[무선전력과 전기자동차 ①] 무선급전기술, 휴대 시장 능가한다

[무선전력과 전기자동차 ②] 무선전력에 의해 자동주행 실현될 수 있을까?

무선전력으로 실현되는 미래의 교통 시스템

주행 중 충전과 자동 주행에 달렸다

무선급전기술은 전기자동차를 포함한 기기의 전동화를 가속하고 전기 케이블의 철폐에서 시작해 미래의 교통사회도 극적으로 바꿀 만한 원동력을 갖고 있다. 무선급전기술이 성숙하고 라스트 원 미터를 완전히 극복하면 언제 어디서나 무선급전이 실현되는 사회인 유비쿼터스 에너지 사회가 실현될 것이다. 특히 무선급전기술을 구사해 미래의 교통 시스템은 현재의 교통 시스템과 비교해 극적으로 변할 가능성이 있으며, 그 열쇠를 쥐고 있는 것은 주행 중 충전과 자동 주행이다.

왜 우리는 가솔린차에서 전기자동차로 갈아타는 걸까. 그리고 전기자동차가 미래의 교통사회에서 어떠한 의미를 갖고 있을까.
큰 시야에서 봤을 때 가솔린차와 전기자동차 중 어느 쪽이 기술이나 산업이 성숙해 가는 과정에서 과도기를 지탱하는 기술이 될 것이며, 어느 쪽이 영속적으로 남는 기술이 될 것인가. 당분간은 가솔린차와 전기자동차와 연료전지차 등의 베스트 믹스가 차세대의 기술이 되겠지만 경유와 레귤러와 하이오크와 EV 충전의 차이만 하더라도 버거운 상황에서 결국에는 기업도 유저도 복잡한 시스템에 견딜 수 없게 되는 것은 뻔하다. 그리고 결국 유저는 편리성을 가장 중요한 항목으로 꼽을 것은 부정할 수 없다.
에너지의 분배는 라스트 원 미터의 지점에서 가장 번거로워지는 것이 본질이다. 2007년 이전에는 석유도 전기도 큰 차이 없이 취급하기 어려웠다.
그러나 2007년에 무선급전기술이 진화하고 전동화되어 전기를 에너지원으로 하는 탈것은 라스트 원 미터의 문제를 모두 해결할 수 있는 가능성을 열었다.
무선급전기술은 전기자동차를 포함한 기기의 전동화 움직임을 가속화하는 데 큰 힘이 되고 전기 케이블의 철폐에서 시작해 미래의 교통 사회도 극적으로 바꿀 수 있는 원동력을 갖고 있다.

서론

앞으로 얼마나 석유를 사용할 수 있을까. 수도 없이 반복되는 이 질문에 과거부터 미래의 교통 사회 예측은 좌우되었다.
과거의 예측에서는 가솔린을 사용할 수 없게 되어 별도의 에너지원이 필요하며 그것에 적합한 탈것이 필요해질 것이라고 했다. 그 답 중 하나가 전기자동차일 것이다. 그러면 이 예측이 맞아떨어진 걸까. 절반은 틀렸고 절반은 맞았다고 할 수 있다. 아는 바와 같이 가솔린은 지금도 과거처럼 사용하고 있으며 그리고 전기자동차도 보급되기 시작했다.
1980년 당시 기준으로 석유를 향후 몇 년 사용할 수 있을까 하는 예측에서는 약 30년이라고 봤다. 예측대로라면 2012년 현재 석유는 고갈되고 가솔린차는 움직이지 않아야 했다.
여기서는 앞으로 몇 년 석유를 사용할 수 있을지를 연수로 나타낸 가채연수라는 지표를 그 당시의 예측으로 했다. 가채연수=세계의 석유 매장량÷연간 사용량이다. 그리고 1992년에는 석유를 당시 기준으로 향후 약 40년이라고 했다. 20년 후인 2012년 현재 석유의 사용 가능 연수를 향후 약 54년으로 봤다.
아는 바와 같이 옛날부터 가채연수는 매년 보합 또는 증가하는 현상을 보였으며 과학적으로는 올바른 데이터이기는 하지만 해석 방법의 오해도 수반해 석유의 고갈에 대한 위기감은 설득력을 잃게 됐다.
그러면 석유가 풍부하기 때문에 가솔린차는 이대로 좋은 것일까. 사회가 제출한 대답은 노이다. 답은 전기자동차였다. 가솔린이 당장은 고갈하지 않을 거라고 알고 있는 상황에서도 가솔린차가 아닌 전기자동차에 거는 기대가 높아진 것은 지구온난화 방지를 위해 CO2를 절감한다는 의의에서 기인한 것이라고 할 수 있다.
당연히 언제가 없어질 석유라는 에너지에 대한 위기감이 배후에 있다. 만약 지구온난화 방지라는 슬로건이 없으면 어떻게 됐을지는 알 수 없지만 수십 년에 한 번 이런 종류의 지구 전체에 관련된 위기감이 기술 진화의 방향성을 정하는 큰 요인이 되고 있다.

무선급전기술의 잠재력 어디까지… 휴대 시장 능가할 것

2007년 MIT의 가계공명 논문 발표 이전과 이후의 무선급전 업계는 완전히 별개다. 2007년에 발표된 1m의 에어 갭으로 효율 약 90%라는 숫자는 누구도 본 적이 없는 경이적인 수치였다.
무선급전기술의 하나인 전자유도라는 현상을 배운 사람도 효율에 대해서는 크게 주목해서 배우지 않았으므로 그 수치가 어느 정도 무서운지 실감하는 것은 어려울지 모른다. 그러나 기존 기술에서는 전력이 닿는 거리인 에어 갭이 1cm 정도였다는 사실을 안다면 그 두려움을 어느 정도 알 수 있지 않을까 생각한다.
MIT가 발표한 자계공명기술은 전자유도기술의 공진현상을 제대로 사용한 것으로서 설명할 수 있는 기술이다. 이제 막 태어난 기술이지만 잠재력은 이루 다 헤아릴 수 없다.
휴대 시장의 규모도 능가할 것으로 보이는 무선급선기술이 앞으로 산업에 미칠 영향은 크다. 수cm의 에어갭과 1m의 에어갭은 에어갭이 커졌다는 의미 이상의 가치가 생겨난다. 그것이 라스트 원 미터(최후의 1m)다.

라스트 원 미터

통신 업계에서는 라스트 원 미터를 어떻게 유저에게 제공할지가 문제 됐지만 전력에서는 라스트 원 미터의 전력 공급이 문제가 된다. 그러나 기술적으로 불가능한 것으로 여겨졌기 때문에 문제조차 되지 않았다.
사실 많은 장소에서 라스트 원 미터가 큰 장벽이었지만 인간의 높은 적응력으로 인해 그것을 고통으로 여기지 않고 문제라고는 인식하지 않았다. 그래서 라스트 원 미터의 문제에 대해 생각하기로 한다.
전기는 구석구석까지 모든 곳으로 전해진다. 도로에는 전신주와 전선이 있고 건물에는 벽 안이나 발밑의 배선, 머리 위의 형광등, 눈앞의 PC 등 도처에 전기는 전해진다.
바깥에서는 수m 앞, 건물 내에서는 상하좌우 1m 앞에는 반드시 전기가 존재한다. 그곳에서 실제의 애플리케이션까지의 1m(라스트 원 미터)의 전력을 어떻게 연결할지가 문제이며 그 열쇠를 쥐고 있는 것이 무선급전기술이다.
지금까지의 상식으로는 라스트 원 미터의 전기를 보내는 방법은 전기 코드를 접속하는 방법뿐이며 접속 작업의 번잡함과 전기 코드의 존재 등 여러 제약을 받아 언제나 어디서나 손쉽게 급전할 수 있는 상황은 아니었다.
한편 무선급전기술에 의해 라스트 원 미터를 전원 코드 없이 보낼 수 있다고 한다. 이름 그대로 무선으로 전력을 보낼 수 있기 때문에 전기 코드를 접속하는 작업을 할 필요가 없는 것이다.
유저는 정해진 일정한 존에 물건을 놓기만 하면 아무 것도 하지 않아도 자동 충전이 된다. 예를 들면 휴대전화와 노트북을 책상 위에 놓아두면 자기도 모르는 사이에 충전된다.
또 일정한 존을 넓히면 건물 내의 모든 개소에서 자동 충전되는 무선충전 하우스를 만들 수도 있어 올전화(all 電化. 가정에서 이용하는 모든 에너지, 특히 조리·급탕·난방을 전기로 조달하는 주택) 주택과도 상성이 좋다.
이들 충전되는 존은 무선 LAN 스폿과 마찬가지로 무선충전 스폿으로서 설치되고 음식점이나 역에서는 당연히 설치될 가능성이 있다.
그리고 당연히 라스트 원 미터의 대상은 전기자동차도 포함된다. 현재는 일상적으로 이루어지는 번잡한 전기 케이블을 접속해 충전하는 작업이 전기자동차의 보급에 저해되지 않을까 우려하고 있으며 주차를 하면 무선으로 자동 충전되는 시스템에 주목이 집중되고 있다.
무선자동급전의 가장 큰 메리트는 역시 편리함이다. 편리하면 당연히 유저의 이용률이 높아지고, 결국 무선급전이 전기자동차의 보급에 큰 후원자 역할을 할 것으로 기대한다. 그리고 장래적으로는 주행 중 충전의 실현으로도 이어진다.
무선급전기술이 성숙하고 라스트 원 미터를 완전히 극복하면 언제 어디서나 무선급전이 실현되는 사회인 유비쿼터스 에너지 사회가 실현될 것이다. 무선급전기술을 구사해 미래의 교통 시스템은 현재의 교통 시스템과 비교해 극적으로 변할 가능성이 있다. 열쇠를 쥐고 있는 것은 주행 중 충전과 자동 주행이다.