『에너지는 왜 중요할까?』-초등생부터 어르신까지 알아두면 유용한 교양과학사전

교양 꿀꺽 : 에너지는 왜 중요할까? ㅣ 교양 꿀꺽 3
윤상석 지음, 김지하 그림 / 봄마중 / 2023년 2월

이 책은 '봄마중 출판사의 교양꿀꺽 시리즈'의 세번 째 이야기로서, 일종의 교양과학서이다. 뒤표지에도 "화석연료에서 핵융합 에너지까지 중요하지만 잘 몰랐던 에너지의 모든 것"이라고 본 도서를 설명해주고 있다. 게다가 눈썰미가 있는 독자라면 발견했을 이 책의 핵심 주제어인 "에너지, 원자력, 수소, 지구환경"에 대해서도 친절하게 표기해두어 학생들에게는 관련 분야 학습시 참고 서적으로 활용하기도 좋겠다.

<에너지는 왜 중요할까?>의 표지사진

우선, 주요 독자층인 초등학생 정도의 눈높이에 맞춰 앞·뒤표지만으로도 책 전체의 내용을 한눈에 알 수 있도록 구성했다. 각종 교통수단과 지구와 태양의 관계, 핵을 연상시키는 방사능 표지만 그림 등이 그려져 있다.

목차는 기획자의 의도인지는 모르겠으나, 일 년 열두 달을 연상시키도록 열두 장으로 구분되어 있다.

그리고 '에너지'나는 추상적 개념을 정의하는 주제부터 '과거-현재-미래로 연결되는 에너지의 발전사'를 설명해주는 '점층적 구조'로 이야기를 풀어 나간다. 마치 학창시절, 문학시간에 배웠던 시(詩)의 수사법 중 하나인 점층법처럼.

'에너지'에 대한 개념 정의

먼저, 1~3장까지는 '에너지의 정의와 종류 및 특성'에 대해 설명하고 있다.

'1장-에너지가 뭘까?'편에서는, "과학에서는 에너지를 일을 할 수 있는 능력이라고 말해."(본문 p.16)라는 개념적 정의를 먼저 내리고, 뒤이어 "에너지는 로봇이나 자동차와 같은 물건뿐만 아니라 인간을 포함한 동물과 식물 등 모든 생물 그리고 우리 주변의 물과 공기 등 모든 것에 다 있어."(본문 p.16~17)처럼, 용어의 개념을 쉽게 이해할 수 있도록 구체적으로 서술하고 있다.

'2장-에너지에도 종류가 있다고?'편에서는, 글자 그대로 각종 에너지의 종류를 순차적으로 설명하고 있다. '운동에너지', '열에너지', '화학에너지','빛에너지','전기에너지','소리에너지','자기에너지'순으로. 각 개념과 속성에 대해 우리의 일상생활 속 사물이나 현상을 예로 들어 이해하기 쉽도록 하였다.

에너지의 속성

'3장-에너지는 어떤 성질을 가졌을까?'편에서는, 2장에서 기술한 여러 에너지들이 변환하여 새로운 형태로 바뀌는 모습을 다리미나 롤러코스터, 불꽃놀이 등의 일상 속 예를 들어 주어 자칫 어려울 수 있는 개념에도 흥미를 잃지 않도록 서술하였다. 또한, 여러 형태로 변하는 에너지이지만 "에너지가 다양한 모습으로 바뀌어도 에너지의 크기는 줄거나 늘지 않아"(본문 p.42)라거나, "세상에 있는 에너지의 양은 언제나 같아. 에너지는 새로 생기지도 않지만 없어지지도 않지."(본문 p.46)라고 하여, 에너지의 기본 속성인 '에너지는 상태 변화를 해도 에너지의 크기나 양은 변화가 없다'는 사실을 일러준다. 그러므로 "에너지가 흩어지는 건 쉽지만 다시 모으기는 너무 힘들기 때문에 우리는 에너지를 아껴 써야 하는 거야."(본문 p.46)라고...어쩌면 이 책의 핵심주제일지 모를 내용을 강조하며.

태양 에너지는 인류에게 꼭 필요한 에너지!

'4~6장'까지는 태양 에너지가 지구에 등장한 이래 인류가 에너지를 어떻게 사용하고 발전시켜 왔는지'를 서술하고 있다. 먼저, '4장-지구에 생명을 만나 태양 에너지'편에서는, 태양 에너지가 인간이나 동물에게 필요한 식물이 자랄 수 있도록 적당한 온도를 만들어 준다며, "지구에 생명체가 처음 생긴 것도 태양 에너지 덕분이고, 지금과 같이 수많은 생명체가 처음 생긴 것도 태양 에너지 덕분이고, 지금과 같이 수많은 생명체가 지구에 살고 있는 것도 태양 에너지 때문이야. 지구에서 일어나는 수많은 자연 현상도 태양 에너지 때문에 일어나지."(본문 p.50)라고 부연설명하고 있다.

'5장-옛날 사람들은 에너지를 어떻게 사용했을까?"편에서는, 인류가 사용한 에너지의 기원과 주로 열에너지를 이용하여 난방이나 요리를 했던 일에서부터 횃불이나 동물 심지에 기름을 발라 실내를 밝히던 빛에너지 사용 사례, 기원전 3000년경 나일 강 주변의 이집트 사람들이 돛을 만들어 배를 운항했고, 네덜란드는 바람이 많은 지형적 특성을 활용하여 풍차 발명하여 곡식 제분에도 힘쓴 바람의 운동에너지를 이용한 사례 등을 들고 있다.

18~19세기 산업혁명기에 발명된 증기기관

'6장-에너지는 세상을 어떻게 바꿔 왔을까?'편에서는, 18~19세기 산업혁명기에 발명된 증기기관에서 촉발된 여러 연료에 대해 소개하고 있다. 아마 지금 어린이들도 《토마스와 친구들》이란 영국 만모화 영화시리즈물을 보거나 본 적이 있는지 모르겠지만, 지금 중2인 우리 아이 어렸을 땐 펭귄인 '뽀로로'와 더불어 제법 인기를 끓었던 캐릭터가 바로 증기기관차인 '토마스'였다. 당시에 IPTV의 폭발적 보급으로 우리 집에도 토마스를 자막버전, 원어버전을 번갈아 가며 수없이 반복시청했던 기억이 있다. 혹시 아직까지 '꼬마기관차 토마스'를 모르는 어린이들은 꼭 한 번 찾아 보시길...

다음으로 '7~9장'까지는 각각 전기에너지의 발전과 그로 인한 에너지의 낭비 행태가 불러 온 지구온난화의 심각성, 그러므로 신재생 에너지의 필요성'에 대해 설명하고 있다.

먼저,'7장-전기 에너지는 어떻게 발전해 있을까'편에서는, "전기 에너지를 처음 발명한 사람은 기원전 600년경 그리스에서 살았던 과학자 탈레스야"(본문 p.83)라고 하여 나처럼 과학 문외한인 사람들에겐 '아하~'하고 탄성이 나올만한 사실을 시작으로, 우리에게도 제법 익숙한 '토마스 에디스'의 1879년 전구 발명이나 1876년 '벨'이 발명한 전화기 사례를 들어 좀 더 친근하게 읽혀졌다. 또한, 전기 에너지를 이용한 발명품의 결정체라 할 수 있는 컴퓨터 발명에 대한 이야기도 빼놓지 않았다.

석탄과 석유는 대표적 화석 연료

'8장-에너지와 지구 온난화는 어떤 관계가 있을까?'편에서는, 최근 십수년 사이에 급증한 지구온난화의 사례를 들면서, 오랫동안 인류의 주에너지원인 석탄과 석유처럼 "죽은 생물과 배설물이 땅속에 묻힌 후 오랜 기간 높은 열과 압력을 받아 만들어지는"(본문 p.94) 화석 연료들이 연소 과정에서 내뿜는 이산화탄소량이 폭발적으로 늘어났기 때문에 지구온난화가 점점 더 심각해지고 있다고 이야기한다.

신재생 에너지의 종류

'9장-신재생 에너지란 무엇일까?"편에서는, 앞장인 8장에서 지구온난화의 주범인 화석 연료의 매장량도 충분치 않아 새로운 에너지를 찾고 있는 상황을 설명하며, 신재생 에너지는 '신에너지'와 '재생에너지'의 합성어란다. 그 중 재생 에너지를 먼저 예로 들고 있다. 풍력 발전 등과 바닷물을 이용한 조력·파력·바닷물 온도차 발전 등의 사례를 언급하고 있다. 또한, "땅속 깊은 곳은 암석이 녹아 마그마가 될 정도로 온도가 높은 지열 에너지"(본문 p.105)를 이용한 지열 발전도 사례로 들고 있다.

'10~12장'에서는 신에너지의 대표 주자인 수사와 우리나라에서도 최근까지 정치적 입장에 따라 폐기와 존치를 반복하며 전세계적으로도 환경을 위해 '탈원전 캠페인'을 촉발시킨 위험한 에너지인 원자력에 대한 얘기와 아직은 실현이 미지수인 '꿈의 에너지, 핵융합'에 대한 얘기를 들려준다.

가장 대표적인 신에너지,수소

'10장-깨끗하고 편리한 에너지, 수소'편에서는, "가장 대표적인 신에너지는 바로 수소란다"(본문 p.111)라고 하여 대표적으로 우리나라에서도 수년전부터 제조된 수소자동차의 사례를 들고 있다. 정부에서도 정책적으로 수소한 보급을 늘리기 위해 수소차 구매시 일정 비율의 보조금 지급을 시행하고 있다. 얼마나 지속될지는 모르겠지만 종종 뉴스 보도에서도 알 수 있듯, 아직까지는 초기구매비용이 비싸고 수소충전소도 많이 부족한 현실이라 아직 소비자 입장에서는 수소자동차의 구매를 꺼리는 실정이다.

효용성은 크지만 매우 위험한 '원자력 에너지'

'11장-강하지만 위험한 에너지, 원자력'에서는 핵분열시 발생하는 강력한 에너지인 원자력은 이산화탄소를 발생시키지는 않는 반면, 원자력 발전소는 핵폐기물과 같은 방사능 물질의 노출의 우려가 있는데 대표적 사례로 1986년, 소련의 체르노빌 원자력 발전소 원자로 폭발 사건과 2011년, 일본 후쿠시마 원자력 발전소의 지진으로 인한 바닷물에 잠기는 사건을 들고 있다. 이 두 지역은 "결국 사람이 살 수 없는 땅이 되었고, 앞으로 몇 백 년이 지나도 쉽게 회복되지는 못할 거라고 해."(본문 p.121~122)라고 하여 원자력 발전소의 방사능 물질 누출하여 원자력 발전소의 방사능 물질 누출 위험의 심각성을 강조하고 있다.

이산화탄소와 방사능 물질이 안 나오는 꿈의 에너지, 핵융합!

마지막 장인 '12-꿈의 에너지, 핵융합'편에서는, 사실 물리학 전공자가 아니면 다소 어려울수도 있는 '플라스마 상태','핵융합'등의 단어가 등장한다. "아주 높은 온도에서는 원자핵과 전자가 분리 돼. 이것을 플라스마 상태라고 불러. 플라스마 상태에서는 가벼운 원자핵들이 빠른 속도로 나아가면서 서로 충돌을 하지."(본문 p.125)라고 하여 플라스마의 개념을 일러주고, 이 플라스마 상태에서 발생하는 핵융합 에너지를 이용한 "핵융합 발전에서는 가장 가벼운 원자핵인 수소 원자핵을 사용해."(본문 p.126), "핵융합 발전에서는 이산화탄소와 방사능 물질이 나오지 않아."(본문 p.126)라고 하여, 왜 핵융합 에너지가 '꿈의 에너지'인지를 설명한다.

꿈의 에너지, 행융합 연구 및 전망

그리하여 "세계 여러 나라의 과학자들이 한 곳에 모여 핵융합 발전을 위한 핵융합 실험로를 만들고 있어."(본문 p.130)라며 지구들의 미래를 위해 막대한 돈과 시간을 들여 세계의 유수한 과학자들의 연구가 이루어지고 있는 희망적인 소식을 전하며 끝난다.

사실 이 책은 요즘 세계 곳곳에서 발생하는 자연재해의 근본 원인 에너지의 무분별한 남용으로 인한 지구온난화 때문이라는 것을 알리고, 이에 에너지 절약의 중요성과 신재생에너지 발굴에 힘쓰자는 주제의 과학서적이다.

이렇게 다소 딱딱하고 재미없을 주제를 다루면서도 대화체 문장들과 정제된 삽화를 배치하여 독자들이 지루해하지 않도록 신경을 썼고, 또한 삽화 구성에 있어서도 삽화가 전체면에 할당된 경우에는 과감하게 쪽수 표기를 생략함으로써 이 책의 그림을 담당하신 김지하 선생님의 작업에 대한 수고로움까지 배려한 출판관계자분들의 친절함이 느껴졌다.

G20에 속한 우리나라도 얼마전까지 세계 주요 국가들의 지구온난화 감축 기조로 '탈원전 정책'에 동참했으나, 새로 바뀐 정부에서는 다시 '원자력 에너지 중심'으로의 회귀 정책을 펴고 있는 듯하다. 이러한 시기에 아직은 정치적 노선이나 입장 따위를 생각할 필요가 없는 순수한 어린이들에게 에너지의 중요성을 인식시켜 일상에서 개인이 할 수 있는 '안 쓰는 전기제품 플러그 뽑기,TV시청 줄이기...등'과 같은 작은 실천으로 에너지 절약 습관을 들일 수 있으니 매우 유용하다 하겠다.

또한, 개인적으로는 이렇게 재밌는 교양과학서가 나의 어린 시절에도 있었더라면, 학창시절 과학수업이 그리 재미없고 어렵게만 느껴지진 않았을텐데..., 어쩌면 더 나아가 지금쯤 이 책에 나오는 '꿈의 에너지'를 연구하는 과학자가 되어 있을수도...^^

이 책은 봄마중 출판사로부터 도서를 제공받아 작성한 서평입니다.