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대통령을 위한 에너지 강의 - 경제성장을 발목잡는 에너지 딜레마
리처드 뮬러 지음, 장종훈 옮김, 허은녕 감수 / 살림 / 2014년 8월
평점 :
대통령을 위한 에너지강의
(에너지의 미래)
이 책을 읽기전 저자의 '대통령을 위한 물리학'을 인상깊게 읽었다.
책의 제목에 붙은 '대통령을 위한'처럼 저자는 어렵게 느껴지기 쉬운 물리라는 학문을 핵심적인 부분만 직관적으로 탁월하게 설명해 주었다.
전공을 하지 않았지만, 물리학을 알아야 하는 사람에게 시간을 절약해서 핵심을 알려주는 책인 것이다. 이번 대통령을 위한 에너지강의에도 에너지에 대한 가장 중요하고 핵심적인 현안들을 잘 정리해서 전달하고 있다.
물리학의 기본 개념은 에너지이기 때문에, 이 책은 전작의 대통령을 위한 물리학을 확장해서 실제적으로 정책등에 적용하는 것으로 보아도 될 것이다.
역사적으로 에너지를 어떻게 개발하고 보존하는가는 국력을 좌우하는 척도가 되곤 했다.
현시점에서는 석유에너지의 경제성과 환경오염등으로 인해 태양에너지등 새로운 에너지원의 개발에 각국이 박차를 가하고 있는 변곡점이 아닌가 싶다.
이러한 시점에 각국의 대통령은 더욱 에너지에 대한 지식이 필요할 것이다.
그리고 그것은 일반인들에게도 선택적으로 필요한 지식이 될 수 있다.
이 책의 구성은 다음과 같다.
제1부 에너지 재난
제2부 에너지 전망
제3부 대안에너지
제4부 에너지는 무엇인가?
제5부 미래 대통령을 위한 조언
이 책의 대부분은 2장 에너지전망와 3장 대안에너지에 할애하고 있다.
특히 대안에너지 부분에는 태양광, 풍력, 에너지저장, 원자력, 핵융함, 바이오연료, 합성연료, 대체연료, 전기자동차, 천연가스자동차, 연료전지, 청정석탄등 현재 이슈가 되고 있는 다양한 대안에너지들을 다루는데 우리가 일반적으로 알고 있던 내용과 차이가 있는 부분들도 많이 있음을 확인 할 수 있다.
결과적으로 저자의 에너지에 대한 전망을 요약해보면,
1) 옥수소에탄올등 바이오연료에는(억세풀등 일부를 제외하고) 회의적인 시각
2) 태양광에너지와, 풍력에너지, 배터리, 연료전지등 긍정적이나 시간이 필요하고,
3) 현시점에서 가장 중요한 에너지원은 원자력과 세일가스, 천연가스등이며 에너지의 생산성 향상(효율화,절약등)에 힘을 쓰는 것이 더 바람직하다고 보고 있다.
최근 지구 온난화를 비롯한 환경파괴와 경제성장간의 각국간의 대립이 첨예하다.
미국과 유럽등의 서구 열강과 중국을 비롯한 개발도상국들의 대립이고, 각국의 이해관계가 있기 때문에 협의가 쉽지는 않아보이지만, 지구온난화는 실제로 진행되고 있고, 그 결과를 예측하기 어렵다는 점에서 지구의 기후와 환경의 문제는 더이상 그들만의 문제가 아니다.
세계 모든 국가들의 관심사인 것이다.
'대통령을 위한 에너지강의'에서도 지구 온난화를 늦추기 위한 여러가지 대안에너지들이 소개가 되고 있고, 이미 각국의 정상들은 지구 온난화에 대한 문제를 인식하고 있을 것이지만, 일반대중들도 이러한 책을 통해 에너지에 대한 지식을 통하여 문제의식도 가지고 여론을 형성하는 것도 필요할 것이라는 생각이 든다.
본문의 내용을 일부 인용하면,
원유는 탄화수소라는 화학 혼합물로 구성된다. 혼합물 분자는 수소 원자 구조 주위의 탄소 원자 사슬이다. 회단 사슬은 1탄소의 메탄이며 2탄소는 에탄, 3탄소는 프로판 그리고 4탄소는 부탄이다. 최단 탄화수수는 기체이며 대기로 사라진다. 어느정도 더 무거운 석유 분자는 경량 액체이며, 따라서 물에 뜬다. 멕시코 만 석유 유출 사고 당시 위성 화상에 보이는 것이다. 원래의 휘발유와 마찬가지로 궁극적으로는 증발된다.
이산화탄소 기체가 열보사를 가두는 경향이 있기 때문이다. 이런 면이 온실의 온도를 높이는 것과 비슷하여 온실효과라고 부른다. 많은 사람들에게 더 친근하고 비슷한 비유로 '주차된 자동차 효과'를 들 수 있다. 광선은 닫힌 유리 창문을 통해 들어올 수 있지만 더운 공기는 빠져 나갈 수 없다. 열은 차폐되고 내부 온도는 상승한다. 이산화탄소는 기체이지만 열을 가둔다. (중략) 대기는 아주 오래전부터 이산화탄소를 갖고 있었고, 온실효과도 아주 오래전부터 존재했었다. 사실상 이산화탄소가 없고 다른 자연적인 온실가스도 없다면, 지구 온도는 물리적으로 계산했을 때 빙점 이하로 떨어지고 말 것이다. 온실가스는 해수가 결빙되는 것을 방지하고 지구를 따뜻하게 유지하는 담요다.
동일하게 에너지를 공급한다고 했을 때, 휘발유는 천연가스 소매가의 대략 2.5배 비용이 들며, 도매가의 대략 7배다. 그런면 왜 휘발유를 계속해서 사용하는 것일까? 더 저렴한 석탄으로 전환하지 않는 이유는 무엇일까? 이 문제의 답이야말로 모든 지도자와 머리가 돌아가는 투자자들이 알아둬야 할 것이다. 왜냐하념 지난 10년 동안 자동차를 둘러싼 기간시설(공장, 주유소, 공급체계)이 휘발유를 공급하기 위하여 개발되었기 때문이며, 석유 가격이 갑자기 상승한다고 해서 그전에 지어진 광범위한 기간시설을 급속도로 바꿀 수 없기 때문이다. 경제학자들이 '비효율적 시장'이라고 말하는 곤경에 빠져 있는 것이다. 가격의 불일치는 향후 큰 폭의 에너지 전환이 있을 것임을 암시하며, 실제로 필요한 기술에 적용하기 위하여 상당한 투자가 이루어지고 있다.
각각의 에너지 기술에 대한 선진국과 개발도상국의 차이는 민감하다. 예를 하나 들어보자. 태양전지를 생산하는 비용이 급격하게 내려가 가까운 장래에 태양전지의 가격은 낮아질 것으로 예상된다(원자력발전과 유사하다. 우라늄 원료의 가격은 킬로와트당 0.2센트이므로 사실상 싸다). 아직까지도 미국의 태양전지 발전의 비용은 설치와 정비를 포함하여 천연가스에 경쟁이 되지 않는다. 천연가스는 미국 태양 발전의 주용 경쟁대상(경제적으로 말한다면)이다. 그러나 결론은 중국 및 나머지 개발도상국들은 매우 다르다는 것이다. 간단하게 말하자면, 그 나라들은 미국에 비해 설치와 정비에 드는 인건비가 더 저렴하다. 이런 차이는 향후 태양광 발전의 단가를 천연가스보다 싸게 만들수도 있을 것이다.
천연가스는 저렴하고 매장량이 풍부할 뿐 아니라 또 다른 큰 이점이 있는데, 같은 양의 에너지를 생산할 때 이산화탄소 배출량이 석탄의 절바에 지나지 않는다는 것이다. 이것이 천연가스의 화학적 측면과 연관이 있는데, 천연가스는 주로 화학식이 CH4인 메탄으로 구성되어 있기 때문이다. 메탄이 연소할 때, 에너지의 절반능 이산화탄소를 만드는 탄소(C)가 연소하면서 만들어지고 나머지는 4개 수소가 연소하면서 물분자 2개(2H2O)를 생성하면서 만들어진다. 따라서 에너지의 절반은 이산화탄소를 만들지 않고 얻는 것이다.
세계의 풍력발전 용량은 3년 마다 2배씩 증가하고 있다. 이런 성장속도는 놀라운 것이며, 이는 대형 풍력발전용 터빈을 설치하는 데 비교적 비용이 많이 들지 않고 연료도 필요 없다는 점을 반영하고 있다. 가까운 미래에 설치될 풍력발전은 킬로와트시당 9.7센트의 비용으로 전력을 생산할 수 있다. 이것은 석탄발전에 드는 비용과도 비슷하고 원자력이나 태양력발전보다 저렵하다. 그러나 모든 대안에너지 중 가장 경쟁력이 높은 천연가스보다는 상당히 높다.
자넌 몇 년 동안, 우리는 배터리의 급격한 발전상을 보아와싿. 얼마전까지 우리는 니켈-카드뮵(NiCd)배터리를 사용했는데, 메모리 효과 문제가 큰 단점이었다.(충전하기 전에 완전 방전을 해야 한다). 그리고 우리는 니켈수소전지(NiMH)를 사용했으며, 여전히 도요타의 프리우스 차량에 사용되고 있다. 이전의 메모리 효과의 문제는 더 이상 없었다. 그 후 리튬이온 배터리가 나왔는데, 가볍고 높은 에너지 밀집도를 가지고 있다는 것이 특징이다. 다음에 등장할 배터리는 리튬 폴리머 배터리인데, 매우 얇게 만들어져 핸드폰이다, 전자책 또는 초박형 노트북 컴퓨터에 사용될 수 있었다. 이런 급속한 개발은 많은 사람들이 컴퓨터처럼 배터리가 엄청난 속도로 계속해서 향상될 것이라는 낙관론을 가지게 만들었다. 나는 이런 낙관론이 보장된 것은 아니라고 생각한다. 배터리 기술이 급속도로 발달한 것처럼 보이는 것은, 사실상 배터리 시장이 급속도로 성장했기 때문이다.
후쿠시마 원전 사고가 가져온 가장 큰 미래 위험성은 일본과 전 세계의 불필요한 원자력 폐기로 인해 다가올 것이다. 이런 위험성은 발전소의 운전 중지로 인한 경제적 고통을 야기하며, 화석연료에 대한 의존성을 높이고 이와 관련된 위험성인 전쟁와 지구온난화 같은 잠재적 위험을 야기할 수 있다는 점이다.