뛰어난 경제성과 활용성, 전 세계 주목받는 혁신적 발전시스템
21세기 전 세계가 겪고 있는 가장 큰 위기는 바로 ‘에너지 고갈’이다. 이미 많은 전문가들이 2050년경이면 대표적인 화석자원인 석유가 대부분 고갈될 것이라 경고했고, 이는 2020년인 현 시점에서 불과 30여 년 뒤의 일이다. 물론 그간 기존의 석유자원을 보다 효율적으로 활용하려는 방법이 개발되며 그 시점이 점차 늦춰지고는 있지만, 그 매장량에 한계가 있으리란 건 분명한 사실이다. 이에 인류는 석유를 대체할 新에너지, 즉 수력·풍력·원자력·태양열·조력·지열 등의 개발에 총력을 다해왔으나, 여전히 한정된 생산량, 기후변화에 따른 수급의 불규칙성, 핵물질의 노출 위험으로부터 자유로울 수는 없었다. 더구나 지구 온난화로 인한 생태계의 붕괴를 막기 위해서도 더욱 청정한 대체에너지의 개발이 반드시 필요한 상황이다.
공기열에너지 전문기업 ‘㈜엔오엔그리드’의 주남식 회장은 세계 최초로 ‘공기발전기’ 기술을 개발, 인류의 다음 세대를 위한 ‘무한한 청정에너지 공급’에의 신호탄을 쏘아올린 인물이다. 그가 개발한 공기발전기 기술은 공기의 기압차로 인한 대류 현상, 즉 ‘토네이도’의 발생 원리를 발전시스템에 접목시킨 것이다. 발전기 내부의 공간을 초저압의 진공상태로 만들고, 그 기압차에 의해 순간적으로 공기가 유입되면서 발생하는 대류현상의 힘으로 발전기 터빈을 돌려 전기에너지를 생산하는 방식이다. 터빈을 통해 빠져나가는 공기는 냉각시스템을 거쳐 다시 순환되며, 지속적인 진공상태를 발생시키는데 이용되므로 기존의 발전시스템보다 훨씬 적은 에너지만으로도 상당한 양의 잉여에너지를 생산할 수 있다. 이에 대해 주남식 회장은 “미국이나 유럽, 동북아시아 등의 넓은 평지에서 주로 발생하는 토네이도는 따뜻한 지표면의 공기와 차가운 상공의 공기가 만날 때 그 기압 차이에 의해 발생하며, 최고풍속이 150m/s에 달해 무거운 차량을 날려버리고, 건물을 흔적도 없이 파괴할 정도로 강력합니다. 공기발전기 기술은 바로 이 토네이도가 가진 자연현상의 원리, ‘공기열에너지’라 이름붙인 개념을 터빈발전 방식에 도입한 것입니다”라고 설명했다.
엔오엔그리드의 공기발전기는 먼저 ‘뛰어난 경제성’으로 주목받는다. 공기발전기를 사용한 전기 생산비용은 태양광발전의 1/20, 풍력발전의 1/30에 불과하다. 만약 3kw의 전기를 30년간 사용한다면 일반 한전 전기료로는 5천만 원, 풍력발전 8천만 원, 태양광은 1억 5천만 원의 비용이 소요되지만, 공기발전기는 고작 990만 원 수준에서 해결할 수 있다는 것이다. 전기에너지의 단가 절감은 일반 국민들의 에너지 비용 부담을 줄여줄 뿐 아니라, 침체된 제조업 및 각 산업계에도 활력을 불어넣어줄 것으로 기대된다. 뿐만 아니라 공기발전기는 전기 생산 과정에서 환경오염 물질인 이산화탄소를 배출하지도 않아 최근의 기후변화 문제에 대한 해결책으로도 적합하며, 냉각과정에서 만들어지는 ‘물’을 다양한 용도로 재활용할 수 있다는 점은 공기발전 방식을 채택했을 때의 부가가치를 높여주는 요소다.
“인류의 미래를 위한 기술, 에너지 문제 해결에 최선 다할 것”
주남식 회장은 “공기열에너지를 활용한 공기발전기는 화석·전기에너지 소모에서 가장 큰 비중을 차지하는 자동차, 오토바이 등의 수송수단에 적용되어 이를 대체할 수 있으며, 크기를 소형화해 냉장고, TV 등의 가전제품에 내장할 수도 있습니다. 또한, 폐수나 쓰레기 처리 등의 환경사업, 녹화사업, 신소재사업 등 전기를 필요로 하는 모든 분야에 응용할 수 있어 막대한 사회·경제·산업적 효과를 창출 할 수 있으리라 기대됩니다”라고 설명했다. 엔오엔그리드에서는 이미 휴대용 공기발전기의 개발을 완료한 상태이며, 이를 공사 현장이나 캠핑장에서 활용할 수 있도록 마케팅에 힘쓰고 있다. 또한, 주 회장은 공기엔진을 활용하면 공중주택의 개념을 구현해내는 것도 불가능한 일은 아니라고 강조했다. 공중에 떠 있는 구조물에서 일을 하거나 생활을 영위할 수 있게 된다면 인류의 주거에 있어서 택지비용이라는 제약을 탈피할 수 있을 뿐 아니라, 지진이나 홍수 등의 자연재해로부터도 자유로울 수 있다고 한다. 지금까지는 일반 제트엔진으로 중력을 이겨낼 수 있을 정도의 추진력을 내는 데에 막대한 비용이 소모되기에 상용화되지 못했던 기술이지만, 공기엔진을 사용해 저비용으로 추진력을 낼 수 있다면 머지않아 현실화가 가능할 것이라는 게 주 회장의 설명이다.
한편, 주남식 회장은 지난 2019년, 국가핵융합연구소와 함께 ‘알키미스트프로젝트 에너지 분야 신규지원과제’에 도전한 바 있으며, 같은 해 10월에는 정보통신부가 주최하고 한국전력이 주관하는 ‘Enegy×Security 해커톤’ 프로젝트에 ‘공기의 열에너지를 활용하는 초분산 전력시스템구축’이라는 주제로 참가하여 산업통상자원부 장관상을 수상하기도 했다. 주 회장은 “공기발전기는 인류의 산업과 문명의 발전, 생활의 혁신 등 다양한 부문에서 새로운 가능성을 제시할 수 있습니다. 머지않아 도래할 ‘원전 대신 공전’의 시대를 대한민국이 선도해나갈 수 있도록 앞으로도 연구와 개발에 최선을 다하겠습니다”라고 밝혔다.
