도시 인구 증가와 기존 시설 노후화로 ‘도시 지속가능성’ 주목
도시 인프라 보호와 에너지 절감 목표로 혁신 솔루션 선보여
[에너지신문] 국제기구 UN에 의하면 2050년까지 전세계 인구의 약 70%가 도시에 거주할 것이며, 2030년까지 인구 1000만명 이상되는 ‘메가시티(Mega City)’가 현재 37개에서 43개로 증가할 것이라고 한다.
메가시티 생성 가속화와 함께 기존 도심 쇠퇴와 낙후 지역 발생 등이 문제로 대두되고 있다. 이로 인해 도시 경쟁력은 그대로 살리되 환경과 인간이 함께 공존할 수 있도록 최적의 생활환경을 제공하는 지속가능한 도시개발, 즉 ‘도시 지속가능성(Urban Sustainability)’의 중요성이 주목받고 있다.
인구 976만명에 육박한 서울은 ‘메가시티’를 목전에 두고 있다. 이 때문에 서울시는 도시 지속가능성에 중점을 둔 환경친화적 스마트 도시로 성장하기 위해 ‘서울 도시 재생 사업’을 본격 추진하고 있다.
이와 관련해 화학업계는 세계적 흐름에 더불어 뛰어난 기술력을 바탕으로 지속가능한 소재 개발 및 혁신적인 신재생 에너지 절감 솔루션을 선보이는 등 국내외 도시 자생력 강화를 위해 다양한 노력을 펼치고 있고 획기적인 제품들을 속속 선보이고 있다.
글로벌 화학기업인 바스프는 다져진 광물과 폴리우레탄의 혼합으로 1시간에 1m² 당 약 4000리터의 물을 흡수할 수 있는 엘라스토페이브(Elastopave) 소재를 개발했다.
이 소재는 통기성이 낮은 아스팔트나 콘크리트 대신, 지속가능한 도로 인프라 구축 대안 소재로 주목받고 있다. 폭우 시 빗물을 자연스럽게 땅밑으로 흘려보내 물 웅덩이 생성 방지 및 도로안전에 기여하며, 배수관 설치 등 기존 도로포장 시 발생하는 다운스트림 비용도 현저히 감소시킬 수 있다. 현재 수원시청을 포함해 남양주, 서초구, 국회의사당 주변 곳곳에 이 소재를 적용, 시민들에게 안전한 보도를 제공하고 있다.
한국화학연구원은 30여년 전부터 태양에너지를 활용하는 태양전지의 가치와 중요성을 인식, 1세대부터 3세대 태양전지까지 보다 저렴하고 효율 높은 화학소재와 공정개발에 역량을 집중해왔다. 이러한 연구 결과 중 최근 주목 받고 있는 것이 페로브스카이트(Perovskite)다.
페로브스카이트는 특별한 구조로 분자를 정렬해 태양전지에 적용하는 방법으로, 기존 태양전지의 낮은 효율성과 가격 경쟁력을 보완하고자 개발됐다. 이 기술은 원료를 잉크처럼 칠하면 필름 형태의 얇은 전지로 유연하게 구부릴 수 있고 가볍게 제작할 수 있어 도시 빌딩의 벽면이나 자동차 지붕 등 곡면에도 쉽게 설치할 수 있다.
지난 4월에는 새로운 구조의 박막기술을 개발해 내구성 강화는 물론, 태양전지 효율을 24.23%까지 끌어 올리며 고효율 및 고안전성을 입증해 태양 전지 상용화에 대한 기대를 높였다.
호주 국립대(Australian National University, ANU) 과학자들은 빛 투과율을 조절하면서 온도 제어를 할 수 있는 나노 필름을 개발했다.
나노 입자를 이용해 개발한 메타표면(metaspace)은 빛의 파장보다 훨씬 작은 크기의 메타물질로 만든 공간이다. 이를 활용한 나노 필름은 0~100%까지 투과율 조정이 가능해 건물 유리창에 적용시 에너지 절감에 기여할 수 있다.
도시 건물 창문에 적용할 경우 100% 빛을 투과시켜 겨울철 온도 보존이 가능하며 여름철에는 빛을 완전히 차단해 실내 온도를 내릴 수 있어 대형 빌딩 건축에 적용, ‘에너지절감형 건물’로변화할 수 있다.
또한 자동차에 활용하면 차창 투명도를 조절, 내부 보온과 냉동 상태를 조절할 수 있다. 나노 필름은 가벼우면서 매우 얇고, 손쉽게 가공할 수 있다는 특징이 있어 활용도가 다양해 현재 상용화를 위한 협의 중이다.