[과학향기]물살이 에너지를 만든다

물살이 에너지를 만든다

[제 907 호/2009-04-27]

세계는 지금 기후변화로 상징되는 ‘환경’ 위기와 고유가로 대표되는 ‘자원’ 위기를 동시에 직면하고 있다. 특히 에너지 자원에 있어 과도한 화석 에너지의 소비는 막대한 이산화탄소의 배출을 불러왔고 이런 이산화탄소의 배출은 지구 온난화 및 각종 생태계의 교란, 인류의 생존 위협과 같은 문제를 발생시켰다. 이 때문에 세계는 교토의정서와 같은 협약을 통해 탄소가스의 배출을 규제하려는 노력을 하고 있으며 이런 규제가 본격적으로 이루어지게 되면 우리나라와 같이 에너지 수입 및 에너지의 소비가 많은 나라는 매우 큰 부담을 안을 수밖에 없는 상황이다.

이에 우리나라는 ‘저탄소 녹색 성장’이라는 비전을 통해 친환경적이면서도 효율적인 녹색 산업에 대한 투자와 연구를 진행하고 있으며 에너지를 만들어내는 발전 분야에도 이러한 움직임이 활발하다.

특히 한국동서발전(주)과 해양연구원이 공동으로 건설 중인 울돌목 시험조류발전소는 녹색 산업의 좋은 예로 볼 수 있다. 조류 발전은 바닷물이 흐르는 힘을 통해 전기를 발전해 내는 발전 방식으로 기존 해수를 이용한 파력발전이나 조력발전에 비해 더 진보한 발전 방식이다. 조류발전은 발전을 위한 조건이 까다롭기 때문에 세계적으로 본격적인 상용화 단계에 접어들진 않았지만 영국이나 미국, 캐나다, 노르웨이 등에서 많은 연구가 이루어지는 중이다.

그렇다면 파력발전과 조력발전, 조류발전은 해수의 어떤 성질을 이용해 발전하는 방식이며 그 특징은 무엇일까? 파력발전은 파도의 상하, 수평운동에너지를 이용해 전기를 만들어내는 방식으로 원통형으로 생긴 발전 장비를 바다에 반쯤 담기도록 설치한 다음 파도가 드나들 때 생기는 공기 압력으로 터빈을 돌리는 방식이다. 하지만 파력발전은 에너지 밀도가 떨어지고 많은 수의 발전 장비를 설치해야 하기 때문에 실용성이 매우 떨어지는 단점이 있다.

조력발전은 조수간만의 차가 큰 만에 댐을 설치해 바닷물을 가뒀다가 물이 빠지는 힘을 이용해 발전하는 방식이다. 조수간만의 차가 큰 우리나라에 유리한 발전방식으로 현재 우리나라에 건설 중인 시화호 발전소가 이런 방식이다. 하지만 바닷물을 막아 댐을 설치해야 하기 때문에 해양 생태계에 막대한 피해를 줄 수 있으므로 친환경적이지 않다.

조류발전은 바닷물의 흐름이 빠른 곳에 회전하는 수차(水車)를 설치해 전기를 생산하는 방식으로 그 원리는 바람을 이용한 풍력발전과 유사하다. 하지만 풍력발전의 경우 바람이 불지 않는 경우 발전을 할 수 없는 반면 해수의 경우 계속 바닷물이 흐르기 때문에 1년 365일 내내 안정적인 발전이 가능하다. 그뿐만 아니라 조력발전과 달리 댐의 설치나 선박의 통행을 막는 대규모의 구조물 설치가 필요 없기 때문에 친 환경적 청정에너지 시스템이다.

울돌목 시험조류 발전설비는 전라남도 진도와 해남을 가로지르는 진도대교 밑의 해협인 울돌목에 설치 중이다. 울돌목은 ‘바다가 우는 길목’이라는 뜻으로 바닷물 소리가 빠른 물살로 인해 바다가 우는 듯한 소리가 난다 하여 붙여진 이름이다.

조류발전의 입지적 조건 중 첫 번째는 물론 빠른 유속이지만 빠른 유속의 지속시간, 발전소를 건설하기 위한 공간적 조건, 즉 수심과 수로폭 등도 매우 중요하다. 울돌목은 평균수심이 약 20m이고 평균 폭이 약 500m이며 유속은 최대 6.5m/s(13노트)로 보통 바다에 비해 3배 이상 빠른 유속을 가지고 있다. 이는 세계적으로도 5번째 안에 드는 빠른 물살이어서 조류발전 건설을 위한 최적의 장소로 평가받고 있다.

울돌목 시험조류 발전설비는 올해 5월 14일 준공을 목표로 진행 중이며 발전용량은 500kw 발전기 2개로 구성되어 총 1,000kw급 규모다. 울돌목 시험조류 발전설비를 위해 2004년부터 2005년까지 한국해양연구원에서는 20kw급 수차에 대한 실험을 사전 수행하여 울돌목 조류 발전시설에 대한 수차의 효율 및 성능실험 결과를 분석하였으며 이후 이 결과 데이터를 기반으로 실제로 사용할 발전시설구조물(JACKET)을 제작하였다. JACKET은 길이가 36m, 폭이 16m, 높이는 28m의 대형 철골구조물로 약 10층 아파트 한 동 정도의 크기로 총 무게는 약 1,350톤이다. 이렇게 제작된 JACKET은 해저지반 속으로 약 8m를 굴착하여 고정시키는 공정이 진행되었고 데크 위에는 발전기와 크레인이 설치되어 있다.

실험조류 발전설비의 운용 및 연구를 통해 한국동서발전(주)은 2013년까지 약 9만kw급 상용조류발전소를 건설할 계획을 가지고 있다. 이는 연간 1억 2,300만kw의 전기를 생산하여 매년 약 200억 원, 원유 20만 배럴의 에너지 수입 대체효과와 연간 7만 7,000톤의 이산화탄소 저감 효과를 가져올 수 있을 것으로 보고 있다.

이와 함께 진도 주변의 해역인 장죽수도와 맹골수도에도 각각 10~20만kw와 20~30만kw급 조류 발전소 건설계획을 추진하고 있으며 계획대로 발전소기 지어진다면 조류발전 분야에서 세계 최고수준의 기술력과 상용화 능력을 보유할 것으로 예상된다.

며칠 전 지구의 날에 버락 오바마 미국 대통령이 조력, 풍력 등의 대체에너지 개발에 힘쓰겠다고 말한 바 있다. 대체에너지의 개발은 우리에게 부족한 에너지를 충당할 수 있을 뿐만 아니라 이산화탄소의 발생을 줄여 환경 문제도 해결이 가능하다. 환경을 보호하면서 동시에 성장을 도모할 수 있는 대체에너지 개발은 다른 어떤 산업보다도 우리가 적극적으로 추진해야 할 미래형 성장산업인 것이다.

글 : 양길식 과학칼럼니스트

http://scent.ndsl.kr/View.do?type=1&class=100&seq=4121&B4Class=All&onlyBody=FALSE&meid=1_2 

어린이 환경 만화

두근두근 탐험대 1 - 모험의 시작 ㅣ 개똥이네 만화방 4
김홍모 글.그림 / 보리 / 2008년 8월

개똥이네 놀이터에 연재된 '두근두근 탐험대'다. 나의 야곱으로부터 1.2권을 선물 받았었는데 뒤늦게 읽게 됐다. 

커다란 판형의 만화책인데, 그림은 아이들이 좋아하는 명랑+동화체이고, 글씨는 많지 않다. 초등 저학년도 얼마든지 소화할 수 있다. 게다가 내용도 쉽다.  

얌체스런 캐릭터 철이. 쓰레기 봉지를 나뭇잎 속에 슥 버려버린다. 가슴 팍에 나이키 표시가 눈에 띈다. 캐릭터를 부각시키는 효과가 있다.ㅎㅎㅎ 

얼음을 도끼로 깨서 호수를 둥둥 떠가게 만들며 놀던 아이들. 갑작스레 얼음이 녹고 그 밑에 뗏목이 드러나면서 당황하게 만들고, 그리고 드러난 풍경에 더 화들짝 놀라게 되고!!! 

살던 세상은 한 겨울인데, 도착한 육지는 녹음이 우거진 한 여름이다. 게다가 용까지 등장!!! 갑자기 판타지가 되려는가??? 

애들이 잘못 만져서 외적 방어를 위해 가동시키는 컴퓨터 망가져 주시고!!! 

먹지 말라는 복숭아 잘못 먹어서 얼굴에 눈이 여러 개 생겨버린 아이.(아, 징그럽구나ㅠ.ㅠ) 

이 모든 사태를 해결하기 위해서는 여의주를 구해와야 한단다.(앗, 드래곤 볼????) 

그리하여 임무 완수를 위해서 도착한 곳은 쓰레기 섬. 

이곳에선 인간들이 버린 쓰레기가 비처럼 우박처럼 후두둑 떨어지는데, 철이가 앞 부분에서 버렸던 과자 봉지도 여기서 바로 발견된다! 

이제 눈치 챘는가? 그러니까 이 책은 어린이 용 환경만화인 것이다.  

무사히 여의주를 확보해서 용궁으로 돌아오지만, 이들의 시련은 끝나지 않고, 다음 모험을 재개해야 하는데, 그건 2권에서 연결된다. 

책의 종이 질이 너무 좋다. 좀 저렴한(?) 질로 하고 책의 단가가 낮아졌으면 더 좋지 않았을까 하는 아쉬움이 있다. 나야 선물받은 책이지만...^^;;;;

바다가 다가오다.

바다를 담은 그림책 ㅣ 자연그림책 보물창고 2
샬롯 졸로토 지음, 신형건 옮김, 웬델 마이너 그림 / 보물창고 / 2007년 10월

내가 참 좋아하는 샬롯 졸로토의 작품이다. 익숙한 스테파노 비탈레의 그림이 아니지만 사실적이고 환상적이 느낌을 주는 이 책 역시 훌륭하다. 그나저나, 샬롯 졸로토는 1915년 생인데, 지금도 살아계신지...... 검색해 봤는데 못 찾았다.  

암튼. 이 책은 산골에 사는 아이가 한 번도 보지 못한 바다를 엄마에게 물으면서 시작한다. 

엄마는 할 수 있는 모든 아름다운 표현을 동원해서, 경험했던 모든 추억과 기억을 펼쳐내어 바다를 묘사해낸다. 

엄마가 들려주는 바다의 모습을 가만히 듣고 있노라면 너무도 아름다운 풍경이 펼쳐지는데, 혹시 이 아이가 앞을 보지 못하는 아이여서 이렇게 자세하게 묘사해 주는 것은 아닐까 의심이 들 정도였다.  

몇몇 색깔은 선천적 시각 장애인으로서는 상상에 무리가 갈 수 있겠지만, 그걸 제외한다면 앞을 보지 못하는 사람에게도 충분히 펼쳐보일 법한 바다를 묘사하고 있다. 너무도 아름다운 바다, 그림과 함께 만나보자. 

이른 아침 바닷가에서 보면
바다의 끝이 어딘지, 하늘의 시작이 어딘지
알아볼 수 없단다. 

하늘과 바다는 똑같이 뿌연 잿빛이다가
안개가 뿌연 잿빛에서 어스레한 흰빛으로 바뀌고,
어스레한 흰빛에서 연한 보랏빛으로 바뀌고,
연한 보랏빛에서 흐릿한 푸른빛으로 바뀌고,
그러다가 갑자기,
해가 그 사이를 뚫고 솟아오른단다! 

해는 찬 모래를 따뜻하게 덥히지.
해는 바다를 초록빛으로 변하게 하고
바닷가 모래톱을 황금빛으로 빛나게 하지.
네가 바닷가를 내달리면
눈부신 바다와 환한 모래톱 바탕에 그려진
작고 까만 점처럼 보일 거야. 

넌 몸을 숙이고 바닷물에 말갛게 씻긴
조약돌을 하나 주워 들겠지.
넌 갈색의 작은 골뱅이 껍데기와
겉은 울퉁불퉁하고 잿빛이지만 속은 매끈매끈하고
진주 빛깔인 굴 껍데기를 찾아 낼 거야. 

 



네가 잠자는 동안 난 널 가만히 바라볼 거야.
갈색 깝작도요 두 마리가 종종거리며
네 곁을 지나가는 걸 넌 보지 못하겠지.
하지만 네가 깨어날 때
연필로 그린 것처럼 모래 위에 찍힌
깝작도요의 발자국을 넌 보게 될 거야. 

넌 눈을 비비겠지. 그러면
솟아오르고 무너져 내리는 파도의 노래와
바람 소리 말고는
이 세상에 아무것도 없는 것처럼 보일 거야. 

넌 일어나서 먼 바다를 바라보겠지.
멀리, 멀리, 너무 멀어서 장난감처럼 보이는
흰 돛단배가 물 위를 미끄러지다가
아스라이 사라지는 모습이 보일 거야. 

바람은 점점 서늘해지고
하늘엔 보랏빛 구름이 긴 띠를 이루겠지.
우리는 서로 손을 잡고
바닷가를 지나
집으로 걸어갈 거야. 

우리가 지나는 부둣가는
마치 하얀 눈이 내린 것처럼
수백 마리의 갈매기 떼로 뒤덮여 있을 거야.
갈매기들은 끼룩거리며
해질녘에 들어올 고깃배들을 기다리고 있겠지. 

우리는 바다에서 점점 멀어져
바닷가 모래언덕 위까지 올라가겠지.
하지만 발걸음을 잠시 멈추고 갯잔디 너머로
바다를 굽어보게 될 거야.
수평선으로 지는 해는 크고 둥그런 오렌지 같겠지. 

밖에서는 등대가 환한 불을 켤 거야. 
반짝, 눈부신 불빛이 켜지고
깜박, 눈부신 불빛이 꺼지고. 
하지만 넌 이미 깊은 잠에 곯아떨어졌으니
그걸 볼 수 없겠지. 

넌 밀물이 드는 소리를 듣지 못할 거야.
창 밖에 실낱 같은 초승달이 뜨는 것도
넌 볼 수 없을 거야.
바다는 일렁이는 물결로 바닷가를 적시고는
우리가 점심을 먹으며 앉아 있던 바위까지
넘실넘실 밀려들어 오겠지.
그리고 해초와 조가비를 실어 와서는
모래톱에 부려 놓을 거야.

아이는 엄마에게 살며시 기대고는
방긋 웃으며 말했어요.
"엄마, 바다가 너무 좋아요.
그리고 난 이제 눈을 감으면
언제든  
바닷가에 갈 수 있어요.
방금 엄마랑 함께한 것처럼 말이에요." 

아, 투명한 남해 바다가 보고 싶다. (>_<)

우리를 만나준 고마운 너

네가 태어나기 전에
낸시 화이트 칼스트롬 지음, 린다 새포트 그림, 이상희 옮김 / 문학동네 / 2006년 5월

아름다운 책이다. 아마도 베이비 샤워용 책으로 딱이지 싶은데, 예전에 읽고 감동 받았던 '네가 태어나던 날에'와 통하는 책이다.  

네가 태어나기 전에
하느님은 네 일생을 책으로 적어 놓았어. 

그리고 네가 태어나자 달님은
눈부시게 고운 눈송이를
언덕 가득 뿌렸지. 

우린 널 하얀 담요로 감싸고서
새벽에게 보여 줬단다.   

네가 태어나기 전에
고양이는 리본 끈을 건드리며 장난쳤고, 
강아지는 신이 나서 짖어 댔지.

그리고 네가 태어나자
우린 네 은숟가락과
금접시를 보여 줬지. 

고양이랑 강아지도
그토록 기다렸던 아이가 바로 너라는 걸
아는 듯했어. 

네가 태어나기 전에
우린 거울처럼 반짝이는 물 위로
펄쩍펄쩍 뛰어오르는 물고기에게
먹이를 던져 줬어. 

하지만 네가 태어나자
우린 네 이름만 속삭였고,
무지개송어는
네가 잘 자라길 빌면서
예쁜 빛을 보내 줬지. 

우리 모두가 찬란히 빛났단다. 

한 해, 또 한 해, 그리고 또 한 해가
흐르고 흘러, 
땅과 하늘과
우리를 에워싼 숲도 바뀌어 가고
우리 자신마저 바뀌어 가면
너에 대한 우리의 사랑도
그처럼 조금씩 바래어 갈지도 몰라. 

그때가 되면 우린
네가 태어나기 전에 하느님이
네 일생을 책으로 적어놓고서
널 우리에게 보냈다는 걸
더욱 분명히 깨닫게 될 거야.  

아이가 태어나기 전에 부모는 장차 자신들에게 올 아이를 상상하며 많은 것들을 떠올리고 준비할 것이다. 이 책에서는, 부모가 아이를 만나기 전에 가졌던 마음가짐보다 더 놀라운 경험을 하게 되며, 때로 더 많이 힘들 수도 있지만, 아이가 주는 기쁨이 얼마나 큰지, 그 아이가 얼마나 아름다운지, 신께서 보내주신 이 아이가 얼마나 멋진 선물인지를 계속 감탄하면서 말하고 있다. 온 하늘이, 온 땅이, 모든 물과 새와 물고기까지, 모두가 아이를 축복하며 이 아이를 중심으로 돌아간다. 그건 내 아이가 세계의 중심이어야 한다는 어떤 이기적인 생각을 말하는 것이 아니라, 한 생명의 고귀함과 소중함을 온 자연에 빗대어 설명하는 것이다. 더군다나 이 아이가 첫번째 아이라면 부모가 만나는 그 놀라운 세계란 더 경이로울 것이다. 개인적으로는 '네가 태어나던 날에'가 더 강렬한 감동을 주었지만, 비슷한 제목의 이 책 역시 감동의 물결을 전달한다. 이제 막 아이 엄마가 된 친구에게 선물하면 딱 좋을 책이다.  

	주께서 내 장부를 지으시며 나의 모태에서 나를 조직하셨나이다. 내가 주께 감사하옴은 나를 지으심이 신묘막측하심이라. 주의 행사가 기이함을 내 영혼이 잘 아나이다.  내가 은밀한 데서 지음을 받고 땅의 깊은 곳에서 기이하게 지음을 받은 때에 나의 형체가 주의 앞에 숨기우지 못하였나이다.  내 형질이 이루기 전에 주의 눈이 보셨으며 나를 위하여 정한 날이 하나도 되기 전에 주의 책에 다 기록이 되었나이다.  시편 139편 13절~16절

네 꼬마 토끼를 다시 찾게 되어서 기뻐!

내 토끼 어딨어? ㅣ 모 윌렘스 내 토끼 시리즈
모 윌렘스 글.그림, 정회성 옮김 / 살림어린이 / 2008년 7월

서점에서 발견하고는 꼭 보리라 결심했던 책인데, 때마침 도서관에서 다시 발견하고 냉큼 빌려왔다.
내일이 벌써 반납일이라고 문자가 온 순간 화들짝 놀라며 부리나케 읽었다. 이 재밌는 것을 2주 동안 묵히다니......;;; 

손으로 그린 잉크 스케치와 사진을 조합시켰다. 사진은 브루클린의 파크 슬롭에서 촬영한 것으로, 순수한 동심을 보호하는 차원에서 잡다한 도시적 풍경들을 삭제했다고, 작가가 첫 머리에서 밝혔다.  

흑백의 사진 위에 입혀진 만화스런 캐릭터들이 정겹게 어우러져 있다. 

트릭시는 이제 제법 자라서 말도 곧잘 하게 되었는데 안고 있는 꼬마 토끼를 친구들에게 보여줄 생각에 잔뜩 들떠 있었다. 

그런데 유치원에 도착해 보니...... 

소냐 역시 똑같은 꼬마 토끼를 갖고 있는 게 아닌가. 세상에 하나뿐인 줄 알았던 꼬마 토끼가 사실은 하나가 아니었다는 충격적인 사실! 

둘은 서로 자기 토끼가 더 좋다고 옥신각신 싸우다가 선생님께 그만 인형을 압수당하고 만다ㅠ.ㅠ 

그래도 다행히 수업을 마치고 선생님이 인형을 돌려주셔서 기분 좋게 놀이터에서 노는 트릭시 

놀이터에서 노는 아이들의 구김 없는 미소들이 보는 사람도 즐겁게 만든다. 

우리네 놀이터에는 유아들은 종종 볼 수 있는데 유치원 정도만 가도 아이들이 학원 다니기 바빠서 통 얼굴 보기가 힘들다. 초등학생은 말해 무엇할까...;;;; 

엄마 아빠가 똑같이 아이와 놀아주는 모습이 너무 보기 좋다. (지금 이들은 '로봇 놀이'를 하는 중이다!) 

8시면 자야 하는 트릭시는 8시 30분이나 되어서야 잠자리에 들었는데, 자다가 한밤중에 깨어나버렸다. 

그때 시간은 새벽 2시. 무슨 일이 벌어질까?  꼬마 토끼가 바뀌었다는 것을 깨달은 것이다.(여기까지는 짐작 가능했다.) 

다음 날 찾아보자고 했지만 막무가내인 트릭시.  

결국 잠자리에서 일어나게 된 건 아빠. 아빠의 당황스런 표정이 재밌다.  

그런데 전화를 걸려던 찰나, 먼저 울려버린 전화. 바로 소냐의 아빠다. 

그 집에서도 토끼가 바뀌었다고 한바탕 난리가 난 모양. 

결국 오밤중에 극적인 상봉(?)을 한 두 아버지와 두 아이들. 

낮에만 해도 서로 제 토끼가 더 좋다고 마구 싸우던 아이들이 잃어버린 토끼를 되찾으면서 보여준 변화는 예쁘고 사랑스럽고 대견하다. 아이들은 말했던 것이다. 

"네 꼬마 토끼를 다시 찾게 되어서 기뻐!"

아, 아이들은 어른들보다 더 어른스러울 때가 있다. 끌어안고 뽀뽀라도 해주고 싶은 풍경이다.  

만약, 한밤중에 깨어나 인형 찾아달라는 아이의 부탁을 단칼에 거절하는 부모님이었다면 저런 풍경은 볼 수 없을 것이다. 

글쎄, 그래도 새벽 2시에 이웃집에 전화를 거는 건 부모의 사랑으로 해결할 문제는 아니지만. 

여하튼, 부모님도 지혜롭고, 아이들은 더 사랑스러웠던 그런 이야기다.  

2008년 칼데콧 아너 상을 수상했다.  

그밖에도 2004년과 2005년에 칼데콧을 받았던데 다른 책도 찾아봐야겠다. 

너무 즐겁고 유쾌한 그림책이다.^^