‘아프리카’의 거대한 ‘배터리’ 축전

「깨어라!」 남‘아프리카’ 공화국 통신원 기

하나의 대 도시가 필요로 하는 전기를 충당할 만큼 강력한 ‘배터리’가 있다는 것을 알면 당신은 놀라겠는가? 더구나 그것을 “과충전”하여, 물을 필요로 하는 산업 지역에 용수를 공급하고 있다는 것은 더욱 놀라운 일이 아니겠는가? 그러한 ‘배터리’라면 분명히 휴대용은 아닐 것이다. 그러면 남‘아프리카’ 공화국 내에 있는 ‘레소토’의 국경에서 가까운 곳에 위치한 그림같이 아름다운 ‘드라켄즈버어그’ 산맥으로 여행하여, 그것을 조사해 보기로 하자.

우리가 바라보고 있는 곳은, 해발 3,000‘미터’가 넘는, 대 ‘아프리카’ 절벽의 끝이다. 공기는 상쾌하고 깜짝 놀랄 만한 경치가 펼쳐져 있다. 우리 뒷쪽에는 고원으로 알려진 거대한 중앙 대지(台地)가 내륙으로 뻗어 있다. 우리가 있는 이쪽에는, ‘투겔라’ 폭포가 그 절벽 위로 부서져 내리면서 산기슭의 푸른 언덕으로 흘러 들어가 하천을 이루다가는 곧 하나의 커다란 강을 만들고 있다.

‘드라켄즈버어그’ 절벽에서 내려다 보면, 두개의 동력선이 보인다. 이들 동력선은 연기를 공중으로 내뿜고 있는 발전소로 이어지는 것이 아니라, 한 산기슭의 암벽에서 갑자기 끝나 버린다. 이들 동력선에서 약 400‘미터’ 가량 위에 있는 한 산마루를 넘으면 커다란 저수지가 하나 있다. 약 5‘킬로미터’ 가량 떨어진 곳에는 위치가 훨씬 낮은 곳에 또 하나의 저수지가 자리잡고 있다. 이상하게도, 이들 저수지의 수위는 항상 변하고 있다. 두개가 동시에 가득 차거나 비는 일은 결코 없다. 사실상, 이들의 변동은 요일에 맞춰 예상할 수 있다. 금요일 오후에는 낮은 곳에 있는 저수지가 가득 차고, 월요일에는 그 물이 없어지고 대신 높은 곳에 있는 저수지가 넘칠 정도로 가득 차게 된다!

지하에는 이들 두 저수지 사이를 잇는, 그물처럼 얽힌 ‘터늘’과 수직 갱도가 숨겨져 있다. ‘터늘’들은 네개의 커다란 기계와 연결되어 있는데, 이것들은 양수기로 또는 발전기로 사용된다. 위쪽에 있는 저수지에 물을 가득 채우려면, 이천 육백만 입방 ‘미터’나 되는 물을 퍼 올려야 한다. 이것은 목마른 고원에 전기 뿐 아니라, 물 까지도 공급해 주는 하나의 커다란 ‘배터리’에 비할 수 있다. 이것은 ‘드라켄즈버어그 양수 저장 시설’이라고 불리워진다.

이익이 양수 비용을 능가하다

‘배터리’가 유용한 것이긴 하지만, 보통 재충전을 하는 데는 비용과 시간이 든다. 마찬가지로, 높은 곳에 위치한 저수지에 물을 퍼 올리는 데도 전기가 필요하다. 가득 채우는 데 35시간 이상이 걸린다. 이 일은 주말과 밤에 소비량이 적을 때, 남는 동력을 사용하여 하고 있다.

현재, 남‘아프리카’ 공화국의 전력 수요는 약 19,000‘메가와트’의 용량을 가진 화력 발전소에서 주로 공급하고 있다. 그러므로 ‘드라켄즈버어그’에 저장되어 있는 가외의 전력은 비상시나 수요가 최고에 달할 때 사용할 수 있는 여분의 전력이다. 정오와 이른 저녁에 식사 준비를 할 때는 엄청난 양의 전기가 소모되는 것으로 나타난다.

여분의 화력 발전소를 가동하면 비용도 많이 들고 또 공기도 오염시킨다. 그것은 또한 가동을 시작해서 충분한 동력을 내는 데까지 여러 시간이 걸린다. 논란의 대상이 되고 있는 핵 발전소들은 고정 용량으로 가동되므로, 수요량이 적은 시간에는 전력 낭비를 초래한다. 양수 저장 시설로는, 두 시간 동안 사용할 전기를 생산하기 위해서 약 세 시간 동안 양수를 해야 한다. 그렇게 하는 데는 그만한 가치가 있는가?

「브리태니커 백과사전」에는 다음과 같이 진술되어 있다. “순수한 ‘에너지’ 측면에서 보면 비능률적임에도 불구하고, 이러한 시설은, 낭비될 여분의 동력을 사용할 수 있기 때문에 크게 실용적인 효율성이 있다.” 초과 발전 용량을 사용하여 필요할 때 그것을 동력으로 바꾸는 것은, 공급이 많고 값이 쌀 때 주식을 사서 수요가 있을 때 이익을 붙여 다시 파는 것과 같다.

‘드라켄즈버어그 양수 저장 시설’은 부가적인 유익, 즉 확장하는 내륙 산업 지역에 물을 공급하는 유익을 지니고 있다. 그러한 산업에는 남‘아프리카’ 공화국의 최대의 수입원인 금광이 포함된다. 여기서 생산되는 금은 세계 다른 곳에서 생산되는 것을 모두 합친 것보다도 많다. 비용이 얼마나 들든지 간에, 충분한 물이 공급되지 않으면 안 된다. ‘드라켄즈버어그’ 시설의 윗 저수지가 채워지는 주말 동안에, 양수는 가외로 10시간 더 계속된다. 이렇게 하여 수 백만 입방 ‘미터’의 물이 매주, 낮은 ‘투겔라’ 분지로부터 훨씬 높은 ‘바알’ 분지로 이동된다. 높은 금 값에 비하면 얼마 안되는 비용이다!

어떻게 작동하는가?

물은 수로를 통해 ‘투겔라’ 강으로부터 낮은 곳에 위치한 ‘킬버언’ 저수지로 옮겨진다. 여기서부터는, 물을 높은 곳에 위치한 ‘드리이크루우프’ 저수지에 채우기 위해 산 밑을 통해서 퍼 올린다. 일단 채워지면, 이 높은 곳에 위치한 저수지의 물은 다른 저수지로 흘러 넘쳐 들어간다. 이 저수지는 남‘아프리카’ 공화국에서 가장 큰 저수지이며, 완공되면 그것은 세계 최대의 토벽 중 하나를 갖게 될 것이다.

전기 수요가 가장 높을 때 매주 정기적으로 양수 작용이 역전된다. 윗 저수지의 “수문”을 연다. 물이 아래로 세차게 흐르면, 거대한 양수기들은 ‘터어빈’으로 변하여 3분이 채 못되어 1,000‘메가와트’의 전력을 생산한다. 필요할 경우에는, ‘배터리’를 재충전 하기까지 27시간 반동안, 이 출력을 계속 유지할 수 있다. 바꾸어 말하면, 윗 저수지에 물을 채울 필요가 있는 것이다. (20면의 도표를 참조하라.)

지하 발전소

지하로 100‘미터’가 넘는 산속에는 상호 역용할 수 있는 4대의 양수-‘터어빈’이 굴 속에 숨겨져 있다. 이 커다란 굴의 크기는 각 층마다 침실이 두개인 ‘어파아트’가 77개 있는 13층 짜리 ‘어파아트’ 건물과 맞먹는다! 양편에는 또 역류를 규제하는 ‘밸브’와 발전된 전력을 필요한 송전 수준으로 바꾸어 주는 변압기들이 들어 있는 또 다른 두 개의 커다란 방이 있다.

각 양수-‘터어빈’은 최고 270‘메가와트’까지 발전할 수 있는데, 이것은 360,000마력을 능가하는 것이다. 이것은 이웃 나라 ‘레소토’가 사용하는 전력 량보다 훨씬 많은 것이다. 양수를 하든 발전을 하든 이 거대한 기계들은 일분에 375번 회전한다.

‘콘크리이트’로 만든 이 지하 수로들은, 그 직경이 6‘미터’나 된다. 아랫 저수지에 이르기 전에, 이들 수로들은 합쳐져서 하나의 더 큰 수로를 이룬다. 여기서 물은 엄청난 속력으로 흘러내리는데, 그 속력은 시속 200‘킬로미터’에 달한다. 이러한 모든 일이 ‘드라켄즈버어그’ 언덕의 물결치는 초원 밑에서 보이지 않게 일어난다.

1892년 ‘스위스’의 ‘쮜리히’ 근방에서 세계 최초의 양수 저장 시설이 가동된 이래로, 그러한 시설의 가치에 대한 인식이 증대해 왔다. 전력을 저장하는 수단으로는 성공적이긴 하지만, 이들 시설에서 전력이 생산되지는 않는다. 양수기들로 물을 끌어 올리기 위해서는 다른 곳에 있는 발전소에서 추진력이 되는 동력을 공급해 주지 않으면 안 된다. 물이 다시 흘러내릴 때 만이 저장된 수력 ‘에너지’가 발전기를 돌리는 회전축에서 기계 ‘에너지’로 변하여, 다시 전기 ‘에너지’를 생산하게 된다.

[19면 지도와 삽화]

(온전한 형태의 본문을 보기 원한다면, 출판물을 참조하십시오)

‘드리이크루우프’

양수식 발전소

‘킬버언’

[20면 삽화]

발전기로 사용 될 경우

‘드리이크루우프’ 저수지

‘킬버언’ 저수지

[20면 삽화]

양수기로 사용 될 경우

‘드리이크루우프’ 저수지

‘킬버언’ 저수지