대체에너지의 종류와 한계 단점들

대체에너지의 종류와 한계에 대해 이야기해 보는 포스팅입니다.

오늘날 글로벌 지구촌에서는 친환경과 석유에너지 절감을 위해 대체에너지 개발에 여념이 없습니다.

대체에너지의 종류도 다양해서 태양,풍력,수력,바이오매스,수소에너지,지열에너지등 여러가지 방법들이 활용되고 있습니다.

이렇게 친환경 녹색, 대체에너지의 개발,연구노력에도 불구하고 아직까지 인류는 석유 등 지하자원에 의존하고 있는 것이 현실입니다.

2017년 기준 세계 석유소비량은 무려 4469.7(백만톤)이라고 합니다.

세계는 2016,17년 통계를 보면 하루평균 세계적으로 하루 약 9500만 배럴(1배럴 당 약 158.987리터)의 석유가 소비되었습니다.

석탄의 경우 2017년 기준으로 약 37억 toe가 세계적으로 소모되었습니다.

toe란 어떤 자원 물질이 발생시키는 에너지의 총량을 석유 1톤을 연소시켰을때 발생하는 에너지로 환산하고 표준화한 것을 의미합니다. 예를들어서 어떤 번개탄 3톤을 태우면 석유 1톤을 태웠을때가 에너지와 같을 경우

번개탄 3톤은 1toe가 되는 셈이죠.(*간단히 예를든거지 진짜로 번개탄3톤이 석유와 같진않습니다. 오해마세요 :) )

(*통계출처는 국가정보통계 포털 KOSIS입니다.)  

그렇다면 대체에너지의 연구와 개발에도 불구하고 왜 인류는 아직 석유,석탄같은 에너지를 막대하게 소비할 수 밖에 없을까요?

여기에는 각각의 대체에너지들이 아직 석유와 석탄을 완전히 밀어내지 못할 만큼 한계와 단점들을 갖고 있기 때문이라고 합니다.

그럼 대표적인 대체에너지들을 소개하고 각 대체에너지의 한계도 함께 알아보겠습니다.

1.태양광 발전의 한계와 단점

무한의 에너지 자원인 태양열을 활용해, 이 것을 전기에너지로 바꾸는 태양열 발전은 나름의 장점도 갖고 있으나, 단점 또한 명확합니다.

우선 태양광 발전을 위해선 태양열을 흡수할 수 있는 대규모의 부지가 필요한데 이는 국토면적이 작은 나라들에는 단점이 될 수 있다고 합니다.

한편 무리한 부지확보 문제로 자연환경이 훼손될 우려 또한 갖고 있습니다.

그리고 태양발전에 활용되는 태양열 패널은 일정한 수명을 갖고 있고 

보통 이 수명은 20년에서 길어야 30년이라 이 시간 후에는 버려지게될 태양패널을 어떻게 폐기해야하는지 부차적인 폐기물 문제가 생깁니다.

그리고 에너지 전문가 분들의 조언에 따르면 태양광 발전은 기존 발전방식에 비해 에너지 효율이 낮다는 단점도 있다고 합니다.

예를들어 대표적인 에너지 발전 수단인 수력이 발전 효율 측면에서 80% 이상의 효율을 보여주는데, 태양광 발전은 현재 10%수준이라고 하네요.

2.수력 발전의 한계와 단점

강에 댐을 설치해 자연의 강 즉 수력으로 에너지를 얻는 수력발전은 친환경 적인듯 하지만 이 또한 나름의 한계와 단점을 갖고있습니다.

첫째 댐을 짓느라 파괴될 우려가 있는 자연환경 문제입니다. 댐건설로 인한 수몰 및 자연환경 파괴문제, 인접 생태계의 여파 문제는 자주 보아왔으니 깊은 설명이 필요할 것입니다.

둘째로는 수력 발전을 위해서는 1년내내 일정한 강우량과 환경조건이 필요하다고 합니다.

대표적으로 노르웨이가 있는데, 노르웨이는 1년내내 강우량이 일정하기 때문에 북해유전의 산유국임에도 불구하고, 국가에너지의 절반가까운 전력생산을 이 수력발전으로 얻어내고 있습니다.

즉 환경조건이 맞지않는 나라에 수력발전을 쉽게 시도할 수 없다는 문제점이 있습니다. 

3.풍력 발전의 한계와 단점

바람의 힘을 에너지로 바꾸는 풍력발전의 단점과 한계는 이렇습니다.

첫째 풍력발전 역시 수력발전처럼 환경조건이 필요합니다. 아예 바람이 불지 않거나 에너지로 변환시킬 만큼 일정한 바람을 보장할 수 ㅇ없는 지역에선 당연히 이용할 수 없겠지요?

둘째로는 소음문제입니다. 선풍기 처럼 생긴 풍력발전기가 돌아갈때 나오는 소음이 상당한 문제가 됩니다.

이에 관해 풍력발전소가 있는 지역주민들이 불편을 호소하는 mbc 뉴스 기사입니다.

http://imnews.imbc.com/replay/2017/nwdesk/article/4355958_21408.html 

기사에 언급된 곳들 외에도 최근 경북 영양지역에서 주민들이 불편을 호소한 적이 있습니다. 

주민들의 말에 따르면 풍력발전이 지속된 뒤로 꿀벌이 폐사하는 등 큰 피해를 입었다고 하네요.

마지막으로는 풍력발전이 발생시키는 바람의 흐름이 전통적인 지역의 자연적 바람의 흐름과 다르기때문에 장기적으로 지역의 생태계에 영향을 미칠지도 모른다는 환경학자들의 지적이 있습니다.

4.바이오 매스의 한계와 단점

바이오매스란 동식물 및 농업과정에서의 부산물, 쓰레기 등에서도 나온 유기물들을 열로 분해해 발효시켜 에너지를 얻는 것을 말한다고 합니다.

이를 통해 에탄올,수소 등의 에너지를 얻어 석유처럼 에너지원으로 사용하고 연료로 쓸 수 있다고 합니다.

바이오매스는 70년대 석유파동때 많은 주목을 받고 끊임없이 기술을 발전시켜 왔습니다.

그러나 이런 바이오매스도 단점을 피할 수는 없었습니다.

우선 바이오매스 에너지원을 운반,수송하여 분해시키는 과정에서도 에너지가 소모되고 환경오염의 우려가 있다는 점이 대표적인 단점으로 꼽힙니다.

한편으로는 이것또한 나름의 부지가 필요하고 바이오매스 에너지를 분해하는 과정에서 토양이나 물등의 자원투입이 불가피합니다.

5.수소에너지의 한계와 단점

수소는 엄청난 친환경 성을 갖고 있지만 아직까지 대체에너지로서 크게 활용되지 못하고 있습니다.

잘알려져있다시피 수소는 불이 잘붙어 사고의 위험성이 너무나 크기 때문입니다.

한편 수소는 휘발성이 강해서 수소에너지를 차량,교통수단, 

기타 에너지원등에 활용하기 위해서는 이런 수소의 휘발성과 발화가능성이 높은 것을 억제해줄 인프라 설치가 필수적인데 이 인프라 설치 비용이 대단히 크다고 합니다.

6.지열에너지의 한계와 단점

땅의 열을 활용하는 지열에너지 역시 단점과 한계가 존재합니다.

땅에 있는 열에 의해 고온이 되는 수증기를 인간이 이용하고 이를 통해 전력을 생산하는 원리인 지열발전은 이 '지열'이 충족되는 부지를 우선 필요로 합니다.

즉 아무나라, 아무지역이나 지열발전을 할 수 없다는 공간적 한계성이 존재하는 것 입니다.

현재 지열발전의 선두주자는 미국으로서 미국 캘리포니아에 적지않은 지열발전소가 설치되어 있습니다.

한편 지열발전 과정에서 땅에 있는 열을 추출하는 과정이 미세한 지진을 유발해 큰 지진사건으로 비화될 수도 있다는 국제지질학계의 보고와 실제사례들이 존재합니다.

독일에서도 2009년 지열발전으로 인한 지진사례가 있다고 합니다.

사이언스 타임즈 관련 기사-

https://www.sciencetimes.co.kr/?news=%EC%99%B8%EA%B5%AD%EB%8F%84-%EC%9C%A0%EB%B0%9C%EC%A7%80%EC%A7%84-%EC%9D%98%EC%8B%AC%EC%82%AC%EB%A1%80-%EC%9E%A6%EC%95%84%EC%A7%80%EC%97%B4%EB%B0%9C%EC%A0%84%EC%86%8C%C2%B7%EC%9C%A0

7.맺음말

각각의 대체에너지들이 한계를 갖고 있음에도 불구하고 여전히 대체에너지에 대한 연구와 개발이 계속되고 있는 이유는, 

이것을 통해 기존 에너지 자원을 절약하고 환경을 최대한 보호하기 위함입니다.

다가올 지구온난화 문제도 심각하기도 하구요 ㅠ_ㅠ

비록 위에 언급된 단점과 한계들이 있다고 해도 인류는 지속적인 기술개발을 통해 이러한 문제점들을 극복해 나갈 것입니다.

현재 한국의 전체 에너지 공급 중 재생에너지, 대체에너지가 차지하는 비율은 2%도 되지 않는다고 합니다.

정부와 기업 연구소들은 이런 현실을 타개하기 위해 많은 노력을 기울이고 있고 2030년대에 이 비율을 10%대로 끌어올리는 것이 목표라고 하니 이런 노력이 계속 잘 이루어졌으면 좋겠습니다.