| 세계 첫 상용화 우주태양열발전소 시스템 개발 전망 | ||
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 인류는 그동안 수력에너지에서 지열에너지, 풍력에너지에서 바이오에너지에 이르기까지 더욱 깨끗하고 효율적인 에너지를 찾아 화석에너지를 대체하려 시도해왔다. 현 시점에서는 또 우주에 태양열발전소를 구축할 참신한 구상을 내놓았다. 이 꿈을 이루기가 쉽지 않지만 꿈을 이루는 과정에서 재료기술, 태양열 이용기술이 비약적으로 발전할 수 있다. ‘중국의 주력발전소를 우주에 건설하자’는 구상은 베이징 중국우주기술연구원의 왕시지(王希季) 중국과학원 원사가 제시했다. □ 화석에너지 외의 신규 주력에너지는? 우주의 지구동기궤도에서 고궁(자금성)만한 면적의 태양열발전소들이 태양 빛을 에너지로 전환하여 지구로 전송하는 것은 왕시지 중국과학원 원사와 동료들이 30년간 꾸어온 꿈이다. 우주에 태양열발전소를 건설할 경우 중국의 에너지문제를 기본적으로 해결할 수 있다는 지적이다. 석탄, 석유, 천연가스는 다년간 중국 에너지소비의 90%를 차지했다. 석유의 경우 국토자원부의 계획보고서에 의하면, 현재 중국에서 확인된 석유가 14년만 채굴할 수 있으며, 연간 10억톤의 신규 매장량이 확인되더라도 채굴 가능한 비축이 부족한 것이 현실이다. 석탄의 경우 중국에서 확인된 이용 가능한 매장량이 2,000억톤이다. 연간 생산량을 25억톤의 원탄으로 계산할 경우 한 사람의 일생에 해당되는 80년만 채굴할 수 있다. 최근 연간 중국의 석유와 천연가스 대외의존도가 모두 50%를 넘어섰다. 전문가는 2021년 중국의 에너지 소비량이 70억톤의 표준석탄이라고 예상했다. 중국의 마지막 한 덩어리의 석탄이 난로에 들어간 후에는 어찌할지에 관해 왕 원사의 견해를 들어보기로 하자. 수력에너지는 제한된 것이다. 풍력에너지와 지상 태양에너지는 불안정하다. 핵에너지는 안전문제가 존재한다. 이들 에너지가 부분적인 수요충족과 보충으로서는 가능하지만 에너지문제를 기본적으로 해결할 수 없다. □ 우주에서 태양에너지를 수취하면 더욱 안정적이고 효율적임 에너지원이 무한대에 가까운 태양에너지가 주력에너지가 될 경우 만신창이 되도록 지구를 파헤치지 않아도 된다고 왕 원사가 말했다. 태양열발전소를 구축할 지구동기궤도는 지구와 3만 6,000km 떨어져있는데. 이 거리는 베이징에서 상하이 사이를 20회 왕복하는 거리에 해당된다. 그렇다면 태양열발전소를 공기도 없는 곳에 세우는 이유가 무엇인지를 보기로 하자. 지구에서 태양에너지를 안정적으로 이용할 수 없다. 구름이나 안개로 약화되고 아침 점심 저녁 강도가 불일치하며 밤에는 완전히 없다. 지구동기궤도에서는 99%의 시간에 모두 태양광선을 안정적으로 받을 수 있다. 이처럼 안정하기 때문에 더욱 효율적이다. 같은 시간 내에 우주의 태양광 조사강도는 지표 평균 태양광 조사강도의 5-12배라고 중국우주기술연구원 우주신시스템연구개발실 허우신빈(侯欣宾) 부주임이 연구 데이터를 이용해 우주의 우위를 입증했다. 세계 주요 우주국의 우주태양열발전소에 대한 화제는 40년간 거론되어왔다. 일본 언론은 2020년 후 우주발전의 꿈을 이룬다고 밝혔다. 중국과학원은 <우주태양열발전소 기술발전 예측과 대책 연구보고서>를 통해 ‘4개 발전단계’ 전략을 제시하고, 2030-2050년 중국이 최초의 상용화 우주태양열발전소 시스템을 개발하여 우주태양열발전소 상용화를 실현할 가능성이 있다고 주장했다. 이 목표로 매진하는 과정에서 우주태양열발전소는 현재로서는 상상할 수 있는 최대공간의 기반시설공정으로서 많은 기술의 발전을 유도할 수 있다. 태양전지의 내구성과 효율성이 더욱 높아지고 재료기술도 크게 업데이트될 수 있다. 우주태양열발전소가 구축되면 언제 어디서나 에너지가 가득한 마법의 왕국을 창조할 수 있다고 왕 원사가 인정했다. 우주태양열발전소는 대형 태양전지를 통해 우주의 태양에너지를 받아들이며, 또한 마이크로파 빔의 방식으로 지구의 수신장비로 전송해 전기에너지로 전환한다. 이럴 경우 도처에서 콘센트를 찾아다닐 필요가 없이 언제 어디에서나 휴대폰, 전기기구, 승용차로 충전이 가능하다. 국가 12차 5개년 발전계획은 우주과학을 비롯한 영역에서 미래 과학기술경쟁의 최고거점을 선점할 것을 제시했다. 왕 원사는 우주태양열발전소가 최적격 시연무대라고 했다. □ 난제는 1만톤급 발전소를 우주로 보내는 일 태양에너지가 무한대로 많으나 지구동기궤도에서 중국의 사용에 적합한 위치가 제한되어있다. 한 발 늦어도 가장 유리한 위치를 놓칠 수 있다. 중국은 일본이나 미국의 연구개발 사업에 비해 선점 단계를 거론할 시기에 이르지 못했다. 여전히 초안을 작성하고 로드맵을 그리는 단계에 놓여있는 이유는 기술이 따라가지 못하기 때문이다. 부피가 크고 무거우며 출력이 높은 우주태양열발전소의 특성 때문에 많은 기술자들이 탄식하고 있다. 중국의 우주선은 10톤 미만이나 우주발전소라면 1만톤급 수준이어야 하고 또 어떻게 우주로 보내 조립하는지는 기존 기술로서는 엄청 큰 도전이다. 중국 과학계가 관련 로드맵을 그리기는 했으나 완비된 방안을 내놓지 못했다. 하나의 시스템 프레임워크를 구축해야만 임무를 분담해 수행할 수 있다. 현재의 검토는 말에 중심이 없다. 중국은 우주태양열발전소를 남보다 앞서 건설할 기초여건을 갖추었으며, 그에 따른 인재도 확보하고 있으나 무엇보다 선점의 의식을 가져야 한다. 중국이 역량을 집중해 우주태양열발전소 건설에 착수할 경우 우주개발영역에서 우위를 형성할 수 있다고 왕 원사가 지적했다. 정보출처 : http://www.cas.cn/xw/kjsm/gndt/201203/t20120319_3512396.shtml |
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