1976년 대학 실험 하나가 미국 풍력 산업을 깨웠다 — 윌리엄 헤로너머스 이야기

풍력 발전, 누가 처음 진지하게 밀어붙였을까

요즘은 바다 위에 거대한 풍력 터빈이 늘어선 풍경이 낯설지 않죠. 그런데 이게 갑자기 생긴 산업이 아니에요. 미국 풍력의 뿌리를 거슬러 올라가면 한 사람과 1970년대 대학 실험실이 나와요. 주인공은 윌리엄 헤로너머스(William Heronemus)라는 엔지니어예요. 원래 미 해군에서 잠수함과 함정을 설계하던 군 엔지니어였는데, 전역 후 매사추세츠 대학(UMass Amherst) 교수가 되면서 인생 2막에 '바람'을 택했어요. 오일쇼크로 에너지 위기가 본격화되기도 전인 1970년대 초, 그는 이미 '미국은 화석연료를 끊고 바람과 수소로 가야 한다'고 외치고 다녔어요. 당시엔 거의 괴짜 취급을 받았고요.

시대를 앞서간 구상, 그리고 1976년의 실험

헤로너머스가 대단했던 건 '바람으로 전기 좀 만들자' 수준이 아니었다는 점이에요. 그는 1972년쯤 이미 바다 위에 터빈 수백 대를 줄지어 세우는 대규모 '해상 풍력 단지' 개념을 제안했어요. 지금 우리가 보는 offshore wind farm의 원형을 반세기 전에 그림으로 그려놓은 셈이죠. 게다가 바람으로 만든 전기로 물을 분해해 수소를 뽑아 저장하자는, 요즘 한창 뜨는 '그린 수소' 아이디어까지 내놨어요. 정말 시대를 한참 앞서간 거예요.

구상에서 그치지 않고 실제로 만들어본 게 핵심이에요. 그의 연구팀은 1970년대 중반, 'Wind Furnace 1(WF-1)'이라는 실험용 풍력 터빈을 직접 제작해서 돌렸어요. 집 한 채 규모에 전기와 난방을 공급하는 작은 시스템이었는데, 당시로선 블레이드(날개) 설계, 발전기 제어, 바람의 들쭉날쭉한 출력을 어떻게 안정적으로 쓸 것인가 같은 진짜 공학 문제들을 데이터로 부딪쳐 본 드문 사례였어요. 이론과 도면만 있던 풍력을 '실측 데이터가 쌓인 공학'으로 바꿔놓은 거죠. 이 실험실을 거친 학생들이 훗날 풍력 회사를 차리고 엔지니어가 되면서, 작은 대학 실험 하나가 미국 풍력 산업의 인력 풀과 노하우의 씨앗이 됐어요.

그때의 kW에서 지금의 GW로

반세기가 지난 지금, 풍력은 완전히 다른 체급이 됐어요. 헤로너머스의 실험기가 가정용 수 킬로와트(kW)급이었다면, 오늘날 해상 풍력 터빈 한 기는 15메가와트(MW)를 넘봐요. 한 기로 수천 가구를 감당하는 거죠. Vestas, GE, 지멘스 가메사 같은 제조사가 시장을 이끌고, Ørsted 같은 회사는 바다 위 거대 단지를 운영해요. 최근엔 수심이 깊어 고정식 기초를 못 박는 바다에 터빈을 '띄우는' 부유식(floating) 기술까지 상용화 문턱에 와 있고요. 헤로너머스가 그렸던 바다 위 풍력 단지가 진짜 현실이 된 거예요.

한국 개발자·엔지니어에게

이 이야기는 풍력 종사자만의 것이 아니에요. 한국도 지금 해상 풍력에 크게 베팅하고 있거든요. 신안 앞바다의 대규모 단지 계획, 울산의 부유식 해상 풍력, 서남해 실증 단지처럼 큰 프로젝트들이 진행 중이에요. 이런 분야는 기계·전기·제어·데이터가 전부 얽혀 있어서, 터빈 상태를 실시간으로 모니터링하고 고장을 예측하는 소프트웨어, 발전량을 예측하는 모델, 수많은 센서 데이터를 다루는 시스템 같은 일이 끝없이 나와요. 에너지가 '하드웨어 산업'에서 '데이터·소프트웨어가 절반인 산업'으로 바뀌고 있다는 뜻이죠.

더 크게 보면, 이 이야기의 진짜 교훈은 '긴 호흡의 R&D'예요. 헤로너머스의 구상이 산업으로 열매 맺기까지 수십 년이 걸렸어요. 당장 돈이 안 되는 기초 실험과 괴짜 같은 아이디어가, 시간이 지나 거대한 산업의 토대가 된 거죠. 빠른 성과에 쫓기는 우리에게도 한 번쯤 곱씹어볼 만한 대목이에요.

마무리

거창한 산업도 시작은 대학 실험실의 작은 터빈 한 대였어요. 누군가 비웃을 때 묵묵히 데이터를 쌓은 사람들이 결국 판을 바꿨고요. 여러분이 지금 '아직은 돈 안 되는데 재밌는' 분야를 보고 있다면, 그게 10년 뒤 어떤 산업의 씨앗이 될 것 같으세요?