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국내 시사

에너지의 미래는 밝다(1/3)

전문가들 사이에는 충분히 입증된 견해 차이로 인해 에너지 주제에 관해 많은 불일치가 있습니다. 일반인들은 이 논의에서 옆으로 밀리는 경향이 있습니다. 왜냐하면 우리에게 이 주제는 본능적(너무 춥거나 너무 덥고 어두울 때를 아주 잘 압니다), 정치적(공과금 청구서가 파산 상태인지를 매우 잘 압니다) 및 기술적(킬로와트와 킬로와트시의 차이 또는 테라와트가 백만 메가와트라는 사실을 알 필요는 없습니다)이기 때문입니다. 그러나 어느 한 편의 의견에 눈이 멀지 않는 것이 매우 중요합니다.  잘못된 주장 편에 서게 되면 저렴한 에너지에 접근하지 못해 라이프 스타일이 심각하게 구겨지기 때문입니다.

거의 보편적인 동의는 있는 것 같습니다. 집중된 형태의 에너지, 특히 전기는 현대 문명의 필수 요소입니다. 연료 부족과 가격 인상은 사회적 격변과 혼란의 주요 원인입니다. 정전은 특히 안정된 상태를 필요로 하는 산업 생산 시설에 지장을 줍니다. 병원과 의료 센터에서는 치명적일 수 있습니다. 정전이 길어지면 종종 폭동과 약탈이 발생합니다. 냉장 보관하지 않으면 비축된 식품이 낭비됩니다. 난방이나 에어컨이 없으면 도심은 살 수 없게 됩니다. 지불 처리 및 재고 관리를 위해 분산된 정보 네트워크에 점점 더 의존하는 현대 상거래가 중단됩니다. 엘리베이터가 없으면 고층 건물에 입주하고 싶지 않습니다. 

 

빈번하지만 일시적인 정전이 골칫거리라면, 안정적인 전력이지만 높은 전기 가격은 전기로 구동되는 산업 기계를 가동하는 것과 관련된 전체 경제 부문을 전 세계적으로 경쟁력이 없게 만들기 때문에 훨씬 더 나쁩니다. 때로는 한 번의 잘못된 결정이 돌이킬 수 없는 파탄을 가져옵니다.니다. 얼마 전 리투아니아는 오래된 소련 설계라는 이유로 유일한 원자로를 폐쇄했습니다. RBMK는 체르노빌에서 폭파된 것과 동일한 유형이지만 수많은 안전 업그레이드에도 불구하고 안전이 문제시 되었습니다. 이제 리투아니아인들은 유럽에서 가장 높은 전기 요금을 내며, 더 이상 산업이 없으며, 독일에서 일자리를 찾아야 합니다.

 

많은 사람들은 에너지가 모든 화석 연료에 관한 것이라고 생각하는 것 같습니다. 화석 연료를 태우면 지구 온난화가 발생하기 때문에 좋지 않다고도 생각합니다. 사실, 우리가 가진 에너지의 대부분과 거의 모든 운송 에너지는 화석 연료에서 나옵니다. 그러나 그것들은 또한 우리가 원하는 만큼 풍부하지 않으며, 전체적으로 세계는 새로운 자원을 찾는 것보다 훨씬 더 빠르게 화석 연료 기반을 고갈시키고 있습니다. 또한 이러한 자원이 생산될 예정이라면 기후를 완전히 파괴할 만큼 땅에 충분히 남아 있다는 것도 일반적으로 인정됩니다. 따라서 화석 연료의 고갈과 나머지 자원의 대부분이 생산하기에는 너무 어렵고 비용이 많이 든다는 사실은 일종의 전화위복입니다.

 

게다가 화석연료 자원의 대부분은 사용 가능한 양의 정점을 넘어섰습니다. 중국은 값싸고 풍부한 석탄(많은 환경 파괴를 야기함)을 사용하여 산업 강국으로의 전환을 추진했지만 현재 중국의 석탄 생산량은 감소하고 있습니다. 전 세계 가솔린 생산량은 2006년경에 이미 정점을 찍었습니다. 중유 및 디젤 생산량은 2018년에 정점을 찍은 것으로 보입니다. 천연가스 생산량은 여전히 ​​증가하고 있지만 대부분 러시아의 새로운 액화 천연가스 생산과 셰일 가스 생산 덕분입니다. 미국의 후자는 매우 높은 고갈률과 전반적인 수익성 부족으로 어려움을 겪고 있습니다. 화석 연료 산업에 관련된 모든 사람들이 장밋빛 그림을 그려야 하고(투자 자금이 고갈되지 않도록)  계속해서 우리는 낙관적인 전망을 듣지만, 이것들은 종종 나중에 재검토될 때 과장된 것으로 판명됩니다. 요컨대, 우리는 우리가 아는 것보다 더 축복받을 수 있습니다.

 

그러나 축복은 또한 저주이기도 합니다. 안정적이고 신뢰할 수 있으며 저렴한 에너지가 부족하면, 우리가 알고 있는 세상의 종말이 올 것이기 때문입니다. 막대기에 꽂은 설치류를 요리하기 위해 모닥불에 쓸 마른 나뭇가지를 모으기 위해 버려진 고속도로를 왔다갔다 하면서 더 이상 이 행성을 파괴하지 않는다는 사실을 알게 되면 기분이 더 나아질 것입니다. 행성을 파괴하지 않고 불을 계속 켤 수 있는 방법이 있다면 기분이 더 좋아지지 않을까요?

이 지점에서 많은 사람들이 레일을 벗어나 녹색 에너지 잡초 속으로 뛰어들어 거기에 갇히게 됩니다. 가장 과대 광고된 형태의 녹색 에너지는 풍력, 태양열 및 바이오매스이며, 그 다음이 조력 에너지, 강에 흐름을 이용한 MICRO HYDRO 및 기타 이색적인 에너지입니다. 확실히 이러한 다양한 장치를 사용하여 전력을 만들 수 있기 때문에 어느 것에도 나쁜 것은 아닙니다.

 

그러나 경제성을 살펴보면, 풍력 발전기와 태양열 패널이 의미 있는 상황은 단 하나입니다. 전력 수요가 매우 적어 연결할 전력망이 없는 경우입니다. 또한 화석연료 에너지를 대체한다는 점에서도 무의미합니다. 석유화학 원료와 에너지 이외에 다른 어떤 것으로도 제조, 운반, 유지가 될 수 없기 때문입니다. 바람과 햇빛을 보조 수단으로 사용하여 소량의 화석연료 에너지를 저장하고 운반하는 합리적으로 좋은 방법일 뿐입니다.

 

풍력과 태양광만으로 생산하는 전력은 간헐적이며 너무 많거나 너무 적기 때문에 전력망에 전력을 공급하는 데 사용할 수 없습니다. 그리고 전력망에는 에너지를 저장할 수 있는 방법이 없기 때문에(수급이 항상 균형을 유지해야 함) 잉여와 부족 모두 좋지 않습니다. 따라서 안정적인 발전 용량(물론 화석연료 기반)도 제공되어야 합니다. 얼마나 많은 추가 발전 용량이 필요할까요? 놀랍지 않게도 화석연료 기반이 거의 전부입니다. 즉, 풍력 발전기와 태양 전지판에 대한 비용도 지불해야 한다는 점 외에도 다른 방식으로동일한 발전 용량을 구축하고 유지해야 합니다. 화석 연료의 일부야 절약할 수 있지만 이러한 절약의 대부분은 효율성 손실로 인한 낭비입니다.

 

참고로 풍력과 태양광에 대해 모두가 혼동하는 부분은 정격 전력과 실제 전력의 차이입니다. 실제로 두 척의 배에 400W 풍력 발전기를 설치합니다. 평균적으로 약 30W를 생성합니다. 대부분의 시간에는 0W를, 더 적은 시간에는 너무 바람이 많이 불어 팬이 비명을 지르다가 자체 제동 모드로 들어가 0W를 생성합니다. 200W의 태양광 패널도 각각 설치합니다. 하늘에 구름이 없고 태양 각도가 완벽에 가까웠던 정오 경에 150W를,  나머지 대부분 시간에는 평균 약 30W 생성되었습니다. 공기 중에 꽃가루가 있어서 귀찮지만 먼지와 꽃가루를 털어내지 않았다면 훨씬 적게 생산됩니다.

 

이제 계산을 해봅시다. Alibaba의 1.5kW(즉, 1500W) 가솔린 발전기는 미화 250달러입니다(바람이 없고 태양이 없는 날에 하나로 족합니다). 200W 태양광 키트도 약 250 달러입니다. 그리고 400W 풍력 발전기는 300 달러입니다. 원한다면 가능한 한 최대로 "재생가능하게" 생성되는 1kW의 전력을 보유할 수 있어야 한다고 가정합니다. 그렇다면  33개의 풍력 발전기와 33개의 태양열 패널이 필요하며 총 비용은 미화 15000달러입니다. 배터리, 케이블, 마스트, 태양광 패널 프레임, 배터리 랙, 충전 컨트롤러, 인버터 등은 포함하면 비슷한 액수입니다. 설치 및 유지 보수를 위한 노동력도 포함되어 있지 않으며, 노동은 반복될 가능성이 높아 인건비로 15000 달러 정도가 듭니다.  그 1kW를 얻기 위해 45000 달러의 지출을 보게 됩니다. 

 

1.5kW 휘발유 발전기에 250달러를 쓰고 끝낼 수 있었습니다. 45000달러를 절약하면 10000갤런 이상의 휘발유를 살 수 있습니다(미국에서 휘발유 가격이 가장 높은 캘리포니아에서). 발전기는 4시간마다 약 1 갤런 정도를 소모하므로 최대 전력으로 약 45000시간(또는 5년) 연속 작동이 가능합니다. 이보다 더 빨리 발전기를 교체해야 절약할 수 있지만 다른 한편으로는 발전기를 연중무휴로 가동할 필요가 없을 것입니다.

 

이 계산을 어떤 규모로든 확장할 수 있고 결과는 비슷할 것입니다. 그리고 아무도 이런 방법으로 전기 요금을 국제적으로 경쟁력 있게 유지할 수 없습니다. 스스로를 경쟁력이 없게 만든다면, 더 이상 이 문제를 해결할 필요가 없을 것입니다. 회사와 노동자는 전기 요금이 경쟁력 있는 곳으로 이전하거나 항상 쭈그려 앉아서 술에 취해 있을 것입니다. 리투아니아인들은 현재 그런 과정에서 전기를 거의 소비하지 않고 있습니다. 이 모든 것은 자명하지만 특정인들을 설득하는 데는 실패할 것으로 보입니다. 그들이 풍력 발전기와 태양 전지 패널이 생태학적이며 지구를 구할 수 있다고 생각하기 때문일 것입니다.

 

어떻든 상관없어요. 확신이 서지 않으면 스스로 조사를 해보고 스스로를 설득하십시오. 많은 사람들에게 "그린 테크"는 믿음의 문제이기에 신자들의 감정을 상하게 하고 싶지 않습니다. 화석 연료의 가용성 및 경제성, 특정 석유 지질학자 및 에너지 정보 기관이 그린 장밋빛 그림에도 불구하고(계속 보수를 받으려면 낙관적인 척해야 한다), 화석 연료에 큰 문제가 있음을 알려드립니다. 또한 풍력, 태양열, 바이오매스 및 기타 "친환경" 기술이 해결책을 제시하지 못한다는 점도 인정해 드립니다. 여기에 화석연료 연소가 주요 환경 문제를 일으키고 있다는 사실도 추가해 드리죠.

 

에너지 문제에 해결책이 있다는 거냐고요? 네, 그렇습니다. 그렇기 때문에 에너지 미래는 사실 너무 밝아서 보기만 해도 특수 보호 장비가 필요할 것이라고 생각합니다. 에너지 문제는 또한 매우 복잡하고 과학적, 기술적, 정치적 도전과 큰 위험으로 가득 차 있습니다. 다음에 어떤 해결책이 가능한지 설명하겠습니다.(1/3 끝)

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