229. 녹색성장 말고 기후정의
온실가스나 다른 환경 문제를 발생시키지 않으면서 싸고 편리한 재생에너지를 찾는 노력은 계속되고 있죠. 태양광발전과 풍력 발전도 좋지만 간헐성과 경직성 문제는 계속 남고, 또 이 둘만 가지고 지속적으로 늘어나는 에너지 사용량을 모두 감당할 수 있을까라는 의문이 있기 때문이다.
이 책에서는 흔히 과학계에서 "게임체인저" 라고 이야기하는 두 가지 대안에 대해서 이야기한다. 우주태양광발전과 핵융합발전이다.물론 아직 먼 미래의 이야기이다.
우주태양광발전
먼저 우주태양과발전에 대해 이야기하고자 한다. 태양빛은 대기 중에서 약 30% 가 흡수되거나 산란된다. 지표면에 도착하는 건 70% 정도다. 그것도 낮에만 한정되고, 아침이나 저녁이 되면 대기권을 통과하는 길이가 길어져 지표면에 도달하는 양이 더 적다. 거기에다 흐리거나 비가 오면 당연히 처참할 정도로 발전 효율이 떨어진다.
하지만 지구에서 가까운 우주에 태양광발전을 한다면 이런 문제가 모두 해결이 된다. 우주에서 얻을 수 있는 태양광발전량은 지구표면에서 얻을 수 있는 최대 에너지의 144%에 해당된다. 더구나 하루 종일 발전이 가능하며 대략 지상에 비해 같은 면적에서 10배의 태양광발전량을 얻을 수 있다. 또한 발전량이 일정하기 때문에 24시간 언제나 공급이 가능하다. 또 하나, 무선 송전 방식을 택하기 때무에 필요한 곳으로 바로 쏘아줄 수 있다는 것도 매력적이다.
하지만 넘어야 할 기술적, 경제적 문제가 쌓여 있다. 크게 세가지이다.
먼저, 현재 조건에서 우주태양광발전에 필요한 장비는 모두 지구에서 로켓으로 쏘아올려야 한다. 로켓 재활용 기술이 정착되면서 비용이 많이 싸졌다고 하지만 아직도 만만한 가격이 아니다.
두 번째로, 지상에서 쓰는 태양광 패널은 우주에서 쓸 수 없다. 우주에는 주로 태양에서 날아오는 방사선이 지상과 비교가 안 될 정도로 빽빽하다. 기존 패널로는 오래 버틸 수가 없다.
세 번째로는 생산한 전기를 지구로 보내는 무선 전송기술 문제이다. 현재 일본을 비롯한 몇 나라에서 실제 검증과정을 거치고 있는데, 주로 레이저나 마이크로파로 전송한다. 그런데 이 전기를 받기 위한 장치가 꽤 많은 면적을 차지한다. 더구나 인구 밀집지역에 설치하기엔 좀 문제가 있다.
핵융합
많은 이들이 원자력발전과 핵융합이 비슷한 것이라고 오해를 하는데 둘의 공통점과 차이점에 대해서 이야기하고자 한다.
일단 공통점은 둘 다 질량이 줄어들면서 에너지가 만들어진다는 점이다. 그런데 원자력발전은 핵융합발전과 반대로 우라늄의 원자핵이 분열될 때 만들어지는 에너지를 이용한다. 연료로 우라늄을 사용한다. 핵융합발전은 중수소를 이용해서 헬륨을 만들고 이 과정에서 나오는 에너지를 이용한다. 중수조나 헬륨은 방사능을 배출하지 않거나 배출하더라도 아주 적은 양이기 때문에 핵폐기물에 대해 걱정할 필요가 없다. 물론 핵융합 과정에서 삼중수소라는 방사성물질이 나온다. 그런데 반감기가 약 12.3년으로 빠르게 붕괴된다.
두 번째, 원자력발전은 폭발의 위험성이 아주 크고, 폭발이 일어나면 뒷감당이 안 된다는 문제가 있다. 핵융합발전은 반대이다. 사고가 나도 고준위 핵폐기물 자체가 없으니 후유증도 없다. .
세 번째로 원자력발전의 연료인 우라늄의 경우 매장량의 한계까 있고 또 경제성 있는 광산은 일부 국가에 제한되어 있다. 반면 핵융합발전의 연료는 중수소나 삼중수소이다.
그런데 왜 아직 핵융합발전이 상용화되지 못했을까? 태양의 경우 압력이 지구 표면에 비해 2600억 배로 아주 높다. 밀도도 아주 높다. 이런 압력과 밀도 조건에서는 1500만 도라는 비교적 낮은 온도에서 핵융합이 일어난다. 지구에서 이렇게 높은 압력과 밀도를 만들면 들어가는 에너지가 너무 크다. 핵융합으로 만드는 에너지보다 들어가는 에너지가 더 크니 아무 소용이 없다. 하지만 압력과 밀도를 높이는 대신 온도를 1억 도 정도로 올리면 지구에서 핵융합이 일어난다. 여기서 기술적 난제는 1억도까지 올린 온도를 안정적으로 유지하는 것이다.
이처럼 갈 길이 머니 우주태양광발전이든 핵융합발전이든 당장의 기후위기에는 별 쓸모가 없다. 두 가지 대안 모두 아무리 빨라도 2040년대 중반은 되어야 가능할 거라는 게 전문가들의 예측이다. 그리고 실제로 전력을 공급할 수 있는 건 2050년은 돼야 한다. 그런니 이런 기술에 기후위기를 배팅할 수는 없다. 물론 기술 계발은 계속 되어야 한다.
하지만 저자는 보다 근본적인 문제를 제시한다. 과연 이렇게 지속적으로 전기 소비량이 증가하는 것이 올바른 것이냐는 것이다. 지구는 한정되어 있고 지구의 자원도 한정되어 있는데, 우리 인간이 자신의 욕망을 위해 계속 더 많은 자원을 쓰는 것이 과연 "지속가능할 것인가" 에 대한 이야기하다. 한 번쯤 생각해볼만하다.
