“홍보가 미흡했다. 부정적인 선입관은 실제 OLEV를 보면서 바뀔 것이다”

한국과학기술원(KAIST)의 온라인 전기버스(OLEV)는 국내에서 주행 중 충전과 관련한 기술적 의문을 불식시키고, 상용화를 위한 인프라 구축 및 운용 경제성 검토를 받고 있다. 그러나 OLEV의 도입은 기술, 경제성만 고려해 결정될 사안은 아니다. 갈수록 거세지는 기후변화협약, 친환경 도시교통의 요구 대응이 국가, 도시 차원의 브랜드 경쟁이 되면서 “한국이 리스크를 감내하고 OLEV로 新교통수단의 종주국이 될 지, 관망하다 타이틀을 빼앗길 지”의 문제가 됐다. 심포니지엄의 패널 토의에서 패널은 우리나라를 대표하는 교통공학자들로만 구성됐다. 이는 OLEV가 기술 검토 단계를 넘어서 시범도입에 근접했다는 의미로 해석된다.

전 교수 : 교통시스템 개선은 크게 4가지 방향에서 접근한다. 첫째, 기존 시스템을, 예를 들어 통신 등의 기술을 활용해 어떻게 하면 보다 효율적으로 개선시킬 수 있을까를 고민한다. 둘째는 대중교통을 장려하는 한편 친환경 교통수단을 늘리고 인프라를 확대하는 등 교통수단의 전환이다. 셋째는 교통수요의 관리다. 그리고 마지막이 경전철, 무가선 트램, 모노레일 등의 신교통 수단의 도입이다.
한국은 그동안 대중교통 수단으로 지하철, 버스만을 고려해왔지만 최근 들어 다양한 이견 속에 경전철, 모노레일 등의 도입을 활발히 추진하고 있다. KAIST의 OLEV 전기버스도  두 번째와 네 번째 접근에 해당한다.
OLEV의 비접촉 충전기술은 버스뿐만 아니라 트램에도 적용할 수 있다. 버스 교통의 최대장점은 궤도가 없는 곳을 갈 수 있는 유연성이다. 예전에는 OLEV에 대해 운행 코스에 인프라를 깔아 충전하기 때문에 과연 궤도 교통수단과 뭐가 다르냐고 생각했지만, 직접 OLEV를 보고난 이후 일종의 듀얼모드 시스템으로 궤도 전차를 보완하는 매우 유연한 시스템이라고 고쳐 생각하게 됐다. 가능성도 높다고 본다.
버스는 대량 교통수단인 지하철을 보완하기도 하지만 버스 전용차선을 통해 기간 교통수단으로 매우 중요한 역할을 수행하고 있다. OLEV는 이 버스 전용차선에 곧바로 적용할 수 있다. KAIST는 OLEV를 세종시에 도입하고 싶어하는 데 적절한 목표라고 생각한다.
OLEV의 경제 타당성 검토에 있어 CNG, 디젤, 전기버스 등과 운영비용만을 비교해선 안 될 것이다. 라이프사이클 주기분석을 통해 OLEV의 경제적 강점을 더욱 부각시켜야 할 것이다. 또 CO2 배출 자체가 이제는 ‘돈’이기 때문에 이와 관련된 분석도 필요하다.
다시 한 번 강조하고 싶은 것은 OLEV에 대한 홍보다. 부정적인 선입관은 실제 OLEV를 보면서 바뀔 것이다.

“OLEV는 친환경 교통수단으로서 상징성이 매우 크다.
신도시, 관광도시 등 홍보가 요구되는 도시에 적용돼야 할 것이다”

김 센터장 : OLEV는 타임紙는 물론 MIT  미디어랩에서 발간하는 저널에 소개됐었는데, 기존 교통수단과 차별화되는 녹색교통으로 세계의 주목을 받았고, 한국을 알리는데 크게 공헌했다. 개인적으로도 KAIST가 교통에서 OLEV라는 새로운 분야를 개척하는 파이오니아라고 생각한다.
우리나라의 버스 교통 분담률은 매우 높다. 또 우리의 버스 시스템은 강력한 IT기술을 활용해 BIS, BMS, T-머니 등 시스템을 구축하며 세계적인 수준에 올랐다. 버스는 고효율, 저비용의 대중교통 수단으로 향후 개발도상국에서 각광받을 것이다. OLEV는 이같은 인프라와 연계돼 큰 기회를 만들 것이다.
교통 시스템의 효율적 개발을 위해서는 정책적 뒷받침 아래 현장에서 기술이 개발돼야만 한다. OLEV가 처음 소개됐을 때 기술적으로 혁신적이고, 가능성 있다는 평가를 받았지만, 이것을 실제로 구축하고 관리하는데 있어 제도적 뒷받침이 이뤄지지 않아 현재 연구를 진행하는데 어려움이 많다.
한국교통연구원은 국토해양부의 의뢰를 받아 광역간선 급행버스(BRT)에 OLEV를 적용하는 방안에 대해 연구하고 있다. BRT에 적용했을 때 OLEV의 특징이 잘 반영되고, 현장에서 적용되고 유지·관리될 때 어떠한 제반 사안이 요구되는지를 파악해, 진행 중인 기술개발에 의견을 제시하는 역할을 하고 있다.
예를 들어 OLEV의 기술적 핵심은 차량의 레귤레이터, 인버터, 집전장치와 급전 인프라 등인데, 이런 부문의 설계는 실제 교통상황에 따라 달라질 수 있을 것이다. BRT 노선에서 버스는 정류소, 신호 교차로 등에서 정차하고, 또 주행 중 충전하는데, 이같은 교통 특성을 반영해 인버터 용량, 세그먼트 구간과 개수를 조정할 수 있을 것이다.
충전 인프라의 경우 서울대공원에 매설해 테스트했지만 다소 불안정적 요소가 있었고, 또 아직까지 실제 도로 구축 사례가 없어 다양한 의문이 있는 상황이다. 그러나 기술은 지속적으로 발전하고 있고, 대안이 있기 때문에 장애요인은 극복될 것이다. 경제성에서는 디젤, CNG, 전기버스 뿐만 아니라 굴절차량과 같은 버스-철도의 특성을 함께 갖는 바이모달(Bi-modal)도 포함돼 비교돼야 할 것이다.
OLEV는 단지 버스뿐만 아니라 인프라가 통합돼 운영되기 때문에 도로관리 주체의 협조가 절대적이고, 유지관리 방안이 함께 마련돼야 현실화될 수 있을 것이다. 이같은 차원에서 라이프사이클 차원의 비용분석도 요구된다. 
기술적으로 비접촉 충전은 응용 분야가 매우 다양하고, 기대효과가 높다. 또 OLEV는 교통에서 교통수단의 전기화, 교통의 유비쿼터스화와 잘 연계될 것이다. OLEV는 친환경 교통수단으로 상징성이 크기 때문에 신도시, 관광도시 등 홍보가 요구되는 도시에 적용돼야 할 것이다.
OLEV를 BRT에 적용한다면 경제적 가치뿐만 아니라 도시 자체가 주는 이미지와 잘 조화되는 도시, 노선에 선택돼 시범운영에 성공하고 국민들에게 새로운 교통수단으로 다가서야 할 것이다. 신교통수단 도입에 있어 정부부처의 협조는 절대적이다. 매설과 관련한 의문은 파트너십으로만 해결하기에는 한계가 있기 때문에 정부의 제도개선 등 협조가 요구된다. OLEV는 많은 사람들이 열정과 비전을 갖고, 가보지 않은 길을 리스크를 안고 가는 사업이다. 국내뿐만 아니라 국외에서도 우리가 개발한 친환경 교통수단으로 널리 알려지길 바란다.

“보다 구체화된 모델로 기술개발과 목표를 설정해야 할 것이다.
최소 50 km 노선을 목표로 R&D 추진도…”

고 위원 : 서울시는 2020년까지 대중교통의 50%를 전기차로, 2014년까지 단거리 노선에 377대의 전기버스를 도입하겠다고 했다. OLEV는 서울시 대중교통의 친환경화에 도움을 줄 수 있을 것이다.
OLEV를 디젤, CNG 버스와 비교하는 것은 맞지 않다고 본다. 이들은 이미 경쟁상대가 아니며, 전기버스나 트램과 비교해야 할 것이다. OLEV는 이제 어떤 노선에, 어떻게 투입할 것인지에 대한 보다 구체화된 모델을 제시하고 실증해 기술개발과 목표설정을 해야 할 것이다. 또 시민 입장에서 OLEV나 전기버스의 기술이 어찌됐든 간에 편리하면 되는 것이기 때문에 효율성, 경제성 이외의 다양한 경쟁요소에 대한 분석이 필요할 것이다.
OLEV의 강점이 주행 중 충전이니, 장거리 노선에 도전해 볼 필요가 있다고 본다. 서울시 전체 버스노선의 25%인 54개는 주행거리가 50 km가 넘는 중장거리 노선인데 이같은 노선을 목표로 OLEV의 R&D를 추진하는 것도 한 방법일 것이다.

“충전에서 안전성, 편의성이 가장 중요한 문제다.
무선충전은 유선충전에 비해 대단히 안전하고 편리하다”

조 교수 : 무선전화에서 이동전화로 전환할 때 경제성만을 고려한 것이 아니다. 전기차의 충전은 편의성, 안전성이 중요하다. 대용량 전력시스템, 예를 들어 세탁기를 젖은 손으로 조작할 때 감전사고가 일어나기도 한다. 전기차도 마찬가지다. 눈·비가 올 때 코드를 찾아 콘센트에 끼우는 것은 위험한 일이다. 예를 들어 런던에서는 주스 포인트를 이용해 충전할 때 감전사고가 꽤 발생했다고 한다. 유선에 비해 무선충전이 더 안전하다. 또 모바일폰으로 언제 어디서나 통화할 수 있는 것처럼, 무선충전은 충전을 위해 다른 동작이 필요 없어 대단히 편리하다.
경제성 분석은 가정을 어떻게 하느냐에 따라 크게 달라지겠지만, OLEV의 경쟁자는 유선 충전식 전기버스, 배터리 교환식 버스, 정차 시 무선충전하는 버스가 될 것이다. CO2 배출 문제, 기후변화 대응 트렌드로 볼 때 디젤, CNG 등은 경쟁 솔루션이 절대 될 수 없다.
가능하면 배터리를 적게 써 비용을 줄이고, 편리하고 안전한 솔루션이 각광받을 것이다. 인프라 관련 비용에서는 유선 충전소를 구축할 때 충전기 가격만 고려하는데 공간에 대한 비용 등도 고려해 비교해야 할 것이다. 

KAIST OLEV란?

KAIST는 공진상태 자기장 형상화 기술을 이용해 세계 최초로 차량 주행 및 정차 중 무선으로 대용량의 에너지를 안전하게 전달하는 SMFIR(Shaped Magnetic Field in Resonance) 기술을 개발했다. 상용 운행에 필요한 이격거리 20cm, 전력전송 효율 83%, 집전용량 75 kW를 확보했고 전자파 인체 안전성 24.1 mG 문제를 해결했다. 



이에 따라 온라인 전기차(Online Electric Vehicles, OLEV)는 도로에 급전선을 깔아 놓고 운행 중에 전력을 공급받으면서 충전한다. 차량이 출발할 때, 가속하거나 등판할 때, 정차 시에 세그먼트를 통해 무선 자동 충전하고 감속 시에는 회생제동한다. 급전 세그먼트는 노선의 약 20%에만 구축되며 실시간으로 차량 위치를 인식하고 차폐해 대기전력 손실을 감소시킨다. 일반도로가 충전소이기 때문에 충전을 위한 별도의 행위나 충전소가 필요치 않다. 차량은 수시로 충전하기 때문에 고용량의 배터리 탑재가 필요 없고 별도의 장시간 충전이 요구되지 않는다.

AEM_Automotive Electronics Magazine