지난 시간까지 우리는 현대 사회를 지탱해주는 화석연료와 전력 생산 방식에 대해 살펴보았습니다. 사실 두 내용은 별개의 내용은 아닙니다. 우리나라의 주요 발전 방식이 화력발전이고, 그 화력발전에 석탄 등 화석연료가 사용 되기 때문에 전혀 별개의 내용은 아닙니다. 과거에는 화력발전 중에 어떤 자원을 많이 활용하는지도 중요한 문제였는데, 요즘에는 석탄이 줄고 천연가스가 늘어난다는 것 이외에는 사실 크게 다루어야 할 내용인지 잘 모르겠습니다. 어쨋든 여러분들이 무심코 사용하는 에너지가 결고 간단하지 않은 과정을 거쳐서 만들어진다는 사실 정도면 충분하지 않나 싶습니다.
오늘은 그 대안에 대해 살펴볼 예정입니다. 화석연료는 지구온난화를 야기하고 언젠가는 고갈이 예상됩니다. 화력도 마찬가지이고, 수력은 아무 데나 지을 수도 없을 뿐더러 양이 너무 적고, 원자력은 방사능이 문제가 됩니다. 그렇다면 우리는 대체 뭘 어떻게 해야 할까요.
그래서 관심을 끌고 있는 개념이 바로 신재생에너지입니다. 신재생에너지는 신에너지와 재생에너지를 합쳐서 부르는 말입니다. 우리나라 특성상 각종 원자재나 에너지자원을 수입에 크게 의존하고 있는데, 가격이 오르는 경우 안정적인 자원의 확보가 매우 힘들어집니다. 게다가 세계에서도 높은 비중을 차지할 정도로 막대한 화석연료를 수입하는데다 지난 해 파리에서 기후변화협약까지 맺은 상황이니 대안은 절실할 수 밖에 없습니다. 신재생에너지는 새롭게 개발된 에너지나 혹은 재생이 가능하고 환경오염이 적은 에너지입니다. 대부분 자연적인 조건에 대한 제약이 크고 화석연료보다 당장의 효율성은 떨어지는 측면이 없지 않아 있습니다. 지금부터 신재생에너지를 샅샅이 살펴봅시다.
먼저 풍력입니다. 바람이 부는 힘을 이용하는 것인데, 연중 일정한 방향으로 바람이 강하게 부는 것이 유리합니다. 주로 해안이나 산지지역에서 시행되는 경우가 많습니다. 풍력발전은 수평형과 수직형이 있는데, 날개가 길 수록 효율이 높아 높고 웅장하게 짓는 경우가 많습니다. 대체에너지 중에 선진국을 중심으로 연구와 보급이 활발하게 진행되고 있는 분야입니다. 다만 전력 생산 과정에서 가까운 곳에 소음이 발생하고, 워낙에 높다보니 미관을 해친다는 이유로 지역 주민의 반대가 있기도 합니다. 그래서 아예 소음과 지역 주민에서 자유로운 바다에 지어 해상풍력발전을 하는 경우도 있지만 설치가 까다롭고 소비지까지 송전 과정에서 손실이 발생하는 단점이 있습니다. 우리나라에서는 강원도의 대관령, 경북 영덕, 제주, 전북 새만금 등에서 널리 시행하고 있습니다.
그 다음은 태양광입니다. 태양에너지 중에 빛이 태양전지에 닿아서 전력을 생산하는 원리를 이용한 발전 방식입니다. 맑은 날이 많고 태양 에너지 입사각이 커서 일조량이 많은 지역이 유리할 수 밖에 없습니다. 대체에너지 중에서는 매우 빠른 속도로 성장하는 중이고, 우리나라의 화약 업체가 최근 이 분야에서 두각을 나타내고 있습니다. 도시지역에서도 집이나 주차장 등의 지붕에 설치해서 송전과정의 손실을 줄이며 이용할 수 있습니다. 초기 투자비용에 비해 수명이 상대적으로 긴 편이고, 그 지역의 일사량에 영향을 크게 받는 편이면서, 에너지의 밀도가 낮아서 넓은 면적에 설치해야 합니다. 태양광발전의 원료인 폴리실리콘은 순도가 높은 덩어리인 잉곳으로 만들어서 얇게 썰어 웨이퍼를 만들고, 회로를 구성하여 셀을 만들고 셀을 모아 모듈로 구성하고 이러한 모듈을 연결하여 시스템으로 구축합니다. 다만 그 잉곳과 웨이퍼 등을 만드는 과정은 반도체산업에서 필수적인 부분이고, 해당 분야는 우리나라에서 경쟁력이 있는 분야이기 때문에 앞으로도 발전에 관심을 기울이고 있습니다. 우리나라에서는 전남, 전북, 경북 등 남부지방의 비도시지역에서 개발 잠재력이 높게 나타납니다.
태양열은 태양에너지가 가진 에너지를 전기에너지가 아닌 열 자체로 바로 이용하는 방식입니다. 주로 반사판 등을 이용해서 태양에너지를 모아 사용하지만, 우리의 경우에는 건조지역이 아니다보니 주로 건물의 지붕에 설치해 냉난방 비용을 줄이는 식으로 활용합니다.
우리나라의 신재생에너지 중에 가장 가장 많이 공급되고 있는 것은 폐기물 에너지 입니다. 폐기물에서 필요한 성분을 추출하거나, 소각하는 과정에서 열에너지를 얻습니다. 보통 열병합방식으로 지역난방과 발전까지 하는 경우도 많습니다.
옥수수나 사탕수수, 나무 등에서 에탄올을 추출하거나 전기와 온수 등을 생산하는 방식을 바이오에너지라고 합니다. 주로 대도시의 매립지나 하수처리장에서 바이오가스를 생산합니다.
무한한 바다의 힘을 이용하는 해양에너지도 있습니다. 큰 방조제를 건설하고 조차를 활용하여 발전하는 방식을 조력발전소라고 합니다. 하루에 두 차례 정해진 시간에 발전이 가능하다는 장점이 있습니다. 다만 방조제 건설시 내부에 있는 갯벌이 파괴된다는 단점이 있습니다. 우리나라는 서해의 조차가 워낙 크다보니 조력발전의 가능성이 높은 것으로 관심을 받고 있습니다. 우리나라는 경기도 안산의 시화호에서 조력발전소를 운영하고 있습니다. 웃지못할 슬픈 배경이 있는데, 원래는 공업용수 등으로 활용하기 위해서 시화방조제를 조성하고 호수를 만들었지만, 너무 물이 많이 오염되어서 도저히 활용하기 어려운 상태에 이르게 되었습니다. 그래서 바닷물을 끌어오기로 했는데, 생각해보면 바닷물을 막기 위해서 만든 것이 방조제인데 바닷물이 드나들게 한다는게 이상한 일이긴 합니다. 이왕에 만든 방조제고 이왕에 왔다갔다 할 바닷물이라면 조력발전을 실시하기 시작했습니다. 충남 태안에는 조력발전을 실시하기에 정말이지 너무 좋은 가로림만이라는 바다가 있는데, 그 곳에 방조제를 건설하고 조력발전소를 설치하려다가 갯벌 생태계를 비롯한 엄청난 피해를 줄 것으로 예상되어 오랜 시간 논의한 끝에 결국 백지화되었습니다. 바닷물의 빠른 흐름이 있는 곳에서는 그 흐름을 이용하여 조류발전이 가능합니다. 특히 해남과 진도 사이에 있는 울돌목은 워낙 흐름이 빨라 가까이 가서 보면 그냥 강물처럼 흐르는 모습도 볼 수 있을 정도입니다. 우리나라에서는 여기에 시험발전소를 설치하고 열심히 연구를 진행중입니다. 파도가 센 곳의 파랑에너지나, 해저와 해수면의 온도차를 이용하는 에너지도 연구가 활발하게 진행중입니다.
우리나라에서 아직 연구 중인 에너지는 여러 가지가 더 있습니다. 먼저 수소에너지입니다. 수소가 가진 에너지를 이용하여 자동차 등을 움직이는 용도로 우리나라의 유명 대기업에서도 열심히 연구를 하고 있습니다. 수소는 반응이 일어나도 물만 나오기 때문에 몹시 친환경적입니다. 다만 수소 자체가 폭발의 위험성이 있을 뿐더러, 물을 전기분해하여 수소를 만드는 과정에서 너무 에너지가 많이 소비되어 극복하기 위한 연구가 진행중입니다. 연료전지도 있습니다. 배터리를 떠올리면 됩니다. 다만 배터리는 충전을 해야 전기를 만드는데, 연료전지는 촉매 등으로 반응을 일으켜 전기를 생산할 수 있다고 합니다. 다만 마찬가지로 아직 연구가 활발하게 진행중입니다. 석탄은 불편하니까 석탄에서 필요한 성분만 고체나 액체로 뽑아내는 석탄액화산업도 있습니다. 지각의 밑부분으로 가면 열과 압력이 늘어나는데, 물을 아래로 넣어서 끓는 물로 터빈을 돌리는 지열발전도 있습니다. 땅 아래에는 온도 변화가 크지 않다는 사실 알고 있나요? 아마 동굴이나 지하실에 가본 경험이 있는 친구들은 알 것입니다. 겨울에는 쌩쌩 찬 바람이 안들어오니 상대적으로 따뜻하고, 여름에는 뜨거운 햇살이 안비치니 상대적으로 서늘합니다. 이렇게 온도차가 적은 땅 아래를 이용해서 냉난방에너지를 줄일 수 있다고 해서 관심을 받고 있습니다. 마지막으로 이미 잘 쓰고 있던 재생에너지가 있습니다. 바로 수력입니다. 문제는 수력발전을 하다보니 큰 댐을 짓고 환경파괴나 주민 이주가 생겨난다는 것입니다. 이런 부작용을 줄이고 필요한 곳에서 즉시 쓰는 작은 수력발전인 소수력발전이 관심을 받고 있습니다.
어쨋든 지금까지 우리나라의 자원과 에너지에 대해 살펴보았습니다. 우리나라는 결국 부존자원이 매우 부족하고, 사실상 전량 수입에 가깝습니다. 이런 상황에서 세계의 각 나라들이 부존자원을 경제적으로 활용하고 싶어합니다. 게다가 중국을 비롯한 개발도상국이 지속적으로 성장하면서 수요가 늘고 가격은 오르고 있습니다. 그 와중에 우리는 산업구조 특성상 에너지를 많이 사용할 수 밖에 없는 상황입니다. 그리고 전 지구적으로 자원 개발로 인해 환경문제가 발생하고 있습니다.
이러한 추세는 사실 예전부터 있어왔고, 이미 로마클럽에서는 인류의 미래를 진지하게 고민하고 성장의 한계라는 책을 쓴 바 있습니다. 뭐 천연자원이 무한할 수는 없습니다. 지구 자체에 한계가 있으니까요. 인류가 새로운 자원을 개발하기도 하니 그 책에는 비판받을 점이 있지만, 그래도 나름 인류에게 경각심을 주는 데에는 성공적이었습니다. 우리는 그럼 어떻게 해야할까요?
이미 리우 회의를 전에 한 번 이야기한 적이 있지만, 인류의 목표는 지속 가능한 발전입니다. 나만 생각하지 말자는 것입니다. 나 편하자고 지구와 미래에 부담을 지우지 말자는 것입니다. 우리가 자원 절약형 산업을 육성하고, 폐 자원의 재활용을 확대하면 적어도 지금보다는 더 나은 세상을 만드는데 작은 보탬이라도 되지 않겠습니까. 사실 부존자원만 따져보아도 석회석 빼고는 자급도 안됩니다. 화석연료는 울산 앞바다에서 생산되는 양을 제외하면 전량 수입해야하는데다가, 사용할때마다 오염물질과 온실가스가 배출되고 심지어 언젠가는 고갈까지 됩니다. 원자력은 효율이 좋은 줄 알았더니 방사능이 문제가 됩니다. 수력이든 풍력이든 태양광이든 조력이든 뭐든 우리가 쓰는 양을 공급하기에는 턱도 없이 모자랍니다. 어떻게 하라는 것이냐구요? 최소한 자기가 쓰는 자원과 에너지가 소중하다는 사실만큼은 알고 쓰자는 것입니다. 알고 있잖아요. 쓰레기 분리배출만 해도, 문열고 에어컨만 안틀어도 도움이 됩니다. 절약이 제일 좋겠지만, 그게 안되면 낭비라도 하지 말았으면 좋겠습니다. 여러분들의 풍요로운 삶을 한 번 되돌아보는 계기가 되었으면 합니다.