‘에너지’ 자원은 풍부하다

‘에지너’의 수요는 매우 절실하다. 우주 내의 모든 생명은 그것에 의존해 있다. ‘에너지’가 없다면 먹을 음식도, 마실 물도 또는 호흡할 공기도 없을 것이다.

근년에 이르러 사람들은 가용 ‘에너지’의 공급에 대하여 우려하고 있다. 절전, 정전, 난방용 연료비의 인상 및 주유소에 장사진을 치고 서있는 광경은 “에너지 위기”란 말을 상투어로 만들었다. 이에 따라 어떤 사람들은 지상의 ‘에너지’ 공급이 위험스러울만큼 고갈되어가고 있다고 믿게 되었다. 사실이 그러한가? 결코 그렇지 않다. 사실상, 이 지구는 막대한, 실제로 무한한 ‘에너지’의 공급량을 보유하고 있다. 어떻게 그러한가?

태양—무한한 ‘에너지’

태양은 지구에 대한 기본적인 ‘에너지’의 근원이다. 매년 이 거대한 원자로는 이 지구상에 250조 ‘톤’의 석탄 즉 지상의 인간 각 사람에 대하여 약 100,000‘톤’의 석탄에 상당하는 ‘에너지’를 쏟아 붓고 있다. 단 하루에 태양 ‘에너지’는 단지 ‘에리’ 호(湖)에만도, (만일 그것을 전부 이용할 수 있다면) 전체 미국 국민의 일년간의 필요를 충족시키기에 족할 만큼 내려비친다. 태양은 그 ‘에너지’를 어디에서 얻는가? 과학자 ‘랄프 이. 래프’는 이렇게 설명하였다.

“태양은 거대한 핵 기계이다. 그것은 가벼운 수소(H¹)의 ‘이온’을 융합하여 더 무거운 ‘헬륨’(He⁴) 원자를 형성함으로써 가동되고 있다. ··· 방출된 ‘에너지’가 열이 된다. 태양에서 매분 약 400억 ‘톤’의 수소 원자가 융합된다.”

태양은 또한 여러 다른 형태의 ‘에너지’와도 관련이 있다. 태양 광선이 열대의 공기를 가열하여 상승시키는 한편 극지대로부터의 더 서늘한 공기가 흘러들어와 그 공기를 대치하게 된다. 이것은 범선을 움직이고 곡식을 도정하고, 심지어는 풍차 발전기로 발전을 할 수 있는 바람을 일으킨다. 석탄은 오랜 옛날에 그 세포 속에 태양 ‘에너지’를 축적해놓은 식물의 화석이다. 마찬가지로 석유 속의 화학 ‘에너지’는 과거에 생물들의 세포에 축적된 태양의 광선과 방사성 ‘에너지’이다.

현대 세계를 위한 태양 ‘에너지’

태양 ‘에너지’를 더욱 효율적으로 이용하려는 현대의 노력은 흥미를 끌고 있다. 미국에는 난방비를 절감시키기 위하여 태양 ‘에너지’를 이용하는 집이 적어도 20채는 있다. ‘뉴우저어지’ 주, ‘뉴우와크’의 한 실험 주택은 전력, 난방 및 ‘에어콘’을 위해 필요한 ‘에너지’의 80‘퍼센트’를 태양으로부터 끌어들이고 있다.

두 명의 미국의 태양 ‘에너지’ 연구자인 ‘에이든 메이넬’ 박사와 그의 부인은 광대한 지역에 태양광 채광기를 배열하는 방안을 제안하였다. 그들은 미국 서남부에 총면적 15,000평방 ‘마일’의 지역을 점유하는 그러한 “태양 농장”을 설치한다면 지금부터 2,000년까지의 미국 전체의 전력 수요를 충족시키기에 충분한 양인, 100만 ‘메가와트’a를 발전할 수 있을 것이라고 말하고 있다.

어떤 사람들은 지구 궤도상에 거대한 태양 ‘에너지’ 수집기를 진입시킬 것을 제안하고 있다. 그러한 위성에 태양광을 직접 전기로 변화시키는 “태양 전지”를 장치하자는 것이다. 그 위성은 이 전기를 ‘마이크로웨이브’로 지상에 있는 수신 ‘안테나’로 방사해보내서 그것을 다시 전기로 변화시킨다. 그리고 위성은 어떠한 기후에 의하여 방해를 받지 않는다.

태양이라는 하나님의 관대하신 선물은 인류에게 실제로 무한한 ‘에너지’를 공급해줄 수 있게 하였다. 물론, 오늘날의 막대한 ‘에너지’ 수요에 부응하여 ‘태양 속에 ‘플럭’을 꼽는’ 방안에는 기술적, 정치적 및 경제적으로 어려운 문제들이 따른다.

그러나 오늘날의 막대한 ‘에너지’의 소모가 참으로 인간의 복지를 위한 것인가? 복잡하고 ‘스모그’가 가득찬 도시에서 물질적 이기(利器)를 쉽게 이용할 수 있다는 것이 지나간 시대의 사회에서보다 더 큰 행복감을 안겨 주는가?

일부 사람들은 다른 생활 방식을 더 좋아한다. 그들은 자가 풍차 발전기에서 이끌어낸 공해없는 ‘에너지’를 즐긴다. 이러한 ‘에너지’원(源)은 과거에는 농장에서 흔히 볼 수 있었다. 그러나 요즈음은 개인들이나 미국 정부나 한결같이 풍차를 경시하고 있다. 거의 어려움없이 어느 가족이든 이러한 방법으로 적어도 양수(楊水)를 하거나 가정의 전등을 밝힐 수 있을 것이다.

움직이는 물의 ‘에너지’

수천년 동안 인간은 ‘에너지’의 근원으로서 흐르는 물의 힘을 이용해왔다. 물의 힘을 이용한 최초의 수력 발전소가 1882년 ‘위스콘신’ 주, ‘애플튼’에서 출현하였다. 현재 전세계 전기의 거의 3분의 1이 돌진하는 물의 힘을 이용하는 수력 발전소에 의하여 발전되고 있다.

지구의 70‘퍼센트’ 이상을 뒤덮고 있는 바다는 ‘에너지’의 근원으로서 광대한 잠재력을 보유하고 있다. 조수의 밀물과 썰물은 헤아릴 수 없이 많은 양의 물을 매일 움직이고 있다. 1961년부터 1967년 사이에 조수 ‘에너지’를 이용한 큰 수력 발전소가 북부 ‘프랑스’에 건립되었다. ‘댐’에 앞뒤로 회전하는 ‘터빈’을 장치하여 흐르는 조수의 힘으로 발전을 한다. 1969년에 소련에서 조력(潮力) 발전소가 완공되었다. 인간의 현재 지식으로 조수에 의하여 발전을 할 수 있는 장소가 전세계에 약 100군데가 있다.

지각 하층의 ‘에너지’

또 다른 잠재적 ‘에너지’의 근원이 지구 내부에 들어있다. 지구 표면으로부터 40‘마일’이 조금 못 되는 지하에 “암장(岩漿)”이라고 불리우는 용해된 암석과 ‘가스’층이 있다. 이러한 들끓고 있는 암장은 화씨 3,300도의 고온에 이르기도 한다. 냉각되는 암장으로부터 나오는 ‘가스’들이 지하수를 가열하여 간헐천의 온수와 수증기를 분출시키며, 때로는 공중으로 수백 ‘피트’까지 치솟게 한다.

수십 년 동안 일부 가정과 온실에서는 이러한 “지열(地熱)” ‘에너지’원으로부터 온수와 열을 끌어들였다. 1904년에 ‘이탈리아’인들은 ‘이탈리아’, ‘라르다렐로’의 한 천연 수증기에 발전기들을 설치하였다. 동 발전소는 매년 ‘이탈리아’의 철도 시설 대부분을 운영하기에 충분한 전기를 발전하고 있다. 지열 ‘에너지’의 가능성을 개발하는 데 큰 공헌을 한 바 있는 지질학자 ‘로버트 렉쓰’ 박사는 이러한 형태의 ‘에너지’를 대규모적으로 개발한다면 현재 미국의 발전량의 거의 3배에 해당하는 10억 ‘킬로와트’를 발전할 수 있을 것이라고 주장하였다.

그러나 이 점에 있어서도 경제적 및 정치적 장애들이 야기되고 있다. 건설비가 많이 들 것이다. 왜냐하면 지열 수증기는 대부분의 발전소에서 이용하는 수증기보다 열이 낮으며, 그러므로 효율성이 낮기 때문이다. “건조한” 지하에서 ‘에너지’를 추출(抽出)해내려면 지표의 물이 속으로 스며들어가 수증기를 만들어내도록 하기 위하여 뜨거운 암석 속으로 관정(管井)을 박아 넣는 것이 필요하다. 온수와 수증기에 들어있는 소금과 유황의 공해도 또 하나의 문제이다. 그러나 이웃에 대한 사랑이 자기 이익에 우선하는 그러한 사물의 제도에서 이러한 어려움들이 제거된다면, 지각 하층에 들어있는 이러한 풍부한 ‘에너지’원은 인류에게 크게 유익할 것이다!

원자력은 어떠한가?

핵 ‘에너지’, 즉 원자의 핵 속에 들어 있는 ‘에너지’는 우주 내의 최대의 ‘에너지’원이다. 그 ‘에너지’를 방출시키는 두 가지 방법은 “분열”과 “융합”이라고 불리운다.

핵 분열이란 하나의 핵을 두 개의 더 가벼운 핵으로 쪼개는 것을 의미한다. 과학자들은 두 개의 새로운 핵을 합친 무게는 원래의 핵 보다 약간 가볍다는 것을 알게 되었다. 그 차이가 ‘에너지’로 변화된 것이다. 원자 속에 들어있는 ‘에너지’는 대단히 막대하기 때문에 ‘빵’ 한 덩이보다 더 무겁지 않고 ‘골프’ 공 보다 더 작은 ‘우라늄’ 한 조각이 분열되면 2,300,000‘파운드’의 석탄에 상당하는 ‘에너지’를 낼 수 있다고 한다.

그러나 ‘에너지’의 근원으로서의 핵 분열은 문제들이 있다. 그 하나로서, 분열에 사용되는 연료인, ‘우라늄’의 단지 7‘퍼센트’만이(‘우라늄’-235라고 불리운다) 쉽게 분열되는 종류라는 점이다. 과학자들은 원자로에서 소모되는 것보다 더 많은 분열 가능 연료를 생산 즉 “증식”하는 특별한 “증식 원자로”를 개발함으로써 이 어려움을 극복하려고 노력해왔다. 1973년판 「아메리카나 연감」에 따르면, 성공적인 증식 원자로는 “적어도 수백년간의” 전 세계 전력 수요를 충족시키기에 충분한 양인, 전 세계적으로 알려져있는 ‘우라늄’ 자원의 50 내지 80‘퍼센트’의 이용을 가능케 할 것이라고 한다.

원자력 발전소로부터 나오는 방사능의 위험성, 특히 방사능 폐기물의 처치에 따르는 위험성은 더욱 심각한 문제라고 많은 사람들은 생각한다. 방사능의 한가지 결과인 암과 백혈병의 위험성은 전문가들이 10여년 전에 생각했던 것보다 20배나 더 높다. 그리고 만일 한 원자로가 통제할 수 없게 되거나 적대 세력에 의하여 파괴된다면 어떠한가? 그것은 아마 수십만의 인명이 살상될 수도 있을 것이다.b

태양 속에서 일어나는 것과 같은 핵 융합은 두 개의 원자 핵이 결합하면서, 그러한 과정 중에 ‘에너지’를 방출할 때 발생한다. 핵 융합은 그 작용을 일으키기 위하여 필요한 것보다 1,750배나 되는 열 ‘에너지’를 산출할 수 있다. 그리고 융합은 분열에 따르는 방사능 위험성을 일으키지 않는다.

핵 융합을 하는데 있어서의 난제는 융합이 발생하기에 충분한 작은 지역 내에 충분히 높은 온도(화씨 약 180,000,000도)를 유지하는 장치를 건설하는 것이다. 이 설비를 완성시킨다면 ‘에너지’를 산출할 수 있는 가능성은 어느 정도인가? 1972년판 「사이언스 이어」는 이렇게 논평하였다.

“융합 발전소는 아마 연료로서 ‘라듐’과 두가지 형태의 수소—중수소와 초중수소—를 사용하게 될 것이다. 바닷물에는 30억년 동안의 수요를 충족시키기에 족한 중수소가 들어 있으며 지각의 상층부에 들어있는 ‘리듐’은 1,500만년간의 수요를 충족시킬 수 있을 것이다.”

만일 지구가 그렇게 풍부한 ‘에너지’ 공급량을 지니고 있다면 모든 사람들이 부족에 관하여 이야기하는 이유는 무엇인가? 기본적으로 말해서, 광물 연료(석탄, 석유 및 천연 ‘가스’)의 가용량의 감소 때문이다.

광물 연료와 관련된 문제—그 이유는?

광물 연료의 부족을 야기시키는 원인은 무엇인가?

‘존 노블 윌포드’는 1973년 4월 22일자 「뉴욕 타임즈」지에서 오늘날의 ‘에너지’ 부족의 기본적인 이유를 이렇게 지적하였다.

“‘에너지’ 위기는 예상할 수 있었으며 아마 피할 수 있었을 것이다.—그러나 그렇지 못하였다. 미국민들은 고도로 ‘에너지’를 소비하는 공학기술 사회를 택하였다. 그들은 더 많은 수의 자동차 그리고 더 큰 자동차를 몰고 다녔으며 그것들을 운행하기 위한 연료를 채굴하기 위하여 바다로 나갔다. 그들은 세탁기와 ‘에어콘’ 및 모든 형태의 이기(利器)를 설치하였으며 거기에 소요되는 전기를 발전시키기 위하여 산허리를 벗겨서 채탄을 하였다. ···

“아무도 빠른 자동차, ‘제트’기 및 ‘에어콘’을 통한 편안한 생활을 포기하기를 원치 않는다. ··· 경제 성장을 둔화시키기를 진정으로 원하는 미국민은 거의 없다. 왜냐하면 실업, 구매력 및 정치력에 미치는 결과를 현재로서는 생각할 수 없기 때문이다.”

이와 같이 노예화시키는 정치 및 경제 제도, 인간의 탐욕 및 근시안성이 광물 연료와 관련된 오늘날의 ‘에너지’ 위기를 야기시켰으며, 종종 다른 ‘에너지’원의 개발을 방해한 것이다. 창조주에 관하여 말하자면, 그분은 인간에게 풍부한 ‘에너지’ 공급량을 마련해 주셨던 것이다.

[각주]