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'라만차'(La Mancha)의 끝없이 펼쳐진 고원에는 석회가루가 흩날리고 있다. 그리고 몇채 안되는 집들은 흙빛을 띠고 있다. 마드리드의 남쪽에 있는 여기 라만차에서 애수에 찬 기사 돈키호테가 그 옛날 창을 들고 길을 떠났다. 세상물정이라곤 전혀 모르는 이 친구는 오래전에 죽었다. 그리고 돈키호테의 해묵은 적수였던 풍차들도 그 사이에 사라져 버리고 말았다.
 

그러는 사이에 일단의 과학·기술자들이 승리를 거두었는데, 주요한 인물들로는 스코틀랜드의 '제임스 와트', 이탈리아의 귀족 '알렉산드로 볼타'백작, 프랑스인 앙드레 마리 암페어, 독일인 아우구스트 오토(August Oto) 그리고 루돌프 디젤(Rudolf Diesel) 등이다. 이들이 만든 장비는 그 어떤 풍차보다도 훨씬 뛰어났다. 물론 라 만차에도 지금은 증기기관, 발전기, 내연기관들이 사용되고 있다. 다만 그 옛날을 상기시키는 것이 있다면. '만사나레스'에 있는 상승기류를 이용한 발전소에 설치되어 있는 로터(Rotor : 회전자) 뿐이다.

선구자들

이 발전소의 굴뚝의 높이는 2백m나 되는 데, 그 옛날 돈키호테의 창이 그랬듯이, 하늘을 찌를듯이 높이 솟아있다. 발전소의 탑 속에서 하늘을 쳐다보면, 둥근 하늘이 눈부시게 파란색을 띠고 아득하게 보인다. 어김없이 만사나레스의 하늘은 짙푸르며, 아침부터 저녁까지, 때로는 1백일 동안이나 하루도 빠짐없이 짙푸르다. 바로 이러한 곳에 발전소의 굴뚝은 성경에 나오는 뜨거운 태양기둥처럼 서 있다.
 

뜨거운 바람이 위로 불어 닥치면, 로터가 맹렬하게 돌아간다. 즉, 태양열이 공기를 가열시켜 상승기류를 일으키면, 돈 한푼 안들이고 전류가 만들어 지는 것이다. 이미 수년전 부터 이와같이 완전 자동으로 발전소가 가동되고 있다.
 

이 지구상에 이와같은 방식으로 건설된 발전소는 그 어디에도 없다. 이 발전소를 건설한 사람은 독일 슈바벤 출신으로 금년 52세인 슈투트가르트대학의 '요르그 슐라히'(Jorg schlaich) 교수이다. 이 교수는 교량건설로 수백만 마르크를 벌었는데, 그 중의 상당액을 만사나레스 발전소 건설사업에 투자했다. 물론 이 사업에 독일과 스페인도 재정적인 도움을 주었다.
 

지금 슐라히 교수는 태양을 따라 훨씬 남쪽으로 여행하고 있다. 그는 알제리의 오아시스에 상승기류를 이용한 제2의 발전소를 건설할 계획인 것이다. 이러한 발전소 건설에는 많은 설비가 필요치 않다. 1~2mm의 얇은 금속판으로 이음질된 탑과 풍차, 그리고 얇은 플라스틱으로 된 막(folie)만 충분히 있으면 된다. 사람높이 정도로 축구장 2~3개를 합한 크기의 얇은 플라스틱 막으로 탑주변을 둥그렇게 천막치듯 둘러싼다. 합성수지는 햇빛을 고스란히 통과시키지만 바닥에서 생겨난 복사열은 보존시키기 때문에, 막 아래는 상당히 뜨거워진다. 이렇게 해서 가열된 증기는 단 하나의 출구인 굴뚝으로 나가게 된다. 굴뚝으로 몰려든 뜨거운 공기는 초속 12m, 풍력 6의 바람을 일으킨다.
 

현장책임자인 공학자 '안토니오 페레즈'씨는 다음과 같이 설명했다. "우리는 온실효과와 굴뚝작용, 그리고 풍차를 결합시켰읍니다. 다시 말해서 우리는 기온으로부터 압력을 만들어내고 다시 이 압력으로부터 전류를 만들어냅니다."
 

금년 36세인 페레즈는 독일에 있을때 칼카르의 원자력발전소 건설사업에도 참여한 적이 있었는데, 이 사업이 성공적으로 끝난 일에 대해 기뻐했다. 이제 페레즈는 스페인 땅을 검은 얇은막으로 뒤덮고 있다. 이 사업은 빛흡수를 잘하기 위한 것이다. 만사나레스의 집열기는 온도를 섭씨 7도나 더 높여서 전기가득률을 30% 상승시켰다.
 

"이 결과는 예상했던 것보다 훌륭한 것"이라고 슐라히 교수는 말했다. 그리고 그는 만사나레스의 측정치는 물리학적인 기대치 보다도 높은 것이라는 말도 덧붙였다. 상승기류를 이용한 발전기에서 53~54kw까지의 전력이 생산되고 있다는 것이다.

실험발전소의 모습
 

라 만차 고원에서 남쪽으로 6백km를 더 내려온 지점에는 알메리아의 초원이 있는데, 이 지역에서는 훨씬 전부터 보다 복잡한 일들이 벌어지고 있다. 석유시대의 종말이 보이기 시작했던 70년대에 "국제에너지기구"(IEA)는 스텝지대에 '태양열'을 건설했다. 번쩍이는 수백개의 거울이 가설되었고 이가운데 수많은 거울들이 완전자동으로 태양을 쫓아 움직인다. 유럽의 남쪽나라에서는 연간 일조시간이 2천2백시간이 넘는다. 새삼스럽게 말할 필요도 없는 일이지만 태양열지대의 사무실이나 작업실에는 항온습장치가 갖추어져 있으므로 살인적인 혹서에도 끄덕없다. 물론 전기도 부족하지 않고 충분하다. 독일측이 만든 발전소에서만 날씨가 좋은 날에는 5백kw의 전기가 생산되며, 해가 진 다음 두시간 동안에도 발전이 이루어진다.
 

그럼에도 불구하고 물리학자와 발전책임자의 견지에서 볼 때, 태양열 발전에는 구름과 밤때문에 햇볕이 차단되는 두가지 결함이 있다. 게다가 알메리아의 독일측 책임기술자로 물리학자인 '미카엘 게이어'씨가 말했듯이, 태양에너지는 "아주 희박하다". 이 이야기는 태양상수(Solarkonstante)에 관한 것으로 지구에서는 1㎡당 일조량이 1.395kw 라는 것이다. 다시 말해서, 1㎡당 그리고 1초당 1.395 주울(Joule)로 결코 많은 양이 아니라는 것이다. 물론 일조량의 에너지를 보다 풍부하게 하거나 심지어 일조량을 다소간 변동시킨다는 것은 지구상에 살고 있는 사람들 한테는 끝장을 의미할 것이다. 왜냐하면 아무리 희박하다하더라도 태양상수는 모든 온혈동물의 생명을 보존하기 때문이다.
 

수천년이 지나는 동안에 인류는 오목거울, 점화경(집광렌즈) 그리고 증기열 보존장치를 이용하여 일조량을 강화시키기 위한 몇가지 방법을 생각해 냈다. 이 모든 고안물들은 아주 정교하게 개량되어 태양열 플랫폼에 사용되고 있다. 거대한 거울들이 태양광선을 탑의 꼭대기에 집중시킨다. 황무지로부터 80m 높이인 이 탑 꼭대기에는 집광기가 설치되어있다. 이 집광기는 2000℃의 열까지 사용할 수 있는 것으로 이렇게 수집된 열을 열전도체에게 전달한다. 열전도체는 물을 데워 증기를 만들고, 이 증기는 다시 터어빈을 돌려 전기를 만들어 낸다.
 

국제에너지기구(IEA)가 설치한 독일측 실험용발전소에서는 특수한 종류의 열전도체인 경금속 나트륨을 사용하는데 찬성했다. 나트륨은 융점이 100℃에 육박하고 거의 900℃에서 증발하며 게다가 쉽게 잘 움직이기 때문에, 나트륨은 다량의 열을 보존할 수 있다. 따라서 알메리아의 태양열발전소에서는 저녁이 되어도 즉시 빛이 소멸되지 않는다. 원리상 최소한 70㎥의 액체 나트륨에 태양에너지가 보존된다. 왜냐하면 현재의 기술수준에서는 그 이상은 불가능하기 때문이다.

석유 30년뒤엔 고갈
 

과거에는 악마의 병기로 여겨졌던 나트륨은 연소되어 버리곤 한다. 다시 말해서 나트륨은 공기와 접촉하자마자 연소되는 것이다.
 

따라서 알메리아 발전소에서 나트륨을 사용한다면 그 순간 순식간에 작업장 전체가 화염에 휩싸일 것이다. 그러면 바르셀로나 라디오 방송국은 '원자로사고'가 났다고 방송할 것이다.
 

물론 이러한 일은 발생하지 않았다. 그렇지만 칼카르의 원자력발전소에 있는 기술자들은 1000㎥의 액체나트륨을 사용하고자 한 적은 있었다. 결국에는 새로운 착상으로 공기와 물, 석유를 열전도체로 사용하고 해롭지 않은 소금을 열 보존물질로 사용하기로 결정했다. 왜냐하면 태양에너지의 장점은 안전성에 있기 때문이다. 태양에너지는 희박하고 차단되는 경우도 있지만 무엇보다 안전하다. 안전하다는 것은 언제나 좋은 것이지만 희박하다는 것은 상대적인 것이다. 즉, 지구에 주어지는 태양에너지는 이론상으로 볼 때 인간이 일차적으로 필요로 하는 에너지의 1만5천배에 해당되는 엄청난 양이다. 게다가 인간이 사용하는 모든 에너지는 태양에너지가 전환된 것이다. 예를 들면, 바람과 물, 석유, 석탄, 장작등이 사실은 태양에너지가 전화된 것이다. 오늘날 인류가 일년동안 사용하는 석탄과 석유의 양은 집약된 태양에너지가 십만년 동안 지구에(전화된 형태로) 축적한 에너지의 양과 맞먹는다. 따라서 태고적 부터 축적되었던 화석이란 선물도 머지않아 영원히 고갈될 것이다. 이미 석유는 대략 30년 정도가 지나면 고갈될 전망이다.
 

따라서 이제야말로 태양상수를 조절하고, 희박한 태양에너지를 교묘하고 재치있게 강화하여 대낮의 태양의 힘을 밤에도 사용할 수 있게 저장하는 방법을 탐구해야하는 절박한시기에 와있다.

21세기는 태양전지의 시대
 

'태양열-수소 바이에른 주식회사'(SWB)의 창업주는 금년 75세의 기업가 루드비히 뵐코프(Ludwig Bölkow) 씨이고, 모기업은 최근 연간매출액이 50억 내지 60억마르크나 되는 재산규모를 지닌 바이에른 공장이다. 이 많은 돈은 발전 특히 원자력발전으로 벌어들인 것이다. 바이에른공장 제2인자인 '요헨 홀쩌'씨는 다음과 같이 설명해 주었다. "우리는 보존할 수 있고 수송할 수 있는 수소를 만들어 사용함으로써 포토볼타(photovolta)식의 발전가능성들을 탐구하고자 하며 아울러 이에 대한 경험 지식들을 수집하고자 합니다."
 

창업주 뵐코프씨는 최근에 모기업이 엄청나게 많은 수익을 올렸다고 말했다. 이렇게 볼 때, 태양열 수소 바이에른 주식회사가 부담하게될 경비 4천만내지 5천만 마르크는 차라리 푼돈에 불과한 것이다.
 

그동안 백발이 된 뵐코프씨는 긴 자신의 생애 중에 많은 일을 해왔다. 즉, 비행기를 만들었고, 대전차무기를 제조했고 하나의 콘체른(약칭 MBB)도 창립하여 이끌어왔다. 그의 친구 프란츠 요셉 슈트라우스도 이야기했듯이, "원자력은 문제가 아니다. 21세기의 과제는 태양전지를 이용한 발전이다"
 

그러므로 노년기에 접어든 뵐코프씨는 이제 미래는 태양에서 시작될 것이라고 생각했다. 그리고 노윈부르크시장은 다음과 같이 찬탄했다. "뵐코프씨의 계획은 지구상에서 이런종류의 계획 중에서 최초의 것으로 기념할 만한 사건이다."
 

뵐코프씨의 계획은 20세기말에 최초의 태양전지를 노윈부르크 지역에 설치할 준비를 하고 있다.

태양전지
 

이렇게 설치된 태양전지는 최소의 비용을 들여서 5백kw의 전력을 생산할 계획이다. 태양전지는 햇빛을 직접 전류로 바꾸어 준다. 따라서 만사나레스와 알메리아의 중간산물인 바람과 열은 필요없게 된다. 뵐코프씨의 회사에서는 태양이 우회적인 과정을 거치지 않고 전류로 된다. 빛(그리스어로 phos)에서 직류 즉 볼타백작의 에너지가 만들어 지기 때문에 "포토볼타식 전류"라고도 한다.
 

태양전지는 일반적으로 실리콘으로 불리운다. 실리콘은 반(半) 금속으로 탁월한 반도체이고 두번째로 풍부한 원소이다. 모래도 실리콘이다. 순수한 실리콘 결정(結晶)이 햇빛과 접촉하면, 이 결정체 안에서 전류가 흐르기 시작한다. 이러한 결과는 1839년에 프랑스의 물리학자 베크렐(A. E. Becquerel ; 우라늄에서 방사선을 처음 발견한 앙리 베크렐(1852-1908)의 아버지)이 발견했다.
 

이제까지 본질적으로 인류는 베크렐의 발견으로부터 아무런 이득도 얻지 못했다. 여기에는 다음과 같은 여러가지 이유가 있다.
 

첫째 이제까지 극히 얇은 실리콘층을 생산하는 데 너무 많은 비용이 들었기 때문이다. 둘째 오랫동안 효율이 너무 적었기 때문이다. 예컨대, 태양에너지의 1%만이 전류로 전화될 수 있었다. (그동안의 실험을 통해 이제는 효율이 22%까지 상승되었다). 셋째 지구에 설치되어 있는 태양전지는 태양광선의 중단에 시달려 왔기 때문이다. 그렇기 때문에 무엇보다도 태양전지는 우주에서 성공을 거두었다. 즉 인공위성에게 전기를 공급해 주는 데 "태양돛" 에 설치된 태양전지가 기여했다. 우주에서 태양은 결코 지지(일몰하지)않기 때문이다.
 

밤에 빛이 없어지지 않도록 낮에 생산된 전류를 배터리에 수집한다는 당연한 생각은 쉽게 실현되지 않았다. 배터리는 값이 비싸고 무거우며 다시 방전되고 만다. 게다가 수명도 아주 짧다.
 

자동차의 배터리를 살펴보자. 두꺼운 자동차 배터리에는 최소한 1킬로와트시(kwh)의 전력이 축전되어 있다. 그러므로 평균적으로 서독사람 1인당 연간 5만킬로와트시의 1차에너지가 소비되고 마는 것이다. 따라서 배터리로 부터는 특기할 만한 효율을 기대할 수 없다. 심지어 화약과 계급 못지 않게 배터리에 관심을 갖고 있는 군대 조차 배터리에 대한 모든 희망을 버렸다.
 

그러므로 태양에너지를 어떻게 합리적으로 수집하여 저장하고 운반할 수 있을까? 태양에너지를 농축하여 비가 오는 날이나 밤이나 지하에서 즉 언제 어디에서나 사용할 수 있도록 저장할 수 있는 방법은 없을까? 나아가서 태양에너지를 난방이나 조명에 그리고 열과 동력, 자동차등에 사용할 수는 없을까? 방법은 오직 한가지 뿐이다. 그것은 태양에너지를 저장할 수 있고 훌륭하게 운반할 수 있는 에너지형태로 즉 수소가스로 전환시키는 것이다. 수소가스는 이차적으로 태양에너지를 발생시키는 이상적인 가스이다.

생각할 수 없는 것을 생각하라!
 

루드비히뵐코프씨는 "생각할수 없는것을 생각하라"고 말한다. 뵐코프씨에게는 '태양열-수소 기술'이야말로 에너지문제에 대해 생각할 수 있는 유일한 것이며 또 궁극적인 해결책인 것이다.
 

태양은 무료이다. 그리고 전기분해하여 수소로 전화시키는 방법은 오래전에 개발된 것으로 별문제없이 사용될 수 있다. 뵐코프씨는 다음과 같이 말한다. "태양에너지를 수소로 바꾸는 기술은 건전한 기술이며, 원료는 무궁무진하고, 가동중에 해로운 물질이 발생하지 않는다. 게다가 과학적인 토대마저 이미 연구되어 있다."
 

바이에른 공장 부책임자인 '홀쩌'씨는 다음과 같이 말했다. "우리는 이분야의 노우하우(Know-how)를 가지고 있는 모든 분들을 초청하여 참여시키고 있다."
 

그런데 사용가능하게 주어진 에너지와 사용된 에너지의 관계 즉 에너지가 상실되는 문제가 발생한다.
 

이공장의 모든 발명가들은 효율을 제고하는 데 최선의 노력을 기울인다.

효율의 문제
 

이 문제는 대부분의 기술자들에게 고통스러운 주제이다. 예를 들어 보자. 물은 파이프를 통해 펌프질로 끌어 올려져야 한다. 전기는 핵발전소에서 제공된다. 그런데 핵발전시 효율은 기껏해야 0.33이다. 다시 말해 우라늄에너지의 2/3가 전기로 변형되지 않고 사용할 수 없는 폐열로 사라진다. 따라서 가열된 물과 증기는 거대한 냉각탑을 거쳐 소모되고 만다.
 

송전할 때에도 효율은 잘해야 0.9에 불과하다. 펌프를 작동시키는 소형전기 모터의 효율도 역시 0.9이고, 펌프 자체의 효율은 0.7이다. 아무리 반들거리는 금속으로 된 파이프라도 마찰 때문에 물을 수송할 때의 효율은 파이프의 길이에 상관없이 0.9이다.
 

이제 사실대로 계산해 볼 차례다. 모든 효율을 곱해 보면, 0.33×0.9×0.9×0.7×0.9=0.168. 이 결과는 실망스러운 것이다. 결국 투입된 최초에너지의 16.8%만이 유용한 노동을 수행했을 뿐, 나머지는 상실되고 만다.
 

에너지문제는 이러한 상황에 처해 있다. 그런데 우리는 이제까지 무슨 일을 해왔는가? 우리는 포도를 증류시켜 음료수를 만드는 사람처럼 열에서 우선 전기를 만든 다음 이 전기에서 다시 열을 만드는 일을 해왔다.

어느 정도 개선됐나
 

따라서 지금으로서는 '태양열-수소 바이에른 주식회사'는 유망한 사업을 하고 있는 것이 아니라는 것을 홀쩌씨는 잘 알고 있다. 그러나 언제인가는 유망한 사업이 될 수 있게 하기 위하여, 지금부터 효율을 최대화하는 데 주목하고 있는 것이다. 태양전지는 '조절할 수 있고 변화시킬 수 있는' 장치를 갖추고 있다. 다양한 태양전지기술이 실험되고 비교되었다.
 

재래의 태양전지의 효율은 대략 0.06 즉 6%를 넘지 않는다. 베를린에 있는 마이트너 연구소는 실리콘에 셀렌을 첨가함으로써 에너지 획득률을 두배로 즉 12%로 증대시켰다. 태양에너지체계를 연구하는 '브라운호퍼' 연구소에서도 진척이 이루어지고 있으며 '지멘스'에서도 '슈투트가르트' 대학에서도 마찬가지로 진척이 되고 있다. 미국의 뉴햄프셔에 있는 '광열주식회사'는 훨씬 큰 성과를 올렸다. 이 회사에서는 합성물질인 루메로이드(Lumeloid)로 만든 태양전지로 효율을 70 내지 80%까지 끌어 올렸다. 그러나 유감스럽게도 이 효율은 겨우 일년 동안만 유지되었다. 태양전지에 있어서 소위 경제성의 경계선은 효율 25%선이다. 압력이나 고온, 누출가스, 방사능, 항상 기름칠해야함에도 불구하고 닳아 못쓰게 되고 마는 회전장치들 등 이런것들 없이도 햇빛을 한번 쪼임으로써 전기를 만들어 낸다는 것, 요컨대 에너지 문제를 인간의 지성으로 해결한다는 것이야말로 언제나 자연과학자들을 사로잡아온 문제이다. 물론 이들은 문제를 전기분해와 이로부터 발생하는 수소를 이용하여 산뜻하게 해결할 수 있다고 생각했다. 실제로 우리는 원래 주어진 일조(日照)를 집중하여 보존하고 운반할 수 있는 '태양에너지증폭장치'를 끝내 갖게 될 것이다. 즉 에너지를 가득가지고 있는 영구운동기관을 마침내 갖게 될 것이다.
 

전기분해와 수소에 관해서는 앞에서 충분하게 상술했다. 그럼에도 불구하고 이 두 개념은 부정적인 이미지를 갖고 있다. 의무교육이 이루지기 시작한 이래, 선생님들은 신기한 전기분해 실험을 하여 아름다운 불꽃을 만들어 냄으로써 아이들의 호기심을 자극시켜주지만 이 현상에 대한 이론적인 설명을 해주지 못함으로써 끝내 아이들을 싫증나게 만들어버린다. 이에 대하여 수소라는 말은 폭탄, 폭발, '체펠린'(비행선 발명자)이라는 말을 연상시킴으로써 나이많은 사람들에게 일찍부터 부정적인 이미지를 심어놓았다.

수소는 어디에 기여하고 있나
 

1937년 5월6일 독일의 체펠린 비행선 힌덴부르크호(號)가 미국의 레이크허스트에 착륙하다 폭발하여 불타버렸다. 19만㎥의 수소가 활활 타서 36명이 사망했다. 수백만의 사람들에게 이 사건은 언제나 하나의 경고를 의미했다. 뚱보 체펠린이 사용한 폭발성 물질, 수소는 전기분해에 의해 획득된 것이었다. 아마 체펠린이 사용한 똑같은 장치를 갖고 오늘날에도 여전히 수소를 만들어 낼수 있을 것이다. 다시 말해서 전기분해장치는 70여년 동안 거의 개선되지 않았다.
 

이와같이 오랫동안 전기분해에 사용되어온 장치는 루르지역에 있는 한 상회에서 고안된 것이다. 이 장치의 한편에 직류전류를 접속하고 다른 한편에 물(H₂O)을 집어 넣으면, 이 장치는 쉴새없이 이 액체를 가스 형태의 산소(O)와 수소(H)로 분해한다. 이 양자를 사람들은 선용할 수 있다.

예컨대, 산소는 호흡에 사용되고 수소는 따뜻하게 하는 데 사용된다. 화학은 이 모든 현상을 이용할 수 있다. 전기분해의 효율은 70%인데, 최근에는 더욱 증대했다.
 

오늘날 전세계의 수소사용량은 연간 약 3천만t에 달한다. 이 수치는 엄청난 것처럼 들리는 데, 이중의 거의 절반이 비료를 생산하기 위한 암모니아합성에 사용된다. 나머지는 거의 합성수지를 생산하는데 쓰여진다.
 

따라서 수소는 그 매력적인 성질 때문에 원래부터 훌륭한 일에 공헌해 왔으며 앞으로의 전망도 매우 밝다. 이 휘발성 원소가 잘 이용될 때, 21세기는 바로 수소의 시대라고 불리울 것이다.
 

그리고 수소만이 참으로 쾌적한 환경을 보장한다. 수소가 연소될 때 발생하는 것은 이산화탄소나 유황가스가 아니라 수증기 뿐이기 때문이다. 즉 수소는 대기권에 유독물질을 배출하지 않으므로 결국 기후상의 파국을 회피할 수 있게 한다. 또 전기분해에 의해 물에서 생겨난 수소는 연소한 다음에 다시 물로 된다. 수소에너지 연구자들은 또 "미래의 에너지 담당자인 수소가 갖고 있는 생태학적인 장점은 영원하며, 탁월하고 의심의 여지가 없다는 것이다. 우리는 사람들의 눈을 뜨게만 하면 된다."고 열변을 토한다.

가장 흔하고 안전
 

수소는 세상에서 가장 흔한 원소이다. 핵융합에 의해 수소를 헬륨으로 전화시키기 때문에 별이 빛나는 것이다. 1킬로그램의 수소가 연소하면 33킬로와트시(KWh)의 전기에너지를 방출하며, 이 방출에너지의 양은 벤젠의 세배에 해당한다. 수소로부터 동력, 열, 전류가 손쉽게 만들어진다. 요컨대, 모든 원소 중에서 가장 가볍고, 수십억년 이래 모든 자연의 원소였던 수소가 인간의 에너지 경제에 있어서 완벽한 재생산체계를 가능하게 한다.
 

수소는 큰 힘을 들이지 않고서도 압축시킬 수 있고, 보존할 수 있으며, 가스관을 이용하여 멀리까지 운반할 수 있으며, 천연가스와 유사하게 집중시킬 수도 있고 분산시킬수도 있다. 그리고 수소는 취사할 때에도, 난방할 때에도, 심지어 국부적으로 전류를 획득하는 데에도 사용될 수 있다.
 

수소는 독성이 없으며, 다른 가스와도 잘 융합하여 화학적으로 다양한 방식으로 합성된다. 수소가스는 '에너지를 보존하여 자유롭게 전환시킬 수 있으며, 미래의 해결사'이다. 수소는 방사능은 물론이고 어떤 잔재도 남기지 않는다.

노인이 오히려 미래를 잘 본다
 

대부분의 노인들은 멀리 미래를 내다볼 줄 안다. 지금 누릴 수는 없지만 먼훗날의 삶은 노인들을 매혹시킨다. 많은 사람들은 젊었을 때 자기나 자기동료가 이 세상에 가했던 잘못을 늙어서 보상해 주고자 하기도 한다. 무기제조업자 뵐코프씨는 자기 재산의 이자를 가지고 여생을 평화롭게 살 수도 있었다. 그러나 그는 이러한 삶 대신에 새로운 시대를 여는 데 박차를 가하고 있다.
 

서독대통령의 형제이자 원자물리학자인 76세의 '칼 프리드리히 바이제커'씨는 태양이 21세기의 주요에너지 원천이 될 것을 바라고 있다. 74세로 철학자인 '로버트 융크'씨는 "인간의 미래에 있어서 태양시대의 도래는 숙명적인 문제이다"라고 판단하고 있다.
 

수상도 이런 사실을 알고 있어야 한다고 그는 강조한다.
 

그러나 통치자들의 시선은 눈앞의 직접적인 현실문제들 즉 버터의 재고량이나 주 의회선거, 복면금지와 같은 문제들에 머물고 만다. 분명 독일의 핵발전소들은 세계에서 가장 안전하기는 하지만 절대적으로 안전한 것은 아니다. 독일도 역시 어떤 문제점을 갖고 있다. 게다가 우리는 사실 안정성 문제 때문에 새로운 핵발전소 건설을 더 이상 원하지 않는다.
 

오늘날 원자력발전소는 대략 우리들의 일차적인 에너지소비량의 10%를 담당하고 있다. 원래 의도했던 원자력발전소만으로의 자급자족은 이루어질 수 없다.
 

만약 우리의 모든 에너지를 핵발전으로 충당하고자 한다면, 3백50개의 핵발전소가 필요하고 또 노후시설을 대체하기 위해 약 50개의 핵발전소를 쉴새없이 건설하여야 한다. 그렇게 되면 아마도 새로운 핵발전소를 국회의사당 건너편에는 물론 독일 방방곡곡에 건설해야 할 것이다. 그러나 어느 누구도 이런 사태를 원하지 않는다.

원자력 발전소의 재앙
 

독일의 원자력 압력단체는 점차 약화되고 있다. 이 단체는 현상유지만을 하자고 주장하는 데 그렇게 될 경우 원자력발전소가 없어지기 까지는 앞으로 30년이 걸릴 것이다. 아마 그때즘이면 이 양반들은 이 세상에 있지도 않을 것이다. 해리스버그와 체르노빌의 원자력 발전소 사건은 두차례에 걸쳐 심각한 자각을 불러 일으켰다. 오늘날 사람들은 그 다음 사건이 언제 어디에서 일어날 것인가를 불안스럽게 기다리고 있다. 어디에선가 일어날 것은 확실한 데 다만 언제 일어날 지는 아무도 모르고 있는 것이다. 3백94개의 원자력발전소에서 발생하는 원자력 불은 전세계를 태워버릴 것이다. 이러한 지옥불 중에서 인간이 에너지로 사용하고 있는 양은 전체의 4%에 불과하다. 이러한 4%를 사용하는 대가로 엄청난 재앙이 발생할 수도 있는 것이다.
 

독일원자력발전소의 매니저들이 회의를 할 때는, 안전원들이 밀집대형을 이루고 둘러서 있다. 문밖에는 격자창을 달고 초록과 하얀 색깔을 칠한 경찰출동차가 서 있다. 구내에 들어서면, 금속탐지기가 총기소지여부를 탐색한다. 중요인물들은 경호원을 두고 있다. 그러나 이러한 보디가드들은 귀한 신분을 상징하는 기분좋은 존재가 아니라 성가신 존재로 여겨진다.
 

그러나 이점은 피차 마찬가지다. 작년에 본에서 열렸던 '체르노빌과 서독에서의 에너지공급의 장래' 회의에 참석하고 있던 한 경호원이 자기 동료에게 다음과 같은 이야기를 털어 놓았다 "내가 모시고 있는 분은 매일저녁 술에 만취된다". 그러자 이 말을 들은 상대방은 그 저명인사의 고통을 다음과 같이 진단했다. "그 분은 정말 불안에 떨고 있을것이다".
 

불안과 좌절-도중에는 불안해하고 근무중일 때나 집안에 있을 때 좌절한다. 주말이 되어 집에 돌아가면, 자식과 손자들이 원자력발전소의 매니저들을 격려해준다. 그러나 최근에 들어 체르노빌 사건 이후에는 대부분의 핵물리학자들에게는 가정에서의 화목도 이미 사라지고 말았다. 그런데 오늘날 핵발전소분야에서 전설적인 인물들 대부분이 30년 전에 일을 하기 시작했던 무렵만 해도 핵발전은 아주 훌륭한 일이라고 여겨졌었다.

주저하는 정부
 

많은 사람들이 자신의 직업인생 전부를 핵발전산업에서 보내왔다. 처음에는 순수한 열정으로, 나중에는 오직 돈 때문에 그렇게 보내왔던 것이다. 안전에 대한 원래의 기대는 완전히 사라지고 말았다. 모든 엔지니어들을 매혹시켰던 것은 주로 한곳에서 10억와트의 에너지를 다룬다고 하는 가능성이었는데, 이러한 가능성이 이제 사라지고 말았다.
 

약 2만명의 과학자·기술자들이 원자력발전소때문에 먹고 살고 있다. 이들은 거대한 연구시설들에서 실험하고, 원자력부의 관료주의에 따라 진급하고 있으며 혹은 핵발전산업계에서 일하고 있다. 이들에게는 태양열-수소의 시대란 희망찬 약속이 아니라 오히려 정반대의 것을 의미한다. 즉 그러한 시대가 올때 그들이 이제까지 쌓아왔던 수많은 경력들은 산산조각나고 마는 것이다.
 

그러나 서독정부에 획기적인 정책변화가 오리라는 어떤 환상도 가져선 안된다. 왜냐하면 이제까지 정부당국은 원자력에너지를 개발하는데 대략 2백70억 마르크를 지출한 데 비해서, 지난 20년 동안에 대체에너지를 개발하는 데에는 모두 합해 보아야 10억 마르크도 채안되게 지불했기 때문이다.

기업들은 두다리 걸치기
 

그러나 이제 다시금 독일은 에너지정책에 있어서 분기점에 서 있다. 세계적인 콘체른인 지멘스(Siemens : 1986년 매출액이 4백70억 마르크)는 독립회사로서 수많은 원자로를 건설해온 '발전소 유니온'(KWU)을 최근에 해체해 버렸다. 그리고 그 대신으로 '지멘스 태양열 주식회사'를 최근에 설립했다. 엑손(Exxon, 시중에선 Esso 라고도 함)도 우라늄사업에서 손을 뗐다. 원자력 산업은 서서히 쇠퇴하고 있는 것이다.
 

그러나 아직도 독일의 거대한 콘체른들의 수뇌진들은 단안을 내리지 못하고 있다. 기차는 아직 떠나지 않았기 때문에 각 콘체른은 한쪽 발만 발판에 올려놓고 기회를 보고 있다.
 

'다임러 벤츠'(Daimler Benz)회사는 수소모터를 단 10대의 자동차를 성공적으로 시운전했다. 벤츠 자동차 회사는 이미 수년전부터 '확실한 성과를' 거두어 왔다. 자동차 배출구에서는 유독가스가 아니라 수증기만 나왔다. 다임러 벤츠 회사는 수소를 해면처럼 흡수하는 금속수소화물에다가 연료가스를 결합시켰던 것이다. 이것은 다임러 계열회사의 신제품인데, 다임러 벤츠는 자동차에 '태양전지를 사용할 가능성을 연구하는 것과 수소에너지를 개발하는 것'을 차후 백년동안의 목표로 설정하였다고 한다.
 

다임러의 경쟁자인 BMW도 21세기로 가는 길에서 추월당할 수 없다고 생각한다. 그래서 '독일우주항공여행실험연구소'에 관여하고 있으며, 초절연물질을 이용하여 1백30 리터 짜리 탱크를 만들어 냈다.
 

지난주에는 함부르크에서 개최된 '제1차 국제 에너지 학술토론회'에 참석하기 위해 수많은 사람들이 모여들었다.
 

이 토론회의 부회장은 '태양열에 의한 수소'는 가능한 선택중의 하나로 반드시 고찰되어야하며 서독에너지의 미래를 위해 생각할 수 있는 중요한 선택일것 이라고 주장했다.

수소에너지 개발에 대한 반론
 

한편 값싼 태양열기술의 문제는 아직도 최소한 20년은 지나야 결정적으로 중요한 문제로 부각될 것이라고 서독 연방 정부의 에너지장관 리젠후보씨는 말한다. 그는 멀리 내다볼 수 있는 시야를 갖기에는 너무 젊은 모양이다. 아니면 원자력발전소의 압력단체가 그를 철옹성처럼 둘러싸고 있어서 시야를 가로막고 있는지도 모른다.
 

빈터(Winter) 교수가 아주 이해하기 쉽게 '태양도 30년을 필요로 한다'는 점을 가르쳐 주었다. 태양에너지와 수소가 실제로 특기할 만큼 널리 사용되기 까지에는 30년은 걸릴 것이라는 이야기다. 석탄이 장작을 물리치기 까지에는 백여년이 걸렸다. 석유가 개선행군하기까지에는 30년이 걸렸다. (그리고 석유는 앞으로 30년이 지나면 지구의 역사에서 다시 사라지고 만다) 20년 전부터 핵에너지가 독일시장을 파고 들었다. 그 결과 일차에너지의 10%와 전기수요의 약30%를 원자력발전소가 충당하는데 성공했다.
 

이러한 유예기간 때문에 우리는 수소선택을 더 이상 보류할 수 없다. 이제는 즉시 시작해야만 한다. 뵐코프노인이 투덜대듯이, "우리는 너무 성급한 것이 아니라 이미 너무 늦은 것이다".
 

다행스럽게도 새로운 기술은 옛부터 알려져 있다. 태양열-수소를 생산하여 보존하고 수송하고 사용할 수 있기 위해서는, 이제 더 이상의 새로운 기술을 발견하지 않아도 된다. 절호의 기회가 이미 우리에게 온 것이다.
 

'바덴'의 '뷔르츠부르크'에 있는 대학교와 연구소에 만도 태양열연구자가 약 1백50명이나 된다. 람폴츠하우젠을 방문하는 사람은 사람보다 큰 로킷의 포효하는 소리를 멀리서 부터 들을 수 있다. 독일우주항공여행실험연구소의 실험장에있는 이 로킷은 9백℃의 뜨거운 수증기를 뿜어대고 있다. 이 기계장치는 오직 산소와 수소로만 작동되며 고온을 냉각시키기 위하여 물을 사용한다. 그리고 이 기계장치는 이 기계와 연결되어 있는 터빈을 초고속으로 회전시키는 데에 아주 탁월한 성능을 보여주고 있다.
 

이 기계로 전기를 만들어 내어 대도시의 조명을 밝히고 있다.
 

200~300m쯤 떨어진 곳에 물리학자 '볼프강 쉬엘'이 '포물경실험시설'을 훌륭하게 만들어 놓았다. 이 시설은 슐라히 교수가 고안해 냈던 직경 17m의 거대한 거울을 이용한 것이다. 이 포물반사경은 중심에서 14m 떨어진 한 점에 햇빛을 집중시킨다. '쉬엘'씨는 지난 가을에 이 시설로 1천4백℃의 온도를 기록했는데 이것은 세계기록이다. 이러한 태양거울을 이용한 발전기는 2백가구에게 필요한 모든 에너지를 공급할 수 있다. 이런 종류의 거울이 이미 세개나 만들어 졌다.
 

그중에서 두개가 석유의 나라인 사우디 아라비아에 설치되어 있다. 천만 마르크가 투자된 프로젝트인 "하이솔라"(Hysolar)는 사막사람들에게 백킬로와트의 포토볼타발전소를 건설해 줄 계획인데, 이 프로젝트의 노우하우(know-how)는 공동의 소산이다. 금년 초에 이 발전소가 완공되어 가동되었다.
 

'빈터'씨가 말했듯이 "산업은 무엇이든 할 수 있다. 문제는 사람들이 그것을 원해야만 된다는 것이다". 하여튼 사우디 사람들도 석유시대가 끝나가는 때에 바보가 되고 싶어하지 않는다. 따라서 '리야드'대학교도 최근에 태양열과학자를 배출하기 시작했다.

바보가 되지 않으려면
 

이 사실에는 달나라 사람들도 기뻐할 것이다. 달나라 사람들이 지성을 지닌 존재로서 죽지 않는 영생의 존재라고 가정해 보자. 그러면 이제까지의 인류의 활동을 관찰하고나서 다음과 같이 말할 것이다. "인간들은 처음에는 나무를 잘라 사용했다. 그런 다음에는 땅을 파헤치기 시작하더니 석탄과 석유, 천연가스 그리고 천연우라늄을 사용했다. 수십억년 동안 저장되어 왔던 것이 순식간에 재생불가능하게 없어지고 말았다. 게다가 생명세계를 점차 화학적으로 변화시키는 과정이 공공연하게 진행되면서 지구는 유독물질과 방사능 누출로 오염되고 말았다." 달나라 사람들은 우리 지구상의 인간들에 대해서 다음과 같이 생각할게 틀림없다. "인간들은 지구를 망쳐버렸다. 따라서 더 이상 오래가지 못할 것이다".

수소탱크 폭발해도 순간적결과
 

에너지체계 연구팀의 책임자인 요하힘니취씨는 다음과 같이 말하고 있다. "태양에너지는 본래 안전하며 체계도 완벽하다. 그리고 태양에너지는 원래 대단히 아름다운 것이다".
 

그렇기 때문에 사회적으로 수용하는 데에도 문제가 없다. 게다가 수소도 안전하기 때문에 문제가 없다. 수소는 폭발성 가스이지만 악마의 성질을 가진 가스는 결코 아니다. 라인강 북쪽의 '베스트팔렌'지역에는 1940년 부터 총연장 2백20km에 해당하는 가스관이 그물망처럼 연결되어 수소가스를 공급해 왔지만 사고한번 일어난 적이 없었던 것만 보아도 수소가 악마의 성질을 가진 가스가 아니라 안전한 가스라는 것을 알 수 있다. 일상 광범위하게 수소가스를 사용해도 안전하다.
 

챌린저의 연료가스탱크가 폭발했듯이 액체가스를 담고 있는 어떤 탱크가 폭발한다고 가정해 보자. 물론 거대한 수소가스사고도 있을 수 있는 재난이긴 하지만 어디까지나 불행은 특정한 지역에만 국한될 뿐이다. 즉 하나의 대륙을 오염시키거나 수세대에 걸쳐 감염되는 그런 무시무시한 제2의 체르노빌사고와 같은 종류의 재난이 아니다.
 

"이제는 정말 솔선해서 수소를 사용하지 않으면 안된다. 바로 지금부터!"라고 뵐코프씨는 거듭 당부하고 있다. 빈터교수는 보다 학술적으로 다음과 같은 말을 한다. "우리는 태양열-수소기술을 장기적인 정책목표로 채택할 것을 원한다".
 

두사람 모두 벌써부터 태양열이 풍부한 지역을 집요하게 주시해 왔다. 우리는 새로운 생각을 가지고 남쪽을 향한 긴 행군을 해야 한다. 뵐코프는 스페인의 '시에라 모레나'산맥을 살펴 보았다. 이 산맥에는 아무것도 자라지 않는 사막이 하나 있다. 게다가 면적이 아주 커서 이곳에 태양열발전소를 하나만 세워도 서부유럽전체에서 전기를 공급할 수 있다는 것이다.
 

'슈투트가르트'의 DFVLR 연구원들은 알제리의 지중해 남부해안에 있는 사하라사막쪽에서 나아가길 원한다. 이곳은 사방 3백km가 넘는 광활한 사막지대로 구름 한점, 비 한방울, 풀 한포기, 심지어 모래먼지 하나 없는 지역이다. 하루종일 태양이 하늘에서 이글거리고 있다. 거대한 지역에서 태양에너지를 이용하기에는 이상적인 조건을 갖추고 있는 지역이다. 여기에서 부터 독일에 수소를 공급하기 위해서는 150×200km의 면적과 2~3개의 파이프라인이 필요할것이다.