학회 참석으로 인도를 세 차례 방문할 기회가 있었다. 인도에 갈 때마다 느끼는 것은 길거리에 자동차가 넘쳐난다는 것이다. 20년 전 처음 인도에 갔을 때 거리에는 자동차보다 소가 많았다. 10년 후에 다시 갔을 때는 자동차 대수와 길거리 소의 숫자가 비슷하다는 것을 알았다. 그런데 작년에 인도를 갔을 때 더 이상 대도시 길거리 어디에서도 소를 볼 수 없었다. 그 많은 자동차가 소들을 시골로 몰아내었기 때문이다. 인도는 인구가 11억 명이 넘는다. 인도가 자동차를 많이 굴리게 되면 이 지구상에 석유가 남아날까 걱정이 앞선다. 13억 인구를 가진 중국도 마찬가지다. 과거 자전거가 교통수단이었던 중국에서는 이제 자동차가 대중교통이 되었다. 지금까지 에너지 사용에 있어서는 변방이었던 이 두 나라가 연 평균 6~10%의 경제성장을 하면서 에너지를 마구 써왔다. 지난 몇 년간 석유값이 폭등한 배경에는 인도, 중국의 고도경제성장이 한몫하고 있다. 지금까지 인도와 중국의 경제성장은 소위 화석연료로 분류되는 탄소를 많이 배출하는 석탄과 석유에 크게 의존해 왔다.
석유나 석탄에너지 가격상승 못지않게 우리를 위협하는 것은 지구 온난화이다. 온난화를 방지하는 대체에너지로 풍력, 조력, 태양광발전, 연료전지, 수소에너지, 바이오, 원자력 등 대체에너지와 재생에너지가 있다. 그런데 이들 에너지를 사용할 때 설비 투자에 대한 생산에너지 단가가 비싸게 먹힌다는 점을 간과하고 있다. 정부가 태양광 발전에너지를 전량 매수해 주겠다고 약속한 것을 일 년도 채 안 되어 한계를 그은 것도 투자와 효율성을 충분히 검토하지 않은 데서 비롯된 것이다. 에너지 효율성은 열역학 제2법칙이 정확하게 설명해 주고 있다. 신에너지에 투입된 자본과 기술로 얻은 에너지가 기존의 에너지 사용에서 오는 효과보다 반드시 더 나아야 한다. 이 간단한 명제를 저버리면 언제든지 에너지 정책은 겉돌고 말 것이다.
현재 상용화되고 있는 태양광발전소자는 생산단가가 비싸기 때문에 단위 면적당 설치비가 비싸다. 정부가 태양광발전에서 나오는 에너지를 구매할 때 태양광 발전소자의 단위 면적당 시설비와 전력생산단가에 대한 기준을 적용하여 효율성을 따져야 한다. 바이오에너지는 지금 개발이 주춤한 상태다. 브라질은 옥수수를 발효시켜 생산한 에탄올을 자동차 연료로 사용하고 있지만 생산단가가 석유만큼이나 비싸게 먹힌다. 바이오디젤은 식물성 열매나 뿌리에서 나오는 식물성 기름에서 연료용 기름을 뽑아내는 기술이다. 바이오디젤 생산 시 첨가하는 가성소다나 수산화칼륨에 비해 생산되는 바이오디젤의 양은 현재로선 석유보다 생산단가가 비싸게 먹힌다.
탄소배출을 억제하면서 에너지를 쉽게 확보할 수 있는 것은 원자력에너지이다. 우리나라는 올해 원자력 발전에서 시간당 2조㎾의 전기를 생산하고 있다. 국내 총발전량의 38% 이상을 원자력발전소가 담당하고 있다. 우리가 과거 경제개발 과정에서 원자력발전소를 많이 건설한 것은 요즘 와서 되돌아보면 참 잘한 일이다. 수소에너지는 환경파괴가 없는 청정에너지임에는 틀림없다. 수소에너지는 탄소배출 문제도 없다. 그런데 수소는 보관과 저장 및 이동이 문제다. 생산단가도 만만치 않다. 수소를 발생시키기 위해 사용하는 전기료를 계산하면 열역학 제2법칙에서 궁극적 에너지 효율성이 떨어진다. 리튬배터리를 이용하는 전기자동차의 제조단가도 비싸다. 전기자동차를 타고 다니다가 사용수명이 다해 교환할 때 지불해야 하는 리튬배터리의 가격은 만만치 않다.
신·재생에너지 개발을 정부와 민간기업이 수행할 때 반드시 자본 투입 대비 효율성을 제고하지 않으면 소비자들은 언제든지 외면할 것이 뻔하다. 소비자들은 항상 호주머니를 먼저 생각하기 때문이다. 신·재생에너지를 개발할 때 생각을 확 바꿔서 새로운 원천 에너지 개발을 생각해 보는 것도 장기적으로 도움이 된다. 우리가 사는 세상에서 가장 쉽게 접하는 중력에너지나, 하루에 한 번씩 자전하는 지구의 자전에너지를 이용해 보려는 노력도 필요하다. 미국과 유럽에서 1980년대부터 시작된 핵융합에너지의 상용화 연구도 계속할 필요가 있다. 우리나라도 핵융합에너지 실험장치인 '토카막'이 가동 중에 있다. 이제 민간기업도 토카막을 상용화하는 데 기여할 때이다.
동아대 화학과 교수
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