지속 가능 에너지, 지속 가능 발전, 태양 에너지, 풍력 에너지

지속 가능 에너지

  지속 가능 에너지는 무엇이고 왜 기존 에너지에서 친환경 에너지로 전환해야 하는 것이며 종류에는 어떤 것들이 있는지 알아보고자 합니다.

1) 지속 가능 에너지의 정의 및 배경

  지속 가능 발전에서 중심을 잡고 있는 에너지에 대해 이야기하기 위해서는 지속 가능 발전이 무엇인지에 대해 먼저 이야기해야 될 것입니다. 지속 가능한 발전이란 현재 세대의 필요를 충족시키면서 미래 세대가 필요로 하는 것을 충족시키기에 사용하는 능력을 저해하는 않는 것이라 정의하곤 합니다. 에너지 측면에서도 이와 같은 정의는 지속 가능 에너지를 설명하는데 인용될 수 있습니다. 지속 가능한 에너지는 환경뿐만 아니라 사회, 경제적 측면을 포함하는 개념입니다. 그 이유는 경제 성장, 세계 번영 및 발전에 있어서 에너지 없이는 불가능하고, 결국 지속 가능 발전 역시 지속 가능 에너지 없이는 불가능하기 때문입니다. 
  지속 가능성에 대해 좀 더 자세히 들여다보면 환경적 측면은 온실가스, 유독물질, 폐기물 배출과 생물의 다양성, 생태계의 영향, 자원의 고갈 등이 고려됩니다. 이런 환경적 항목들에 영향이 적은 에너지원을 그린에너지, 클린에너지로 부르기도 합니다. 그리고 다른 측면으로 사회적 문제로써 에너지의 공공적 측면에서의 가격과 노동자의 권리, 땅에 대한 권리 등을 고려합니다. 마지막으로 경제적 분야는 각 나라가 지속 가능한 에너지를 균질하게 보장받기 위해서 경제 발전과 에너지 효율, 에너지 안보 측면을 고려하게 됩니다. 

 

지속 가능 에너지

2) 지속 가능 에너지의 종류

재생에너지

  재생 에너지는 화석 연료보다 온실 가스 배출량이 훨씬 적기 때문에 지속 가능 에너지에 필수적이며 에너지 안보를 강화하는데 큰 도움을 줍니다. 하지만 재생 에너지인 바이오, 풍력, 태양광 에너지를 얻기 위해 생태학적으로 가치가 높은 지역을 바이오 생산 농장 및 풍력, 태양광 생산을 위한 지대로 변경 시 생태계 파괴, 생물 다양성 손상 등의 위협을 가지고 오는 것을 우려하기도 합니다.
  태양광 발전과 육상의 풍력 발전은 거의 모든 국가에서 가정 저렴한 형태의 에너지로 언급되고 있습니다. 하지만 현재 수력발전은 태양 에너지와 풍력 에너지가 성장하는 동안 지속 가능한 에너지의 전력의 가장 큰 부분을 차지하고 있는 에너지입니다. 
  국제 에너지 기구의 발표에 따르면 태양광, 풍력 등 재생 에너지는 이제 전 세계의 일상 전력 공급원으로 자리 잡고 있으며 세계에 새로 투자하고 있는 모든 투자의 70%를 차지할 정도로 큰 파이를 차지하고 있습니다. 그리고 향후 몇 년 안에 석탄을 제치고 재생 에너지가 전력 생산의 주요 에너지원으로 자리매김할 것을 기대하고 있습니다. 

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2-1) 태양

  태양광 발전과 태양열 발전
  태양은 지구의 매우 중요한 에너지원으로 전 세계에서 깨끗할 뿐만 아니라 풍부하게 이용하고 있고 앞으로도 이용할 수 있을 것으로 보고 있는 자원입니다. 태양광 발전은 대부분 태양광 패널을 통해 제공되고 있으며 2019년 기준 전 세계 전력의 3% 정도를 제공했습니다. 패널은 주로 건물 지붕이나 유틸리티 규모의 태양광 농장에 설치됩니다. 이러한 태양광 전지의 가격의 급격한 하락으로 전 세계에서 많은 비중을 차지하며 성장했습니다. 그래서 새로운 태양광 발전소에서 제공하는 전기의 비용이 기존의 석탄 발전소의 전기보다 경쟁력이 있는 상황입니다. 
  문제는 태양 전지판의 재활용 여부입니다. 패널은 일반적으로 중금속을 포함하고 있어 환경오염을 발생시키는데 태양 전지판을 재활용하게 되면 전지판 생산에 사용되는 에너지와 오염물질 배출을 줄일 수 있습니다. 
  태양열 발전은 태양 광선을 들판에 있는 거울에 집중시켜 유체를 가열하는 방식입니다. 이때 발생한 증기에 의해 엔진을 돌려 전기를 생산하고 필요할 때 언제든 전기를 만들 수 있도록 일부의 열이 저장됩니다. 그래서 다른 발전을 지원할 수도 있고 전기 말고도 태양 에너지를 직접적으로 사용하여 온수 생산, 건물 가열 및 건조, 담수화에 사용할 수 있습니다.

풍력 발전

2-2) 풍력

  풍력 발전은 과거 수천 년 동안 산업 공정 및 양수기나 범선 등에 기계적인 에너지를 제공하는 동인이었지만 현재의 풍력 터빈은 전기를 생산하는 데 사용되고 있으며 2019년 기준으로 세계 전력의 약 6%를 차지하고 있습니다. 육상 풍력 발전은 기존에 석탄 발전보다 저렴하고 천연 가스나 원자력 발전과 비교했을 때 경쟁력 있는 수준에 이르렀습니다. 풍력 터빈을 바람이 더 안정적이고 강한 해상에 배치할 수도 있지만 건설 및 유지 비용이 더 높습니다.
  풍력 발전의 단점이라면 풍력 터빈이 경관을 해치고 터빈과의 충돌로 박쥐와 새가 희생된 다는 것과 터빈의 소음이나 깜박이는 빛이 주변 주민들에게 피해를 줄 수 있다는 점입니다. 하지만 이런 영향은 창문이나 송전선 등 다른 기반 시설의 피해보다 낮은 수준이며 풍력 발전의 장점을 넘어설 수 없다고 판단하고 있습니다. 그리고 터빈 블레이드의 재활용이 어렵다는 단점을 극복하기 위해 이 역시 연구가 진행 중입니다. 풍력 발전은 다른 원자력이나 화석 연료 발전소와 달리 물을 소비하지 않고 풍력 터빈 건설에 필요한 에너지 또한 적기에 지속 가능 에너지로 중요한 파트라고 할 수 있습니다. 

 

2-3) 수력

  수력발전은 움직이는 물 에너지를 전기 에너지로 전환하는 방식입니다. 20세기 중후반 전 세계 전력의 20%를 차지했던 것 대비, 2020년 기준 17%로 비율이 줄기는 했지만 여전히 많은 비중을 차지하고 있습니다. 수력 발전은 가동을 매우 유연하게 할 수 있고 태양열과 풍력 발전이 태양과 바람의 영향으로 부족할 때 상호 보완 역할을 할 수 있습니다.
  수력발전은 저수지 기반과 하천 기반으로 나눌 수 있는데 후자의 경우 환경에 미치는 영향은 적지만 발전 능력이 매일, 계절별 날씨 등에 따라 달라질 수 있어 안정도가 떨어지게 됩니다. 전자의 경우는 가뭄 시 식수 공급과 관개를 안정적으로 도와주고 홍수 조절과 필요한 전기 출력을 위해 수량을 조절할 수 있습니다. 하지만 수몰 지역이 크고 잠재적인 댐의 고장은 주민들을 큰 위험에 빠지게 할 수 있다는 단점이 있습니다.

 

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