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[포럼] 지속 성장 위한 에너지 대책 세워야

김수연 영남대 기계공학부 교수 

입력: 2018-06-25 18:00
[2018년 06월 26일자 26면 기사]

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[포럼] 지속 성장 위한 에너지 대책 세워야
김수연 영남대 기계공학부 교수
우주의 푸른 별, 지구가 몸살을 앓고 있다. 심각한 기후변화와 지구환경의 황폐화가 그것이다. 그것의 상당한 부분은 생존과 활동을 위해 인류가 자원과 에너지를 남용한 결과다. 지구는 탐욕스런 인류에게 언제까지 에너지와 자원을 공급할 수 있을까?

우리 주위의 모든 변화에는 반드시 에너지의 출입이 있다. 우리의 생활과 생산 활동은 에너지를 소비한다. 이런 점에서 생명과 문명의 본질은 에너지와 자원을 소비하는 것이다. 에너지(energy)란 무엇인가? 에너지는 본질적으로 무엇을 변화시킬 수 있는 능력이라고 볼 수 있고, 일을 할 수 있는 능력도 그 중의 하나다. 일반적으로 우리가 쓰는 에너지라는 말은 에너지 자체 또는 에너지 자원을 말한다. 에너지 자원에는 석유, 석탄, 천연가스를 비롯한 화석연료, 산림자원, 농업자원, 폐기물자원이 있다. 그리고 수력, 풍력, 태양열, 지열, 조력 및 파력 등과 같은 자연 에너지자원이 있다. 당연히 사람과 가축도 에너지 자원이다. 물론 농작물과 가축으로부터 얻은 곡물과 고기도 중요한 에너지 자원의 하나다.

오늘날 우리의 생활과 산업은 석탄, 석유(천연가스 포함), 그리고 전력에 의해 유지되고 있다. 석유는 다양한 제품의 원료, 운송수단의 연료, 난방 및 취사의 연료가 되고 있을 뿐만 아니라, 전력생산에도 중요한 연료가 되고 있다. 인구의 급격한 증가, 거주지의 도시화, 자동차의 대량보급으로 석유의 생산과 소비가 폭발적으로 증가해 왔다. 현재 우리는 대량의 석유를 소비하고 있다. 이러한 대량소비는 수급문제와 고유가문제, 지구온난화와 같은 환경문제를 초래한다. 화석연료의 연소에 의한 지구 온난화는 주로 CO2가스에 의해 일어나는 현상이다. CO2가스는 CH4가스와 함께 대표적 온실가스이며, 전체 지구 온난화에 60% 정도의 큰 영향을 미치고 있다. 석유는 몇몇 산유국에서만 주로 생산되는 지역적 편재성(국지성)을 갖고 있어서, 국제정세에 따라 공급과 가격의 문제를 초래하기도 한다. 또한 석유는 석탄, 천연가스와 같이 그 자원이 유한하기 때문에 언젠가 고갈되는 문제를 안고 있다. 오늘날 에너지 위기(energy crisis)라는 말은 석유 위기를 말한다. 1973년 에너지위기(oil shock) 이후, 에너지 자원의 안정적 공급은 중요한 국가안보 문제로 인식되고 있다. 또한 경제성장에 따라 에너지의 소비량도 증가한다. 우리나라도 경제성장과 더불어 에너지 소비량도 지속적으로 증가하고 있다. 향후 우리나라의 경제규모와 경제발전을 고려할 때, 무엇보다도 안정적인 에너지 수급이 반드시 이뤄져야 한다.

오늘날 엄청난 속도로 대량의 에너지와 자원이 소비되고 있음에도 불구하고, 지구에는 여전히 충분한 에너지와 자원이 남아있는가? 아직도 후세들이 쓸 수 있는 에너지 자원이 충분히 남아있는가? 향후 에너지문제와 환경문제를 동시에 해결해줄 수 있는 에너지 혹은 에너지 자원은 무엇인가? 지구환경과 지속적인 성장을 위한 에너지 대책은 무엇인가?

앞에서 말했듯이, 현대문명은 석유(천연가스 포함)의 문명이라고 해도 지나친 말이 아니다. 만약 석유가 없다면, 거의 모든 활동은 불가능할 것이다. 불행하게도, 한번 사용한 석유는 결코 재생될 수 없고, 또한 그 매장량도 유한하다. 따라서 석유는 고갈될 수밖에 없다. 어느 때가 되면, 석유공급량은 줄어들게 될 것이다. 당연히 그 때가 되면, 석유의 공급부족과 함께 고유가 문제가 발생할 것이다. 결국, 석유의 고갈에 따라 석유의 시대도 종말을 고하게 될 것이다. 이제 석유가 없는 미래는 단순한 상상이 아니라, 반드시 다가오는 우울한 미래이다. 우울한 에너지의 미래에 대한 대책은 무엇인가? 정말, 지구의 미래를 위한 에너지 대책은 무엇인가? 역사적으로 보면, 인류는 과학과 기술을 이용해 수많은 난제들을 해결해온 위대한 성공의 경험을 가지고 있다. 그렇다면, 여전히 과학과 기술이 에너지 문제도 해결할 수 있을까? 정말, 과학과 기술이 에너지 문제로부터 인류를 구원할 수 있을까? 미래에도 인류는 깨끗한 에너지를 풍족하게 사용하면서 번영을 누릴 수 있을까? 우리의 희망은 안전하고, 깨끗한 에너지가 계속 충분히 공급되는 것이다. 기왕이면, 값싼 에너지가 공급된다면 얼마나 좋을까?

흔히 말하는 깨끗하고 친환경적인 에너지는 그린에너지이고, 그 핵심은 신재생에너지다. 신재생에너지는 '에너지 및 재생에너지 이용. 개발. 보급 촉진법 제2조'에서 태양에너지, 바이오에너지, 풍력, 수력, 연료전지, 석탄을 액화·가스화한 에너지 및 중질잔사유를 가스화한 에너지, 해양에너지, 폐기물에너지, 지열에너지, 수소에너지, 그밖에 석유·석탄·원자력 또는 천연가스가 아닌 에너지로서 대통령령으로 정하는 에너지로 지정돼 있다. 여기서 재생에너지(renewable energy)는 8개 분야의 에너지로 지정되어 있고, 태양열, 태양광발전, 바이오매스, 풍력, 수력, 지열, 해양에너지, 그리고 폐기물에너지이다. 이 에너지는 반복 또는 재생해 새로운 에너지(전기에너지 등)로 변환하여 이용할 수 있는 에너지이다. 신에너지(new energy)는 3개 분야로 지정돼 있고, 연료전지, 석탄액화가스화, 그리고 수소에너지이다. 이 에너지는 기존의 에너지를 가스·액체 연료로 변환하여 직접 또는 발전에 이용할 수 있는 에너지이다.

현재 우리나라의 경우, 국가가 신재생에너지 분야를 지정하고, 보급과 육성을 위해 재정적인 지원을 하고 있다. 또한 신재생에너지의 개발 및 보급과 함께, 에너지의 절약과 효율증대, 미활용에너지의 활용, 석유와 천연가스의 소비를 줄이는 것, CO2가스의 배출을 줄이는 것도 중요사업으로 추진되고 있다.

이러한신재생에너지의 장점은 크게 세 가지를 들 수 있다. 첫째, 신재생에너지는 CO2의 발생이 거의 없는 친환경 청정에너지라는 것이다. 둘째, 신재생에너지는 비고갈성 에너지이며, 태양광, 풍력 등과 같이 재생 가능한 에너지원이다. 셋째, 신재생에너지는 에너지 자원에 대한 특정한 주인이 없는 공공의 에너지 자원이라는 것이다. 즉, 공공의 미래에너지이다. 또한 기술에 의해 확보할 수 있는 에너지라는 점에서 기술주도형 에너지라고도 한다. 이러한 장점에 비추어 볼 때, 신재생에너지에 대한 기대가 클 수밖에 없다. 하지만, 현재의 기술수준에서 보면, 신재생에너지는 가격도 비싸고, 공급능력도 매우 부족하다. 이 문제의 해결은 많은 노력과 시간을 요구할 것이다. 즉, 신재생에너지가 값싸고 충분하게 널리 공급되려면, 많은 시간이 걸릴 것이다.

그렇다면, 공급량도 많고, 가격도 저렴하고, 또한 현실적으로 공급도 가능한 에너지로서, 석유를 대체할 수 있는 에너지는 무엇이 있을까? 우리나라의 경우, 현재 가장 현실적이고, 가능성이 높은 것은 아마도 원자력 에너지가 될 것으로 보인다. 물론 상당한 기간 동안 신재생에너지도 석유를 대체하는 에너지의 작은 부분을 차지할 것이다. 에너지의 우울한 미래를 걱정하면서, 깨끗하고 값싼 에너지가 충분히 공급되는 에너지의 천국을 꿈꾼다.

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