태양광과 풍력이 간헐적이기 때문에 우리의 발전용량capacity은 더욱 커져야 한다(발전 용량이란 해가 가장 밝을 때나 바람이 가장 강하게 불 때 우리가 이론적으로 생산할 수 있는 전기의 양을 의미한다. 발전generation은 간헐성, 정비 등의 이유로 발전소를 잠정 폐쇄했을 때를 모두 고려하여 우리가 실제로 얻는 전기의 양이다. 따라서 발전은 발전 용량보다 언제나 작다. 태양광과 풍력의 경우 이 차이는 더욱 커질 수 있다).
-알라딘 eBook <빌 게이츠, 기후재앙을 피하는 법> (빌 게이츠 지음, 김민주.이엽 옮김) 중에서 - P156
이처럼 간헐성은 제로 탄소 전기 시대에 전기료를 상승시키는 주요인이다. 친환경 에너지 도시가 되고자 하는 많은 도시들이 태양광과 풍력에너지만 사용하지 않고 가스화력발전소 등의 다른 에너지원을 수요에 따라 가동하고 멈추는 방식으로 부족분을 보충하는 이유다. 하지만 아무리 생각해봐도 이런 에너지 보충 방식은 제로 탄소라고 하기는 어렵다.
-알라딘 eBook <빌 게이츠, 기후재앙을 피하는 법> (빌 게이츠 지음, 김민주.이엽 옮김) 중에서 - P158
우리는 재생에너지의 사용을 가로막는 장애물을 제거해야 한다. 예를 들어 많은 사람이 미국의 전력망을 연결된 하나의 네트워크라고 생각하지만, 실제로는 전혀 그렇지 않다. 미국의 전력망은 조각보처럼 여러 개의 전력망이 엉켜 있는 형태로, 만들어진 전기를 지역에서 멀리 떨어진 곳으로 보내기란 실질적으로 불가능하다. 애리조나는 여분의 태양광 전기를 이웃에 팔 수 있지만, 미국 반대편의 주에는 팔 수 없다.
-알라딘 eBook <빌 게이츠, 기후재앙을 피하는 법> (빌 게이츠 지음, 김민주.이엽 옮김) 중에서 - P159
핵분열. 원자력발전의 장점은 다음과 같이 단적으로 요약할 수 있다. 원자력발전은 밤낮과 계절에 구애받지 않고 전력을 생산할 수 있으며, 지구상 어디에서나 작동할 수 있고, 대규모로 생산이 가능하면서도 유일하게 탄소를 발생시키지 않는 에너지원이다.
-알라딘 eBook <빌 게이츠, 기후재앙을 피하는 법> (빌 게이츠 지음, 김민주.이엽 옮김) 중에서 - P165
핵융합. 소비자들에게 전기를 공급하기까지는 아직 몇십 년의 시간이 더 필요하지만, 핵분열과 완전히 다르면서도 꽤 유망한 접근 방식이 있다. 핵분열처럼 원자를 분리하는 방식 대신, 원자를 붙이거나 융합하는 것이다.
-알라딘 eBook <빌 게이츠, 기후재앙을 피하는 법> (빌 게이츠 지음, 김민주.이엽 옮김) 중에서 - P171
핵융합의 원리는 태양의 원리와 비슷하다. 일단 기체—대부분의 과학자들은 특정 종류의 수소에 집중한다—로 시작한다. 기체가 아주 뜨거워지면, 그러니까 섭씨 5,000만 도를 넘어갈 정도로 뜨거워지면 기체는 전기를 띤 플라스마 상태가 된다. 온도가 이렇게 높아지면 입자들은 빨리 움직이다 서로 충돌하면서 융합된다. 마치 태양을 이루고 있는 수소 분자가 그러듯이 말이다. 수소 분자들이 융합하면 헬륨이 되는데, 이 과정에서 엄청난 양의 에너지가 방출된다. 이 에너지는 전기를 만드는 데 사용된다(과학자들은 플라스마를 가두는 다양한 방법을 찾아냈는데, 가장 일반적인 방법은 엄청난 양의 자석이나 레이저를 사용하는 것이다).
-알라딘 eBook <빌 게이츠, 기후재앙을 피하는 법> (빌 게이츠 지음, 김민주.이엽 옮김) 중에서 - P172
핵융합 폐기물은 100년 동안 방사선을 배출하지만, 수천 년 동안 방사선을 배출하는 플루토늄에 비해서는 양호하며, 강도도 병원에서 나오는 방사선 수준으로 약하다. 이 과정에서 우리가 통제할 수 없는 연쇄 반응이 일어나지도 않는다. 연료 주입을 멈추고 플라스마가 들어 있는 장치의 스위치를 끄면 핵융합은 그 즉시 멈춘다.
-알라딘 eBook <빌 게이츠, 기후재앙을 피하는 법> (빌 게이츠 지음, 김민주.이엽 옮김) 중에서 - P172
지열geothermal. 지하 깊은 곳, 수십 미터에서 약 1.6킬로미터 깊은 지하에는 무탄소 전기 생산에 사용할 수 있는 뜨거운 돌들이 있다. 고압의 물을 관으로 지하의 돌에 주입하면, 돌의 뜨거운 열을 물이 흡수하여 증기로 변해서 반대쪽 관을 통해 지상으로 나온다. 이렇게 나온 증기는 터빈을 작동시켜 전기를 생산한다.
하지만 지하의 열을 사용하는 것에는 단점이 있다. 에너지밀도(제곱미터당 우리가 얻는 에너지의 양)가 꽤 낮다는 것이다.
-알라딘 eBook <빌 게이츠, 기후재앙을 피하는 법> (빌 게이츠 지음, 김민주.이엽 옮김) 중에서 - P177
양수발전pumped hydro. 양수발전은 하나의 도시가 사용할 만큼의 에너지를 저장하는 방식이다. 작동 원리는 이렇다. 전기가 저렴할 때(예를 들어 강풍이 풍력 터빈을 매우 빠르게 돌릴 때) 물을 언덕 위의 저수지(상부 저수지)로 끌어 올린다. 전력 수요가 줄어들면 물을 하부 저수지에 방수해서 터빈을 작동시켜 전기를 생산한다.
-알라딘 eBook <빌 게이츠, 기후재앙을 피하는 법> (빌 게이츠 지음, 김민주.이엽 옮김) 중에서 - P181
축열畜熱, thermal storage. 축열의 개념은 전기가 저렴할 때 전기로 무언가를 가열한 뒤, 열 엔진heat engine을 사용해 그 열을 전기로 만드는 것이다. 이런 발전 과정의 효율성은 50~60퍼센트로, 나쁜 편은 아니다.
-알라딘 eBook <빌 게이츠, 기후재앙을 피하는 법> (빌 게이츠 지음, 김민주.이엽 옮김) 중에서 - P182
전력 저장과 관련하여 저렴한 수소는 다른 아이디어들을 쓸모없게 만들 수 있을 것이다.
그 이유는 수소가 연료전지 배터리의 핵심 성분이기 때문이다. 연료전지는 두 가스(보통 수소와 산소) 사이의 화학적 반응으로 에너지를 얻는다. 이런 과정에서 만들어지는 유일한 부산물은 물이다.
-알라딘 eBook <빌 게이츠, 기후재앙을 피하는 법> (빌 게이츠 지음, 김민주.이엽 옮김) 중에서 - P183
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