에드 랄로(Ed Lallo) / 게티 이미지(Getty Images)
바르셀로나 외곽의 노동자 계급 지역인 벨비지(Bellvitge)의 역에서 내리는 대부분의 승객들은 이 도시의 지하철 시스템이 얼마나 혁신적인지 전혀 모릅니다.
하이브리드차와 전기차에서 볼 수 있는 회생 제동과 다르지 않은 기술을 사용하여 그들이 탔던 기차는 인근 주차장의 EV 충전기, 역을 비추는 조명, 플랫폼으로 가는 에스컬레이터로 흐르는 전력의 일부를 발전했습니다.
기차가 덜컹거리며 멈출 때마다 그 모든 마찰에 의해 생성된 에너지는 전기로 변환되어 인버터를 통해 공급되어 지하철 시스템 전체에 분배됩니다. 그 중 3분의 1은 기차에 동력을 공급합니다. 나머지는 역 편의 시설과 성장하는 EV 충전기 네트워크에 주스를 제공합니다.
벨비지 주유소 밖에 있는 초고속 충전기는 7월에 설치된 4개의 일렉트로라이너 — 스페인어로 "전기 가스 스테이션"을 뜻하는 — 중 하나입니다. 바르셀로나의 주요 교통 운영사인 TMB(Transports Metropolitans de Barcelona)는 메트로차지(MetroCHARGE)라고 불리는 프로젝트가 확장됨에 따라 3대를 더 추가할 계획입니다. TMB와 함께 프로젝트를 진행하고 있는 지역 기관인 바르셀로나 메트로폴리타나(Àrea Metropolitana de Barcelona)의 지속 가능한 모빌리티 책임자인 마크 이글레시아스(Marc Iglesias)는 "우리는 이미 지하철 시스템에 있는 전력을 활용하고 그 여분의 에너지를 거리의 EV 충전기에 공급하는 데 사용하려고 노력하고 있다"고 말했습니다.
매년 주민과 관광객은 78마일의 선로로 연결된 165개의 역을 포함하는 바르셀로나의 지하철 시스템을 통해 4억 4천만 건의 여행을 합니다. 교통 기관은 지금까지 3개의 인버터를 설치했습니다. 13개 더 진행 중입니다. 9월 말까지 모든 시설이 갖추어지면 회생 제동이 열차에 동력을 공급하는 데 필요한 에너지의 41%를 제공할 것으로 예상되며, 재생 가능한 에너지원은 연간 약 3.9미터톤의 CO2 배출량을 줄일 수 있다고 합니다.
비엔나, 필라델피아, 상파울루를 포함한 많은 도시에서 회생 제동을 어느 정도 사용하고 있지만 바르셀로나는 회생 제동을 광범위하게 사용하는 몇 안 되는 도시 중 하나이며 전기 자동차 충전 인프라에 회생 제동을 활용한 최초의 도시입니다. 열차가 느려질 때 열로 손실되는 에너지를 활용하면 교통 시스템의 에너지 소비를 크게 줄일 수 있습니다.
MetroCHARGE의 채택으로 열차가 사용하는 에너지의 33%가 회생 제동에서 나오며, 이는 25개의 지하철역에 전력을 공급할 수 있는 양이라고 프로젝트를 이끌고 TMB의 지하철 시스템 책임자인 Jordi Picas는 말했습니다. 회생 제동을 배치하지 않는 지하철 시스템에서는 "사용되지 않는 에너지가 너무 많고, 손실될 뿐만 아니라 터널 내부로 퍼져나가 온도를 높이는 열도 발생한다"고 그는 말했습니다. 회생 제동을 구현한 이후 바르셀로나 지하철 시스템의 온도는 화씨 1.8도 낮아졌습니다.
지난해 운송 전기화는 전 세계적으로 약 6,340억 달러를 받아 재생에너지를 제치고 세계 최대 에너지 전환 투자 범주로 등극했습니다. MetroCHARGE를 구현하는 데 약 860만 달러(780만 유로)의 비용이 들었지만 TMB는 에너지 절약과 운전자가 자동차로 유입되는 킬로와트시당 약 33센트를 지불하는 충전소의 수익을 통해 4-5년 안에 이를 회수할 수 있을 것으로 예상합니다.
전 세계 지하철 시스템은 이미 이 접근 방식을 채택하는 데 필요한 전기 인프라를 갖추고 있지만 모든 시스템이 회생 제동이 장착된 열차를 사용하는 것은 아니며 개조하는 데 비용이 많이 든다고 Picas는 말했습니다. 바르셀로나의 모든 열차는 1980년대부터 이 기술을 적용해 왔습니다. 열차 한 대의 가격이 약 660만 달러이고 평균 수명이 35년에서 45년이라는 점을 감안할 때, 교통 운영자들이 중장기 계획에 열차를 포함시키는 것이 필수적이라고 그는 말했습니다.
밀집된 대도시 지역에서 인버터와 충전소를 위한 최적의 위치를 찾는 것과 같은 비용 외에도 다른 과제가 있습니다. "가장 어려웠던 과제는 충전기를 설치할 수 있는 공공 공간에 접근할 수 있도록 여러 시청과 합의에 도달하는 것이었습니다"라고 Picas는 말했습니다.
다른 도시들도 MetroCHARGE를 복제하는 데 관심을 표명했으며, TMB는 최근 뉴델리에서 대표단을 만났습니다. 또한 비엔나 공무원 및 45개 교통 시스템으로 구성된 국제 컨소시엄인 The Community of Metros Benchmarking Group과 정보를 공유했습니다. 472개의 역과 665마일의 선로를 갖춘 세계에서 다섯 번째로 큰 지하철 시스템을 갖춘 뉴욕과 같은 도시는 지하철 네트워크의 규모로 인해 회생 제동을 통해 상당한 에너지 절약을 볼 수 있다고 뉴욕시립대학 전기공학과 대학원 연구 책임자인 아흐메드 모하메드(Ahmed Mohamed)는 말했습니다.
2018년 연구에서 모하메드와 그의 팀은 뉴욕의 지하철을 운영하는 메트로폴리탄 교통국(MTA)이 회생 제동 시스템 전체에 회생 제동 시스템을 도입하고 생산한 전기를 열차와 역 편의 시설에 동력을 공급하는 데 사용할 경우 에너지 소비를 35% 줄일 수 있다는 사실을 발견했습니다. 뉴욕주 에너지 연구 개발국에 따르면 2022년 현재, 그 도시의 열차들 중 오직 절반만이 그 기술을 사용하지만, 어떤 새로운 열차든 그것을 갖추어야 합니다. 그러나 모하메드는 "에너지 절약을 위해 어떻게 사용할 수 있는지에 대한 전략적 계획이 반드시 있는 것은 아니다"라고 말하며, 아무도 언급할 수 없는 MTA는 기존 마찰 브레이크보다 유지 보수가 덜 필요하기 때문에 회생 제동을 선호한다고 덧붙였습니다.
회생 제동을 구현하는 데 있어 주요 장벽 중 하나는 회생 제동을 채택함으로써 얼마나 많은 에너지와 비용을 절약할 수 있는지 설명하는 데이터가 부족하다는 것이라고 Mohamed는 말했습니다. 그는 "비용 절감에 대한 확신이 없으면 비용 편익 분석을 실행하기가 어렵기 때문에 의사 결정이 쉽지 않다"고 말했습니다. "실제 수치를 얻기 위해서는 파일럿 프로젝트에 자금을 지원하는 것이 중요합니다."
모하메드는 메트로차지(MetroCHARGE)와 같은 프로젝트를 통해 배우는 것은 다른 도시들이 회생 제동의 이점을 이해하는 데 도움이 될 수 있다고 말했습니다. 모델링을 개선하고 대중 교통 시스템이 시스템의 세부 정보를 공유하여 다른 사람들이 배울 수 있도록 장려하는 것도 도움이 될 것입니다.
또 다른 문제는 기술 및 전기 회사를 포함하여 관련된 이해 관계자의 수가 많아 프로젝트 비용을 누가 지불해야 하는지 등을 결정하기 어렵다는 것입니다. 그는 MTA가 이 에너지 절약 기술을 채택하는 데 앞장서서 역으로 덜컹거리는 기차가 언젠가는 바쁜 뉴욕시 거리에서 자동차에 동력을 공급할 수 있기를 바랍니다.
이상의 기사는 2024년 9월 24일 GRIST에 게재된 “Barcelona is turning subway trains into power stations”제목의 기사 내용을 편집하여 작성하였습니다.
* 원문정보 출처 : Barcelona is turning subway trains into power stations | Grist
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