값싼 「에너지」 원인 석유가 고가시대를 맞이하자 과학자들에게 주어진 임무는 값싸고 믿을만한 새로운 「에너지」 「소스」를 찾는 것이다. 다음은 미국의 저명한 과학전문지「사이언티픽·아메리컨」 최근호가 특별부록으로 다룬 『에너지-새로운 자원의 탐구』를 요약한 것이다.
인류문명이 급속도로 발전되어감에 따라 「에너지」 소비량은 기하급수적으로 증가되어 왔다. 그 중에서도 효율이 좋고 공업적 응용가치가 크기 때문에 「블랙·골드」 (흑금) 라고 불리는 석유의 수요량은 14년마다 배증하고 있는 실정이다.
현재 알려진 원유 매장량은 석탄으로 환산해서 3천 5백억t. 연간 70억t을 소비하고 있으므로 이런 추세로 나간다면 50년 안에 고갈될 것으로 전망된다.
석유에 비해 천연 「개스」는 더욱 비관적이어서 현재 사용추세로 보면 천연 「개스」 수명은 30년도 채 못된다.
석탄의 경우는 어떤가. 초년도 석탄소비량이 24억t인데 비해 매장량은 7·3조t으로 추정되어 소비증가를 감안해도 1백여 년은 쓸 수 있다.
석탄의 경우 문제가 되는 점은 심부채탄에 따르는 경제성과 공해문제이다.
<태양전지도 개발>
태양 「에너지」
태양은 식물에 광합성을 하도록 하여 옛날부터 인류의 의식주를 해결해 왔다. 지구가 태양으로부터 받는 「에너지」 양은 겨우 20억 분의 1에 불과한데 이중 식물이 축적해 놓은 화석 연료만으로는 부족하여 인류가 직접 태양열을 이용하는 방안을 마련 중이다.
①태양로=수천 개의 오목거울을 이용하여 초점에 섭씨 3천도의 고온을 얻는다. 태양로는 시료용기, 도가니, 노벽에서 오염되지 않으며 전장·자장을 없앤 장점을 가진다. 「프랑스」·일본 등지에서 건실하여 사용중이다.
②태양열 냉난방=집열기를 써서 태양열을 모으고 어열을 이용하여 주택·병원·사무실 등의 냉·난방을 하는 태양열 직접 이용 방식이다.
이 「시스팀」은 집열부·축열부·보조열원·「에어컨」으로 되어 있다.
미국 「델라웨어」 대학에서는 집열기에 태양전지를 병설하여 열과 전기를 동시에 얻는 방법을 개발중이라 한다.
③태양열 발전=태양전지(우주선에 쓰인 동력부분)를 이용하여 태양열을 직접전기로 전환시키는 방법이다.
태양전지를 지상에 설치하느냐, 공중에 설치하느냐에 따라 두 가지로 나누어지나 전자는 날씨에 영향을 받고 후자는 기술상·경제상 어려운 점이 뒤따라 더욱 연구개발이 이루어져야할 분야이다. 물의 열분해로 좋은 연료인 수소도 만들어낼 수 있을 것으로 기대된다.
<일·소 등서 이용 노력>
지열 「에너지」
옛날부터 있어왔으나 최근에 와서야 각광을 받는 「에너지」원인 지열은 현재 1백만㎾에 달하는 「에너지」를 인류에게 공급하고 있으며, 이 양은 1980년까지는 현재의 4배에 달할 것이라고. 예부터 온천·약용으로 쓰였으나 온수·발전·난방 등에 쓰인 것은 금세기 초에서부터이다. 일본·소련·「헝가리」·「아이슬란드」·「뉴질랜드」 등이 지열 이용에 힘쓰고 있다.
미국 「캘리포니아」 「가이저」에서도 1960년에 발전을 시작하여 현재 19만 2천㎾를 생산한다. 지하층에 뜨거운 물이 지상으로 스며 나오는 지열 「에너지」는 대개 화산대와 지대에서 많이 이용할 수 있으며 우리 나라는 별 가능성이 없다.
<탄층서 바로 개스로>
석탄 「개스」 화
석탄을 태우면 불완전연소로 인한 매연과 함유된 유황 때문에 공해 「개스」인 아황산 「개스」가 나오기 마련이다.
이러한 석탄을 「개스」화하여 공해가 없어 깨끗하고 연료저장과 수송이 간편한 연료로 만들자는 것이 과학자들의 목표이다. 세계 각국 유명한 회사들이 각각 경제적인 석유 「개스」화 방안을 개발중이다.
더욱 발달된 방안으로는 석탄을 탄용에 그대로 둔 채 「개스」를 뽑아내는 기술도 연구중이다.
<핵분열을 연료로>
고속증식연
원자력 발전에 쓰이는 「우라늄」은 농축 「우라늄」이다. 원래 천연 「우라늄」 중에는 실제 핵 연료로 쓸 수 있는 「우라늄」 235가 0·7%밖에 안되고 나머지는 거의 다 「우라늄」 238이다.
그런데 「우라늄」 238이 중성자를 하나 얻으면 「플루토늄」이 되는데 이것 또한 핵분열을 하므로 원자로 연료로 쓰일 수 있다.
고속증식로는 소모되는 핵연료보다 생산되는 핵연료가 더 많아서 그냥은 사용할 수 없는 「우라늄」 238도 이용할 수 있는 원자로이다. 미국의 경우 현재 ㎾당 발전단가는 0·5∼1「센트」임에 대해 고속증식로는 0·05「센트」가 되리라 한다.
<공해일소에도 기대>
핵융합반응
핵융합발전의 실용화가 이루어지면 지구가 당면하고 있는 「에너지」 위기와 그로 인한 공해문제는 일거에 해결되고 새로운 시대가 도래할 것으로 본다.
중수소를 이용하는 핵융합반응은 초고온 하에서만 반응이 일어난다는 것이 어려운 점이다. 현재 「프라스마」와 「레이저」 광선을 이용하는 방법을 미국·영국·「프랑스」·일본 등지에서 연구 중이다.
미국은 1983년까지는 핵분열 원자로의 경우 1942년에 「엔리코·페르미」가 성공한 실험원자로 수준의 실험을 할 것으로 목표 삼고 있다.
<「사이언티픽·아메리컨」 지에서>
