사업구상 - 무선 충전 도로

 오늘은 대대 중대간부들과 퇴근 후 하천 도로를 뛰면서 이런 저런 이야기를 나누다가 자동차에 관련된 이야기를 나누었다. 

 

 경유차를 곧 운전할 계획인데, 괜찮은지 아닌지 물어보았을 때, 경유차는 비추한다는 답변을 받았다. 그러다가 이야기는 전기차로 흐르게 되었다. 

 

 전기차는 조용하고, 요즘 잘나간다는 이야기를 하였다. 하지만 이내 전기차에 대한 문제점에 대해서 이야기를 하였다. 충전문제였다. 아직까지 기름을 넣는 차보다 충전속도 면에서 많이 더디다는 것이다. 그래서 그 문제점의 해답으로 생각한 것이 스마트폰에 무선충전기에서 아이디어를 딴 무선충전도로이다.

 

 무선충전도로는 현재 없는 것으로 알고 있다. 일단 들어본 적이 없기 때문이다. 

 

 단순히 도로를 정비하는 사업에서 더 나아가 무선충전이 가능하도록 하기위해서는 대대적인 공사가 필요하다. 하지만 이 상상이 재미있음으로 현실화를 위해 조금 생각해보고자 이 글을 남기게 된다. 

 

 우선적으로, 사업화하기 위해 생각나는 문제식별 사항은 다음과 같다.

 

1. 구조적 안정성

2. 기술적 실현가능성

3. 수익성

4. 비용

5. 전기차 시장 성장률 

 

 문제식별 사항을 차례대로 살펴보고자 한다.

 

 첫번째로 구조적 안정성이다. 구조적 안정성은 무선충전도로가 현재 운용되는 차량들의 하중을 버티면서 무선충전의 역할을 할 수 있는지를 생각해보고자 하는 것이다. 

 구글링으로 검색한 결과 가볍게 검색만 해보았을 때, 차선하중(바퀴가 지나가는 라인에서 견뎌내는 하중)의 경우 최대 15t 가량의 전단력 하중을 버텨야 하는 것으로 식별이 된다. 대게 도로는 콘크리트 작업으로 진행되기에 차선하중에 대한 베테랑들은 많이 있을 것이다. 다만, 스마트폰 무선충전기의 모든 면에서 스마트폰이 충전이 안 되는 것처럼 도로 전체에서 무선 충전 기능을 발휘할 필요는 없다. 비용을 줄이기 위해서라도 무선충전가능 지역을 바퀴가 지나지 않는 바퀴 사이에 라인에 라인을 매설하면 비용과 효율성 면에서 더 좋을 것으로 생각된다.

 오토바이 같은 경우 크게 하중을 트럭이나 다른 승합차에 비해 무게가 가볍기 때문에 무거운 오토바이 하중 정도만 버티도록 무선충전라인을 설계하면 될것이다. 오토바이는 최대 1t이라고 가정하더라도 15t을 버티는 것보다는 훨씬 적은 강도의 도로로도 가용할 것이다. 따라서 오토바이 정도의 무게 하중을 버틸 수 있는 무선충전도로면 충분할 것이라는 생각이 든다.

 

 추가적으로, 점진적 매설을 통해서 확장해나가야 되기 때문에, 무선충전도로는 신호등이 걸리는 횡단보도 뒷편 5개 정도의 차량 정도가 충전할 수 있는 길이의 무선충전도로를 매설하는 것이 실현가능성이 있어보인다. 점진적으로 도로 전반에 깔면 좋겠지만 우선적으로는 도로 내에서도 정차를 확실히 할 수 있는 곳에 설치하는 것이 가용성이 높아보인다. 또한 휴게소를 생각할 때 전기차 전용 주차장 섹터를 넓혀 콘센트가 아닌 바닥에 바로 무선충전기능을 하는 패널을 설치하면 좋을 것 같다. 

 

 두번째로 기술적 실현가능성이다. 

 스마트폰의 무선충전의 원리는 전자기 유도를 기초로 한다고 알려져 있다. 충전기에 있는 코일에 전류를 흘려보내 자기장 을 생성하고, 해당 자기장이 충전체에 전류를 유도하여 충전하는 원리이다. 그렇다면 현재 시중에 나와있는 전기차는 자기장 유도로서 충전이 가능한 배터리 형식일까의 질문에 답을 해봐야 할 것이다. 다행히 전기차 배터리의 위치는 차량 중앙 하부에 있어서 무선충전도로의 위치선정이 타당하다는 근거가 되어준다. 

 

 세번째로 수익성이다.

 사업이란 자고로 수익이 나야 유지, 보수, 발전, 확장이 이루어질 수 있다. 단순하게 생각한 모델은 무선 충전 도로의 효율성을 높이하여 고속도로의 톨게이트에서 전기차 충전 요금을 산정할 수 있다. 이는 전기차의 인터넷 연결성이 중요해보인다. 운전 출발 시와 톨게이트 통과 시의 주행거리와 충전하지 않았을 시, 예상 배터리 소모량과 톨게이트 통과시의 배터리 잔량의 차이를 계산하여 전량에 맞는 금액을 지불하는 방식이 좋을 것 같다. 

 톨게이트를 통과하지 않는 도심 내부에서도 마찬가지로 차량 주행의 시작과 종료 시, 콘센트를 이용한 충전을 제외한 배터리 변화량을 계산하여 다달이 통신비처럼 지불을 요구하는 방법이 있을 것이다. 

 다만, 수익성을 충분히 실현하기 위해서는 전기값이 훨씬 낮아져야 할 것이며, 전기 유통에 대한 비용도 혁신적으로 낮추는 연구가 필요할 것 같다. 수익 실현이 가능한 모델은 각 국가의 도로공사 혹은 각 국가 혹은 도시의 민간도로공사이다. 

 

 네번째로 비용이다.

 생산, 설치, 유지보수에 많은 양의 비용이 들 것으로 예상되어 앞선 논의해서 살펴본 대로 차가 주행 중 정차를 할 것 같은 지역에 매설 및 시험 운행을 하는 것을 시작으로 편의성이 발생 시, 점차적 확장하여 비용에 대한 절감을 노려보는 부분이 좋을 것 같다. 사업이 실현화된다면 초반 적자는 감당해야 되는 사업이고, 투자를 많이 받아야 하는 대형 사업이다. 

 

 다섯째로 전기차 시장 성장률이다.

 무선 충전 도로는 전기차가 도로 위에 없다면 말짱 도로묵인 사업이다. 물론, 인도에 설치하여 스마트폰을 인도에서 들고 다니기만 해도 충전이 되는 모델을 생각할 수도 있겠지만 이를 실현하기 위해서는 땅에서 사람의 허리 즉, 주머니가 있는 위치, 심하게는 들고 다니는 사람이 많기에 얼굴까지의 위치까지 무선충전 자기장이 닿을 만한 강한 전류를 발생시켰을 때에 인체에 피해가 없는지에 대한 연구가 필요할 것이다. 

 

 다시 자동차로 돌아와서 현재 전기차 시장 성장률은 글로벌 기준  2024년 기준 16.6%를 예상하고 있다. 작년 33.5%의 성장률에 비해서는 성장세가 많이 하락한 결과이다. 가장 높은 성장률을 기록한 국가는 중국이다. 현재 30%가량의 성장률을 보이고 있다. 하지만 현재 세계는 환경보호에 대한 목소리를 높이고 있으며, 그에 대한 아이콘이 전기차임을 제대로 마케팅한다면 전기차 시장 성장률은 안정적으로 바뀌게 될 것이라고 생각한다. 따라서 무선충전도로는 하늘을 나는 상용 이동수단에 대한 또는 순간이동 포털에 대한 발명이 없는 한 실현가능성이 있는 사업이라고 생각한다. 

 

 짧은 생각으로 적어본 사업에 대한 아이디어와 그에 따르는 문제점 및 간단한 해결방향을 생각해보았다. 아이디어를 구체화하는 과정을 밟아본 것 같아서 기분이 좋다. 오늘은 무선충전도로 위에서 충전소에 의지하지 않고 자유롭게 전기차를 운행하는 나를 꿈에서 볼 수 있을 것 같다.