기술동향
/작성자:

고속자기부상열차의 “동력 심장” 핵심 기술 파악

최근, 중국 중처주저우(中车株洲)유한회사(CCRC)가 참여한 중국 "13차 5개년 계획" 중점개발 계획 "고속자기부상 교통시스템 핵심기술 연구" 서브 프로젝트가 이미 긴고정자(지상 1차, long stator) 직선형전동기와 서스펜션 전자석 독자 개발에 성공하여 시속 600km 자기부상열차 시제품에 응용되어 양호한 운행상태를 보였다. 이는 중국의 고속자기부상열차 핵심기술이 세계 선두를 달리고 있음을 의미한다. 고속자기부상열차와 중저속자기부상열차는 전기구동에 대한 요구가 서로 다르다. 중저속자기부상열차는 주로 접촉망을 통해 전력을 공급받는데 이런 전력공급 방식은 고출력 고속자기부상열차의 안정적인 전력 공급을 보장할 수 없다. 또한, 열차가 지면에 부착하여 고속 "비행"하기 때문에 열차 자체의 중량을 최대한 감소시켜야 한다. 연구팀은 긴고정자 직선형전동기를 개발하여 중저속자기부상열차의 차상 1차(short stator) 직선형전동기의 "고정자"를 차체에서 궤도로 옮겨 지상 전력공급 설비가 직접 전력을 공급하게 함으로써 안정적인 전력공급을 확보했다. 고출력 인버터도 열차에서 지상으로 옮겨 열차의 자체 중량을 대폭 감소시켰다. 해당 긴고정자 직선형전동기는 고속 운행하는 열차의 고출력 요구를 충족시킴과 아울러 열차에 부상력과 견인력을 제공한다. 중저속자기부상의 차상 1차 구조와 비교해 긴고정자는 동시 제어 방식을 이용하여 전동기 효율을 20 % 향상시키고, 전동기 전압을 10 % 이상 향상시켰다. CRRC는 긴고정자 직선형전동기, 부상, 가이드 및 브레이크 전자석 기술과 엔지니어링 제조 연구에 초점을 맞추고 3년간 독자 개발을 진행하여 3D 시뮬레이션플랫폼, 유한요소시뮬레이션플랫폼, 온도장 시뮬레이션 플랫폼, 시험 검증, 공정 검증 등 분야에서 단계적 성과를 이루었고 고속자기부상열차 전동기 구동의 핵심 기술을 보유했다.

바오터우희토연구원 적색 잔광성 발광재료 개발

/
바오터우희토연구원은 희토티탄산칼슘계열의 적색 잔광성형광체를 개발하였다고 밝혔다. 이 형광체의 초기휘도는 시중에 유통되는 적색 형광체의 200%이상이며, 발광성이 우수하고 잔광성이 양호하며 물리화학성능이 안정적이며, 합성공법이 간단한 것이 특징이다. 잔광성 희토발광재료의 발광원리는 흡수한 태양광이나 기타 빛에너지가운데 일부를 에너지로 저축한다음, 가시광의 형태로 서서히 방출한다. 이러한 에너지절약형 신소재는 미광조명, 응급지시등, 건축물장식과 공예미술 등의 분야에 광범위하게 응용된다. 최근 정보저장, 고에너지 방사탐지, 영상디스플레이 등의 응용분야에 이르기까지 확장되면서 사람들의 주목을 받고 있다. 그동안 청색과 황록색 형광체는 산업화를 실현하였으나, 적색 형광체는 산업화를 실현하지 못하고 있었다. 잔광성 형광체의 잔광시간이 짧고 발광휘도가 낮으며 안정성이 떨어지는 등의 문제점을 해결하기 위해 바오터우희토연구원은 고온 고상반응으로 적색 잔광성 형광체의 산업화 개발에 나섰고 액상합성방법으로 재료합성에 성공하였으며 발광재료 시제품을 개발해냈다. 연구과정에 바오터우희토연구원은 국가발명특허와 실용신안을 각각 하나씩 출원하였다. 이는 바오터우희토연구원이 최근에 올린 희토연구분야의 대표적인 성과이다.

중국 희토자원세 10배 인상

/
중국정부가 희토 발언권을 장악하기 위해 부분 희토류 제품의 수출관세를 상향조정한데 이어 희토류 자원세액을 10배이상 인상하는 조치를 취했다. 재정부와 국가세무총국은 4월 1일부터 희토류 광석 자원세의 기준세액을 최소한 10배이상 일괄적으로 상향조정한다는 통지를 발표하였다. 이번 세액의 조정으로 바스트네사이트(bastnasite), 모나자이트(monazite)를 포함한 경(輕)희토류에는 톤 당 60위안, 제노타임(xenotime), 이온형 희토광 등을 포함한 중중(中·重)희토류에는 톤당 30위안의 세금을 부과하기로 결정하였다. 기존의 자원세 잠정조례규정대로라면 희토류 광석은 그동안 ‘기타 비철금속 원광’세목에 포함시켜 톤당 0.50~3.00위안의 자원세를 적용해왔다. 이번에 자원세액기준을 대폭 인상한 것은 중국정부가 희토자원을 보다 엄격히 통제하기 위한 조치이다. 신에너지, 신소재, 환경보호, 우주항공과 전자정보 등 전략적 신성장동력산업의 관련 분야에 날로 광범위하게 응용됨에 따라 희토는 전략적 신성장동력산업의 필수적인 관건 원재료가 되었다. 자원세액기준을 인상하면 희토기업의 채굴원가를 상승시켜 희토자원을 한층 더 집중하는데 유리하며 특히 일부 중대형 기업의 자원공급물량을 확보하는데 유리하다는 것이 전문가의 분석이다. 바오터우의 희토산업 관계자는 세액을 인상하면 기업이 부담하는 채광원가가 높아져 일부 중소기업이 도태될 가능성이 있다고 분석했다. 희토자원이 소수 대기업에 집중될 경우 희토자원 채굴단속과 자원의 효율적인 이용에 유리하게 작용할 것이다. 올해 양회(兩會)기간 일부 대표는 희토자원세 세율을 높일 것을 제안을 한 적 있으며, 관계 부문은 희토자원세 세액을 높이는 방법으로 희토시장가격에 자원 희소성과 채굴의 환경원가를 반영하며 또한 수급관계를 변화시킴으로써 밀수와 기타 국가의 희토사재기현상을 효과적으로 억제할 것을 제안한바 있다. 이에 앞서 희토류의 저가 판매현상을 돌려세우기 위해 정부차원에서 다양한 정책조치를 취하였다. 2007년부터 중국은 희토류 생산지령성계획을 실시하였고 또한 해마다 수출쿼터총량을 감소하여 희토수출을 규제함으로써 국제시장에서의 희토가격을 일정정도 높였다. 중국이 희토산업의 발언권을 장악하기 위해서는 희토가격 인상이나 자국내 우위기업의 자원집중과 재배분에 의존하기 보다는 희토 정밀가공분야를 발전시키는 것이 우선 풀어야 할 숙제로 남아있다.

중국 저가의 태양전지용 다결정규소잉곳 핵심기술 개발

/
다결정규소 잉곳 생산기술을 이용하여 단결정규소를 인상(pulling)한 것과 똑같은 효과의 고부가가치제품을 가공할 수 있게 되었다. 최근 정룡실업집단(晶龙实业集团) 산하의 동해정오태양에너지과기유한공사(东海晶澳太阳能科技有限公司)는 ‘초대형 결정입자 준단결정규소잉곳’기술을 개발하여 원가투입비용을 기존의 160위안에서 60위안으로 절감할 수 있다. 단결정을 인상(pulling)가공하면 결정방향이 단일하고 결함이 적으며 전지효율이 높은 것이 장점이며, 한번에 투입하는 원료가 적고 조종하기 복잡하며 원가가 높은 것이 단점이다. 반면에 다결정규소 잉곳은 원료투입물량이 크고 조종이 간단하며 원가가 낮은 것이 장점이지만 결정입계 및 결함이 존재하고 전지전환효율은 단결정보다 낮은 것이 단점이다. 동해정오태양에너지과기유한공사의 총경리인 황신밍(黄新明)박사가 이끄는 연구진은 단결정규소 잉곳기술 개발에 성공했다. 이 기술로 초대형 결정규소 잉곳을 획득했고 준단결정 실리콘칩을 가공하여 양산화를 실현하였다. 이 기술은 조종성이 강하고 보급하기 용이하며 안정적이어서 제품성능은 단결정규소의 장점을 지니며 게다가 산소함량은 단결정을 인상한 것보다 적게 함유되어 있으며, 원가도 훨씬 저렴하다. 이 생산공법은 에너지소모(7kWh/h)가 낮고, 원가가 저렴하며 환경친화적이다. 준단결정규소 잉곳기술의 개발 및 생산을 수행함과 동시에 과제수행과정에 또 준단결정규소칩의 특징과 결부시켜 관련 전지공법을 개발했다. 신규공법으로 가공한 전지칩의 효율은 평균 17.2%이상으로 다결정규소 전지보다 1% 높은 18.3%에 달하며 단결정 잉곳의 전지총공률은 2~4kW 높은 것으로 나타났다. 다결정규소 잉곳과 비교하였을 때 단결정 잉곳기술을 채택하면 대당 잉곳전기로로 생산능력을 연간 0.3~0.4MW 높일 수 있어 대당 약 3천~4천위안의 수익을 더 올릴 수 있다. 그밖에 연구진은 다수의 핵심기술을 개발하였고, 국가발명특허 3건, 실용신안특허 1건을 출원하였다. 연운항시(连云港市)과기국이 전문가팀을 구성하여 기술감정을 거친 결과 기술은 국제선진국수준에 도달한 것으로 나타났다. 태양에너지제품 생산업체인 정룡실업집단은 중국 500대 기업으로, 세계 최대규모의 단결정규소생산기지를 갖추었으며, 산하에 30여개의 자회사를 두고 있으며, 직원은 2만명에 달한다. 하북성 닝진현(宁晋县)에 본부를 두고, 낭방연교(廊坊燕郊), 석가장(石家庄), 형태(邢台), 상해, 강소(江苏) 등지에 생산거점과 연구개발기지를 두고 있으며, 독일과 미국에 R&D기구를 설립하여 운영하고 있다. 지난 2003년부터 정룡실업집단의 태양에너지급 단결정규소 생산량은 연속 7년 세계 제1위를 유지해왔으며 국가화거(火炬)계획 태양에너지규소재료산업기지로 지정되었다. 현재 태양전지 생산량은 세계 제1위이며, 세계 10대 광발전기업의 반열에 진입했다. 그 산하의 동해정오태양에너지공사는 하북성이 최초로 미국 나스닥증권거래소에 상장한 민영기업이다.

2011년 제2차 희토수출쿼터 연내에 발표예정

/
천더밍(陈德铭) 상무부 장관이 올해안에 2011년 제2차 희토수출쿼터를 추가로 발표할 예정이라고 밝혀 업계의 주목을 받고 있다. 천더밍은 2011년 제2차 희토수출쿼터는 곧 발표될 예정이나 수출쿼터의 전년대비 증감폭은 아직 확정된바는 아니며 마지막 검토중에 있다고 언급했다. 작년말 상무부가 2011년 제1차 희토수출쿼터를 발표하자 올해 쿼터를 대폭 줄일 것이라는 추측이 난무했고, 일각에서는 연내에 수출쿼터를 추가로 발표하지 않을 것이라는 추측도 있었다. 중국정부는 작년에 희토자원의 과다한 채굴단속강화와 환경보호를 목적으로 정책조치를 잇달아 출범하였고, 국가차원에서 희토수출에 관한 조절통제를 한층 더 강화하겠다는 입장을 발표한 적 있다. 그밖에도 천더밍은 2011년도의 소비자물가지수(CPI) 상승폭을 4%정도로 통제할 자신이 있다고 밝혔다. 그는 ‘공급을 늘이고 시장질서를 유지하며 시장유통을 활성화하는 동시에 안정적인 통화정책을 펼치기만 한다면 인플레이션은 문제가 아니다.’고 밝혔다. 올해 소비자물가는 많은 불확정요인의 영향을 받았는데, 원가상승 등과 같은 요소의 경우 국제적인 요인이 더욱 크다.