‘신재생에너지 적용사례 및 기술동향 조사 연구’ 보고서
한국신재생에너지협회 ‘섬유-에너지 융복합’ 비전 제시

웨어러블 인터넷 융복합하이테크는 차세대 먹거리
태양광ㆍ풍력발전도 섬유와 융합땐 신개념 아이템

다보스포럼 ‘나노기술’ ‘웨어러블’ 융복합 등 키워드
적용분야 다양ㆍ융복합 시너지 폭발…연구 탄력 기대

섬유-신재생에너지 융합 통한 하이테크 시대를 열자!
(사)한국신재생에너지협회(회장 윤동준)가 섬유ㆍ에너지산업의 융복합의 당위성을 내세우면서 이에 따른 차세대 하이테크산업의 비전을 제시했다.
협회는 최근 ‘최신 산업소재 적용 신재생에너지 적용사례 및 기술동향 조사 연구’(총괄책임 홍권표ㆍ수행책임 민영재) 보고서를 내고 융복합하이테크 산업이야말로 차세대 먹거리이며 제4차 산업혁명에 대비할 수 있는 동력이라고 강조했다.
보고서는 한국섬유수출입조합(이사장 민은기)과 협업 형태로 이뤄졌다.
올해 1월 스위스 다보스에서 열린 세계경제포럼(다보스포럼)의 화두는 제4차 산업혁명으로 바이오, 나노기술, 웨어러블 인터넷, 무인 자동차, 재료공학 등 지금까지 진보를 이룬 과학기술들의 융합이 키워드였다.
이에 신재생에너지협회가 섬유-에너지 융복합의 동기부여를 촉진시키며 관련 프로젝트에 선봉에 선 것이다.
신재생에너지협회가 특히 주목하고 있는 것은 웨어러블 인터넷이다.
이를테면 테이블에 있는 컴퓨터가 우리의 의복 속으로 들어가 개인의 헬스 체크, 아동실종 방지, 맞춤형 의류 적용 등 인류의 삶에 다양한 기능 제공이 가능한 것으로 고부가가치 미래 산업이다.
협회는 에너지는 기존의 화석연료만으로는 뒷받침하기가 불가능함으로 우리 주위 환경으로부터 얻을 수 있어야 하고, 또 앞으로 빠르게 다가오는 제 4차 산업혁명을 대비할 수 있는 것은 신재생에너지를 이용한 섬유 융합 혹은 산업용 섬유를 신재생에너지 설비에 사용하는 것이라고 강조하고 있다.
특히 우리의 섬유산업은 우수한 의류 분야를 바탕으로 산업용 섬유 비중을 넓혀가며 보다 하이테크 산업으로 빠른 진화가 필요한 시점이라는 것.

신재생에너지협회는 이와 함께 태양광 융복합 섬유아이템도 소개했다.
태양광을 통해 전기 생산이 가능한 고효율 고분자 물질을 원사에 코팅해 기존의 직조기로 섬유를 만드는 공법, 태양을 이용해 전기를 저장하는 섬유전지, 각종 센서를 장착한 심장 감지 브래지어, 스마트 러닝화, 네트워크로 연결되는 재킷, 근접감지 셔츠, 부상방지용 갑옷 등의 개발 등이다.
또한 풍력발전기 응용제품 개발에도 적극 나서야 한다고 강조했다.
풍력발전기의 날개 표면에 사용되는 유리섬유 및 탄소섬유의 비중이 증가하고 있는 가운데 갈수록 대용량의 발전기가 개발되면 탄소섬유 비중이 늘고, 케블라와 같은 가볍고 강성이 우수한 섬유도 용도가 크게 확대될 것이라는 것이다.
현재 전기차와 친환경 차량으로 경쟁을 벌이고 있는 연료전지차, 대용량 발전기로 사용되고 있는 연료전지(Fuel Cell) 역시 카본 펠트(Carbon Feit, 탄소 섬유로 만든 부직포)를 이용해 산소나 수소 등 기체의 확산을 돕고 불활성 기체의 배출 기능을 가진 역할을 하고 있다. 하지만 아직 이 분야는 해외에서 제품을 수입하는 실정으로 국내 소재 개발이 절실한 시점이다.
풍력분야는 유리 및 탄소섬유를 이용해 블레이드의 경량화 및 강성을 확보해 대형 풍력 및 해상 풍력발전에 적합한 소재로 전체 중량의 50% 이상을 섬유로 사용하고 있다. 따라서 향후 차세대 섬유인 케블라 이용도 검토되고 있다.
연료전지는 발전용, 차량용에 사용되는 전기를 생산하는 발전기 중의 하나이며, 이중 스택(전기를 생산하는 핵심파트)에는 GDL(Gas Diffusion Layer)이 있어 안정적으로 수소와 산소를 공급하는 탄소 부직포 소재가 사용되고 있다. 이는 전 세계적으로 탄소섬유의 원천기술을 확보한 일본, 독일, 캐나다 등 주요 국가가 기술을 독점하고 있다.
우리나라도 현재 이분야 자체 기술 확보를 서두르고 있으며 수송용에는 일부가 개발돼 적용 중에 있다.
섬유는 가늘고 길며 유연한 특성을 가지는 1차원 재료로서 부드러우며 성형이 자유롭다.
또한 표면적이 넓어 대면적 제작이 가능하다. 이같은 섬유 또는 사(絲)는 제직ㆍ편직ㆍ전기방사 등의 공정에 의해 패브릭이 되고, 재단ㆍ봉제를 통해 3차원 구조적인 의복을 구성한다.
의복은 물론 침대ㆍ벽ㆍ실내장식ㆍ바닥재 등 인체가 종일 접촉하는 표면의 70% 이상이 섬유로 구성돼 있는 까닭에 에너지 수확ㆍ저장, 센서 및 휴대용 전자장치를 섬유구조로 개발하거나 섬유 제품 안에 통합하는 시도 등이 지속 전개되고 있다.
신재생에너지 부분은 신재생에너지 개발ㆍ이용ㆍ보급 촉진법에 태양광, 풍력, 연료전지, 지열, 바이오, 폐기물, 해양, 수소 석탄가스화, 수력 등 10가지로 구분하고, 최근 신재생에너지와 ESS(전기저장장치)가 결합되는 설비도 추가됐다.
섬유에 적용할 수 있는 신재생에너지원은 다양하고 응용범위가 넓다. 태양광에너지로 CIGS(Copper, Indium, Gallium, Selenide라는 화합물로 만든 태양전지), 염료감응, 유기 태양전지도 유용하게 사용되고 있는 상황이다.
업계와 전문가들은 “현재 섬유산업이 처한 저효율 노동집약성을 타개하고 경쟁력을 극대화하기 위해서는 섬유와 ITㆍ에너지 등이 결합한 미래 첨단산업으로의 전환을 서둘러야 한다”고 입을 모은다.
신재생에너지협회의 이번 조사 연구를 계기로 국내에서도 신재생에너지-섬유 융복합 개발이 한층 속도를 낼 것으로 전망된다.