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바이오매스(biomass)는 재생 가능한 동식물에서 발생하는 유기성 자원을 의미하고, 크게 젖은 쓰레기나 나무 등의 폐기물계와 사탕수수나 옥수수로 대표되는 재배 작물계로 분류된다. 바이오매스를 원료로 얻는 에너지를 바이오매스 에너지라고 지칭한다. 전 세계적으로 바이오매스가 에너지원으로서 주목 받고 있는 것은 이산화탄소 배출을 유발하지 않는 “카본 뉴트럴”이기 때문이다(GTB2006110665). 이러한 바이오매스의 가능성을 환경 개선 분야에 적용하려는 노력이 영국을 중심으로 일고 있다.
영국 대학들로 구성된 컨소시엄이 지역적인 바이오매스 연료로 동력을 공급하는 냉장고, 조리기, 전력기 등을 작동시킬 수 있는 종합적인 장치를 개발하여 그 장치를 개발도상국의 시골 지역에서 이용할 수 있도록 보급하는 프로젝트에 착수했다.
4백만 달러($, 1$=924.00원, 2백만 파운드)를 지원받은 영국 잉글랜드 노팅햄대학(University of Nottingham)이 주도하는 SCORE 프로젝트(SCORE project; Stove for Cooking, Refrigeration and Electricity project)는 열음파학(thermoacoustics)이라고 명명되는 기술을 적용했다.
열음파 기술은 기체가 불균일하게 가열될 때 발생하는 음파(sound wave)를 이용하는 방법이다. 열음파 엔진(thermoacoustic engine)에서 음파는 기계적인 운동을 발생시킨다. 또 이 과정은 반대로 운영될 수 있다. 즉 음파가 열을 끌어내기 위하여 이용될 수 있기 때문에 차가운 소스(cool source)로부터 뜨거운 싱크(hot sink)로 열을 끌어내어 냉각 효과를 낼 수 있다.
열음파 장치는 아주 단순하고 매우 저렴하게 이용할 수 있다고 LANL(Los Alamos National Laboratory) 소속이며 SCORE 팀을 지원하고 있는 열음파 전문가인 Scott Backhaus는 밝혔다.
프로젝트 책임자인 노팅햄대학의 Paul Riley는 “SCORE 장치에서 나무를 연소시켜 기체로 채워진 파이프를 가열시키면, 기체는 확장된 뜨거운 부분으로부터 수축된 차가운 부분으로 이동한다. 이후 파이프는 오르간 파이프처럼 다소 공명된다. 이 과정에서 음향적인 압력파(acoustic pressure wave)가 생성되어 역과정(reverse process)을 통해 전기를 발생시킬 수 있다”고 설명했다.
또 음파는 인근 냉동기로부터 열을 제거하기 위한 열펌프로 작동하기 위한 두 번째 엔진을 가동하는데 이용될 수 있으며, 연소된 나무로부터 발생하는 열은 전통적인 조리용 가스레인지에서 조리 과정에 이용될 수 있다고 Riley는 전했다. 냉장고와 가스레인지는 음파를 전달하기 위하여 파이프로 연결되지만, 가스레인지에서 발생하는 열이 냉각을 방해하지 않도록 분리할 수 있다고 Riley는 밝혔다.
개발도상국에서 전력송배전망(electric grid)은 주로 도시 지역에만 공급된다고 Backhaus는 설명했다. 그리고 많은 가구들이 조리를 위하여 나무 같은 연료원을 이용하고 있다고 Riley는 지적했다. SCORE 프로젝트는 5년 이내에 개발도상국에 최첨단 냉장/조리용 장비를 다수의 인구에 보급하는 것을 목표로 하고 있다.
Backhaus는 이 목표가 실현 가능하지만 난관이 있다고 인정했다. 그는 SCORE 팀이 저렴한 장치를 만드는데 주력한다면 개발도상국에서 주거 환경을 개선할 수 있다고 강조했다.
SCORE 가스레인지(SCORE stove) 시스템은 전기를 생산하여 냉장고를 냉각시키는 한편 가스레인지를 작동시킬 수 있다. 인근에서 이용할 수 있는 바이오매스를 이용하기 때문에 외부 전기 공급이 불필요하다는 장점이 있다.
이 프로젝트의 목적이 개발도상국의 주거 환경 개선에 있다는 점도 높게 평가할 만하다. 전 세계가 웰빙을 추구하는 형태로 생활양식을 바꾸고 있음에도 불구하고, 아시아와 아프리카를 포함한 개발도상국가들에게 웰빙이라는 목표는 실현 불가능한 꿈과도 같다. 이러한 상황 하에 개발도상국의 주거 환경을 개선할 수 있는 SCORE 가스레인지 시스템은 환경 불평등 문제를 해결하는 방안으로도 적용될 수 있다. 개발도상국에서 기후 변화로 초래되는 환경 영향을 선진국이 도와줘야 한다는 이론을 현실에 구현할 수 있는 기회를 제공하는 유사한 프로젝트가 지속적으로 개발되기를 희망한다.
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