미세먼지, 암모니아 에너지 그리고 UFO

 

 

 

유럽에는 대기 오염이 여전히 심각합니다. 숲이 죽어가는 이유는 대체로 산업으로 인한 사악한 가스 그리고 자동차의 배기가스 때문입니다. 지금 독일의 30퍼센트의 숲이 이런 식으로 죽었고, 20%의 나무들은 죽어가고 있습니다.

 

 

 

 

 

사진은 새끼 두마리를 데리고 걸어가는 흰곰 암컷의 모습입니다. 온실효과로 인하여 조만간 멸종될까요? 북극의 흰곰. 흰곰들이 물고기를 잡아서 먹는 시기는 무척 일시적이라고 합니다. 얼음이 꽁꽁 얼어있는 동안 놈들은 사냥할 수 없습니다. 그들에게는 얼음의 구멍을 뚫어서 물속으로 잠수하는 재주가 없기 때문입니다. 또한 얼음이 완전히 녹으면, 생선을 잡을 수 없습니다. 얼믐이 약간 녹을 때 그들은 바다 아래로 잠수하여 생선 그리고 물개 등을 잡아먹습니다. 그들이 사냥할 수 있는 기간은 1년에 3개월도 채 안 됩니다. 그래서 곰들은 3개월 두둑히 먹고 나머지 시기를 굶주리며 살아갑니다. 그런데 북극의 빙산이 녹아서, 얼음이 녹는 기간이 무척 짧아졌습니다.

 

이번에는 미세 먼지에 관해서 살펴보겠습니다. 미세먼지는 주로 석탄 갈탄 석유 사용 때문에 나타나는 현상입니다. 독일에서의 미세 먼지의 주범은 다음과 같이 분류됩니다. 산업 38%, (산업체에서 배출하는 미세 먼지의 불순물은 놀라울 정도로 많습니다. 이제는 환경 중심의 산업 구조로 바꾸어나가야 합니다. 산업으로 인한 공해는 매우 심각합니다. 지하자원을 이용한 에너지 사용은 자제할 필요가 있습니다.) 농업 18% (특히 동물 사육에서 발생하는 오염물은 생각한 것보다도 심각합니다. 우리 나라의 경우에도 돼지 사육장에서 배출하는 오염물은 농지를 더럽히곤 합니다.)

 

 

도로 교통 15% (이것은 독일의 통계이지 한국의 통계가 아닙니다. 유럽에서는 LKW (중형 트럭)은 우리나라만큼 활발하게 사용되지 않습니다. 어떻게 하면 중대형 트럭 사용을 줄일 수 있는가? 하는 게 우리나라의 미세 먼지를 차단시킬 수 있는 방편이라고 여겨집니다.) 난방 12% (여기에는 중앙 난방 및 지역 난방이 동시에 고려됩니다. 유럽의 독립 가옥은 목재를 태우는 난로 시설을 비치하고 있습니다. 해양 교통 10% (선박에서 사용되는 기름은 주로 중유이기 때문에 이산화탄소 배출이 심합니다.) 원자력 발전소 6% (핵 분열을 일으키기 위해서는 엄청난 열량이 필요합니다. 냉각수 공급에도 많은 에너지가 활용됩니다.)

 

 

독일 정부는 2038년을 기점으로 하여 석탄과 갈탄의 생산을 전면적으로 중단하기로 결정하였습니다. 향후 석탄과 갈탄의 생산을 줄여나가며, 20년 후에는 생산 자체를 아예 금지시키겠다는 것입니다. 이에 대한 결정적인 논거는 다음과 같습니다. 석탄과 갈탄을 지속적으로 소비하게 되면 이산화탄소의 배출량이 늘어난다는 것입니다. 유럽은 기후의 변화에 대처하기 위해 모든 수단을 강구하려고 합니다. 특히 이번 여름에 에스파냐 등지의 온도가 섭씨 40도를 훌쩍 넘은 적이 있었습니다. 이산화탄소의 배출을 줄이려면 무엇보다도 석탄과 갈탄의 소비를 차단시키는 정책이 시급합니다. 중국에서의 미세 먼지의 주범은 무엇보다도 석탄 채굴 때문이라는 사실이 밝혀졌습니다.

 

 

 

석탄 생산은 미세 먼지의 주범입니다. 위의 도표를 보면 중국에서 석탄 생산이 가장 활발하다는 것을 알 수 있습니다.  남한 인구의 28배나 많은 사람들이 중국에서 살고 있습니다. 그것도 상하이 근처 그리고 홍콩 근처에서 밀집하게 거주하고 있습니다.14억의 인구가 생존하기 위해서는 엄청난 양의 에너지를 필요로 하며, 이를 감당하기 위해서는 핵 발전소 및 수많은 석탄 갈탄이 필요합니다.

 

 

독일의 경우 문제는 석탄과 갈탄의 생산에 종사하는, 약 6000명의 노동자들이 일자리를 잃게 된다는 사실입니다. 독일 정부는 루르 지방 그리고 브란덴부르크 주와 작센 주에 거주하는 노동자를 위해서 300억 유로의 재원을 마련하였습니다. 노동자들은 다른 직종, 가령 목재, 자동차, 수소 개발 사업 그리고 컴퓨터 관련 사업으로 직업을 전환을 위해서 새로운 기능 내지 기술을 익혀나가야 합니다. 구동독 지역 가운데 작센 주는 전통적으로 탄광 사업이 발전된 지역이었지만, 이제는 자동차 그리고 첨단 컴퓨터 등으로 산업적 구조를 대폭 변화시켰습니다. 그렇지만 브란덴부르크 주는 이를 따라가지 못하고 있습니다. 이번에 구동독 지역에서 광부로 일하던 노동자들은 서서히 다른 직종을 선택하여 기술을 익혀나갈 것입니다.

 

 

그렇게 되면 브란덴부르크 주에서 서서히 약세를 드러내는 사민당 (SPD)의 지지율은 조금 높아질 공산이 큽니다. 사실 구동독 지역에서는 대안당 (AfD)가 10% 내지 20%의 지지율을 올리고 있으나. 기존 정당은 대안당과 연립하여 정책을 추진하려고 하지 않습니다. 왜냐하면 대안당은 함께 협력하여 정책을 펴나갈 정도의 민주주의 정당으로 발돋움을 하지 못했기 때문입니다. 그러나 차제에는 사정이 달라질 수 있습니다.

 

 

2017년 1월 4일 통계 자료로 파악한 미세 먼지 상황. 검붉은 부분은 "건강을 매우 해친다."를 가리킵니다.

 

우리나라 역시 석유와 석탄 그리고 핵 에너지의 의존도를 높이고 재생 가능 에너지 활성화에 박차를 가해야 할 것입니다. 석탄과 석유의 사용은 이산화탄소의 배출은 물론이며, 미세먼지를 만들어냅니다. 인구 폭발, 태풍과 해일과 같은 자연 재해, 아열대 기후 변화 등을 통해서 인간은 물론이요, 지상의 모든 동식물들이 위기에 직면한 실정입니다. 따라서 국가는 과거의 방식으로 생산력 증강에만 혈안이 될 게 아니라, 생태계 보존을 전제로 하는 산업 구조를 만들어나기지 않으면 안 될 것입니다.

 

 

 

 

이번에는 암모니아 에너지를 살표볼까 합니다. 질소는 우주에 널리 분포된 물질입니다. 사진은 목성, 주피터의 모습입니다. 표면에는 암모니아 가스로 가득 차 있다는 것을 우리는 알 수 있습니다. UFO 연구가들은 우주인들은 우주에 즐비한 질소를 이용한 자기장 에너지로써 비행선을 운행한다고 주장합니다.

 

 

 

 

 

암모니아 에너지는 질소와 수소로 구성되어 있습니다. 질소는 공기의 대부분을 차지할 정도로 흔하고, 수소는 물속에 무궁무진하게 많습니다. 이를 개발하면 그것은 화석 에너지를 대체할 수 있을 것입니다.

 

 

 

 

 

암모니아를 입체적으로 표현하면 위의 모습을 띄고 있습니다. 암모니아는 액체로 보관됩니다. 우리는 이를 암모니아크라고 명명합니다. 암모니아크의 단가는 488원입니다. 발열량은 휘발유의 2.3분의 1에 불과합니다. 수소는 날씨가 뜨거워지면 보관하기가 무척 어렵습니다. 왜냐하면 온도가 올라가면 수소가 팽창하기 때문입니다. (그래서 사람들은 수소 자동차의 위험성에 관해서 논란을 벌이고 있습니다.) 그러나 암모니아크는 상온에서도 얼마든지 액체로 보관하기 용이합니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

위의 도표는 암모니아가 산업 및 실생활에 어떻게 활용되고 있는가? 하는 사항을 표기한 것입니다. NH3는 유용하게 활용됩니다. 우리는 암모니아크가 연료 전지, 가스 터빈, 내연 기관에 활발하게 이용되고 있음을 알 수 있습니다. 중요한 것은 암모니아 자동차의 개발 가능성입니다. (한겨례 신문 2013년 5월 29일자)

 

 

 

 

 

사진은 암모니아 에너지 생산 공장의 모습입니다. 이 공장은 1921년에 독일의 루드비히스하펜에 있는 회사 BASF에 의해서 처음으로 만들어졌으며, 칼스루에 대학 내에서 설치되어 있습니다. 암모니아크는 환경을 파괴하지 않습니다. 화석 연료는 지금까지 너무나 많은 이산화탄소를 배출하였습니다. 이산화탄소의 배출은 온실효과를 일으키고 생태계를 파괴하며 기후 변화를 낳게 합니다. 암모니아의 에너지를 사용하면 이산화탄소의 배출을 줄일 수 있습니다. 문제는 암모니아의 생산 과정에서 화석 에너지를 사용한다는 사실입니다. 자연과학자들은 질소와 물에 전기 반응을 일으켜 암모니아를 생성하는 방법을 연구하고 있습니다.

 

 

 

 

 

 

1871년 미국의 알프레드 워드는 처음으로 암모니아로 작동되는 자동차를 고안해내었습니다. 그는 이 차를 발명하여 미국의 뉴올리언즈에서 시험 운행하게 하였습니다. 세계는 지금 화석 연료 에너지 외의 다른 가능성을 끝없이 연구하고 있습니다.

 

 

 

 

 

로켓을 장착한 미국의 X - 15 전투기는 암모니아 가스를 원료로 하여서 공중을 날고 있습니다. 이렇듯 암모니아크는 우주 여행에도 활용될 수 있을지 모릅니다. 우주에는 수없이 많은 질소 고정 에너지가 존재하기 때문입니다. 이미 1960년에 시속 7300 킬로미터 (마하 6.72)로 주행하였고, 지금은 더 빠르게 달릴 수 있습니다.

 

 

 

 

 

암모니아크는 1년에 2억 톤 생산됩니다. 생산량의 80퍼센트는 비료로 쓰입니다. 가뭄 등으로 농사에 어려움을 겪었을 때 미국 농부들은 암모니아 비료의 덕을 톡톡히 보았습니다. 사진은 미국의 아이오아에 위치한 암모니아 가스 저장통입니다. 미국 정부는 2005년부터 농촌 지역에 암모니아 가스 제조를 위해 대대적인 보조금을 지불하고 있습니다.

 

 

 

 

 

위의 사진은 러시아에서 우크라이나의 오데사 지역으로 공급되는 암모니아 가스의 파이프 시설입니다. 러시아에서는 많은 종류의 지하자원이 매장되어 있습니다. 실제로 핀란드와 발트해 3국은 러시아로부터 송유관을 통하여 가스 및 암모니아크를 수입하고 있습니다. 이렇듯 세계의 사람들은 암모니아 가스를 오늘날 새로운 대체 에너지로 수용하고 있습니다.

 

 

 

 

암모니아 가스를 채취하기 위한 실험의 과정입니다. 그렇지만 무한정하게 암모니아 가스를 사용하는 것은 문제를 일으킵니다. 예컨대 암모니아 가스는 신체에 나쁜 영향을 끼칩니다. 이 점만 유의하여 에너지로 활용된다면 많은 효과를 낼 수 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

문제는 암모니아가 몸에 해롭다는 사실입니다. 암모니아크에 중독되면 인체에 커다란 부작용을 일으킵니다. 1. 발육 성장, 2. 마취, 3. 무기력증, 4. 호흡 곤란, 5. 균형 감각 장애, 6. 경련,7. 근육 발육 저하, 7. 간의 과도한 성장 등등.

 

 

 

 

암모니아는 심지어는 고체로 활용되거나 보존될 수 있습니다. 위의 사진은 고체로 보관될 때의 모습을 컴퓨터 그래픽으로 그린 것입니다. Hg ₂ Cl ₂ + ₂ NH ₃ → Hg + HgCl (NH ₂₎ + NH ₄ ⁺ + Cl ^-

 

 

 

 

 

사진은 일본의 자동차 회사 도요타에서 개발한 암모니아 자동차의 모습입니다. 기아 자동차 회사 역시 암모니아 휘발유 혼합 연소 자동차를 만들었습니다. 암모니아만 사용하면, 자동차의 금속이 부식된다고 합니다. 구체적으로 말하면 암모니아는 철제 자제를 녹아버리게 작용합니다. 그래서 사람들은 암모니아 가스를 사용하되, 철제로 이루어진 자동차의 부속 기관이 어떻게 하면 녹지 않게 될까? 하고 고심에 고심을 거듭했습니다. 그리하여 기아 자동차 기술진은 암모니아 70%, 휘발유 30%로 혼합하는 기술을 창안해 내었다.

 

 

 

 

 

기아 자동차 회사 시험적으로 출시한 암모니아 자동차입니다. 암모니아 자동차는 최대시속 60킬로, 내리막길에서는 80킬로를 달릴 수 있습니다. 문제는 1. 암모니아의 충전소가 없다는 점, 2. 유독 가스의 냄새가 난다는 점 (배기 가스 기관으로 사전에 차단이 가능하다고 합니다.), 3. 수소보다 가격이 비싸다는 점을 들고 있습니다.

 

자동차가 이제 "굴러가는 판도라의 양철조각 ein rollendes Blechbuechse der Pandora " (쿠네르트)이라는 오명을 벗게 될 날도 멀지 않았습니다.

 

다음을 클릭하면 자기부상 열차에 관한 실험을 바라볼 수 있습니다.

 

http://www.youtube.com/watch?v=Tmppo4Ja3dA

 

 

 

요약하건대 암모니아 에너지는 우주 개발에 활용될 가능성이 매우 높습니다. 왜냐하면 질소는 우주에 지천으로 깔려 있기 때문입니다. 질소의 자기장 에너지를 개발하는 것은 자연과학자의 몫입니다. 그러나 이러한 가능성이 존재한다면, 이러한 에너지를 개발한다는 것은 결코 불가능하지 않을 것입니다.