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(지난 기사에서 계속됩니다 https://blog.kepco.co.kr/1582 )

 

 

대전 미래에너지움 전경 ⓒ이진영

 

대전에 위치한 미래에너지움을 방문해 신재생에너지에 대해 심도 있게 알아보는 시간! 지난 글에서는 신재생에너지 중 새로운 형태의 에너지인 ‘신에너지’에 대해서 자세히 설명드렸는데요. 이번 편에서는 몇 번이고 다시 사용할 수 있는 ‘재생에너지’에 대해 알아보고자 합니다.

 

지난 글에서 재생에너지에 대해 '햇빛과 물, 지열, 강수, 생물유기체 등을 포함하는, 몇 번이고 다시 사용할 수 있는 에너지' 라고 설명드렸는데요. 각 재생에너지의 종류별 특징에 대해 상세히 말씀드리겠습니다.

 


 

<재생에너지>

 

 

▶태양에너지

 

태양에너지는 크게 태양광 에너지와 태양열 에너지, 두 종류로 나눌 수 있습니다. 태양광 에너지는 태양의 빛 에너지를 광전지라는 장치를 이용해 직류 전기로 바꾸는 발전 방법입니다. 태양열 에너지는 집열판을 사용해 태양에서 나오는 열에너지를 모아 냉난방에 사용하거나, 태양열로 만든 증기로 터빈을 돌려 전기를 생산하는 방법이지요.

 

태양에너지 사용은 점차 늘어나 2050년에는 전 세계 전력의 11%가 태양 에너지를 통해 생산되리라 예측됩니다. 아직 효율이 뛰어나진 않지만, 기술 개발이 꾸준히 진행되고 있기 때문에 머지않은 미래에 효율적 이용이 가능할 것으로 보입니다

 

 

 

▶풍력에너지

 

바람의 힘은 인류가 오래전부터 사용한 에너지원입니다. 인류는 무려 1,300년 전에도 풍차를 사용했는데요. 이 풍차는 오늘날 풍력발전의 원류가 되었습니다.오늘날 풍력발전장치는 바람의 힘을 회전력으로 전환시켜 전기를 생산합니다. 다른 재생에너지 발전 기술에 비해 진보가 많이 이뤄져서 에너지 효율이 높은 편인데요. 2030년이 되면 전 세계 에너지의 25%가 풍력 발전기로 생산 가능하리라 예상됩니다.

 

 

ⓒ이진영

▶지열에너지

 

땅속 깊은 곳에서 나오는 증기와 뜨거운 물을 이용해 에너지를 생산하는 방식입니다. 열을 직접 생산하면 직접 이용, 열을 이용해 전기를 생산하면 간접 이용으로 구분할 수 있는데요. 연료가 필요 없고 공해를 발생시키지 않는다는 장점이 있지만, 시설 투자를 위한 초기 비용이 많이 든다는 단점이 있습니다.

 

 

 

조력발전(Tidal energy)의 원리 및 현장 이미지 ⓒ셔터스톡

 

▶물 에너지

 

물의 힘을 이용해서 얻는 에너지를 모두 통틀어 이르는 말입니다. 계곡, 저수지, 바다, 호수 등 우리 주변에 있는 물의 고저차, 온도차, 조수 간만의 차 등을 이용해서 에너지를 생산할 수 있는데요. 수력 에너지, 해양 에너지, 수열 에너지 등으로 구분할 수 있습니다. 더 자세히 살펴볼까요?

 

 

↳ 수력에너지

: 물의 낙차(높은 곳에서 낮은 곳으로 떨어지는 물의 높낮이 차이)를 이용해 전기를 생산하는 방식입니다. 댐식 발전과 수로식 발전으로 나뉘는데요. 댐식 발전은 댐을 설치하고 발전소까지 물을 유입 시킨 후에, 수차 발전기 제어 시스템을 활용해 전기를 생산하는 방식입니다. 수로식 발전은 자연 그대로의 낙차와 부력을 이용해 발전하는 방식이죠. 발전 설비 용량에 따라 대수력, 중수력, 초수력으로 나뉩니다.

 

수력 발전은 전기 생산 외에도 농업용 저수지, 농업용 보, 하수처리장, 정수장, 다목적 댐의 용수 등에도 활용 가능하다는 장점이 있습니다. 하지만 초기 설치 비용이 많이 들고 주변 환경을 변화 시킬 수 있다는 단점이 있습니다.

 

 

↳ 수열에너지

: 수열 에너지는 해수 표층의 열을 냉난방에 활용하는 기술입니다. 히트 펌프라는 설비가 필수적인데요. 수열 에너지를 활용하면 기존 냉난방 시스템에 비해 에너지를 20~50% 정도 절약할 수 있답니다. 냉방을 할 때는 물을 이용해 건물의 열을 밖으로 내보내고, 난방을 할 때는 물에서 열을 얻어 건물로 공급합니다. 겨울에는 대기보다 해수의 온도가 높고 여름에는 해수의 온도가 대기보다 낮은 원리를 이용한 거랍니다. 지리적 특성상 우리나라는 해수 이용이 용이하지만, 수열 에너지 설비의 투자비가 높아 경제성은 낮은 편입니다.

 

 

↳ 해양에너지

: 바다의 다양한 자연 현상에서 얻을 수 있는 에너지입니다. 해양에너지는 다시 세부적으로 조력에너지, 조류에너지, 파력에너지, 해양 온도차 에너지 등으로 나눌 수 있습니다.

 

  • 조력 발전 : 조수 간만의 차를 이용한 발전 방식입니다. 대규모 전력 생산이 가능 한 반면, 초기 투자 비용이 높고 해양 생태계 파괴를 야기할 수 있습니다.

  • 조류 발전 : 강한 조류가 발생하는 해역에 댐이나 방파제 대신 터빈을 설치하는 방식입니다. 생태계에 미치는 영향이 거의 없으나 설치 가능한 장소가 한정적이라는 단점이 있습니다.

  • 파력 발전 : 에너지 변환 장치를 이용해 파도의 상하운동을 전기에너지로 변환하는 방식입니다. 대용량 발전이 불가능해 발전 효율이 낮은 편이고, 역시 설치 가능한 장소가 한정적입니다.

  • 온도차 발전 : 표층수와 심층수의 온도 차를 이용해 에너지를 만드는 방식입니다. 냉매를 더 뜨거운 표층수로 증발시킨 후, 온도가 낮은 심층수로 냉각시켜서 터빈을 돌리는 원리인데요. 전력생산 효율이 낮다는 단점이 있습니다.,

바이오 에너지의 원료로 사용할 수 있는 다양한 작물들 ⓒ클립아트

 

 

▶바이오 에너지

살아있는 생물로부터 얻을 수 있는 에너지입니다. 바이오매스 에너지라고도 부르는데요. 바이오매스란 에너지 이용 대상이 되는 생물체 또는 관련된 부산물을 총칭하는 단어랍니다.

 

1세대 바이오 연료로는 보리, 옥수수 등의 식용 작물에서 추출한 에탄올과 콩, 해바라기 등 유지 작물에서 추출한 바이오 디젤이었어요. 생산비용이 저렴하나 식량 부족 문제가 발생할 수 있다는 단점이 있죠. 2세대 바이오 연료는 식물 줄기 등 섬유소 식물체를 이용해 만든 에탄올이랍니다. 식량 부족 문제로부터 자유로운 연료이지만, 생산 효율성이 떨어진다는 단점이 있죠.

 

3세대 바이오 연료는 바로 해조류입니다. 대형 조류를 활용한다면 2세대 바이오 연료에 꼭 필요한 처리 공정이 생략되어 더욱 효율적인 에너지 생산이 가능합니다. 하지만 석유 기반 디젤 공정보다 단가가 높아 아직은 상용화가 어렵습니다.

 

폐기물 에너지의 예시 ⓒ셔터스톡

 

 

▶폐기물 에너지

 

못 쓰게 된 물건, 쓰레기 등을 이용해서 얻는 에너지입니다. 에너지 함량이 높은 폐기물을 여러 가지 기술을 통해 연료로 만들거나, 태울 수 있는 폐기물은 연료 에너지로 사용하는 방식입니다. 재활용함으로써 에너지를 얻을 수 있는 일석이조의 방법이죠. 원료인 폐기물의 가격이 낮고 수거 비용을 덜 수 있어 경제성이 높다는 장점이 있지만 폐기물 소각 과정에서 또 다른 환경오염을 유발할 수 있는 가능성이 존재합니다.

 

 

 

 

대전 미래에너지움 내 다양한 전시물 ⓒ이진영

 

이렇게 다양한 신재생에너지를 직접 체험할 수 있는 시설도 많았습니다. 자가 발전한 동력 에너지로 오디오나 분수를 작동 시킬 수 있었는데요. 걷는 것만으로 전기를 생산할 수 있는 압전 발전기가 가장 흥미로웠답니다. 발판 위를 걷다 보면 도시에서 숲으로 변하는 모습을 볼 수 있었습니다.

 

에너지 시소는 놀이와 에너지 발전을 결합한 시설물인데요. 놀이기구로 발전을 할 수 있다는 점이 참 흥미로웠답니다. 전자파 에너지, 진동 에너지, 중력 에너지, 신체 에너지 등 일상생활 속에서 버려지는 에너지를 모아 사용하는 하베스팅 기술도 만날 수 있었습니다. VR Racing을 통해 하이브리드 자동차에 대해 알 수 있는 전시물도 있었답니다.

 

 

하이브리드 자동차와 VR 레이싱 체험 존 ⓒ이진영

 

이렇게 ‘제4의 에너지’인 신재생에너지에 대해 설명드렸는데요. 그 옆에는 ‘제5의 에너지’에 관한 이야기도 있었어요. 제 5의 에너지라니! 과연 무엇일까요?

 

ⓒ이진영

 

 

 

제5의 에너지는 바로 ‘에너지 절약’이라고 합니다. 최근에는 '에너지 효율화'라는 패러다임으로 불리기도 하는데요. 새로운 에너지원을 발굴하는 것도 좋지만, 최소 비용으로 최대 효과를 내는 제5의 에너지를 적극 활용해보는 것은 어떨까요? 가정과 회사 등에서 에너지 낭비를 줄이는 실천이 이어져, 제5의 에너지가 빛을 발하길 기원합니다.

 

 

- 다음편에서 계속 -

 

 

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