기고/첨단 미래물류기술 어떻게 진화하고 있나?

물류의 분류는 크게 보관, 수송, 포장,  상하역 활동을 말한다. 그렇다면 이중에서 가장 많은 비용이 드는 부분은 무엇인가? 현재 생산 활동, 서비스업을 다루는 기업들은 원가 절감을 위해 피눈물 나는 노력을 아끼지 않고 있다. 그리고 그 답을 물류에서 찾고 있다. 어느새 물류는 과거에 괄시받던 산업이 아닌 모든 기업의 문제점들을 해결할 수 있는 메인산업이 된 것이다. 그렇다면 어느 부분에서 비용을 절감할 것인가? 앞서 질문한 내용을 보고 독자들은 생각할 것이다. 수송부분이다. 대부분의 독자들이 이렇게 생각할 것이다. 이것은 사실 반은 맞고 반은 틀린 답이다.

실제로 국내 물류활동에 드는 비용의 약 73%(출처: 국가물류비 산정 및 추이 분석) 내외로 수송부분에서 나온다.(국제수송을 포함할 경우 약79%)  그렇다면 수송에서 높은 비율을 차지하는 비용은? 바로 연료 즉 에너지다.   
    
에너지는 수송분야에만 극한 되는 것이 아니다. 재고유지관리, 포장, 하역비, 물류정보등 모든 활동에서 에너지를 사용한다. 즉 물류비 중 가장 많은 비용을 차지하는 것은 수송이 아닌 연료 즉 에너지인 것이다.

이 시대에 가장 대표적인 에너지는 바로 화석연료와 전기다. 하지만 현재 전 세계는 화석연료 석탄, 천연가스, 석유 등을 사용하여 전기를 생산하고 있으며, 원자력 발전의 경우 세계 전력 공급의 16% 만을 담당하고 있다. 하지만 화석연료는 온실효과로 인한 지구의 온난화 등의 문제를 야기했다.

원자력발전의 경우는 전기 생산량에 있어 화석연료보다 월등하나 그 위험성이 너무나 크기 때문에 국제원자력기구(IAEA)가 1992년부터 원자력 사고의 정도를 사건등급(Event Scale)을 도입하여 평가하고 있다. 이것이 국제원자력사고등급(INES, International Nuclear Event Scale)이며 0~7등급으로 구분된다. 0등급은 변이(Deviation), 1~3등급은 사건(Incident), 4~7등급은 사고(Accident)로 구분된다. 사건(Incident)은 위험이 시설 내부로 국한된 경우이고, 사고(Accident)는 위험이 외부로 확대된 경우이다. (네이버 캐스트 발췌)
원자력 발전 역사상 가장 큰 재앙은 1986년 4월 26일에 발생한 체르노빌 원전 사태다. 이는 우리가 생각할 수 있는 범위 그 이상의 재앙을 가져왔다. 사고 후 3개월 이내 사망자가 56명이며. 20만 명 이상이 피폭, 이중 2만 5000명이 사망하였다. 현재까지 직간접적으로 피해 사망자가 98만 여명으로 추정되고 있으며, 낙진의 80%가 떨어진 벨라루스는 전구토의 1/4이 출입금지 구역이 되었다. 이러한 사태를 수습하기 위해 천문학적인 액수를 투입하였으나 이는 구소련을 붕괴시키는 한 원인이 되었다.

그동안 원전 사고의 최악의 사고는 체르노빌이라고 불려왔으며, 원전 기술의 발전 등으로 인해 이런 일이 다시 발생하지 않을 것이라고 말해왔으나 자연재해로 인해 있어서는 안 될 일이 또 발생하고 말았다. 바로 후쿠시마 원전사태다.

이처럼 화석연료와 원자력발전은 인류에게 발전할 수 있는 에너지를 제공하였으나 내포하고 있는 잠재 위험으로 인해 화석연료를 사용하는 동력장치는 전기로 대체해가고 있으며, 전기생산은 원전과 화석연료가 아닌 대체에너지로 바꿔가고 있는 추세다.

하지만 아직까지 대체 에너지 생산 효율성은 극히 떨어져 기존을 대체하기에는 무리가 있다. 이에 해외 선진국은 새로운 컨셉트의 에너지 생산 기술을 개발 하고 있다.

꿈이 아닌 현실로 우주 태양광 발전

우주태양광 발전에 대한 개념은 이미 1970년대 미국 NASA와 에너지국 에서 나와 점차 발전되어 왔다. 우주태양광 발전이 지상에서 생산되어지는 태양광 발전과 다른점은 지상에 비해 우주공간에서 복사에너지가 10배로 태양광 에너지를 획득하는데 보다 효율적이며, 기후조건에 대한 영향이 적다 또한 화석연료 및 원자력 발전으로 인한 위험을 사전에 차단시켜 지구 온난화와 방사능에 대해 안전하다. 이외에도 인건비등이 들지 않으며, 우주공간에 있기 때문에 수명이 길다는 장점이 있다.

우주태양광 발전이 가능하기 위해서는 중요 요소기술이 함께 동반되어야 한다. 우선적으로 태양광발전 위성이다. 최대한의 태양광을 받아 얻는 전기에너지를 마이크로파 내지는 레이저로 변화시켜 지상으로 보내 이를 다시 전기로 변환하여 이용하도록 하는 기술이다. 위성이 최대한의 전기 에너지를 얻기 위해서는 태양전지판기술이 무엇보다 필수적이다.

현재 개발된 태양전지판 기술은 1990년대에만 불과해도 15%정도의 효율성을 보여 왔으나 최근 스펙트로랩(Spectrolab)사에서 40.5%의 효율을 가진 태양전지판을 개발하였다. 태양광을 전기로 변환시키는 기술은 우주태양광발전에 회의적이었던 사람들도 다시 돌려세워놓기에 충분한 기술개발이 이루어진 것이다.

태양전지판이 전기를 모았다면 다시 지구로 이 전기를 송전해야하는 문제가 생긴다. 이는 현재 2가지 방법에서 접근하여 개발하고 있다. 첫 번째는 마이크로파 송전이다. 마이크로파는 지구의 대기권 영향 없이 지상으로 송전할 수 있는 주파수이다. 이 주파수는 지상에 설치된 안테나로 수신하게 되며, 이를 다시 전기로 변환시키게 된다. 하지만 마이크로파는 중대한 문제가 있다. 마이크로파는 생명체에 안 좋은 영향을 미칠 수 있어 안전성에서 문제가 된다. 두 번째는 레이저 송전이다. 마이크로파보다 안전하며 현재까지 태양광 에너지의 42%를 레이저로 변환하는데 성공한바 있다.

독자들은 이런 생각을 할지 모른다. 과연 우주에서 지상까지 무선으로 전기를 공급할 수 있는 것일까? 무선전송 기술은 이미 우리 주위에서 볼 수 있으며 상품으로 나오고 있다.

대표적인 것은 바로 서울대공원에 있는 코끼리전기열차다. 코끼리전기열차는 도로 하부 5cm 밑에 특수 전기선을 매설해 자기장을 발생시킨 후 발생된 자기력을 차량이 무선으로 공급받아 이를 전기로 변환하여 동력원으로 사용한다.

이외에도 무선 휴대폰 충전기를 꼽을 수 있을 것이다. 무선전기 공급의 예는 이뿐만이 아니다 지상이 아닌 하늘에서도 무선전기 공급이 이미 이루어지고 있다. 대표적으로는 캐나다 통신연구센터에서 개발한 Stationary High Altitude Relay Platform은(이하SHARP) 지상에서 쏘아 올린 마이크로파를 통해 약 21km 고도에서 2km 써클을 몇 달이고 날 수 있다.

이외에도 록히드마틴사가 개발한 전기비행기인 스토커는 레이저빔 충전장치를 통해 비행하며 레이저빔만 쏘아준다면 고장이나 수리가 필요하기 전까지는 영원히 하늘을 날수 있는 것이다.

물류는 항상 환경오염의 주 원인중 하나로 손꼽아 왔다. 이를 부정하진 않는다. 분명 물류의 주 에너지원은 화석연료와 전기였다. 화석연료는 말할 것도 없으며 전기 또한 생산하는데 있어 화석연료 등을 사용하여 직간접적인 환경오염을 가져왔다. 이뿐 아니라 고갈되어가고 있는 화석연료를 사용하여 비용을 더욱 높이게 되는 상황에 이르렀다.

하지만 이제 무한 에너지인 대체에너지를 물류가 사용하기 시작했으며 더 나아가 에너지원을 우주에서 까지 얻을 수 있는 길이 아주 작지만 보이기 시작했다.

물류는 분명 인류발전에 가장 큰 기여를 하였다. 또한 환경오염 등의 위험을 가져오기도 했다. 이제 물류가 이에 대한 책임을 져야할 때가 왔다. < 코리아쉬핑가제트 >