그린에너지 개발에 전 세계적 관심이 집중되고 있는 가운데 차세대 그린에너지 기술이 국내 한 발명가에 의해 개발되어 화제다.
하지만 최근 일본의 한 업체가 합자회사 설립을 통한 기술이전작업을 진행하면서 한국의 차세대 기술이 해외로 넘어가는 것 아니냐는 우려를 낳고 있다.
사실, 현재 개발이 한창인 태양력에너지와 풍력에너지는 그 실효성과 발전량에 한계가 있다는 지적이 지속적으로 제기되어 왔었다.
태양력 발전의 경우, 밤 시간대엔 가동이 되지 않아 일 년 365일 가운데 180일간이나 에너지 생산이 어려운데다 우기나 흐린 날 역시 발전량이 제한되어 사막지형 외에는 투자대비 효과가 떨어진다는 것이다.
풍력발전 역시 바람이 약한 날은 가동이 안 되며 태풍시를 고려해 날개의 수를 거의 3엽 이하로 제한하면서 기대효과를 내지 못하고 있다. 여기다 공기 밀도가 낮은 탓에 넓은 지면을 이용할 수밖에 없어 다량의 산림훼손이 불가피하며 소음공해도 만만찮다는 지적이다.
이러한 문제점들로 인해 향후 인류에게 무한대의 에너지를 공급할 수 있는 에너지원으로 조력발전이 주목을 받아왔다.
조력발전은 우선, 해수의 밀도가 공기에 비해 1000배 이상 높아 같은 사이즈의 풍력발전기에 비해 발전량이 30배 이상 높다는 것이 장점이다.
실례로, 얼마 전 동남아시아를 강타한 태풍 ‘쓰나미’의 에너지 총량은 히로시마 원자폭탄 3만개 이상의 에너지를 분출한 것으로 분석되었다.
가령, 가로세로 2m의 회전날개를 가진 조류발전기라면 물이 초속 2~3m의 속도로 흐를 경우 전방에 놓인 대형 덤프트럭이나 집채 정도는 쉽게 떠내려 보낼 정도의 힘으로 전력을 생산할 수 있다.
그러나 이처럼 주야에 관계없이 발전이 가능하며 풍력과 태양전지에 비해 안정적인 조력발전이 제대로 활용되지 못한데는 이유가 있다.
우선, 바다에 댐을 막아 전력을 생산하는 방식은 환경생태계에 큰 위협이 된다는 지적 때문이다. 특히, 회전축의 베어링에서 24시간 유출되는 윤활유는 환경오염의 주범이 되고 있다. 현재 가장 뛰어난 선박엔진의 수크류 축에도 24시간 윤활유가 공급되며 그 일부는 지속적으로 해수로 유입되고 있다. 이렇다보니 선진국에서도 조력발전방식을 서서히 접고 있는 상황이다.
환경오염의 문제뿐 아니라 조력․조류․파력발전 등은 또 다른 3가지 문제점을 안고 있다. 다름 아닌, 바닷물로 인한 금속의 부식이 심하다는 점과 어선에서 폐기된 밧줄과 그물에 스크류가 엉켜 고장이나 파손을 일으키는 점, 그리고 설치와 수리 등 관리보수가 어렵다는 점 등이다. 이 같은 4가지 문제점이 일시에 해결될 경우 인류의 그린에너지 꿈이 가능하다는 전망이다.
이번에 유제우 씨가 개발한 조류발전기는 이러한 4가지 문제점을 모두 해결했다는 점에서 크게 주목을 받고 있다.
우선, 금속의 부식과 윤활유로 인한 환경오염의 문제는 ‘모든 물질은 중력으로 인해 그 비중에 따라 고유의 위치에너지가 상하로 결정된다’는 간단한 원리를 이용했다. 즉, 이동 가능한 자연 상태에서 가벼운 물질은 위쪽으로 위치하고 무거운 물질은 아래쪽에 위치하게 된다는 사실이다.
이번 제우스 조류발전기는 이러한 기본 원리를 이용해 입구를 아래로 배치한 후에 헬륨이나 질소 등의 가스를 발전기와 베어링 등 모든 금속부품이 위치한 밀폐실에 주입시켰다. 이로써 해수가 밀폐실 내부로 들어오는 것을 원천적으로 봉쇄했다. 발전기와 베어링이 배치된 밀폐실 내부로 산소와 해수가 완전히 차단됨으로써 부품이 녹슬거나 베어링의 윤활유가 해수로 새어나가는 문제를 완전히 해결한 셈이다.
게다가 수직축 임펠라 날개의 효율을 높이는 케이싱장치는 바닷물 속에 잔류하는 밧줄과 그물 등이 회전날개에 엉키지 않도록 설계되어 조력발전의 세 번째 문제점 역시 해결했다.
일부 논문은 이러한 발전장치의 효율성에 대해 풍력발전으로 활용하더라도 프로펠러식 회전날개보다는 효율이 뛰어난 것으로 입증하고 있다.
여기에다, 이번 제우스조류발전기는 조력발전방식과는 달리 댐을 건설하지 않고 지지기둥만으로 해저에 설치가 가능해 설치의 간편성과 경제성도 더했다. 특히, 해수의 부력작용을 이용해 조류발전기를 쉽게 수면위로 끌어올리거나 가라앉힐 수 있어 수리와 보수가 간편해 네 번째 문제점도 일시에 해결되었다.
유 씨는 “이번 설계기술이 인정을 받으면서 일본의 A사로부터 투자를 받아 현재 샘플이 제작된 상태이며 조만간 일본 현지법인설립을 위해 좀 더 구체적인 협상이 진행될 예정”이라고 밝혔다.
그는 “향후 이러한 상상을 초월하는 해수 에너지기술을 보유한 국가가 에너지초강대국으로 부상할 가능성이 크다”면서 한편으론 “이번 기술이 국내에 전혀 알려지지 않은 상태에서 해외로 이전되는 것이 못내 아쉽다”고 말했다.
한편, 유 씨는 꿈의 자동차기술로 알려진데다 독일 벤츠연구소에서 자동차 역사의 100년을 바꿀 기술로 선정한 틸팅기술을 이미 15년 전에 개발, 지난해 4월에는 미국의 유명 경제잡지 “포춘”에서 세계 11대 기술로 선정되기도 했다.
당시 유 씨는 재정적인 어려움으로 국내 발명특허만 획득, 국제특허를 출원하지 못한 상태에서 설계도면이 해외로 유출된 것이 못내 아쉽다고 당시 심경을 토로하기도 했다. [데일리경제]
▶기술관련 문의: 발명가 유제우(011-9090-8495)
