1강 신재생에너지 종류

안녕하십니까? 박권배입니다. 이번 시간부터는요. 분산전원 파트에 대한 이야기를 해보려고합니다. 첫 번째 주제는요. 신·재생 에너지의 종류에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 본문으로 들어가봅니다. 신·재생에너지의 종류를 분류할 때는 아무렇게나 정리하면 안 되고요. 이 법을 보면서 정리를 해주셨으면 좋겠습니다. 신·재생에너지 기술 개발, 이용, 보급에 관한 촉진법. 이 자료를 보면서 여러분들이 정리를 해주셨으면 좋겠습니다. 여기에 따르면 크게 두 가지로 구분하고 있습니다. 신에너지 분야하고 재생에너지 분야로, 두 개로 구분을 해두고 있습니다. 그래서 신에너지 분야 같은 경우는 신기술이 접목된 분야로 정리가 된 것 같고요. 그다음에 재생에너지 분야 같은 경우는 자연으로부터 재생해 쓰는 그런 에너지로 분류가 된 것 같습니다. 그래서 신에너지 같은 경우는 크게 세 가지로 구분을 하고 있죠. 수소 에너지, 그다음에 연료전지 기술, 그 다음에 석탄 액화·가스화 같은 기술을 사용한 어떤 설비들 이렇게 이야기를 하고 있습니다. 그래서 먼저 이제 이거에 대해서 먼저 보면요. 수소 같은 경우는 연료전지랑 같이 한 쌍으로 보시면 될 것 같습니다. 연료전지 기술은 수소가 없으면 아무것도 아니죠. 그래서 연료전지의 핵심적인 연료가 뭐냐면 수소죠. 그래서 수소가 없으면 연료전지는 아무것도 아닌 것이죠. 그래서 연료전지 기술을 신에너지 분야에 넣어줬다는 것이죠. 얘 같은 경우는 발전 효율이 거의 한 40%에서 60% 정도로 매우 좋은 편이죠. 거기다가 수소, 수소하고 산소가 여기서 반응을 하게 되죠. 그래서 수소를 음극에다가 넣어주게 돼요. 연료로서. 그다음에 양극에다가 산소를 넣어주는데 결국엔 이제 반응하면서 이제 물이 되게 되는데 물이 굉장히 뜨거워요. 그 반응 열 때문에 물이 굉장히 뜨겁습니다. 그래서 이 뜨거운 물을 난방까지 이용하게 되면 종합률이 한 어느 정도라고 이야기를 하냐면 한 80% 정도라고 이야기해요. 굉장히 좋은 어떤 신기술에 해당된다. 그래서 이제 여기다가 신에너지 분야에다 넣어준 것 같습니다. 이것의 이제 핵심적인 연료가 수소이다 보니까 여기다가 이제 같이 넣어준 것 같아요. 제 생각이에요. 그 다음에 이제 석탄 액화·가스화 및 중질잔사유를 가스화하는 기술이다. 이게 이제 석탄이나 중질잔사유 같은 경우는 적은 연료죠. 어떻게 보면. 이 적은 연료를 가스화나 또는 액화 시킴으로써 변환 시키는 거죠. 이제 변환 장치를 두고서 변환 시키는 거죠. 석탄 같은 경우는 거기서 석탄 가스화로를 만들어서 거기서 이제 가스 연료로 만드는 것이죠. 그래서 그 가스 연료, 또는 뭐냐면 액화연료를 사용하게 되면 훨씬 더 연료를 높일 수 있다. 물론 이것을 변환하는 데 이제 비용이 더 많이 들겠죠. 그래서 이제 이 부분을 뭘 따져봐야 되느냐? 실제로는 가성비를 따져봐야 되는 부분이다라고 보시면 될 것 같습니다. 그래서 얘 같은 경우는 아마도 이게 앞으로 계속 여기 있을 것인지는 저는 잘 모르겠지만 과거 기준으로써는 이게 IGCC같은 신기술이었다라고 보여집니다. 석탄을 가스화 시켜서 하는 복합 발전이 석탄 가스화 복합 발전이었잖아요. 이 기술이 이제 신기술로서 받아들여졌을 그 당시에는 이 부분이 신에너지의 부분에 들어가겠지만 이제 이 가성비 측면에서 그렇게 좋지 않다라고 이야기를 했기 때문에 저는 이 분야가 여기에 들어가 있어야 되는지는 저는 잘 이해는 못 하겠습니다. 여기서 이제 중질잔사유라는 건 뭐냐면 우리가 원유 같은 걸 정제하는 과정에서 나오는 타르나 그런 어떤 그 찌꺼기들이 있지 않습니까? 이런 것들, 그러니까 즉 저급 연료죠. 그러니까 이 저급 연료를 가스화 시켜서 조금 더 고급 연료로 만들어내는 것이다 라고 보시면 되겠습니다. 이런 저급 연료를 가스화나 액화를 시키게 되면 이제 훨씬 더 열효율을 향상 시킬 수 있다라는 이야기가 되고 그다음에 이걸 갖다가 사용하다 보면 우리가 환경적으로도 괜찮다. 이런 부분을 생각해서 이 분야에 넣어준 걸로 제가 생각됩니다. 수소를 다시 한번 보면 수소를 얻는 방법은 크게 두 가지가 있죠. 물을 바로 전기 분해해서 물 안에는 수소가 있으니까 이걸 갖다가 전기 분해, 전기를 가해가지고 수소를 분리하는 그런 입장이죠. 주로 이제 우리가 사용하는 방법은 아니고요. 연료에서 직접 이제 우리가 얻어내는 것이죠. 뒤에서 연료전지를 볼 때 이런 부분이 나오겠죠. 주로 이제 천연가스나 나프타, 메탄올을 이용해서 여기서 이제 개질이라고 하는 거죠. 개질이라고 하는 게 이런 거죠. 이 연료로부터 수소를 얻는 과정을 개질 과정이라고 이야기하는 거죠. 그래서 이런 장치를 개질 장치라고 부르는 겁니다. 개질이요. 이 연료로부터 수소를 얻어낸 장치를 개질 장치라고 부른 겁니다. 그래서 연료로부터 직접 변환해서 수소를 생산하는 방법 이 방법을 주로 쓰고 있다 이렇게 보시면 되겠습니다. 물을 전기 분해 해가지고 수소로 얻어내는 방법은 굉장히 비효율적인 방법이죠. 그래서 원리적으로는 우리가 잘 알고 있지만 실제로는 연료로부터 직접 얻어 쓴다 이렇게 보시면 되겠습니다. 그다음에 재생에너지 분야를 보도록 하겠습니다. 첫 번째가 태양 에너지이죠. 태양 에너지가 가장 대표적인 재생에너지라고 볼 수가 있죠. 태양 에너지는 두 가지의 에너지가 있다. 태양광 에너지가 있고 그다음에 태양열 에너지가 있다는 거죠. 두 가지는 꼭 구분을 했으면 좋겠습니다. 태양광 발전이 있고 태양열 발전이 있죠. 그래서 다른 거죠. 우리가 주로 하는 발전은 이제 태양광 발전이죠. 그래서 복사 에너지를 이용해서 우리가 전기를 얻어내는 그런 게 태양광 발전이죠. 태양열 발전 같은 경우는 그렇죠. 태양열을 집열해가지고 물을 끓여가지고 발전하는 그런 방식이다 이렇게 보시면 되겠습니다. 그래서 태양 전지로부터 광에너지를 흡수하여 열이 아니죠. 그렇죠. 여기서 광이라고하는 것은 태양의 복사 에너지라고 보시면 되겠습니다. 복사 에너지를 이용해서 전기 에너지로 변환시키는 것을 우리가 태양광 발전 이렇게 부르는 것이죠. 그다음 태양열 같은 경우는 열을 이용해서 집광 장치라는 게 있어서 열을 모으는 거죠. 소위 말하면. 그래서 이 열을 이용해서 난방에 이용할 수가 있고요. 그다음에 이 열을 이용해서 물을 끓여서 보일러를 돌리면 발전에 이용할 수도 있죠. 이런 식이죠. 그래서 태양열 발전하고 태양광 발전은 완전히 다른 거죠. 그래서 열을 이용해서 그 집열해가지고 보일러의 물을 끓여가지고 증기를 만들어서 돌리면 태양열 발전이 되는 거고 우리가 아는 발전은 뭐예요? 태양광 발전이에요. 태양 전지 패널을 우리가 깔아가지고 우리가 발전하는 방식이 바로 태양광 발전 이렇게 보면 되겠습니다. 그다음에 풍력이 있죠. 이거는 바람이 가지고 있는 에너지를 이용해서 발전을 시키는 것이죠. 그래서 바람으로 우리가 돌리는 것이죠. 그다음에 수력은 우리가 앞에서 다 다뤄봤죠. 물이 가지고 있는 에너지를 변환시켜서 발전을 하는게 수력 방식이다 이렇게 보시면 되겠습니다. 그다음에 해양 에너지가 있죠. 해양 에너지 같은 경우는 해양의 조수, 파도, 해류, 온도차를 변환 시켜서 발전하는 방식이다 이렇게 보시면 되겠습니다. 그 다음에 지열이 있죠. 우리가 지하 300m이하로 내려가게 되면 온도가 40에서 150도까지 된다고 합니다. 그런 것들을 좀 이용하는 방식이다 라고 생각하시면 되겠습니다. 지열 에너지는 물, 지하수 및 지하의 열 등의 온도 차를 변환시켜서 발전에 이용하거나 또는 난방에 이용하는 것이 바로 지열 에너지다 이렇게 보시면 되겠습니다. 바이오 에너지 같은 경우는 살아있는 생명체, 농작물, 가출의 배설물, 나무 이런 것 등이죠. 그래서 유기성 폐기물을 포함한 생물 유기체, 이걸 총칭해서 뭐라고 부르냐면 바이오매스라고 부르는 거거든요. 그래서 이런 것들을 변환을 통해서 생화학적, 물리적 변환과정을 통해서 이런 연료를 만들어 낸다든지 아니면 이걸 변환하는 과정에서 전기를 생산할 수 있는 것들을 바로 바이오 에너지라고 부르는 것입니다. 그다음에 이제 마지막으로 폐기물이 있는데요. 폐기물 변환시켜서 연료로 만들 수도 있고요. 예를 들어서 자동차 폐윤활유를 액체 연료로 만들어 낼 수가 있고 그다음에 자동차 폐타이어를 변환시켜서 기체 가스로 만들어 낼 수가 있고요. 이런 식으로 연료로 변환시킬 수 있는 부분도 있고요. 그 다음에 우리가 쓰레기 소각장 생각을 해보면 가연성 폐기물을 우리가 태워가지고 그 때 발생하는 열을 이용할 수가 있죠. 열을 이용해서 난방, 난방에 이용할 수도 있고 어떤 것도 이용할 수가 있어요? 열을 이용해서 보일러를 끓이게 되면 그 증기를 이용해서 우리가 발전을 할 수가 있는 거죠. 그래서 난방이나 발전에도 사용할 수가 있다. 그래서 이런 걸 총칭해서 폐기물 에너지다 라고 말씀드릴 수가 있는 것입니다. 신·재생에너지의 특징에 대해서 보도록 하겠습니다. 장점은요. 친환경적 에너지원이다. 설명할 필요가 없죠. 가동 중에 이산화탄소 등의 온실가스 배출이 없는 건 아니고 매우 낮은 거죠. 에너지를 수요지 근처에서 얻을 수가 있다. 태양광 같은 경우 우리가 쉽게 생각을 해보면 바로 수요지 근처에다가 바로 세워놓을 수가 있죠. 화력이나 원자력, 대규모 발전 설비들은 바닷가에 있어야 되죠. 대규모의 냉각수가 필요하기 때문에 그렇습니다. 얘네들은 수요지 인근으로 와도 아무 상관이 없죠. 그래서 굉장히 좋은 거죠. 그래서 얘를 뭐로 쓸 수가 있다는 뜻이에요? 한마디로 말하면. 분산형 전원으로 우리가 사용할 수가 있다라는 이야기가 되겠습니다. 분산형 전원은 우리가 수요지 인근에서 규모는 작지만 우리가 분산 배치해서, 가장 가까운 데서 우리가 전원을 끌어다 쓸 수가 있다는 얘기가 되겠습니다. 굉장히 큰 장점이 되죠. 그다음에 에너지의 수송, 이걸 다른 말로 송전이라고 부르죠. 이런 비용을 매우 절감할 수 있다. 그렇죠? 수요지 인근에다 설치를 해놨기 때문에 수송 비용을 매우 낮출 수가 있죠. 그다음 비고갈성 에너지다. 대개 그런 거죠. 그다음에 기술력으로 확보 가능한 에너지다. 이제 우리나라 같은 자원 빈국에서는 굉장히 의미 있는 에너지가 바로 신재생 에너지다 이렇게 보시면 되겠습니다. 단점을 보면 에너지 자원이 지역적으로 편중되어있다라는 거죠. 그래서 결국 기술력만 가지고 다 되는 게 아니고 바람이 많은 곳, 풍력을 하려면 바람이 많은 곳이 필요하지 않습니까? 대관령 아니면 제주도 아니면 바닷가로 멀리 나가야 되지 않습니까? 그렇다 보니까 에너지 자원이 지역적으로 편중되어있는 그런 문제점도 있다는 것이죠. 그리고 태양광 같은 경우도 아무데나 설치하는 게 아니라 일사량이 좋은 곳에다 설치를 해야 되는 거거든요. 그래서 우리나라 같은 경우는 일사량이 좋은 데가 보성 같은 데가 좋거든요. 그래서 그런 지역 위주로 이제 태양광 설비들이 쭉 먼저 설치가 되었다라고 보시면 되겠습니다. 그래서 이제 그런 데는 이제 이미 다 설치가 되어가지고 더 이상 설치할 데도 없죠, 거의. 그래서 이제 지역적으로 에너지 자원이 좀 편중되어 있다라는 부분도 있고. 수력도 마찬가지죠. 그다음에 출력 변화가 좀 심하다. 태양광, 풍력 위주로 가고 있으니까 우리가 해가 뜨는 날, 해가 뜨지 않는 날도 있고요. 그다음에 바람이 많이 부는 날도 있고 그렇지 않은날도 있고 그렇지 않습니까? 이런 것에 따라서 출력 변화가 심하다. 즉 다른 말로 말하면 전력 품질이 나쁘다는 이야기죠. 전력 품질에 문제가 있다 이렇게 보시면 되겠습니다. 그다음에 이제 설비의 효율이 높지 않아서 가격 경쟁력이 비교적 낮은 편이다. 이거는 다 알 수 있는 이야기죠. 과거에 태양광 같은 경우는 효율이 매우 낮았죠. 물론 지금은 이제 효율이 좀 많이 좋아졌어요. 그래도 20%를 잘 넘기 힘들죠. 지금 같은 경우도. 그 대신 이제 설비 자체의 가격들이 많이 떨어지고 있죠. 태양 전지 모듈 가격도 많이 떨어졌죠. 그래서 이제 지금은 가격 경쟁력이 예전에 비해서 상당히 좀 좋아진 편이긴 해요. 광범위한 태양광 어레이 설치, 또는 뭐냐면 풍력 발전도 마찬가지죠. 풍력 발전기도 마찬가지죠. 이런 것들을 설치하다 보니까 아마도 자연 훼손하는 부분이 생기죠. 우리가. 옛날에 처음에 이런 것들이 설치가 됐을 때는 좀 신기하고 많이 안 보던 거라서 이 자체도 좀 멋있어 보였을 수도 있어요. 근데 지금은 이 자체가 자연 훼손이 되는 그런 단계에 이르렀죠. 그래서 대규모의 설비들이 들어가다 보니까 자연을 훼손하는 부분도 현재는 무시 못 하는 수준이다. 그렇게 보면 될 것 같습니다. 나중에 폐기할 때도 이런 부분도 상당히 걱정이 된다. 이렇게 생각이 됩니다. 이번 시간에는요. 신·재생에너지의 종류에 대해서 이야기를 해봤습니다. 그러면 다음 시간에 뵙겠습니다.