의 연비: 11.2km/l 로 나와 있습니다. 100km 라는 동일 거리를 주행하였을 때에 하이브리드 차량이 비슷한 조건의 차량에 비하여 연비가 약 30%가량 좋은 것으로 확인할 수 있습니다.

자동차는 하이브리드 전용 배터리를 내장하고 달리기 때문에 그만큼 동급 휘발유 차량보다 무게가 더욱더 나간다는 단점이 있습니다. 하지만 지하철, 엘리베이터 등은 하이브리드 전용 배터리를 외부에 설치할 수 있으므로 그만큼 무게를 더욱더 줄일 수 있으므로 효율성이 더 낫지 않을까 생각합니다.

결론을 요약하겠습니다.

1. 미세먼지를 줄이기 위해서는 석탄 화력발전의 사용을 줄여야 한다.

2. 그렇다면 석탄 화력 발전의 비중을 낮추고, 전기를 재활용하여 전기를 아낄 수 있는 기술을 생각해보자.

3. 자동차에 적용되는 하이브리드 기술을 이용하여 전기를 재생산해내면 태양광, 풍력발전보다 단가가 훨씬 싸게 먹힐 것이다. (부지매입 비용 없음, 자석과 구리선만 있으면 전기생산 - 생산방식이 단순하다. 지하철은 새벽부터 밤늦게까지 꾸준히, 일정한 간격으로 운행하기 때문에 안정적으로 전력을 얻을 수 있다. 엘리베이터도 마찬가지.)

4. 약 30%가량의 절감 효과가 있을 것으로 생각합니다. (실제로는 차이가 다소 있을 것입니다.)

5. 엘리베이터, 지하철을 이용하기 위해 사용되는 화석연료의 비중을 30% 줄일 수 있으며, 그만큼 석탄 화력 발전의 비중을 낮추어서 미세먼지를 절감할 수 있습니다.

대략적인 설명해 드렸습니다. 우리나라는 지금 현대, 기아 자동차에서 하이브리드를 이용한 자동차를 생산하고 있습니다. 해당 분야의 연구자들과 협업하여 하이브리드 시스템을 엘리베이터, 지하철뿐만 아니라 놀이동산의 각종 놀이기구 등 다양한 분야에 접목한다면 상당한 양의 전기절감 효과로 이어질 것이며, 이는 석탄 화력 발전의 비중을 낮춤으로써 미세먼지의 해결에 조금이나마 도움이 될 것으로 생각합니다.

② 미세먼지 저감 ㅡ 아파트 재개발 시에 오래된 나무들 베지 말고 가까운 인근 공원에 재식재 하기. 

30~40년 이상 된 낡은 아파트들은 아름드리나무들이 많습니다. 나이가 오래되고 덩치가 큰 만큼 도시민들에게 많은 녹지도 제공하고 도심 열섬 현상도 해결해 줄 뿐만 아니라 미세먼지 정화기능도 우수합니다. 경제성을 이유로 나무를 베어서 없애는 거로 알고 있어요. 이 나무들을 가까운 인근 공원 또는 공터나 새로 만들어지는 도로변, 주변에 새로 개발되는 신도시 등에 옮겨심으면 미세먼지 제거에 많은 도움이 될 것입니다.

나무를 멀리 가져가게 되면 커다란 트럭 한 대로 하루 한 번 운반 가능하지만 가까운 거리이면 하루 2~3번 이상 운반이 가능할 것이고 그만큼 운임비용을 절감할 수 있을 것입니다. 또한, 해당 나무를 일단 한군데에다 심은 후에 다른 필요한 곳에 재식재 하면 그만큼 운임비, 인건비용이 두 배로 듭니다.

해당 지역의 아파트 재개발 업무를 담당하는 부서, 주변의 신도시 개발을 담당하는 부서, 공원을 관리하는 부서들이 상호 긴밀히 공조 협조하여 실시간으로 나무를 캐고 바로 나무가 필요한 곳을 이송하여 나무를 심는다면 참 효율적일 것 같습니다.

③ 커튼윌 빌딩 겉보기엔 좋지만, 에너지 낭비가 심합니다.

미세먼지가 사회적 이슈로 주목받는 요즘 석탄 같은 화석에너지를 이용한 화력발전의 비중이 40%에 달합니다. 그리고 통유리 형태로 되어있는 초대형빌딩은 겉보기에는 좋지만, 환기가 잘 안 되어서 5월만 되어도 더워서 에어컨을 틀어야 합니다. 그만큼 전기낭비가 심하고 전기를 생산하기 위해 화력발전은 돌아갑니다. 화력발전이 도는 만큼 미세먼지는 발생하고.

담장을 타고 기어오르는 덩굴식물들을 커튼월형태의 대형빌딩 옆에 심는 것을 법제화하면 어떨까요? 아마 3층가량은 뻗어서 올라갈 것이고 3층 높이까지는 풍부 그늘을 만들어주어서 그만큼 에어컨을 덜 돌리니 화력발전 덜 돌아가서 좋고 도심에는 그만큼 녹지가 많이 생겨서 좋고 여름철 열섬현상 해소에도 좋고 덩굴들이 미세먼지 제거해주니 좋고 누이 좋고 매부 좋고 할 것입니다.

자영업자들이 운영하는 상가건물은 간판을 가리면 생계에 지장이 있고, 주거용 아파트는 입주민들의 조망권 문제도 있으니 업무용 건물, 관공서, 연구소, 아파트형 공장 등을 대상으로 하면 좋을 것 같습니다.