얼마 전까지만 해도 녹인 소금에 에너지를 저장하는 기술을 개발하기 위해 애를 쓰던 구글이, 이제는 시야를 돌려 연(kite)으로 풍력에너지를 만드는 사업을 추진하고 있어 관심이 모아지고 있다.

첨단 기술 전문 매체인 ‘IEEE spectrum’은 구글이 자회사를 통해 하늘에 띄우는 연을 활용한 ‘공중 풍력 발전(airborne wind power)’ 사업을 추진하고 있다고 보도하면서, 이 사업은 구글이 오래전부터 추진해 오고 있는 신재생에너지 개발 시리즈의 하나라고 밝혔다. (관련 기사 링크)

지형 및 지역의 상황에 상관없이 에너지 생산 가능

공중에서 에너지를 생산하는 사업을 추진하고 있는 구글 자회사는 신재생에너지 개발을 전문으로 하는 ‘마카니(Makani)’사다. 구글은 지난 2013년에 이 회사를 인수하여 모 회사의 비밀연구 조직인 ‘구글 X’의 사업부로 편입시켰다가, 최근 다시 독립법인으로 분사시켰다.

마카니를 인수한 목적에 대해 구글은 데이터센터 운영에 소요되는 막대한 전력을 신재생에너지로 충당하기 위해서라고 밝힌 바 있다. 구글 X에 인수된 후 마카니 소속 연구진은 바람이 세기로 유명한 노르웨이의 해안가에서 풍력에너지를 얻기 위한 연구를 다각도로 진행해 왔다.

그 결과, 연구진은 프로펠러 비행기와 흡사한 모양의 공중풍력 발전 시스템인 ‘에너지 연(energy kite)’을 개발하는데 성공했다. 발전기 외관이 비행기를 닮았음에도 연이라 표현하는 이유에 대해 마카니社 관계자는 “연처럼 줄로 고정되어 있기 때문”이라고 설명하며 “연을 붙잡고 있는 줄은 생산한 전력을 전송하는 기능도 갖고 있다”라고 밝혔다.

공중풍력 발전 시스템은 날개폭만 해도 26m가 넘는 대형 연이지만, 매우 가벼운 소재로 만들어져 있어서 쉽게 하늘로 띄울 수 있다. 이 연은 지상 300m 정도 높이의 고도까지 올라가게 되는데, 그 곳에서 부는 바람으로 프로펠러를 돌려 전력을 생산하도록 설계되었다.

해당 사업은 구글과 마카니 모두에게 이익이 되는 win-win 전략의 좋은 사례라는 것이 업계의 평가다. 마카니는 구글에 인수되기 전만 하더라도 20kW급의 소규모 공중풍력 발전에 겨우 성공한 상황이었다. 하지만 구글에 인수된 이후 모 기업의 전폭적인 지원을 받아 상업 발전이 가능한 수준인 600kW급으로 규모를 늘리는데 성공했다.

이처럼 공중풍력 발전의 상업화 가능성을 확인하기는 했지만, 아직도 많은 사람들이 구글의 마카니 인수를 궁금해 하고 있다. 단순히 데이터센터 운영에 들어가는 전력을 확보하는 것이 목적이라면, 공중에 띄우는 방식이 아닌 수심이 얕은 해안가에 세우는 기존의 타워형 풍력 발전기가 더 효과적일 수 있기 때문이다.

이에 대해 구글 X의 관계자는 “전 세계 해안가에는 타워형 풍력발전기를 세우기에 맞지 않는 지형이나 보존해야 할 자원이 있는 지역이 의외로 많다”라고 언급하며 “이런 지형이나 지역에 적합한 방식으로는 공중풍력 발전이 유일하다는 것이 우리의 생각”이라고 밝혔다.

실제로 바람이 강한 해안지역 가운데는 수심이 너무 깊거나, 야생조류를 보호해야 하는 구역 등 타워형 풍력발전기를 세우기 어려운 곳이 상당히 많은 것이 현실이다.

문제는 풍력 발전이 지속적으로 성장하기 위해서는 지형이나 지역과 상관없이 발전기를 설치할 수 있어야 한다는 점인데, 구글은 이런 문제의 해결 방안을 공중풍력 발전에서 찾고 있다.

에너지 효율 낮고 추락 가능성 극복 필요

구글의 모기업이 추진하고 있는 관계로 공중풍력 발전 시스템이 최근 유명세를 치르고 있지만, 사실 이 시스템은 지난 수십 년간 공학자들 사이에서 치열하게 논의됐을 정도로 역사가 깊은 발전 방식이다.

풍력발전 시스템의 개요는 무척 간단하다. 고도가 높으면 높을수록 강해지고 속도도 일정해지는 바람의 특성을 살려, 풍선이나 연 같은 구조물을 띄워 풍력에너지를 생산하는 것이다.

물론 공중 풍력 발전이라고 해서 단점이 없는 것은 아니다. 오히려 지상이나 수심이 얕은 해안가에 세워진 타워형 풍력 발전보다 에너지 효율은 훨씬 떨어지는 편이다.

풍력 발전 비용이 과거에 비해 획기적으로 낮아진 이유는 대형화된 타워형 풍력 발전기가 도입되었기 때문이라는 것이 전문가들의 의견이다. 최근에는 날개 길이만 해도 지름 100m 이상인 초대형 풍력 발전기도 등장하고 있는데, 풍력 발전은 날개가 크고 길어야만 발전량이 급격히 증가하여 경제성을 확보할 수 있다.

반면에 공중 풍력 발전 방식은 타워형 방식처럼 크기를 마냥 늘리는 것이 쉽지 않다. 더군다나 추락 가능성까지 상존하고 있기 때문에, 자칫 대형 참사로 이어질 수도 있는 위험까지 내포하고 있다.

한편 마카니사는 성공적인 풍력 발전 테스트를 마친 후, 글로벌 석유화학 기업인 로열더치셸(Royal Dutch-Shell) 그룹과의 파트너십을 발표하여 주목을 끌고 있다.

파트너십을 발표하는 자리에서 로열더치셸 그룹의 관계자는 “파트너십 목표는 상업적 공중풍력 발전소를 건설하는 것”이라고 밝히며 “환경규제가 점차 강해지고 신재생에너지 비중이 빠르게 증가하는 상황에서 우리도 차세대 에너지인 신재생에너지 분야에 대한 투자가 필요했다”라고 덧붙였다.

실제로 로열더치셸 그룹은 최근 들어 신재생에너지 관련 기업들을 공격적으로 인수하고 있다. 특히 공중풍력 발전의 경우 상업성이 아직 검증되지 않았지만, 미래시장 선점을 위한 투자로 보고 있다는 것이 업계의 시각이다.