청정 재생 에너지의 과학과 기술

에너지의 과학 - 지금이 마지막 기회다 ㅣ 한림 SA: 사이언티픽 아메리칸 12
사이언티픽 아메리칸 편집부 지음, 김일선 옮김 / 한림출판사 / 2017년 5월

2015년 12월 프랑스 파리에서 유엔 기후 변화 협약(UNFCCC) 총회에서 온실 가스 감축과 지구 평균 기온 상승 억제에 대한 국제적 협정이 체결되었다. 이른바 ‘파리 협약’의 모태가 되는 전지국적 환경 보호 국제 협약인 ‘교토 의정서(1997)’의 주역이 앨 고어 전 미국 부통령(1993~2001 재임)이다. 앨 고어가 2008년 제안한 탄소 배출을 절감하고 화석 연료를 대체하는 에너지 개발 기술에 대한 검토가 이 책의 저술로 이어지는 하나의 요인이 된다.

이 책의 집필진은 ‘사이언티픽 아메리칸’이라는 미국의 대중 과학 잡지의 편집진이다. 오랜 기간동안 미국에서 사랑받는 대중 과학 잡지이기 때문에, 과학적 배경 지식없이도 부담없이 읽을 수 있는 수준이다(물론 물리, 화학, 지구과학에 배경 지식이 있다면, 더욱 좋을 것이다).

이 책은 2015년 현재 시점에서 6가지 실현 가능한 대체 재생 에너지원(태양열, 풍력, 원자력, 조력, 지열,바이오 연료) 의 문제점과 각각의 재생 에너지원을 이용한 발전(發電) 기술이 가진 처리 능력과 기술적 한계와 향후 실현 계획에 대해 소개하고 있으며, 이 때 발생된 전기를 전송하고 저장하는 기술에 대해서도 함께 소개하고 있다.

저자는 지속가능한 에너지 체계를 건설하기 위해, 지구 상에서 청정하고 재생가능한 에너지원으로 3가지(WWS : 바람(wind), 물(water), 태양(sun))를 이용해야 한다는 스탠포드 대학 연구 결과에 기초하고 있다. (* 재생가능한 에너지원을 이용한다는 의미는, 에너지원으로부터 전력을 이끌어내어 사용한다는 뜻이다. 그러기 위해서는, 에너지원으로부터 전력을 생산해내고, 생산된 전력을 저장하고 운송할 수 있는 기술이 필요하다 *).

아울러, 현재 시점에서 미완성 상태로 사용되고 있지 않지만 향후 미래에 개발 완료되어 쓰이게 될 재생 에너지원 발전 기술로 7가지를 소개하고 있다: 1) 핵융합을 이용하여 핵분열을 일으키는 핵융합 발전소, 2) 태양열로 만드는 일산화탄소 혼합물, 3) 개선된 태양광 전지, 4) 형상기억 합금 소재를 이용하여 열 에너지를 전기에너지로 변환하는 기술, 5) 연료 효율을 개선한 파동 디스크 엔진(충격파 엔진), 6) 냉매 대신 자기 열량 효과를 가진 합금이나 열전자 물질을 사용하는 냉각 기술, 7) 이산화탄소 배출을 줄이는 청정 석탄 기술.

저자의 기본 입장은 청정 재생 에너지원을 활용하여 전력 에너지 생산 기술은 현실적으로 구현 가능한 수준이기 때문에 기술적인 문제는 전혀 없고, 다만 기존의 에너지 체계를 신생 에너지 체계로 전환하고자 하는 각 정부의 실행 의지에 오로지 달려 있다는 것이다. 즉, 정부에서 일관된 정부 정책을 수립하고 관련 업계와 과학 기술계를 독려하여 제품과 시스템을 구축할 수 있도록 하는 한편, 국민들로 하여금 에너지 발전소 건립에 필요한 사회적 비용의 분담에 대해 납득하여 수용할 수 있게끔 사회적 여론의 조성에 노력을 추진해야 한다는 것이다. 또한, 이런 일련의 활동이 전세계적으로 모든 국가의 참여가 요구된다는 것이다. 왜냐하면, 현재 가장 많은 온실가스 배출국은 중국이지만, 중국에서 서방국가인 유럽과 미국으로 수출되는 제품의 생산 과정에서 약 1/4이 발생되기 때문에, 중국과 서방 국가들도 함께 노력해야 한다는 것이다.

한편, 재생 에너지원을 이용하는데 장점만 있는 것은 아니며 극복해야 할 단점도 존재한다: 수력 발전도 가뭄에는 대책이 없고, 풍력 발전의 경우 불규칙한 전력 생산을 수집해야 하고, 원자력 발전의 경우 건설 비용 대비 안전성과 연료 효율성을 고려해야 하고, 조류나 해류 발전의 경우 환경 영향 평가를 통과해야 하고, 지열 발전의 경우 지진의 위험성에 대비해야 하고, 이산화탄소를 배출하지 않는 바이오 연료의 개발은 현재 단계에서는 시기상조이고, 에너지를 저장하고 먼 거리를 전송할 수 있는 기술은 완성된 것이 아니며 현재도 연구진행 중에 있다.

개인적으로는 이 책을 통해, 청정 재생 에너지원을 사용하는 발전 기술의 현재 수준을 알 수 있게 된 점이 좋았다. 자연스럽게 국내 재생 에너지 사정이 궁금해지기 시작했고, 국내 에너지 관련 개발 업체에 대한 정보와 정부의 에너지 정책에 관심을 갖게 되었다.

청정 재생 에너지를 이용하는 전력 개발에 관해 궁금한 사람에게 일독을 권한다.

신기한 마법사 이양기

전설의 시작 마법사 이야기 - 세계 대표 작가들이 들려주는 ㅣ 세계 대표 작가들이 들려주는 이야기 8
안토니오 텔로 지음, 에드거 시칠리아 그림, 공민희 옮김 / 가람어린이 / 2017년 6월

마법사란 존재는 우리 동양 문화권에서 그리 익숙하지 않은 존재이다. 마법사는 서양 문화에서 전설이나 신화 속에 등장하며 주로 영웅담 속의 주인공인 영웅이 모험과 여정을 떠나 뜻하지 않은 고난과 위험을 겪게 될 때 우연치 않게 영웅의 옆에 나타나 미완성의 영웅인 주인공이 고난을 극복하여 완성된 영웅으로 도약할 수 있도록 옆에서 도와주는 보조적인 역할을 수행하게 된다.

이 책에서는 신화와 전설, 그리고 역사적 기록의 문헌상으로 가장 많이 언급되는 대표적인 마법사들을 추려서 소개하고 있다. 켈트 신화의 아더왕 이야기에 나오는 멀린이나 북유럽 신화 니벨룽겐의 반지에 나오는 알베리히나 핀란드 신화의 뵈이네뫼이넨, 아라비안 나이트에 나오는 알라딘과 심지어 중국 고대 상고시대 3황5제 뒤를 잇는 요순우 임금 신화 이야기까지도 등장한다. 뿐만 아니라, 역사적으로 실존했다고 알려져 있는 노스트라다무스나 니콜라스 플라멜과 같은 예언자, 파라겔수스나 생 제르맹 백작, 존 디와 같은 연금술사처럼 미스테리한 인물들에 대한 이야기도 포함하고 있다.

마법사는 항상 마법사의 징표가 되는 물건을 지니고 다니거나, 도구들을 이용하곤 한다. 전통적으로 마법사가 사용하는 물건으로는 지팡이나 구슬, 행운의 부적, 변신 연고, 신비한 돌, 마술 피리, 신비한 목걸이 등이 있다. 흥미롭게도 이 책의 저자는, 근래 들어 역사 속에 기록되어 등장했던 마법사들은 증류기, 호스관, 무쇠 솥, 오븐 등과 같이 당시의 지식에 근거해 좀더 진보되고 현재에 가까운 기구들을 사용하여 연금술처럼 신비로운 자연의 힘을 찾아내려고 한 점을 지적하고 있는데, 마법사 또한 과학자처럼 자연의 신비로움을 발견해내고 이용하려 했다는 관점을 제시한 것은 새롭게 느껴졌다.

예나 지금이나 마법사란 항상 우리에게 신비롭고 비현실적인 상상의 힘을 가진 존재로 남아 있고 앞으로도 영원히 베일에 싸인 비밀스런 존재로 남아 있을 것이다.

글자 크기와 적절한 삽화로 보면, 이 책은 초등학교 수준의 어린이에게 적합한 도서라는 판단이다. 신화나 전설에 대해, 흥미를 유발하고 친근하게 접근하도록 해줄 수 있는 장점이 있다고 본다. 단점이라면 이야기 내용과 전개 상에서 극적인 재미가 떨어진다는 게 약점이라는 생각이 든다.

놀라운 마법같은 우주이야기

우주, 시간, 그 너머 - 원자가 되어 떠나는 우주 여행기
크리스토프 갈파르 지음, 김승욱 옮김 / 알에이치코리아(RHK) / 2017년 4월

한마디로 놀랍고 매력적인 책이다. 21세기 초반 지금까지 우주에 관해 연구되어 밝혀진 여러 가지 주제에 대해, 이른바 ‘상상여행’(혹은 다른 말로 ‘생각 실험’)이라는 형식으로 기술하고 있다. 책의 구성은 크게 두 부분으로 나누어진다고 볼 수 있다. 전반부에서는 우주의 4가지 힘(중력, 전자기력, 강한 핵력, 약한 핵력)과 이를 이해하기 위한 뉴튼 법칙, 아인슈타인의 상대성이론, 양자 역학의 원리를 다룬다. 우주 연구의 주요 수수께끼인 블랙홀과 우주의 기원을 밝히는 연구에 관한 빅뱅 이론과 대통일장 이론, 초끈 이론 연구를 주제로 후반부에 다루고 있다.

이 책의 가장 큰 특징이자 장점은 무엇보다 ‘상상여행’이라는 형식을 꼽을 수 있다. 알지도 듣지도 보지도 못한 곳(우주 공간, 지구핵, 태양표면, 우주 경계 끝, 원자핵 내부 등등)을 순전히 시각적인 표현만을 따라 독자로 하여금 머리 속에서 풍경을 상상만으로 재현하게 함으로써 이루어지게 만드는 가상의 여행이다(놀랍게도 이런 방식은 아인슈타인이 사용했던 ‘생각 실험’의 일종이라고 한다). 비록 너무 단순하고 터무니없어 보이는 방식이지만, 개인적인 생각에 결과는 경이롭고 충격적이게도 성공적이었다(물론 그 동안 우리가 영화나 TV다큐멘타리나 사진 등을 통해 우주에 관한 시청각 자료에 직간접적으로 많이 노출되어 있어서 상상하기가 쉬웠을지도 모르겠지만, 매우 효과적이었다). 개인적으로는 그 동안 우주에 관한 책들을 읽었지만 개운하게 이해되지 않았었던 내용들이, 이 책의 상상여행 형식의 설명을 통해 너무나도 쉽게 이해했다는 점이 놀라웠다. 예를 들면, 우주 공간에서 중력의 작용을 고무판과 공을 비유해 설명한다든지, 원자 내부에서 발생하는 양자 역학의 현상을 자석과 냉장고 문 사이를 자유로이 지나가는 물고기를 사용해 설명하는 부분은 나에게는 머리를 얻어맞은 것처럼 큰 충격과 함께 충분히 이해가 되었다. 그러나 물론 후반부에 나오는 블랙홀과 끈이론 부분은 여전히 이해하기 어려웠다(양자역학도 어려운데, 초끈 이론이라니...)

굳이 단점을 지적하자면, 책의 내용이 초보자가 읽기에 친절하지 않을 수도 있다. 기본적인 물리학, 화학, 지구과학, 우주에 관한 배경 지식이 있다면, 훨씬 더 즐겁게 읽을 수 있을 것이다. 개인적인 조언을 하자면, 반드시 이 책은, 스티븐 호킹의 ‘시간의 역사’,’호두껍질 속의 우주’, 혹은 칼 세이건이 지은 ‘코스모스’처럼 소위 ‘우주’에 관한 유명한 책과 함께 읽기를 강력히 권고하고 싶다.

허풍의 대가

뮌히하우젠 남작의 모험
루돌프 에리히 라스페 지음, 염정용 옮김 / 로그아웃 / 2017년 5월

이 책은 매우 독특한 책이다. 일종의 ‘팩션 유머 꽁트’라고 분류하는 것이 나을 듯 하다. 비록 제목은 모험담이지만 실상은 허구적인 상상의 여행기이다. 그러나, 놀랍게도 에피소드에 등장하는 인물과 사건은 실존 인물과 실제 역사적 사건을 언급한다. 실존 인물의 이름에서 따서 주인공의 이름을 뮌히하우젠 남작으로 등장시켜 남작으로 하여금 자신이 겪었던 여행담을 들려주는 방식으로 진행된다.

북극과 남극, 아프리카, 태평양, 인도 등 세계 전 지역을 돌아다니며 겪는 황당무게한 에피소드는 현재 시점에서 본다면, 디즈니 만화나 영화에 나올 법한 허무맹랑한 스토리이다(실제 1989년에 영화화되기도 했다): 실론 섬에서의 악어 사냥, 러시아 눈 기행과 여우 사냥, 총알 대신 발사한 먹다 뱉은 버찌 씨가 사슴 뿔 사이에 박혀서 그 자리에 버찌 나무가 자라났다는 식이다. 심지어 터키산 콩나무를 타고 달나라까지 올라가기도 하고, 두번째 달나라에 갈 때는 남태평양까지 배를 타고 나가서 허리케인을 만나 도달하기도 한다.

다수의 익명의 저자가 참여한 것으로 알려져 있는 책의 후반부로 갈수록 영국인 입장에서 유머를 구사한다. 예를 들면 프랑스 군대의 대포나 함선을 파괴하여 곤경에 빠뜨리고 영국군 포로들을 무사히 구출한다든지, 프랑스군의 작전을 훼방 놓는 식의 스토리가 전개된다. 18세기 중반에 발생했던 사회적 사건을 이야기 안에서 언급함으로써 당시의 사회적 인식이나 가치관을 풍자하기도 한다. 예를 들면 지브롤터 요새 포위 공격 사건(1779~1783), 윈저성 보초 존 하트필드 사건(1690), 최초 열기구 여행 성공과 영국 의사 협회 의장 선출(1782) 등이다. 흥미로운 점은, 아무래도 18세기 초반에 ‘걸리버 여행기(조나단 스위프트, 1726)’ 같은 모험 소설이 이미 출간되어 인기를 끌었었기 때문에 영향을 받은 탓인지, 주인공과 거인국 이름을 그대로 소설 안에 등장시키고 있다. 또, 특이한 점으로는 당시(18세기 중반 이후)로서는 첨단 과학과 기술의 산물인 열기구와 풍선, 망원경, 캘빈 총 등이 주요 소품으로 등장한다.

역자가 밝힌 대로, 이 책에 대한 논란이 몇 가지가 있다. 우선 저자에 관한 문제. 크게 2가지 판본이 존재한다: 독일인 루돌프 라스페가 1785년에 발표한 버전과, 1788년 역시 독일인 고프리드 뷔르거가 라스페 버전의 책을 확장, 편집하여 발표한 버전. 2가지 버전이 공통적으로 뮌히하우젠 남작을 주인공으로 삼아 에피소드를 전개하지만, 영국과 독일 위주의 관점에서 각기 서로 다른 내용을 담고 있다는 점에서 차이가 있다. 라스페 버전의 경우, 저자가 라스페 1인의 단독 저자가 아니라 판본 차수를 개정할 때마다 참여한 다수의 익명의 저자의 작업의 결과라는 주장이 있는데, 그 이유는 2부와 속편의 내용에서 영국 중심의 정서에 맞게 내용이 전개되는 것이 근거로 볼 수 있을 거 같다.

어떻게 보면 사냥이나 전쟁에서 일어나는 살생 같은 사건은 거북한 소재일 수 있지만, 이 소설에서는 그저 콩트에 사용되는 소재처럼 주인공이 활동하는 하나의 배경이 되어 유쾌하게 소비된다. 모험담에서 주인공이 보여주는 예상을 깨뜨리는 이야기 전개는 반전을 일으키며 독자로 하여금 당황하게 만들어 웃음을 유발한다. 초등학교 고학년이나 중학교 수준의 어린이에게 적합한 책이라는 생각이다.

훌륭한 세계사 입문서

교양으로 읽는 용선생 세계사 2 : 통일 제국의 등장 1 - 페르시아, 그리스, 로마 제국 ㅣ 교양으로 읽는 용선생 세계사 2
이희건 외 지음, 이우일 그림, 김경진 지도, 유성환.정기문 감수, 박기종 삽화, 정지윤 / 사회평론 / 2017년 5월

이 책은 [교양으로 읽는 용선생 세계사] 시리즈 중에서 제 2권으로서, 주로 지중해를 중심으로 인접해 있는 유럽과 북아프리카, 중동 지방을 무대로 BC1500년 무렵부터 AD527년까지의 역사를 다루고 있다. 먼저 서아시아를 배경으로 4대 문명권 중에서 2개 문명권인 이집트 문명과 메소포타미아 문명권으로부터 생겨난 4개의 국가가, 청동기문화에서 철기문화로의 전환을 거치면서 발생하게 되는 상업적 교역과 외교적 협력적 이해 관계 사이에서 벌어지는 국제적 교류의 시초를 보여주는 것으로 시작된다. BC1200년경 갑작스런 도리스인의 남하로 인해 생겨난 암흑시대 이후 강력한 해군을 바탕으로 페니키아인이 지중해 해상 교역을 장악하게 되면서 단순히 각 지역에서 생산된 특산물의 중계 무역 수준을 벗어나 각 지역 문명의 생산 기술과 지식의 교류와 전파가 이루어지기 시작한다. 페니키아인이 남긴 문자나 도자기 제조 기술 같은 문화 유산은 BC700년경부터 지중해 해상 무역의 후계자로 등장하는 그리스 문명의 밑거름이 된다. 섬 중심의 그리스 지역의 도시국가들은 해상 교역을 통한 자유로운 경제 활동으로 부를 축적하는 평민 계급의 성장으로 인해 귀족 중심의 정치체제와 대비되는 모든 시민이 정치에 참여하는 ‘직접 민주주의’ 정치체제를 탄생시키게 된다. 그리스 도시국가의 성장과 비슷한 시기에 서아시아의 대륙 지방에는 페르시아 제국이 형성되면서 왕을 중심으로 하는 강력한 제국이 등장하게 된다. 이후에 서아시아의 이오니아 지방의 패권을 둘러 싸고 벌어진 페르시아 전쟁, 그리스 도시 국가들 사이에서 벌어진 펠로폰네소스 전쟁을 겪고 난 후에 등장하는 알렉산드로스 대왕의 마케도니아 제국은 짧은 존속 기간에 비해 문명사에 엄청나게 크고 중요한 영향을 끼치게 된다. 그리스 문화를 중심으로 타 지역 문화를 흡수하여 만들어내는 헬레니즘 문화는 메소포타미아 문명과 이집트 문명의 기술과 학문을 그리스 문명으로 대표되는 유럽 지역에 도입하여 퍼뜨리게 되는 계기가 된다. 그리스 문화의 모든 것을 닮고 싶어했던 로마 제국의 등장과 쇠퇴는 강력한 군사력만이 아니라, 군사력과 경제 사이의 밀접한 관계의 중요성을 일깨워 준다. 게르만 족의 대이동으로 인해 동로마제국(비잔티움 제국)의 안정기 중세시대 성립 이전까지의 시기를 다루는 것으로 마무리한다.

이 책의 독자 대상을 중학생 수준으로 한다는 점을 감안하면, 설명이 쉽고 지도와 삽화나 그림이 풍부한 점은 매우 큰 특징이다. 무엇보다 지도가 풍부한 점을 매우 놀랍고 칭찬할만한 점이다(많은 역사서가 지도가 거의 없다는 사실을 비교해보면 깨달을 수 있을 것이다). 이런 식의 친절한 접근은 청소년이나 어른에게도 매우 쉬운 기술 방식이 될 수 있다는 점에서 매우 유용하다는 생각이 든다. 다만, 본문과 지도의 설명에서, 년도에 대해 정확한 기술이 좀 적다는 점이 아쉽게 느껴진다.