[뉴스핌=김윤경 국제전문기자]  기름 한 방울 없이 하늘을 나는 비행기, 기름을 쓰지 않고 항해하는 선박.

재생가능한, 그리고 온실가스를 발생시키지 않는 청정 에너지인 태양열을 쓰는 이런 운송 수단이 대중화된다면 환경 오염 걱정은 한껏 덜 수 있을 것이다. 물론 아직까지는 비용 대비 효율이 떨어지는 까닭에 널리 사용되고 있지는 못하다. 

그러나 지난해 태양광 비행기와 선박이 시험 운행에 성공한데 이어 상용화를 염두에 둔 운행을 계속하는 등 운송수단에 태양 에너지를 사용하는 시도가 계속되고 있다고 10일(현지시간) 월스트리트저널(WSJ)이 보도했다.

◇ 태양에너지의 활용..태양광과 태양열

태양 에너지 활용은 태양으로부터 받은 빛을 이용해 바로 전기를 생산하는 태양광, 그리고 태양 빛을 받아 물을 데운 뒤 이를 이용해 에너지를 전환하는 태양열로 크게 나눌 수 있다.

태양광 발전의 핵심은 태양전지(패널로도 불림)다. 이는 태양 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시켜주는 가장 작은 단위의 소자이며, 소자(cell)을 그대로 쓰기보다는 이를 묶은 형태의 모듈로 사용하고 있다. 그리고 이 모듈을 복수로 이어 용도에 맞게 한 것을 어레이(array)라 칭한다.

태양전지를 통해 광전효과를 이용, 전기를 생산하는 태양광 산업은 시스템 건설에 막대한 초기 투자가 요구된다. 또 쓸 수 있는 전력에 비해 전기를 만드는데 쓰는 단가가 높고, 일사량에 따른 발전량의 편차가 심하다는 점에서 과학적인 우수성에도 불구하고 아직 대중적으로 쓰이진 못하고 있다. 그러나 미국과 유럽 등 각국 정부는 상용화를 위해 막대한 투자, 지원을 아끼지 않고 있다.

태양 빛이 가진 열을 집중해 보일러 등을 끓이는 방식을 사용하는 태양열은 태양광에 비해 먼저 활용되기 시작한 방법이고 발전양이나 역사로 보면 훨씬 발전돼 있다. 따라서 태양광과 태양열 간의 경쟁 구도가 형성될 수도 있다는 관측도 있지만 태양광은 가정용, 태양열은 대규모 발전에 더 적합하기 때문에 시장이 자연스럽게 나뉠 수도 있을 것으로 전망되고 있다.

◇ 태양광으로 가는 친환경 배 '튀라노'

태양에너지로 운항하는 배 튀라노(출처=텔레그래프)

'MS 튀라노 플래닛솔라(The MS Turanor PlanetSolar)'는 지난 2010년 스위스가 디자인하고 독일이 제작해 탄생한 세계 최대 태양광 선박이다. '튀라노'란 '반지의 제왕'에서 유래한 단어로 '태양의 힘'을 의미한다.

이 배는 5000평방피트의 태양전지를 갖고 있으며 이를 통해 얻는 전기로만 움직이도록 설계돼 있다. 태양광에 `꽂혀` 있는 독일의 사업가 이모 스트뢰허(Inno Ströher)가 소유하고 있다.

튀라노는 쌍동선(선체 두 개를 연결한 형태의 범선)으로 디자인됐으며 길이 30m, 폭 15m다. 현재 8명을 운송할 수 있으며 조만간 낮 시간대에 20명까지 운송할 수 있는 것을 목표로 한다. 

그리고 이번 주부터 대서양 일부를 운항하며 과학적인 실험을 실시한다. 캐나다 북부에서 출발, 대성양을 거쳐 북부 유럽까지 가면서 멕시코 만류(Gulf Stream)로부터 해양 바이오 생물학적인 데이터들을 측정하게 된다.

이 배의 선장 제랄드 다보비유가(Gerard d'Aboville)는 출발 전 "소음과 진동, 오염없이 운항한다"면서 "태양 에너지의 가능성에 대해 확신할 수 있는 수많은 증거들을 보여주게 될 것"이라고 말했다.

◇ 태양광 비행기 '솔라 임펄스'

`솔라 임펄스`(출처=Econews)

태양 에너지만으로 가는 비행기 '솔라 임펄스(Solar Impulse)'는 하나의 프로젝트 형식으로 제작됐다. 스위스 탐험가 집안의 후손인 정신과 의사 베르트랑 피카르, 그리고 안드레 보쉬버그, 그리고 엘리베이터 기업 쉰들러의 후원으로 만들어져 지난해 시험 비행에 성공했다.

1만 2000개의 태양 전지판이 장착돼 여기서 만들어진 에너지가 각각 10마력을 내는 전기엔진 4개를 움직여 추진력을 얻는 구조. 18시간 비행이 가능하지만 한 번에 한 사람만 탑승이 가능하다.

호주에선 애들레이드시에서 태양 에너지로만 가는 셔틀버스 '틴도(Tindo)'가 운행되고 있다. 호주는 세계에서 온실가스를 다섯 번째로 많이 배출하는 국가다. 호주 원주민어로 '태양'을 뜻하는 태양광 전기버스 틴도의 경우 생산에 80만호주달러(76만달러)가 들었다. 통상 버스 생산의 배나 된다. 그러나 엔진이 달리지 않아 소음이 없는 틴도에 대해 승차하는 사람들의 만족도는 높다고 한다.

미군 역시 태양 에너지로만 움직이는 운송 수단을 실험중이다.

◇ 실용화는 갈 길 멀어

이처럼 태양 에너지를 사용하는 자동차와 기차, 항공기 등이 조만간 운송산업을 바뀌어놓을 것이란 전망은 그리 큰 목소리를 내고 있진 못하다고 WSJ은 전했다. 아직은 개발에 많은 노력이 필요하기 때문이다.

태양에너지 버스 틴도(출처=애들레이드 시 위원회)

특히 '튀라노'나 '솔라 임펄스'는 굉장히 본체가 큰데 자체적으로 발전할 수 있는 태양전지를 장착해야 하기 때문이다. 그래서 실용적이지는 못하다. 대개의 태양 에너지 운송기관은 백업 에너지를 갖고 있지 못하고 그래서 자연상황에 많이 좌우된다. 갖고 있던 에너지가 바닥나면 다시 해가 비칠 때까지 기다려야만 하는 식이란 얘기. 그래서 더 실용적인 응용기술이 발전할 필요가 있다는 지적이다.

튀라노의 선장 다보비유가는 과학 실험을 하지 않는 동안은 전지 충전을 위해 청명한 하늘이 있는 곳을 찾아 운항해야만 한다고 한다. 그는 "비 오는 날에도 계속 운항하기 위해선 햇빛이 쨍쨍한 곳을 계속 찾아다니는 균형잡기가 필요하다"고 말했다.

[뉴스핌 Newspim] 김윤경 국제전문기자 (s914@newspim.com)