[한국뉴스투데이] 친환경 산업이란 녹색 산업 즉, 온실가스를 배출하는 화석에너지의 사용을 대체하고 에너지와 자원 사용의 효율을 높이며, 환경을 개선할 수 있는 재화의 생산과 서비스의 제공 등으로 탄소중립을 이루고 녹색성장을 촉진하는 산업을 말한다. 환경부에 따르면 전 세계 친환경 시장은 1조 2천억 달러에 이른다. 신재생에너지를 위한 노력이 각국의 정부, 기업 등에서 다양한 방법으로 추진 중이다. 주목받는 친환경 기술을 소개한다. [편집자주]

바이오 버스
2014년 11월 영국에는 세계 최초로 사람의 배설물을 에너지원으로 가는 버스가 등장했다. 웨섹스웨터의 자회사 젠에코사가 개발한 이 바이오 버스는 브리스톨 공항과 배스 시내 중심가 구간에서 운행 중이다. 

바이오 버스는 일반 버스와 달리 경유나 전기를 사용하지 않고, 사람의 배설물과 음식 쓰레기에서 나오는 바이오메탄가스만을 연료로 사용한다. 그럼에도 불구하고 바이오 버스는 최대 속도가 무려 300㎞에 달한다. 이 버스에 사용되는 가스는 이 지역 주민들의 배설물로 만든 것이다. 5명이 사람이 1년동안 배출하는 배설물이면 가스탱크 하나를 채울 수 있을 정도의 가스를 만들 수 있다. 

바이오 버스 엔진은 기존 버스의 디젤 엔진과 유사하며 압축 메탄가스는 버스 지붕 위에 설치된 탱크에 저장된다. 배설물은 55~75%가 물이고 25~45%는 메탄가스로 이루어져 있다. 여기 차지한 메탄가스가 석유를 대신해 버스의 연료가 되는 셈이다. 40인승으로 제작된 이 버스는 최근 브리스톨 공항과 배스 시내 중심가 구간에서 운행하기 시작했다. 바이오 버스는 기존 디젤 엔진의 버스보다 이산화탄소를 30%나 적게 배출하며, 재생 가능하고 지속적인 에너지를 사용하고 있다. 

바이오 버스의 연료가 되는 브리스톨 하수처리장은 이곳에 모인 배설물과 하수, 음식물 쓰레기에서 매년 1,700만m3의 바이오 메탄가스를 만들어 8,300가구에 전력을 공급해주기도 한다. 바이오 연료란 곡물이나 식물에서 원료를 추출해 만든 원료로 자동차 연료로 쓰이는 화석연료 대체 에너지원이다. 사용하는 것만으로 이산화탄소 발생량을 줄일 수 있는 친환경 대체 에너지원이다. 

솔라 페인트
지붕이나 집에 바르기만 하면 전기가 생산되는 솔라페인트는 태양열을 이용한 친환경 기술이다. 호주 벨버른의 RMIT대학교 연구진이 개발한 솔라 페인트는 공기 중의 수증기로부터 무제한으로 에너지를 생산하는데 페인트에 함유된 ‘실라카 겔’이 공기 존재하는 수증기, 즉 물을 이용해 수소와 산소를 무제한으로 만들어낸다. 

습기 제거제에 자주 쓰이는 실리카 겔은 중의 습기를 빨아들이는 역할을 하고 페인트 속에 들어 있는 합성 몰리브덴 황화물과 산화 티타늄 입자가 혼합되며 실리카 겔이 흡수한 물이 수소와 산소로 분리되는 원리이다. 이 과정에서 생산된 수소는 수소 연료로 사용될 수 있다.

일반 태양 전지로 불리는 솔라 패널은 빛에 민감한 실리콘으로 만들어진 웨이퍼를 사용해 만드는데, 웨이퍼는 많은 비용과 인력이 필요하고 유해한 화학 물질까지 사용되는 반면 솔라 페인트는 생산하기 간편하면서도 유해한 화학물질이 전혀 없다. 정제 과정이 간단해 인력 면에서도 경제적이다. 공기 중의 수증기와 태양열만을 이용해 수소 연료를 생산하기 때문에 매우 친환경적인 셈이다. 

업계는 솔라 페인트가 기존 솔라 패널과 비교해서 에너지 효율성이 다소 떨어진다는 단점만 보완한다면, 또 다른 대체 에너지가 될 수 있을 것으로 예상된다.

에어 젠 
최근 MIT 연구팀이 개발한 공기로 발전하는 장치 에어젠은 자연적으로 생긴 공기 중의 수증기로부터 전기를 얻는 방식이다.  에어젠은 박테리아 일종이 생성하는 전도성 단백질의 나노와이어를 두께 10미크론 미만 필름 상을 이용해 공기 중 수증기를 파악하고 전기를 발생시킨다. 

에어젠은 태양광이나 풍력 에너지와 달리 햇빛이나 바람이 필요 없다. 두께 10미크론 미만의 얇은 단백질 나노와이어 필름만 있으면 전기를 얻을 수 있어 말 그대로 24시간 쉬지 않고 클린에너지를 만들어 낼 수 있다. 에어젠을 발표한 미생물학자 데릭 러블리 박사는 에어젠을 두고 “지금까지 나온 단백질 나노와이어 가운데 가장 흥미롭고 놀라운 응용물”이라고 평가했다. 실제로 프로토타입이 제작되었을 뿐이지만 이미 소형 전자 장치에 공급할 수 있을 정도라고 한다. 

에어젠은 오염이 없고, 재생 가능하며, 저렴하다는 장점이 있다. 약간의 습기만 있으면 구동이 가능해 사하라 사막과 같이 건조한 지역에서도 전기를 생산할 수 있다. 또 충분한 발전 능력을 확보할 수 있게 된다면 정전 사태가 일어나면 곤란한 의료기기에도 유용하게 사용될 전망이다. 에어젠 기술은 햇빛과 바람을 필요로 하지 않기 때문에 태양광 패널 등이 없이도 24시간 발전하는 집을 만들거나 궁극적으론 대규모 시스템화해서 지속 가능한 에너지 생산을 할 수 있을 것으로 기대된다. 

클리어뷰 파워 윈도우
 최근 미국의 에너지 전문기업이 유리 창문을 태양광전지 패널로 대체할 수 있는 신재생에너지 기술을 개발해 주목 받고 있다. 미국 신소재 스타트업 유비쿼터스 에너지는 지난 2012년 개발한 태양광 유리패널 '클리어뷰 파워 윈도우'를 2024년초부터 대량생산을 준비 중이다. 유비쿼터스 에너지는 MIT공대 과학자들로 구성됐다. 

일반적으로 태양광 패널은 태양전지와 밀봉재, 백시트, 정션박스(전기배선을 모아놓는 박스) 등의 부품으로 구성돼 있어 투명한 유리창문으로 활용하기 힘든 반면 클리어뷰 파워 윈도우는 유기염료를 통해 포착된 적외선을 흡수하면서 전기로 변환하기 때문에 투명한 유리창문으로 활용할 수 있다는 장점이 있다. 핵심은 유리 표면을 코팅하는 데 사용할 수 있는 유기 염료다. 이 염료는 일반 창문처럼 가시광선을 통과시킬 수 있지만 햇빛으로부터 보이지 않는 적외선을 포착한다.

이 기술은 아직 기존 패널이 만드는 에너지의 3분의 2에 불과할만큼 효율이 낮다는 단점을 보완한다면 고층빌딩 창문은 물론, 자동차 유리, 스마트폰 디스플레이에도 적용해 유리창을 통해 충전하며 달리는 자동차와 충전이 따로 필요 없는 스마트폰이 나올 수 있을 것으로 기대된다.