최근 20세기 산업혁명과 인류문명 발전의 큰 핵심인 탄소를 최소화하려는 움직임이 일고 있다. 해가 거듭될수록 심각한 기후변화를 겪으며 지구가 병들어가고 있기 때문이다. 이에 세계 각국에서는 탄소 사용량을 줄이는 대안으로 이른바 신재생 에너지 활용을 내세우고 있다.

김정은 기자 kje@

가장 많은 온실가스를 내뿜는 석탄을 대신할 에너지 자원을 늘리기 위해 ‘대체 에너지 사용 방안’을 고안하고 있는 것이다. 태양열·풍력·수소·폐기물·지열·수력·해양 등 탄소를 대신할 대체 에너지가 있다지만 이 자원들이 전력 수요를 단독으로 충당하기에는 역부족이다. 재생 에너지는 날씨와 계절에 따라 발전량이 달라지기 때문이다.

토네이도 원리 이용한 공기발전기 기술 개발에 성공
주남식 ㈜엔오엔그리드 회장의 행보가 화제다. 주남식 회장이 선보인 세계 최초의 공기발전기 기술은 환경에 위협적인 온실가스나 방사성 폐기물이 없고, 설치지역과 기후의 영향을 받지 않는 새로운 개념의 신재생에너지기술로 큰 화제를 모으고 있다. 또한 적은 면적과 비용으로 많은 전기를 생산할 수 있어서 인류의 모든 에너지를 대체할 수 있다. 주남식 ㈜엔오엔그리드 회장은 “공기 중의 상태를 저기압, 즉 완전한 진공의 상태로 만들면 그 안으로 공기가 유입되면서 전기의 생산이 가능해지는데, 이러한 공기발전기는 토네이도 원리를 통해 공기에서 전기를 만들어낸다”고 설명했다. 공기열에너지는 ‘공기’를 모아 열을 추출해 전기에너지를 만드는 방식으로, 공기가 있는 곳이면 어디서든 만들어 낼 수 있기에 지역적, 환경적 요인을 받지 않는다. 공기 발전기의 에너지원은 174PW에 달하는 대기권 안의 태양열에너지로부터 오는데, 전체에서 쓰는 전력은 태양에서 오는 에너지 총량의 1/63,500뿐인 2.74TW에 불과하기 때문에, 우리는 태양이 살아 있는 한 무한히 공급되는 에너지를 활용할 수 있다.

▲ 주남식 회장

주남식 회장은 “과학자 토리첼리의 진공실험에서 증명된 에너지 채집 방식으로 공기엔진을 개발했다”면서 “토네이도의 원리를 이용해 저압의 진공상태를 만들어, 순간적으로 공기가 유입되는 토리첼리의 진공상태를 만들어 전기로 바꿀 수 있는 에너지발생 시스템을 구축했다. 진공상태가 계속되는 한, 만드는 에너지보다 생산되는 에너지가 더 많아 이 잉여 에너지를 모으면 전기가 된다”고 부연했다. 이러한 공기발전기는 여러 가지 면에서 경쟁력을 갖추고 있다. 공기 엔진의 생산비용은 태양광 발전의 1/20, 풍력발전의 1/30에 불과하며, 냉각과정에서 만들어지는 ‘물’을 냉각수 내지 냉매 등의 목적으로 사용한 후 일반 물처럼 재활용하는 것도 가능해 전력과 수분공급이 동시에 필요한 사막개조와 녹화사업에도 효과가 있을 것으로 기대된다. 가정이나 산업체는 물론이고 오토바이, 자동차, 냉장고, TV 등 모든 가전제품에 내장형으로 제작이 가능한 공기발전기는 소형화가 가능하기 때문에 향후 스마트폰에도 활용할 수 있을 것으로 전망된다.

전 세계에 대항마 없는 독보적인 에너지 기술
번개가 치면 무려 1,000만kw의 에너지가 만들어진다. 이는 원자력 발전소 10개가 만들어내는 에너지에 비견할 만하다. 만약에 우리가 이 에너지를 활용할 수 있다면 새로운 에너지의 신세계가 열린다고 해도 과언이 아니다. 하지만 번개는 한 번 치는 것에 그친다. 24시간 내내 치지는 않는다. 그렇다면 우리가 일상적으로 번개를 만들어 낼 수 있다면 어떨까? 공기발전기 기술은 이러한 고민 끝에 탄생했다. 공기엔진을 사용한다면 공중주택의 실현도 꿈은 아니다. 주남식 회장은 “공중주택의 추진력은 공기제트엔진을 통해 대기 중의 공기로부터 얻게 되는데 공기제트엔진이란 공기를 흡입, 공기가 갖고 있는 열에너지를 추진력으로 바꾸어 사용한 후 에너지를 잃은 공기는 다시 배출하는 열기관이다”면서 “공중주택의 이동 및 제어는 공중주택에 부착되어 있는 다수의 공기제트엔진의 분사량과 각도를 변화시키는 방법을 사용하게 되는데 이는 기존의 수직이착륙비행체 등에서 일반적으로 사용되는 기술을 적용하면 된다”고 설명했다.

특히 공기발전기 기술은 현재의 과학기술에 따라 공기/수열발전기로 응용해 생산할 수 있기 때문에 물속에서도 구동시킬 수 있을 뿐만 아니라 하나의 열원만으로 전기를 생산할 수 있어 헬륨을 동작유체로 사용할 경우 대기권 밖에 존재하는 열에너지도 쓸 수 있다. 이 기술이 상용화된다면 인류는 지구 안의 에너지로 충분히 자급할 수 있을 뿐 아니라, 우주로 나갔을 때 우주공간에서 채집된 에너지로 발전기를 가동시켜 무연료 출발 및 우주공간 에너지 생산을 하는 미래도 기대할 수 있다. 이처럼 지구상의 모든 전기 에너지를 대체할 수 있는 공기발전기는 전 세계적으로 대항마가 전무한 상태로, 현재 세계 각국에서 많은 관심을 보이고 있는 중이다.

주남식 회장은 “4차 산업혁명 시대를 선도하는 동시에 전력망으로부터의 완전한 자유를 실현하겠다”면서 “공기발전기 기술이 우리나라의 신재생에너지 기술을 비롯해 전 세계의 산업 수준을 한 차원 끌어올리는데 기여할 수 있도록 최선을 다하겠다”고 피력했다. 세계 최초의 공기발전기 기술 개발에 성공한 주남식 회장은 국가핵융합연구소와 함께 ‘2019년도 알키미스트 프로젝트 에너지 분야 신규지원과제’에 도전했으며, 정보통신부가 주최하고 한국전력이 주관하는 ‘Enegy×Security 해커톤’ 프로젝트에 ‘공기의 열에너지를 활용하는 초분산 전력시스템구축’이라는 주제로 참가하여 산업통상자원부 장관상을 수상했다. NM