하늘 나는 풍력발전기, 500만명 도시에 전기공급

파퓰러사이언스 소개 '대체에너지 개발 프로젝트'

풍력, 지상 1만5,000피트 상공에서 자동 회전하는 풍력발전기는 5백만 인구의 도시가 필요한 전기를 생산할 수 있다.

풍력, 지상 1만5,000피트 상공에서 자동 회전하는 풍력발전기는 5백만 인구의 도시가 필요한 전기를 생산할 수 있다.

태양열, 태양열 에너지 농장 가상도. 미국은 LA 근처 모자브사막에 2만개의 태양열 접시를 설치하는 프로젝트를 추진 중이다.

태양열, 태양열 에너지 농장 가상도. 미국은 LA 근처 모자브사막에 2만개의 태양열 접시를 설치하는 프로젝트를 추진 중이다.

조력, 뱀같이 생긴 강철 튜브의 체인들이 반쯤 물에 잠긴 채 떠있다.‘ 펠라미스’로 불리는 이들 기기는 해안 파동 에너지를 전기로 변화시킨다.

조력, 뱀같이 생긴 강철 튜브의 체인들이 반쯤 물에 잠긴 채 떠있다.‘ 펠라미스’로 불리는 이들 기기는 해안 파동 에너지를 전기로 변화시킨다.

최근 들어 미국에서는 국제유가의 상승 행진과 맞물려 대체에너지 개발이 한창이다. 미국의 일일 석유 사용량은 전세계 하루 석유 생산량의 4분의 1인 8,400백만 배럴에 달할 정도로 석유 의존도가 매우 높은 편이다. 파퓰러사이언스는 12명의 에너지 전문가와 과학자들의 연구를 통해 모아진 새로운 대체 에너지 개발에 대해 살펴본다.

● 1만 5,000피트 상공서 자동회전

강력한 돌풍을 이용한 풍력발전

미국의 캔사스, 노스 다코다, 텍사스 주 등 세 곳에는 국가 전체의 전력 필요량을 충족시키기에 충분한 풍력을 갖고 있다. 이곳의 풍력발전은 바람의 변덕스러운 특성을 이용해 진행돼 왔으며 소비자들은 훨씬 더 싼 값에 풍력으로 생성된 동력을 구매할 수 있다.

미국의 스카이 윈드파워사는 1만5,000피트 상공에서 자동 회전하는 하늘을 나는 전기발전기를 개발 중이다. 높이 올라갈수록 바람의 속도도 높아진다는 컨셉 하에 제작된 이 전기발전기는 제트 기류 속에 매달려 있는 4개 또는 8개의 연결된 회전자 그룹이 땅 위에 설치된 같은 크기의 회전자를 가진 터빈에 비해 두 배의 전기를 생산할 수 있다는데 착안해 개발됐다. 이 기기는 5백만 인구 규모의 도시에 동력을 공급하는데 필요한 전기를 생산할 수 있다.

● 휘발유 소비량 70~90%까지 '뚝'

플러그인 하이브리드 자동차

하이브리드 차량이 상용화 되는 동안 휘발유의 사용과 이산화탄소 방출량을 급격하게 낮출 수 있는 차세대 차량이 개발되고 있다. 플러그인 하이브리드 차량(PHEVs)이 바로 그것. 이 자동차는 전기 사용률이 낮은 야간에 집에서 소켓에 플러그를 꼽는 방식으로 충전된다.

미 어프로프리에이트 에너지 연구소장 다니엘 카멘은 "만약 현재의 미국 차량들이 하룻 밤새에 PHEVs로 바뀐다면 휘발유 소비량은 70~90%까지 떨어질 것"이라고 말했다. 이 차량은 석탄 연료와 동일한 파워를 내면서 이산화탄소 방출면에서는 절반 이상 줄어든다.

현재 다임러 크라이슬러를 필두로 대부분의 자동차 업체들은 플러그인 하이브리드 차량 시장에 진입하고 있다.

● 태양열 에너지 30%를 전기로

태양열에 스위치를 달자

내년 초에 LA 근처 사막에 12개의 거대한 오목렌즈가 세워지게 된다. 각각 직경이 37피트인 이 스털링(오목) 접시는 태양 광선을 열 집전기에 반사 시킨다. 이렇게 모아진 태양열을 화씨 1300도까지 가열시키는 스털링 엔진을 통해 전자 발생기를 작동하게 한다.

이 거대한 태양열 에너지 농장이 완성되면 27만8,000 가정에 전기를 공급할 수 있다. 오늘날의 가장 효과적인 태양열 전기 기술이 되고 있는 스털링 태양열 접시는 태양열 에너지의 약 30%를 전기로 바꿀 수 있다.

● 유럽, 조력발전에 가장 앞서

바다의 물결을 전기동력으로 활용

연구에 의하면 미국은 해안의 조수간만을 통해 약 2,100 테라 와트의 전력을 개발할 수 있는 것으로 알려졌다. 이 정도의 에너지 양은 현재 존재하는 모든 수력 발전용 댐에서 생산해 내는 양과 동일하다. 유럽은 이 분야에서 앞서 있다.

포르투갈에서는 '펠라미스'라고 불리는 해안 파동에너지 변환기를 설치중이다. 뱀같이 생긴 강철 튜브의 체인들이 반쯤 물에 잠긴 채 3마일에 걸쳐 해안에 부유하게 될 예정인데 2008년까지 400피트 길이의 튜브로 된 이 시스템은 약 1만5,000 가구에 전력을 공급하게 될 것이다.

● 하수 오물서 조만간 전기 생산도

쓰레기로부터 얻는 가스 에너지

장작을 태워 동굴을 따뜻하게 하고 음식을 익혀먹기 시작한 구석기 시대 이래로 인류는 폐기물을 태워왔다. 오늘날 대부분의 폐기물 에너지는 여전히 목재를 통해 얻고 있지만 농업 폐기물과 식물 및 심지어는 하수 오물로부터 전기를 생산하는 새로운 방법을 완성해 가고 있다.

가스화 시스템은 저 산소 환경의 극단적인 열을 이용하여 농업 쓰레기나 다른 폐기물을 보일러에서 태우거나 터빈에서 천연 가스로 바꿀 수 있는 수소와 일산화탄소 혼합물로 변환시킨다.

● 가정서 절전방법 연구 활발

네가와트 사용하기

지난 1970년대의 에너지 효율을 높이는 방법이란 전등을 끄는 것이었다. '가정에너지 절약하기(The Home Energy Diet)'의 저자 폴 셰클은 오늘날 효율을 더 높이는 방법이란 기술의 이점을 적용하는 것이라고 말한다. 우리가 만드는 많은 양의 에너지가 가정과 사무실에 도달하는 도중 분실된다.

이 문제를 위해 소비자들이 할 수 있는 일은 별로 없지만 가정에서 쉽게 전기 소비를 줄이는 노력은 할 수 있다. 이를 '네가와트'라 부른다고 로키 산맥 연구소의 아모리 로빈슨은 말한다.

아모리 로빈슨은 질 좋고 컴팩트한 형광등으로 낡은 전구를 교체하면 에너지 소비량을 66% 이상 절감할 수 있고, 유휴 장비에 의해 낭비되는 에너지 절약을 통해 전기료의 5%, 동종 제품에 비해 약간 비싸지만 고효율 제품 구입을 통해 약 30%의 전력 절감 효과를 거둘 수 있다고 말했다.