세계문제와미래사회_24에너지자원

시험 보느라 고생 많았습니다. 여러분들이 너무 공부를 열심히 한 모양인지, 기대했던 것보다 결과가 너무 훌륭합니다. 참 대단하다는 생각이 드네요.

환경문제로 이어나가는 주제는 바로 에너지입니다. 에너지야말로 근본적인 부분이니까요.

에너지 자원을 이해하기 전에 자원이 가진 특성부터 짚고 넘어가겠습니다. 에너지 자원도 자원이니까, 자원이 가진 특성이 나타납니다. 자원은 가변성, 편재성, 유한성을 가지고 있습니다. 가변성은 바뀐다는 뜻입니다. 아제르바이잔에서는 마사지할 때 쓰던 석유가 현대 문명에서는 중요한 전략 물자가 되었습니다. 편재성은 있는 곳이 치우쳐있다는 뜻입니다. 자원이 넘쳐나는 곳이 있고 부족한 곳이 있어서 이동합니다. 유한성은 끝이 있다는 뜻입니다. 고갈되기도 하고, 도시광산 등 우리 노력 여하에 따라 고갈 시기가 달라지기도 합니다. 중학교부터 배웠던 내용이라 이제는 많이 익숙할 것 같습니다.

우리가 사용하는 에너지의 출처를 따라가다보면 에너지 구조가 보입니다. 에너지 구조를 분석하면 사회가 가진 근본적인 특성을 쉽게 살펴볼 수 있습니다. 에너지 소비량을 다룬 그래프를 살펴보면 현대 문명은 그야말로 화석연료에 기반한 에너지 구조를 가지고 있다는 점을 확인할 수 있습니다.

중학교 과학시간에 배운 것처럼 에너지라는 것은 결국 생성되거나 소멸되는 것이 아닙니다. 한 형태의 에너지가 다른 형태로 전환되는 것일 뿐입니다. 그 중에 우리가 사용하기 편리한 빛 에너지, 열 에너지, 운동 에너지 등 최종적인 형태가 있을 뿐입니다. 그래서 자연에서 우리는 에너지를 우리가 원하는 형태로 전환시켜 사용합니다.

식물은 광합성을 통해서 태양에너지를 화합물의 화학에너지 형태로 전환합니다. 우리는 그걸 섭취해서 근육이 ATP를 통해 운동에너지 형태로 전환합니다. 우리가 수업하는 교실의 LED는 전기에너지를 빛에너지의 형태로 전환합니다. 에너지는 전환 과정에서 원치 않는 형태로도 바뀌기 때문에 손실이 반드시 발생하고, 전환을 거듭할수록 당연히 효율은 떨어집니다.

우리 인류가 지금껏 사용해온 에너지들도 다 이런 과정을 거쳐왔습니다. 불은 인류 문명에게 아주 중요한 역할을 합니다. 불이 제공하는 빛과 열은 야생동물과 추위의 위협에서 인류를 보호했습니다. 농경과 목축이 시작되면서 인간은 가축의 힘을 운동에너지로 많이 이용해왔습니다. 말을 타면 빠르게 달릴 수 있고, 소를 이용하면 땅을 깊게 갈 수 있습니다. 게다가 고기, 젖, 털까지 주는 존재입니다.

그 밖에 수차나 풍차도 이용했습니다. 수차는 물레방아를 생각해보면 됩니다. 물이 가진 운동에너지를 전환시켜서 우리가 필요한 형태로 사용하는 방법입니다. 풍차는 바람이 바람개비를 돌리면, 그 운동에너지를 우리가 사용하는 방식입니다. 모두 다 전통적으로 오래 전부터 사용하는 방식입니다. 산업혁명을 전후한 시기부터는 화석연료에 대한 의존도가 증가했고, 그 이후 지금까지도 화석연료가 중심을 이루는 에너지 구조를 가지고 있습니다.

이런 에너지의 근본을 찾아 거슬러 올라가면 태양에너지가 있습니다. 우리가 불을 붙이는 땔감도 식물이 광합성을 통해 탄소화합물의 형태로 에너지를 저장해둔 것이었습니다. 가축도 여물을 먹어야 힘을 내는데, 그 여물도 광합성을 해서 얻은 것이구요. 태양에너지가 물을 수증기로 바꾸어 비를 내리면, 그 빗물의 위치에너지가 운동에너지로 전환되며 흐르는 힘을 이용한 것이 물레방아입니다. 바람을 만드는 힘도 결국 기압과 관련있고, 대기의 온도와 관련되어 있습니다. 심지어 화석연료도 지난 지질시대의 태양에너지가 땅 속에서 탄소화합물의 형태로 모여서 만들어진 것입니다. 결국 인류가 이용해왔고 지금도 이용하고 있는 에너지의 대부분이 태양에서 기원한다는 뜻입니다.

다만 과거와 달라진 점은 축적하는 시간과 사용하는 시간의 차이가 있습니다. 과거에는 즉각적이거나 바로 채워지는 에너지를 주로 사용했지만, 현대에는 아주 오랜 기간 축적된 태양에너지를 홀라당 꺼내 쓰고 있습니다. 덕분에 인류는 에너지 소비량이 늘어 전례 없이 막대한 규모를 보이고 있습니다. 인류의 관점에서는 그걸 효율적이라고 볼 수 있지만, 우리가 화석연료를 꺼내 쓰는 속도와 실제 땅 아래 어딘가에서 만들어지고 있는 속도를 비교해보면 이해가 쉬울 것 같습니다.

과연 에너지가 가진 문제는 무엇이고, 어떻게 해야하는지는 차차 이야기하겠습니다.