향후 20년 후에는 에너지의 수요와 공급의 불균형으로 인해 문제가 발생할 것이며 50년 후에는 화석연료가 거의 고갈될 것으로 예상된다. 에너지 고갈에 대비하기 위하여 자원을 절약하는 것도 중요하지만, 현실적으로 에너지 자원을 절약하는 것만으로는 문제를 해결하는 데에 한계가 있기 때문에 화석연료를 대체할 신재생 에너지 개발의 필요성은 점차 커지고 있다.

김정은 기자 kje@

우리나라의 경우에는 전체 에너지 공급 비중에서 신재생에너지가 차지하는 비율이 조금씩 증가하고 있지만, 아직까지는 OECD(경제협력개발기구)국가 평균인 12.8%에도 훨씬 못 미치는 최하위 수준에 머무르고 있다. 때문에 다양한 에너지원을 적극 개발하여 신재생에너지의 공급 비율을 높일 수 있도록 많은 노력이 필요하다.

세계 최초의 공기발전기 기술 개발
주남식 ㈜엔오엔그리드 회장의 행보가 화제다. 최근 주목을 받고 있는 엔오엔그리드는 세계 최초의 공기발전기 기술을 개발한 곳이다.

▲ 주남식 회장

주남식 ㈜엔오그리드 회장은 “인류의 역사상 공기에 포함되어 있는 열을 추출해 새로운 전기 에너지로 만드는 발상은 지금까지 없었다”면서 “공기발전기는 태양으로부터 대기권에 흡수되어 눈에 보이지 않는 에너지가 각종 자연재해를 일으키는 원리를 적용한 것”이라고 설명한다. 주 회장의 설명에 의하면 공기 중의 상태를 저기압, 즉 고도의 진공상태로 만들게 되면 그 안으로 공기가 유입되면서 전기의 생산 가능성이 열리는데, 엔오엔그리드의 공기발전기는 토네이도의 원리를 통해 공기에서 전기를 만들어내는 발전기이다. 주남식 회장은 “공기 발전기의 에너지원은 174PW에 달하는 대기권 안의 태양열에너지로부터 온다”면서 “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”고 주장한다. 이에 주 회장은 과학자 토리첼리의 진공실험에서 증명된 에너지 채집 방식으로 공기엔진을 개발, 토네이도의 원리를 이용해 저압의 진공상태를 만들어, 순간적으로 공기가 유입되는 토리첼리의 진공상태를 만들어 전기로 바꿀 수 있는 에너지발생 시스템을 구축한 것. 결국 진공상태가 계속되는 한, 만드는 에너지보다 생산되는 에너지가 더 많아 이 잉여 에너지를 모으면 전기가 되는 것이다.

주남식 회장은 “공기엔진의 생산비용은 태양광발전의 1/20, 풍력발전의 1/30에 불과하다”며 “3kw의 전기를 30년 동안 사용할 경우 한전의 전기료는 5천만원이 넘고, 풍력발전은 8천만원, 태양광은 1억5천만원에 달하지만 공기엔진을 활용하면 고작 990만원밖에 되지 않는다”고 자신한다. 공기발전기의 강점은 이 뿐만이 아니다. 냉각 원리가 적용되었기 때문에 동력이 추출되고 남은 공기가 급격히 식으면 물이 생기는데, 이 찬물을 냉각수, 냉매 등 다른 목적으로 쓴 후 식으면 일반 물처럼 재활용할 수 있어 전력과 수분공급이 동시에 필요한 사막개조와 녹화사업에 진정한 지속가능형 에너지로 주목을 받고 있다. 이러한 공기발전기의 판매단가는 1kw가 330만원이며 1,000kw는 33억원이다. 납기는 90일만에 가능하고 품질보증 기간은 무려 100년이다.

모든 전기에너지 감당할 수 있는 기술로 주목
마산상고와 부산대 법대를 졸업한 후 SK케미칼에 입사했던 주남식 회장. SK케미칼에서 근무할 당시 업무 중 자꾸만 불량이 발생해 시스템 개선을 건의했던 그는 상부에서는 ‘우리 회사는 실을 생산하는 회사이지 생산을 위한 기계를 만드는 회사는 아니다’라는 이유로 번번이 거절을 당했다. 이후 자신만의 독자적인 발명품을 만들기 위해 회사를 박차고 나온 주 회장은 발명인의 길을 걸으며 공기발전기의 개발에 매달려왔다. 수많은 시행착오 끝에 그가 개발해낸 공기발전기는 소형 발전기, 승용 및 수송기계, 가정과 기관에서의 가전제품, 공조와 폐기물처리시스템, 사막녹화산업, 다이아몬드 및 나노복합 신소재가공 산업전력을 비롯한 지구상의 모든 전기에너지를 감당할 수 있다.

특히 오늘날 뛰어난 과학기술의 발전으로 공기/수열발전기로 응용해 생산할 수 있게 되면서 물속에서도 구동이 가능하고 하나의 열원만으로 전기를 생산할 수 있기에 헬륨을 동작유체로 사용할 경우 대기권 밖에 존재하는 열에너지도 쓸 수 있는 미래도 그릴 수 있게 됐다. 이러한 우수성을 인정받아 주 회장은 국가핵융합연구소와 함께 2019년도 알키미스트프로젝트의 에너지분야 신규지원과제에 도전했으며, 지난해 10월에는 정통부가 주최하고 한전이 주관하는 ‘Energy×Security 해커톤’ 프로젝트에 ‘공기의 열에너지를 활용하는 초분산 전력시스템구축’이라는 주제로 참가해 산업통상자원부 장관상을 수상하는 쾌거도 거두었다. 주남식 회장은 “그간 활발하게 생산하지는 않았지만 미래의 수익을 확실하게 믿고 있는 투자자들 덕분에 오늘까지 올 수 있었다”며 “현재 공기발전기에 대한 경쟁사는 국내 뿐 아니라 전 세계적으로도 전무후무한 상태다. 머지않아 ‘원전 대신 공전’의 시대가 도래할 것”이라고 확신했다. NM