brunch

라이킷 10 댓글 1

You can make anything
by writing

C.S.Lewis

계정을 잊어버리셨나요?

by 즐KIN창 심재석 Nov 09. 2022

탄소중립을 위한 친환경 KPP수력발전

신재생에너지 발전 다양한 방법으로 검토해야

KPP 발전 및 NMR 핵전지 개발로 탄소중립 조기 실현 가능

<태국 파타야 소재 KPP 수력 발전 R&D Farm 전경>

지난 온라인 매거진 칼럼에서 소개한 키네틱 수력 발전이란 물과 공기에 의한 운동에너지를 활용하는 발전 기술이다. 키네틱(Kinetic)이란 말이 좀 생소하지만 이건 움직임, 활동력, 운동에너지를 의미하는 말이다. 키네틱 발전에서 말하는 물과 공기의 움직임에 의한 동력은 일반적으로 물의 낙차 또는 물의 흐름에 의한 힘이라기 보다 갇혀있는 물을 움직여 전기를 얻는 것이다. 공기는 부력을 일으키고, 물은 또 중력을 발생시키는 구조를 설계한 것으로 키네틱발전기의 챔버에 물과 공기를 반복적으로 채워넣음으로써 물의 운동에너지로 수력발전을 한다.

키네틱 수력의 운동에너지 발생은 일정한 지름과 높이의 원통형 튜브 내에 물을 90% 이상 채운다. 원통형 튜브 내에서 부유가 가능하면서도 물의 주입과 배출이 가능한 개구부가 있는 특수형태의 구조물 – 챔버(Chamber)들을 연결 부착한다. 이 장치에 연결된 컴프레서를 가동하여 압축된 공기를 특수한 공급 장치를 통해 챔버에 공기와 물을 주입, 배출하는 과정을 통해 원통형 튜브 내에서 부력과 중력의 운동력을 발생시킨다. 공기의 주입으로 상승하는 물의 운동에너지를 동력으로 전환시킴과 동시에 독자적 기술로 개발한 발전기에 연결하여 전기를 발전 시키는 기술이다. 원통형 튜브는 지상 또는 땅 속 지하에 설치할 수 있으며 병렬연결이 가능하다. 발전 용량을 늘리는 것은 이 원통형 튜브 발전장치를 병렬로 연결하여 전기를 대량 생산할 수 있다.

현재 태국 파타야 소재 R&D Farm에서 100KW 발전기 및 500KW 발전기가 몇 년 째 가동 중이며, 키네틱 발전의 우수한 효율이 입증되고 있다. 이 KPP(Kinetic Power Plant) 발전 기술은 독일에서 개발하기 시작해 수많은 시행착오를 거치며 검증된 기술이다. 태국의 파타야에 100KW 및 500KW 규모의 시범발전소가 몇 년 째 이상없이 가동되고 있다. 지금 우리나라에서도 발전소 건립공사를 위한 KPP 발전장비 수입 절차가 진행되고 있다. 금년12월 말 아니면 내년 1~2월 경에 국내 고양시 소재 아파트 개발단지에 설치할 예정으로 추진되고 있다. 이 KPP 발전은 우리나라 RE100, 탄소중립 2050의 고충을 단시일 내에 해결할 수 있는 친환경 신재생 에너지 확보의 획기적인 대안이다. 그 이유는 발전소 건립기간이 한달 이내로 매우 단기간에 구축될 수 있기 때문이다.

<태국 파타야 100KW KPP 야외 발전기: 200세대 용량으로 R&D Farm 소비전기로 사용>

<태국 파타야 500KW KPP 실내 발전기 : 1000세대 소비량으로 태국전력공사로 송전>

우리에게는 아직 알려지지 않은 자연계의 비밀이 너무도 많다. 과학의 눈으로도 잘 보지 못하는 경우가 대부분이다. 국제적인 시험인증기관의 인중서나 시험 성적서도 잘 믿지 않는다. 그리고 눈으로 직접 보고도 믿지 못한다. 자신의 지식과 경험 그리고 그 동안 알려진 과학이론과 다르다고 믿지 못한다. 그런 관점으로만 본다면 우리는 이런 중차대한 지구와 인류를 위한 문제를 해결할 수 없다. 자연계는 모든 해결책을 가지고 있다는 긍정적인 관점에서 다시 문제를 바라봐야 한다. 늘 그러하듯 해결책은 우리 주변에 있다. KPP 발전은 우리가 가장 많이 접하고, 또 가장 친근하게 접하는 물과 공기의 과학이다. 좀 신비하고 오묘한 과학이다.

KPP 수력 발전 기술은 물이나 공기를 소모하지도 않는다. 그냥 있는 그대로의 물과 공기를 활용하는 자연의 기술이다. 기존의 수력발전처럼 물을 흘려내리는 방식이 아니라 가둔 물의 운동력을 이용하는 것이다. 물과 공기의 운동력으로 발전을 하는 원리이다. 다만 KPP 챔버 장치가 들어가고 또 효율 좋은 특별한 제너레이터가 부착되어 친환경, 무공해 발전을 무한 반복으로 계속하는 것이다. 노장사상의 무위자연과 일맥상통하는 개념이라고 할 수 있을까. 그래서 바이러스를 치유하는 또 미세먼지를 흡수하는 자연의 치유법에 가깝다.

물과 공기는 우리의 모든 것을 받아들이고, 또 우리 인간의 녹색삶을 영위할 수 있게 하는 가족 같은 존재이다. 우리 주변에 있는 듯 없는 듯하지만 우리 삶과 가장 친근한 자연이다.

<칠레 산타리타에 건설 중인 5MW KPP 수력 발전소, 450평 부지에 14개의 원통형으로 구성>

어떤 면에서 KPP 수력 발전의 원리는 대단히 철학적이라고 할 수 있다. CO2제로, 공해제로, NOX(질소산화물)제로, 송배전설비가 필요없는 제로발전이다. 지금 우리가 주장하는 제로고침 운동의 신재생 에너지 발전의 혁명적 대안이다. 발전소 건립에 필요한 부지 면적도 좁게 차지하면서 발전기를 병렬방식으로 연결해 나가면 대량의 발전용량으로 얼마든지 확장 가능하다.

물론 여전히 우리 에너지의 주력 발전원은 원자력이고, 소형원자로(SMR)로 가야만 하고, 그리고 핵전지로 발전해야 한다. 방사능 폐기물을 활용한 핵전지 개발은 오랫동안 우리 녹색삶지식원(이사장 이상희)이 주장해 왔고, 또 조만간 현실화 될 날도 멀지 않았다. 우리의 미래 원자력 에너지 개발전략에 MMR(마이크로 모듈 리액터)와 NMR(나노 모듈 리액터)의 상징, 영구 배터리, 핵전지는 반드시 정책적으로 집중 육성해야 한다.

하지만 우리에게는 주어진 시간이 그리 많지 않다. 탄소중립을 실현하기 위해서는 다양한 에너지 생산방식으로 접근해야 한다. 정부기관, 공공기관 그리고 지방자치단체, 교육기관부터 KPP 수력 발전으로 모범을 보인다면 우리는 상당히 빠른 시일 내에 탄소중립 2050을 실현할 수 있을 것이다. 그리고 좀 더 먼 미래를 위해서는 원자력발전소의 방사능폐기물을 활용한 핵전지 영구배터리 개발에 집중해야 한다.