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Nikkei X-TECH_2024.7.26

20년 사용한 건설기계를 전동화
GX의 파도에 탈 것인가, '컨버전 전동 건설기계'

자동차의 엔진을 모터로 대체해 전기자동차(EV)로 개조한 것을 ‘컨버전 EV’나 ‘컨버트 EV’라고 부른다. 최근 들어 이러한 대처가 건설기계로 파급되기 시작했다.

‘컨버전 전동 건설기계’라고도 부를 수 있는 건설기계를 개발한 것은, 건설 기재의 렌탈 업체인 Nishio Rent All이다. 자회사인 신토모에전기공업(도쿄)과 함께 도로공사에서 이용하는 ‘타이어 롤러’의 엔진을 모터로 대체해 전동화했다. 2024년 가을 이후에 렌탈을 시작할 계획이다. 이미 여러 도로공사 업체로부터 언제부터 사용할 수 있는지 문의가 들어오고 있다고 한다.

-- 없으면 직접 만든다 --
건설/토목 업계는 온실가스 배출량 삭감에 대응하고 있으며, 그 일환으로서 건설기계의 전동화를 추진하고 있다. 그러나 아직 일부 건설기계에 그치고 있다. Nishio Rent All도 전동 건설기계를 다루고 있지만, 회사의 주요 고객인 도로공사 업체가 많이 이용하는 10톤급 타이어 롤러는 전동화되지 않았다.

Nishio Rent All은 ‘전동 타이어 롤러가 있으면 분명 좋아할 것이다. 없으면 직접 만들어 보자’는 방침으로, 2023년 봄부터 개발을 시작했다. 차체가 크기 때문에 축전지 등을 쉽게 탑재할 수 있다고 생각했다.

전동화의 실행 부대로서 선택된 곳은 자회사인 신토모에전기공업이다. 신토모에전기공업은 터널 공사에서 이용하는 전동 차량이나 중량물 운반용 무인운반기(AGV)를 전개하고 있어 전동 차량에 대한 노하우를 갖고 있다. 지금까지도 터널 공사용 차량의 엔진을 모터로 대체한 실적이 있기 때문에 타이어 롤러의 전동화를 맡기기에 적임자로 판단했다.

-- 엔진을 모터로 대체 --
개발에 앞서 타이어 롤러 제조사인 사카이중공업에 전동화의 승낙을 얻었다. 타이어 롤러는 엔진으로 유압펌프를 구동해, 그 끝에 연결되는 유압모터를 작동한다. 이번 전동화에서는 엔진을 모터로 대체하고 유압펌프나 유압모터는 그대로 이용하기로 했다. 그 외에 연료탱크를 축전지로 대체해 인버터(전력변환기)를 새로 탑재한다. 조작성이 변하지 않도록 차량의 총중량이나 앞뒤 차축에 걸리는 중량을 같게 하는 것을 목표로 했다.

타이어 롤러는 평평한 길을 주행할 뿐만 아니라 공사장의 미세한 단차를 넘어가거나 수송용 차량에 탑재할 때 언덕을 오를 필요가 있다. 그런 상황들을 상정해 정격 출력 45킬로와트의 국산 범용 교류(AC) 모터를 선택했다. 가급적 소비전력을 줄일 수 있도록, 잠시 조작을 하지 않으면 유압펌프를 멈춰 아이들링 스톱 상태가 되는 기구도 탑재했다.

축전지는 작고 가벼운 유럽산 리튬이온 2차전지를 선택해 차량 좌우에 나눠 설치했다. 하루 중 4~5시간 작동하는 것을 상정해, 배터리 용량은 약 111킬로와트시(354암페어시, 313볼트)로 했다. 전용 충전기를 사용하면 8~9시간에 풀 충전이 가능하다.

다만, 엔진과 연료탱크를 분리해 모터와 축전지, 인버터를 탑재하면 총중량이 전동화 전에 비해 증가하는 것이 판명. 공사 현장에서의 사용 편의성을 고려하면 각 부품을 더 이상 소형으로 만들기는 어렵다. 그래서 타이어 롤러가 살수용으로 갖추고 있는 탱크의 용량을 4,000리터에서 1,330리터로 줄여, 총중량을 전동화 전과 동등하게 억제했다.

개발은 거의 끝났으며, 2024년 가을 이후에 렌탈을 시작할 수 있도록 최종 조정 단계에 들어섰다. 앞으로는 10대 정도로 늘려 일본 전국에 배치할 수 있도록 하고 싶다고 한다. 전동 건설기계의 렌탈료는 통상 건설기계의 3~5배 정도로 알려져 있지만, 이번 전동 타이어 롤러의 렌탈료는 현 단계에서 미정이다.

-- 전동화의 효과를 선점 --
제조원이 전동화하지 않은 건설기계라도 전동화 효과를 재빨리 얻을 수 있는 것이 컨버전 전동 건설기계의 이점이다. 이번 타이어 롤러의 경우, 동급 엔진기의 이산화탄소(CO2) 배출량이 시간당 24kg 정도인 데 반해 전동화로 제로로 만들 수 있다.

전동화 효과는 CO2 배출량의 삭감에 그치지 않는다. 엔진음이 사라져 소음이 줄기 때문에 주간은 물론 야간 공사가 쉬워진다. 여러 도로공사 업체로부터 문의가 들어오고 있는 것은 이러한 점에도 주목했기 때문일 것이다.

Nishio Rent All에게도 컨버전 전동 건설기계에 대응하는 이점이 있다. “타사에는 없는 전동 타이어 롤러를 렌탈하면서, 같은 공사에서 이용하는 다른 건설기계 등을 함께 렌탈하는 효과를 전망한다”(이노우에 부장).

여명기에 있는 전동 건설기계를 적극적으로 다룸으로써 렌탈 시의 과제를 명확하게 파악해, 과제를 가장 먼저 해결하는 것도 노린다. 게다가 낡은 건설기계를 전동화해 계속 이용함으로써 쓸데없는 폐기를 줄일 수 있을 것으로 생각한다. 이번에 전동화한 것은 20년 정도 렌탈해 온 타이어 롤러라고 한다.

이용자에게도 렌탈업체에게도 이점이 많은 컨버전 전동 건설기계. 그린 트랜스포메이션(GX)의 물결을 타고 어디까지 보급될지 주목하고 싶다.

 -- 끝 --

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