기획 특집

사람과 지구를 살리는 에너지를 찾아라 <신재생에너지>

4월 22일은 지구의 환경을 보호하자는 취지로 제정한 세계 기념일 ‘지구의 날’이다. 지구의 날은 1969년 미국에서 처음 시작되었으며 1990년부터는 전 세계에서 기념하기 시작했다. 우리나라는 이 날 기후 변화의 심각성과 탄소 중립의 중요성을 알리기 위해 10분 동안 불을 끄는 전국 소등행사 캠페인을 했다. 플라스틱 제품과 화학 에너지 사용으로 인간의 삶은 편리해졌지만 반대로 환경은 빠른 속도로 훼손되고 있다. 그렇다고 에너지를 쓰지 않고는 아무것도 할 수 없는 지금, 사람과 지구를 살릴 수 있는 신재생에너지에 대해 알아보자.
최근 농촌진흥청은 기후변화 시나리오를 반영한 ‘6대 과일 재배지 변동 예측(10년 단위) 결과를 발표했다. 이에 따르면 사과는 과거 30년의 기후 조건과 비교하면 앞으로 재배 적지와 가능지가 급격하게 줄어들어 2070년대에는 강원도 일부 지역에서만 재배할 수 있을 것이라고 한다. 배와 복숭아 역시 2050년대부터 재배 가능지가 줄어들어 2090년대에는 강원도 일부 지역에서만 재배가 가능할 것으로 예상한다. 앞으로 온실가스 배출 감축이 제대로 진행되지 못하고 화석연료를 사용한 발전이 지속될 경우를 가정했을 때 21세기 말 우리나라에서 사과, 배, 포도 등 온대과수의 재배가 어려워질 것으로 예측된다고 밝혔다.
전 세계적으로 일어나는 이상 기후는 지구온난화의 영향이다. 2017년 7월, 아시아개발은행(ABD)과 포츠담기후영향연구소의 공동 연구보고서에 따르면 2100년까지 아시아 대부분 지역의 강수량이 지금보다 50%가 늘어 홍수 피해가 증가할 것이며, 중국 북서부와 파키스탄, 아프가니스탄 등의 평균 기온은 2100년까지 섭씨 8도 가량 오를 것으로 예측했다. 또한, 기온 상승으로 북극의 빙하가 녹아내려 앞으로 35~40년 내에 북극곰의 3분의 1이 줄어들 것이며 2050년에는 70%가 줄어들 것이라고 전문가들은 예측하고 있다. 이는 단지 북극곰의 생존에만 위협이 되는 것은 아니다. 산호초가 폐사하고 북극곰도 살 수 없는 지구에서 과연 인간이 살 수 있을까.

01 지구온난화의 원인인 화석연료

지구온난화의 원인은 인류의 역사보다 오랜 역사를 가지고 있는 화석연료에 있다. 화석연료는 먼 옛날 지구상에 살았던 생물의 잔해가 지각에 파묻혀 오랜 세월이 흘러 화석화되면서 만들어졌다. 석탄, 석유, 천연가스 같이 지하에 매장되어 있는 대부분의 자원이 화석연료이며 현재 인류가 이용하고 있는 에너지의 대부분이 이에 해당한다.
인류발전에 큰 역할을 한 화석연료이지만 몇 가지 문제가 있다. 우선 화석연료는 지구상에서 매장 지역이 일정하지가 않아 자원이 묻혀 있는 지역이 편중되어 있다 보니 가격과 공급 면에서 항상 불안정한 요소를 갖고 있다. 특히 우리나라와 같이 석유가 생산되지 않는 나라의 경우에는 몇 차례의 석유파동을 겪은 것처럼 에너지 수급에 큰 어려움을 갖게 된다.
화석연료의 두 번째 문제는 고갈의 문제이다. 이 문제는 화석연료를 갖고 있는 나라나 갖고 있지 않은 나라 전부 해당되는 문제이다. 화석연료는 한정적이라 석유는 40년, 천연가스는 65년, 석탄은 230년 후면 고갈될 것으로 예상하고 있다. 마지막으로 환경오염문제가 있다. 화석연료는 생물체의 유해로 탄소를 포함하고 있는데 이것이 연소가 되면서 이산화탄소를 발생시킨다. 이산화탄소는 온실과 같은 역할을 해 지구 표면의 열기가 지구 밖으로 빠져나가지 못해 지구온난화를 일으킨다. 이와 같은 이유 때문에 인류는 환경에 영향을 미치지 않고 고갈될 염려가 없는 새로운 에너지원을 찾고 있다.

풍력 및 태양열발전소(1986)
대전 EXPO 태양열 차(1993)

02 대체에너지부터 신재생에너지까지

화석연료에 대한 의존도를 줄이면서 환경에 영향을 미치지 않는 새로운 에너지가 대체에너지이다. 1970년대 초 석유파동이 일어났을 때는 석유, 석탄 등 종래 사용하던 화석연료를 대신할 에너지라 해서 대체에너지라는 말을 사용했으나 1980년대 이후에는 신재생에너지라는 용어를 많이 사용하고 있다. 우리나라는 신에너지로 수소, 연료전지, 석탄액화가스 등 3종, 재생에너지로 태양열, 태양광, 바이오에너지, 풍력, 수력, 지열, 해양, 폐기물 등 8종을 분류 지정하여 집중적으로 개발하고 있다.

대체에너지개발촉진법 공포안(1987)

우리나라가 대체에너지 개발에 뛰어든 것은 1987년 「대체에너지개발촉진법」을 제정하면서부터였고 2004년 「신에너지 및 재생에너지 개발·이용·보급 촉진법」으로 개정하면서 신재생에너지의 실질적인 정착에 나섰다. 이후 2020년 12월 산업통상자원부는 「제5차 신재생에너지 기본계획」을 발표하여 2034년까지 최종 에너지 중 신재생에너지 비중 13.7%와 발전량 중 신재생에너지 비중 25.8% 달성을 목표로 하고 있다.
태양열에너지는 가장 대표적인 신재생에너지이다. 태양은 내부에서 핵융합을 하면서 엄청난 에너지를 방출하는데, 태양으로부터 방사되는 열과 광에너지는 화석연료처럼 공해도 일으키지 않고 고갈될 염려도 없는 에너지원이다. 태양에너지를 이용하는 방법은 태양빛을 전기 생산에 이용하는 태양광 발전과 태양에너지를 집열 장치로 이용하여 난방용이나 온수용 열을 생산하는 태양열 장치로 나눌 수 있다.

[대한뉴스 제1238호] 태양열 발전소(1979)

공기의 운동에너지를 이용하는 방법인 풍력에너지는 주로 전기에너지를 만드는데 이용되고 있다. 자연적으로 불어오는 바람이 풍력발전기의 날개를 회전시키며 그 날개의 회전력으로 전기에너지를 만들어 내는 것이다. 풍향이나 풍속의 변동에 따라 에너지양이 차이가 난다는 단점이 있지만, 풍력에너지는 무한정 이용이 가능한 청정에너지이다. 해상이나 육상이든 필요한 장소에 설치가 가능하며, 우리나라에서는 바람이 많은 제주도와 대관령 등에 설치하여 이용하고 있다.
수력에너지는 흐르는 물의 운동에너지를 이용하는데 물레방아의 축에 방아를 연결하여 곡식을 찧는데 이용한 것처럼 아주 오래전부터 사용하던 방법이다. 댐을 이용한 수력발전은 공해가 없다는 점과 시설비용이 저렴하다는 장점이 있다.
우리나라에서 화력발전 다음으로 많은 에너지원을 만들어 내는 것이 원자력에너지이다. 원자력이란 우라늄과 같은 방사성 물질이 분열하면서 막대한 에너지를 방출하는 원리를 이용한 것으로 화석연료와 달리 이산화탄소나 아황산가스와 같은 물질을 배출하지 않는다. 다만, 핵분열 과정에서 발생하는 방사선이 문제가 되고 있다.
바이오매스를 이용한 에너지원은 우리 주변에서 쉽게 얻을 수 있는 장점이 있다. 식물 쓰레기뿐만 아니라 농산품과 사료작물, 농작 폐기물과 찌꺼기, 임산 폐기물과 부스러기, 수초, 동물의 배설물, 도시 쓰레기 등을 액체나 가스 형태의 에너지로 뽑아내는 것이다. 1980년대 시작한 우리나라의 신재생에너지 개발은 빠른 속도로 발전해 왔다. 앞으로도 지속적인 발전을 통해 인간의 생활도 편리하게 하면서 환경도 살려 미래 후손들에게도 깨끗한 지구를 물려줄 수 있기를 기대한다.