기후위기 시대 온실가스 문제가 국제사회 의제가 되면서 각국에서 다양한 방법으로 탈탄소를 서두르고 있다. 탄소세 도입 등 탄소 감축 자체가 경제적 이익과 연계하면서 중요성이 더욱 커지고 있다. 다만 그만큼 업계 간 갈등과 제도적 한계 또한 표면화하면서 또 다른 숙제를 남긴다.

김정은 기자 kje@

통계청이 지난해 3월 발표한 ‘한국의 지속가능발전목표(SDG) 이행 현황 2023’에 따르면 최종에너지 소비 가운데 재생에너지 비중은 2019년 기준 3.4%에 그친다. 경제협력개발기구(OECD) 37개국 가운데 최하위다. OECD 평균(23.42%)과 비교하면 7분의 1 수준으로 차이가 크다. 온실가스 배출량 역시 국내총생산(GDP) 당 0.33톤(t)으로 OECD 가운데 4번째로 많다. 

태양으로부터 무한 공급되는 에너지 활용하는 공기발전기
우리나라가 재생에너지 사용률이 낮은 데는 지리·지형적 한계가 있다. 국토가 좁고 일조량, 풍력이 약해 재생에너지 생산에 적합하지 않다. 이 때문에 전력 수급 변동 심한 재생에너지를 확대하는 데 한계가 있다. 전력 수급 변동성은 기업이 RE100을 이행하는 데 큰 걸림돌로 작용한다. 이에 주남식 (주)엔오엔그리드 회장의 행보가 재조명되고 있다. 최근 주목을 받고 있는 주 회장은 30여 년 전 자동차 가솔린 엔진의 효율을 높이기 위한 연구를 하던 중 투입된 연료보다 높은 동력을 얻을 수 있다는 것을 알게 되면서 공기발전기의 원리를 발견한 주 회장은 세계 최초의 공기발전기 기술을 개발하기 위해 총력을 기울여 왔다. 그가 세계 최초로 선보인 공기발전기 기술은 열을 배출하는 장치가 없이 자연에서 공기의 기압차만으로 전기를 생산하는 자연현상인 토네이도의 원리에 착안, 공기 중에 있는 열에너지를 전기 에너지로 만드는 장치다.

▲ 주남식 회장

환경에 위협적인 온실가스나 방사성 폐기물이 없고, 설치 지역과 기후의 영향을 받지 않는 신개념 신재생에너지 기술로 평가받는 공기발전기의 에너지원은 174PW에 달하는 대기권 안의 태양열에너지로부터 온다. 전체에서 쓰는 전력은 태양에서 오는 에너지 총량의 1/63,500뿐인 2.74TW에 불과하기 때문에, 우리는 태양이 살아 있는 한 무한히 공급되는 에너지를 활용할 수 있다. 공기발전기의 가장 큰 강점은 바로 원가 절감이다. 공기발전기의 생산비용은 태양광 발전의 1/20, 풍력발전의 1/30 수준에 불과하기 때문에 원가도 획기적으로 낮출 수 있다.

주남식 (주)엔오엔그리드 회장은 “3KW의 전기를 30년 동안 사용할 경우 한국전력의 전기료는 5천만 원, 풍력발전은 8천만 원, 태양광은 1억 5천만 원의 비용이 발생하지만 공기발전기에서는 990만 원이면 충분하다”고 부연했다. 이렇게 생산되는 에너지는 가정이나 산업체 등 전기를 필요로 하는 모든 용도의 발전기, 오토바이, 자동차, 선박, 항공기 등의 수송기계, 냉난방기, 냉장고, TV 등의 모든 가전제품에 쓰일 수 있다. 또한 냉각 원리가 적용되는 공기발전기는 동력이 추출되고 남은 공기가 급격히 식으면 물이 생기는데, 이 물을 냉각수, 냉매 등 다른 목적으로 사용한 후 일반 물처럼 재활용할 수 있어 전력과 수분 공급이 동시에 필요한 사막 개조와 녹화사업에 진정한 지속 가능형 에너지로 주목을 받고 있다. 

대외적으로도 우수성 인정받은 공기발전기의 상용화 추진
엔진의 배기열을 이용한 발전장치, 터빈을 이용한 전기발생장치, 노출된 애노드를 구비한 진공관, 나노섬유 방사장치, 후진노즐을 이용한 섬유방사장치 등 다수의 기술특허를 보유하고 있는 주남식 회장. 그는 이러한 기술력을 바탕으로 지난 2018년 현대중공업 기술공모전 장려상에 이어 중소벤처기업부, 충청남도, 창업진흥원, 한국태양광산업협회가 후원하는 ‘제7회 태양광 융복합 창의혁신 공모전’에서 ‘태양광 냉각-녹조배양-악취저감 융합 아이디어’로 아이디어 부문 대상을 수상하기도 했다.

주 회장은 여기에 만족하지 않고 국가핵융합연구소와 알키미스트프로젝트(에너지분야) 신규지원과제에 도전, ‘2019 대한민국 에너지대전’에서 창의상을 수상한데 이어 정보통신부가 주최하고 한국전력이 주관하는 ‘Energy×Security 해커톤’ 프로젝트에 ‘공기의 열에너지를 활용하는 초분산 전력시스템구축’이라는 주제로 참가해 산업통상자원부 장관상을 수상하는 쾌거도 거두었다. 이에 업계에서도 공기발전기의 가능성에 주목, 현재 엔오엔그리드는 신재생에너지를 연구하는 다양한 기관에서 러브콜을 받고 있는 중이다.

주남식 회장은 “현재 공기발전기에 대한 경쟁사는 국내 뿐 아니라 전 세계적으로도 전무후무한 상태다. 머지않아 ‘원전 대신 공전’의 시대가 도래할 것”이라고 확신하며 공기발전기의 상용화에 박차를 가하고 있다. 최근 공기발전기를 적용할 무충전 전동공구(싸이크로맨, 전동윈치, 전동장선기)를 출시한 것 역시 그 일환이다. 주 회장은 “공기열에너지는 그 어떤 신재생에너지보다 적은 투자비용에 가장 많은 에너지를 생산하는 새로운 개념의 그린 에너지로 대한민국을 세계 1등 국가로 만들 수 있다”면서 “공기발전기가 상용화되면 전력 사용 편의성이나 경제성 면에서 새로운 시대를 열 수 있다. 앞으로 우리가 사용하는 모든 발전기를 공기발전기로 바꾸어나가겠다”고 포부를 밝혔다. NM

▲ 전동가진기(바이브레이터)