[김필수 칼럼] 글로벌 화두로 떠오른 전기 에너지 수급조절..수력부력발전 가능한가?

전기에너지의 수급 조절이 글로벌 화두로 등장하였다. 인공지능의 확산은 필연적인 만큼 이를 수행하기 위한 전기에너지의 수요가 급증하고 있기 때문이다. 최근 인공지능 관련 데이터센터의 건립이 글로벌 선진국에 줄을 이으면서 여기에 공급하는 전기에너지의 수요 만족이 중요한 과제가 되었다고 하겠다.

그렇다고 화력발전 등 이산화탄소 배출이 큰 에너지 발생원은 한계가 큼에도 불구하고 전기에너지의 수요가 가장 중요한 해결 과제가 되었다고 하겠다. 당연히 무공해 전기차 보급과 더불어 친환경 전기에너지 발생은 중요한 의무 사항으로 등장하였다고 하겠다.

우리나라는 전기에너지 독립을 이룬 국가이지만 친환경 에너지 측면에서는 아직은 복잡하고 문제가 많은 에너지 믹스를 나타내고 있는 실정이다. 에너지 구성원은 LNG 발전은 약 28%, 석탄 발전은 약 28%, 원자력 발전은 약 32%이며, 그렇게 열심히 보급하고 있는 신재생에너지인 태양광과 풍력은 약 12%에 머물러 있는 실정이다.

즉 당장은 공해성이 큰 석탄 발전은 없애야 하는 상황이고 장기적으로 LNG 발전도 같은 상황이다. 그렇다고 가장 저렴하고 안정된 에너지 보급이 가능한 원자력 발전은 이번 정부에서 탐탁치 않게 보는 분야이다. 문재인 정부에서의 탈원전이라는 잘못된 정책으로 글로벌 시장에서의 주도권을 놓치는 심각한 우를 범하는 상황은 아니어도 이번 정부는 분명히 감원전 정책 분위기가 있었다고 하겠다.

그나마 최근 여론 조사에서 국민의 약 70%가 원자력 발전을 긍정적으로 판단하면서 계획된 3기의 원자력발전소 건립에 파란 불이 켜진 부분은 매우 다행으로 판단되며, 이번 정부의 부담도 줄었다고 하겠다. 그러나 중앙정부 개편 중 국내 26기 원자력발전소 운영을 기후에너지환경부로 이전하고 원자력 수출은 산업통상부에 맡기는 역할은 고민된다고 하겠다. 도리어 융합하여 종합적인 시너지 효과가 필요한 상황에서 역할을 나누면서 고민거리가 늘었다고 하겠다. 이러한 방향은 추후 객관적으로 평가되는 만큼 눈여겨 볼 부분이라 하겠다.

특히 국민의 뜻이거나 여론이라는 명목으로 국가적 중대사를 여론재판식 방법으로 맡기는 방법은 심각한 오류가 있고 핵심적인 기회를 놓치는 과오라 할 수 있기 때문이다. 특히 미래 원자력 발전을 대표하는 소형모듈원전(SMR)은 미래 에너지 해결 방법의 하나로 떠오른다고 하겠다.

즉 이번 정부에서는 신재생에너지인 태양광 발전과 풍력 발전을 언급하고 있으나 이 방법은 주변 인프라와 각종 조건이 우선인 관계로 국내 영토와 각종 기후 여건에서는 어려운 과제라고 하겠다. 비용 대비 높은 투자비와 인프라 측면에서 해결 과제가 많은 상황이고 주력 발전 방법보다는 보조적인 역할의 한계점도 있기 때문이다. 즉 정부의 신재생 에너지 정책의 고민이 누적된다고 하겠다.

앞으로 국내의 전기에너지 보급은 앞으로 2~3배 이상 전기에너지의 필요성이 커지는 상황에서 능동적으로 대처하기 어려운 상황이고, 특히 친환경 에너지원 발생은 더욱 수용하기 어려운 과제라고 하겠다. 아무리 잘난 인공지능이어도 확실하고 안정된 전기에너지가 보급되지 않는다면 그림의 떡이 되기 때문이다.

얼마 전 미국 샌프란시스코에서 발생한 정전으로 인하여 도로 상에서 운영하던 모든 로보택시가 먹통이 되면서 길거리 한복판에 멈추어 있는 상황은 심각한 한계성을 나타내었다고 하겠다. 즉 자율주행차의 통신 등의 기능이 먹통이 되면서 명령체계에 큰 문제가 되었기 때문이다. 이 정도로 전기에너지의 안정된 보급이 어려워지면 누구나 원시시대로 되돌아가는 심각한 상황이 된다고 하겠다.

현 정부에서 해결할 수 있는 친환경 에너지 자립이 어려운 상황에서 유일하게 해결할 수 있는 방법이 나타났다. 바로 수력부력발전(KPP ; Kenetic Power Plant)이다. 수력, 화력, 원자력, 태양광, 풍력 발전의 기존의 5가지 발전 방법에 이은 제 6번째 에너지원이 구축되기 시작한 것이다. 이 발전은 30여년 전 구소련 하에서의 유고슬라비아에서 개발된 방법으로, 그 후 스위스를 거쳐서 독일에서 약 13년 동안 연구되어 이제서야 양산형으로 개발된 에너지원 방법이라 하겠다. 논란도 항상 많은 방법이라 할 정도로 확실한 검증도 요구된다고 하겠다.

수력부력발전은 큰 원통에 물을 넣고 이 속을 위, 아래에서 도는 도르레가 있으며, 도르레에 달려있는 다수의 버킷을 하단에서는 공기를 넣어 부력을 얻고 위에서는 공기가 빠지고 물이 채워지면서 중력으로 내려가는 힘을 얻어 도르레가 돌아가는 방식이다. 즉 올라가는 부력과 내려가는 중력이 힘을 더하면서 도르레가 돌고, 이 때 발생하는 힘을 저속 고토크의 희토류 특수 발전기에서 전기에너지를 생산하는 방법이다.

논란이 많았던 이유는 투입되는 전기에너지가 발전하는 에너지보다 훨씬 높은 만큼 비효율적이고 불가능한 방법이라 언급하곤 했다. 그러나 이것은 효율화되고 최적화된 생산 방법이 아니었던 수십 년 전의 언급이었을 만큼 현재로서는 체계적이지 못한 결론이라고 하겠다. 이를 극복하고 작년에 최종 성공한 방법이 구축되면서 확실한 '지구를 구하는 기술'로 등장하기에 이른 것이다. 이러한 양산형 수력부력발전은 아직 제대로 된 공개가 되지 않은 만큼 앞으로 가장 논란도 많으면서 핫한 이슈가 될 것으로 확신한다.

두 가지 양산형 수력부력발전은 200KW 방법과 500KW 방법의 두 가지 모델이 있고 무연료, 무공해, 무탄소, 무소음은 기본이고 생산 단가는 원자력발전보다 저렴하며, 장소가 협소해도 되며, 장소에 구분 없이 설치하는 20년 보장의 획기적인 미래형 발전 방법이라고 하겠다. 설치단가도 낮아서 미래 전기에너지를 책임지는, 단점이 없는 확실한 에너지원으로 등장하기에 이르렀다.

최근 경기도 파주에 선진국 중 처음으로 양산형 수력부력 발전소가 구축 중에 있다. 2월 중 최종 건립되면 실질적인 전기에너지를 발전하는 단계로 넘어가게 된다. 검증이 확실히 가능하고 효율적인 생산을 확인할 수 있는 상황이어서 국내외적으로 파란을 일으킬 것으로 확신한다. 선진국 중 거의 유일한 제조 왕국으로 떠오르고 있는 대한민국에서 첨단 부품과 장비의 대량생산은 물론이고 검증까지 확인할 수 있는 만큼 이번 이재명 정부에 가장 큰 선물이 될 것으로 확신한다. 전기에너지 발생에 돌파구가 어려운 현실에서 실질적으로 해결할 수 있는 방법이 구현되는 만큼 앞으로의 행보가 기대되는 상황이다.

용인 반도체 단지의 전기에너지 문제는 물론 인공지능형 데이터센터를 비롯하여 분산 발전의 최고 해결 방법을 제공한다고 하겠다. 이미 대한민국은 선진국 중 제조업 천국으로 등장하면서 미래 첨단 산업을 제조하는 국가로 떠오르고 있다. 가장 큰 문제인 전기에너지의 친환경화와 대량 공급이 글로벌 가장 큰 현안이 되는 상황에서 상기한 수력부력 발전이 중요한 해결 방법으로 등장한다고 하겠다. 드디어 '지구를 구하는 기술'을 우리 대한민국이 주도할 수 있게 되는 것이다. 매우 기대되는 상황이다.