최덕광 <원자력학 박사>

전력의 생산구조도 변증을 거친다. 나라마다 차이는 있으나 지구의 온난화, 대기의 오염과 방사능의 위험, 이의 폐기물 등을 줄이기 위해 재래의 화력과 원자력 발전을 축소하려는 것이다. 소위 청정하고 재생할 수 있는 자연의 에너지를 집약해 발전 하려는 노력이다. 수력과 조력발전은 총 발전량의 16%정도 이지마는 큰 진전은 없다. 불과 3%밖에 안 되는 풍력, 태양력, 지력 등을 대폭 이용해 전력사용의 증가분이나 폐기되는 재래식 발전소의 발전량을 충당해 보자는 것이다.

미국에서도 풍력발전은 지난 10년 사이에 무려 10배 이상으로 커졌고 풍속과 터빈의 크기와 상관되는 발전효율도 약 30%정도로 높아졌다. 원자력발전소(기당 1000MW) 13기와 맞먹는 순 발전량을 낼수 있게 되었다. 상업적 경쟁력도 있어 지난 5년 동안 신규발전량의 35%가 풍력에서 나왔고 앞으로 매년 원전
2기상당의 추가 발전이 가능하다고 본다. 태양에너지는 그 집약도가 낮아 전력원으로서 경제성이 크게 떨어지나 사막 등지에서는 방대한 부지확보가 용이해 발전규모가 커지면서 생산비도 상당히 낮아졌다. 지금은 1%도 안되는 태양에너지 발전도 정부의 지원이 계속된다면 2050년까지 약 30%까지 늘릴 수 있다고 본다.

LA에서 라스베가스로 가는 길(I-15)은 멀고 황량한 모하비 사막을 지난다. 민둥산과 구릉지는 심한 알카리성으로 소금덤불 밖에 살 수 없는 불모지다. 항상 건조하고 하루의 일사량과 평균기온이 미국에서 제일 높다는 곳이다. 간혹 우주셔틀이 내렸던 공군기지를 빼면 그야말로 쓸데없는 황무지였다. 이제 이 사막은 바람과 햇빛을 전력으로 바꾸며 세계 최대의 재생 에너지 단지가 될려고 한다.모하비 서쪽끝자락의 테하차피 패스에는 5천여기의 크고 작은 풍력 발전기가 새 송전선과 함께 금년까지 세워지고 원전 1.5기상당의 전력을 전력회사에 팔게 된다. 사막에서 뜨겁게 데워진 공기는 상승하고 태평양의 찬 공기가 이 패스를 통해 들어오며 3계절 동안 시속 20마일의 바람을 마련한다. 이 바람을 가로질러 40m 너비로 돌아가는 수평축 3개의 날개가 3MW의 전기를 생산하는 것이다.

모하비의 열사는 다양한 형태로 전력을 생산한다. 태앙빛을 직접 전기로 바꾸는 광전지의 태양광 패널을 이용하는 방법도, 태양열을 집열기를 통해 모우고 (CSP) 이 열로 고압 수증기를 생산해 발전하는 방법도 쓰고있다. 효율(40%)이 좋고 일몰 후에도 발전할 수 있는 CSP중 소위 타워와 포물경형을 쓴다. 전자는 오목반사경으로 모운 열을 높게 세운 타워에 설치한 흡수기에 쏘아 집열시켜 물을 데우는 방법이고 후자는 평지에 설치한 포물반사경 위의 초점을 지나가는 집열관 속의 특수액을 데워 증기를 만드는 방법이다.

풍력단지와 가까이 있는 안테롭 분지에는 원전 1/4기 상당의 태양광 발전을 내년부터, 바스토우 근처의 약 2,000 에이커에 세우는 CSP 포물경형도 지금 운전하고 있는 같은형과 함께 원전 3/5기의 용량으로 쉬 발전하게 된다. 한편 반사경을 사용하는 CSP 타워형은 동쪽의 이반파 분지에서 내년에 발전하며 원전 2/5기 분이다. 또 남쪽 애리조나의 라파스에는 높을수록 좋은 굴뚝을 800m로 높이 세우고 온실에서 데워진 공기를 순환시키며 원전 1/5기 상당의 풍력발전을 하게 되니 곧 생산될 전체 전력량은 상당하다. 싼 발전비용이나 집약성보다 청정성과 재생성에 역점을 둔다면 이곳의 태양열 발전은 계속 늘어날 것이다.

이반파 발전소 근방에서 서방세계의 유일한 희토류 채광도 다시 시작되었다. 중국의 전매품이든 이 금속들을 산화물로 연 2만ton이나 생산하게 된다. 광전지 소자와 풍력 터빈에도 중요히 쓰이게 되니 이래저래 모하비 사막은 미국의 재생전력 생산에 소중하고 값진 땅이 되었다.