지하에도 태양이 뜬다
Chapter 2. 4차산업혁명 시대 뜨는 직업
석유·석탄·원자력 전기 한계
태양광燈으로 조명·건강 해결
<신·재생에너지>
인류생활에 있어 없어서는 안 될 전기에너지는 석유와 석탄 등 화석연료를 이용해 생산되고 있다. 그러나 이들 화석연료는 얼마 못 가 모두 고갈될 수밖에 없다. 이를 대체할 연료로 한 때 원자력이 각광을 받았다. 하지만 방사성물질의 폐해가 상상을 초월할 정도여서 원자력발전은 기피대상이기도 하다. 특히 러시아의 체르노빌 원전사고와 일본 후쿠시마 원전사고로 인해 인류의 원전에 대한 공포심은 더욱 커지고 있다.
이에 따라 세계 각국은 새로운 에너지 개발에 박차를 가하고 있다. 세계 각국이 이들 화석연료와 원자력을 대신할 새로운 에너지원으로 개발에 힘쓰고 있는 것은 바로 태양광이나 태양열, 지열 등 신·재생에너지New & renewable energy이다.
우리 정부에서 규정하고 있는 신·재생에너지는 모두 11개 분야. 그 가운데 △연료전지 △석탄액화 및 가스화 △수소 등 3개 분야를 ‘신에너지’라 하고 △태양광 △태양열 △바이오 △풍력 △수력 △해양(조력) △폐기물 활용 △지열 등 8개 분야를 ‘재생에너지’라고 한다.
과학자들은 지금과 같은 추세라면 석탄은 100년, 석유는 40년 정도밖에 쓸 수 없다고 한다. 그러나 신·재생에너지는 거의 무한대로 이용할 수 있는데다 가격도 저렴하다.
미래학자 제러미 리프킨(미 펜실베니아대 와튼스쿨 교수)은 저서 <한계비용 제로사회>에서 “집과 사업장을 미니 발전소로 개조해 현장에서 재생에너지를 거두어들이면서 2035년쯤에는 에너지비용 제로화시대가 될 것”이라고 전망했다. 태양열·바람·지열 등의 에너지원은 공짜나 다름없기 때문에 초기 설비비용(1~8년간) 이외엔 에너지 비용이 거의 들어가지 않는다는 것.
abm그린텍이 개발한 태양열 그리드로 만든 밀양 공장 지붕. 자체 생산한 전기로 공장 조명과 공장운전 에너지를 해결한다. <촬영 = 송동선> 현재 우리나라 에너지의 근간인 전기는 한국전력공사가 독점 생산해 공급을 독점하고 있다. 하지만 4차산업혁명 시대에는 전기거래 자유시장이 등장한다. 태양광(열)발전 등으로 지금과 같은 독점적 전기시장이 자취를 감추고 블록체인을 통한 개인간 거래로 전환된다. 특히 제러미 리프킨의 말대로 전기생산이 태양광과 같은 신·재생에너지에 의한 자가발전형태로 이루어진다. 자가발전으로 소비하고 남는 전기는 자유롭게 팔고 사게 되는 것이다.
신·재생에너지는 개발이 시급한 실정이고, 국가적으로 많은 투자가 이루어지고 있는 분야이다. 신·재생에너지개발 및 실용화에 절대 필요한 에너지저장장치(ESS) 역시 관심의 대상이다. ESS(Energy storage system)는 두산중공업 등 국내 다수의 기업들이 개발 및 보급을 활발하게 하고 있다. ESS가 반드시 필요한 것은 평소에 전기를 생산, 저장해서 꼭 필요한 때 또는 원하는 시점에 저장된 전기를 유용하게 사용할 수 있는 장점이 있기 때문이다.
두산중공업의 미국 자회사인 두산그리드텍이 신재생에너지 민자발전사인 뷔나에너지Vena Energy로부터 호주 퀸즈랜드Queensland주 최대 에너지저장시스템(ESS)을 수주했다. 총 사업비는 약 1000억 원으로, 지금까지 두산중공업의 ESS 수주 가운데 최대 규모다.
쿠키뉴스 보도(2020. 12. 15.)에 따르면 두산그리드텍은 자체 보유한 ESS 소프트웨어와 시스템통합 역량을 바탕으로 설계에서부터 기자재 공급, 시공까지 일괄 수행하는 EPC(Engineering, Procurement & Construction) 방식으로 ESS를 공급한다. 이번 ESS는 150MWh 규모로, 2만3000여 가구에 하루동안 전력을 공급할 수 있는 규모라고 쿠키뉴스는 전했다.
두산그리드텍은 이에 앞서 지난 2018년 4월 컨슈머스에너지Consumers Energy로부터 미국 미시간주 남서쪽 지역 도시 칼라마주Kalamazoo에 위치한 변전소에 공급할 ESS를 수주했다. 두산그리드텍은 1MWh 규모의 ESS를 공급한다. 이 ESS시스템 배터리는 1시간 동안 1,000 가구에 전력을 공급할 수 있는 규모다.
두산중공업은 지난 2017년 경남 창원 본사에 태양광과 ESS를 연계한 자체 발전소를 준공했다. 그리고 두산그리드텍은 LA수도전력국으로부터 모하비 사막 인근의 비컨Beacon 태양광 발전소에 공급할 200억 원 규모의 ESS를 수주하는 등 국내외에서 ESS 사업을 가속화하고 있다.
글로벌 ESS시장 규모는 2019년 39억 달러에서 2024년에는 82억 달러 규모로, 배 이상 급성장할 것으로 전망되고 있다고 인더스트리뉴스는 밝혔다. 인더스트리뉴스는 스마트팩토리·태양광·신재생에너지·탄소제로 등 4차산업혁명과 관련한 뉴스를 제공하는 매체이다.
문재인 정부 때 크게 늘어난 태양열 발전소는 윤석열 대통령 정부가 들어서면서 제동이 걸렸다. ‘태양열 발전소 사업’은 기업 또는 개인 누구라도 요건을 갖추어 한전에 신청하면 가능했다. 이 사업은 태양열로 전기를 생산해 이를 한국전력공사와 20년간 장기 계약을 체결한 뒤 판매 수익을 올리는 방식이다.
그런데 무분별하게 들어선 태양광 발전소의 무질서한 운영 등으로 방치된 발전소가 다수에 이른 것으로 새 정부의 조사결과에서 드러나고 있다.
(주)abm그린텍 전시실에 설치된 태양광등 실내정원. <촬영 = 송동선>
(주)abm그린텍이 개발한 태양 집광기. <촬영 = 송동선>한편 태양광등燈이 많은 관심을 끌고 있다. 태양광등은 건물 옥상 등 외부에 집광기를 설치, 태양빛을 직접 실내로 끌어들여 등처럼 밝히는 원리다. 안방이나 공부방 안에 실제 태양이 떠있는 것과 같다. 화장실에 설치할 경우 곰팡이균을 제거하는 등 매우 위생적이다. 또 햇빛이 들지 않는 실내는 물론 지하실에서도 태양광등을 켜 채소 등 작물을 기를 수 있다.
부산(해운대구 센텀)에 본사를 둔 (주)abm그린텍(대표 김병철)이 세계 최초로 태양광조명시스템을 개발해 보급에 앞장서고 있다. abm그린텍은 우리나라 신·재생에너지 업계의 선구자로, 태양광 및 태양열 에너지시스템 개발과 시공 등으로 연매출 1천억 원을 달성하는 강소기업이다. 이 회사는 부산 본사에서 10여 명의 전문 연구원이 제품을 개발하고 경남 밀양 공장에서 제품을 생산해 본사 기술자들이 시공을 맡고 있다.
태양광등은 시설재배는 물론 지하철시설 등 지하공간에 매우 인기 있는 아이템이 될 것이다. 태양광등 시스템을 연구·개발하고 상용화하는 분야에 관심을 가질 필요가 있다.
■ 신·재생에너지 관련 직업
△ESS 연구 개발 전문가 △태양광 태양열 등 전문가
△스마트그리드 엔지니어 △풍력 엔지니어
△신·재생에너지 설비업 △에너지설비 수리 및 관리자
△에너지 절약 발열기구 개발 전문가 △에너지안전 관리자
△수소연료 충전소 운영업 △태양광등 개발 및 제작 전문가
△태양광등 설비 및 수리 전문가 △태양광등 시설영농가
무선전기송출 실현 가능할까?
<Electricity story>
전기는 새로운 대체물질이 발명되지 않는 한 인류에게 있어 가장 필요한 에너지이다. 그 전기와 관련해서 필자가 고안한 새로운 아이디어가 있다. 전기를 유선(전선)이 아닌 무선으로 보내고 받아 쓸 수는 없을까.
태양광(열) 에너지가 일반화한다면 모를까 그렇지 않은 상황에서 지금과 같은 전력송출 시스템은 문제가 많다. 우선 전선과 전주 등 설비비용이 엄청나게 많이 들어간다. 그것은 도시미관을 해치기도 한다. 특히 재난이 발생해 전선이 끊기면 ‘블랙아웃Blackout’ 상태가 된다. 그런데 이를 전파처럼 무선으로 받아쓰게 되면 이런 불편이 없어지는 것은 물론 비용(전기요금)이 현재보다 훨씬 적게 들 것이다.
그래서 전기를 전파처럼 받아쓰는 무선전기송출 시스템을 개발해야 한다고 본다. 전기를 전파처럼 쏘아서 그 전파를 받아 다시 전기로 전환하는 것이다. 젊은 공학도들이라면 이에 대한 문제를 진지하게 연구해 성공할 수 있다고 본다.
하기야 무선전기 송출 시스템을 성공시키기도 전 자가 태양광(열)발전 시스템이 먼저 일반화 될지도 모른다. 설사 그렇게 되더라도 무선전기 시스템은 요긴하게 쓰일 것이다.
