요약
에너지의 뜻
신재생 에너지의 뜻, 특징, 중요성
신재생 에너지의 종류
에너지란?
에너지는 물리적으로 일을 할 수 있는 능력을 나타내는 것으로 정량적으로 표현이 가능한 개념을 말한다.
직접 인지하지는 못하지만 에너지의 이동 또는 변환에 의해 에너지의 존재를 인지할 수 있다. 역학적 에너지, 빛 에너지, 열 에너지, 화학 에너지, 전기 에너지, 생물 에너지, 핵 에너지, 중력 에너지, 탄성 에너지, 소리 에너지 등 모든 에너지는 잠재적 에너지와 운동 에너지, 정지 에너지로 나타낼 수 있다.(정지에너지는 질량에 비례하는 물리량으로서 질량 에너지로 표현할 수 있다.)
에너지를 생성하는 전통적(일반적)인 에너지원으로 대부분 재생 불가능한 자원들이 사용되어 왔다. 재생 불가능이란, 에너지원으로 사용되거나 일정한 시간이 지나면 그 수명이 다하게 되어 다시 사용할 수 없는 에너지원을 뜻한다.
일반적으로 재생 불가능한 에너지원은 석탄, 석유, 천연가스 등의 화석 연료를 말한다. 다량의 탄소로 구성되어 있으며, 오래전에 유기체들의 활동으로 생성된 화석이나 그 부산물과 같은 잔여물에서 생성된 에너지 원이다. 대부분의 화석 연료의 생성 과정은 식물, 조류 및 플랑크톤 등이 태양 에너지를 흡수하여 광합성으로 생성한 에너지를 동 / 식물들이 흡수하여 그 에너지가 저장되고, 그 동 / 식물이 죽게 되어 퇴적, 높은 열과 압력을 받아서 석탄, 석유 및 천연가스와 같은 화석 연료로 변하게 된다. 그동안 화석 연료가 상대적으로 싼 편이고, 세계 곳곳에 많이 저장되어 있었기에 에너지원으로 널리 쓰여 왔다. 하지만 현재에는 화석 연료의 연소 시 발생하는 유해물질로 인한 환경 피해 문제, 매장량의 고갈, 기술 발달로 인해 더 경제적인 에너지원의 등장 등의 이유로 에너지원으로서의 사용을 점차 줄이고 있는 실정이다.
신재생 에너지
신재생 에너지는 기존의 화석 연료를 변환시켜 재생 가능한 에너지(태양 에너지, 지열 에너지 등)로 이용하거나 재생이 가능한 에너지를 의미한다.
신에너지는 연료전지, 수소, 석탄의 액화 / 가스화 및 중질잔사유 가스화 등으로, 재생에너지는 태양광, 태양열, 바이오, 풍력, 수력, 해양, 폐기물, 지열 등으로 분류할 수 있다.
신재생 에너지는 화석 연료와 달리 재생이 가능하기 때문에 고갈되지 않으며, 오염 물질 및 이산화탄소 배출이 적어 환경 친화적인 동시에 화석 연료에 비해 비교적 지구상에 고르게 분포하고 있는 특징이 있다. 반면에 발전소 같은 기반 시설 건설 시 입지에 주변 환경의 영향을 많이 받으며, 개발 초기 투자 비용이 많이 들고, 비교적 경제성이 낮은 편이라는 단점이 있다.
하지만 공공의 이익을 위해 중요한 미래 지향적 에너지라는 점에서 앞으로 시장창출 및 경제성, 기술 확보를 위한 장기적인 차원에서 개발이 필요하다는 것은 부정할 수 없을 것이다.
신재생 에너지의 중요성
앞으로 고유가 시대에 사회가 발전할수록 늘어나는 에너지 수요를 화석 연료만으로 감당하기는 힘들어질 것이다. 이에 더해 언제일지는 모르지만 다가올 화석연료의 고갈(석유 40년, 가스 58년, 석탄 130~200년 후 고갈될 것으로 예측)로 인한 에너지 위기로부터 벗어나기 위해 에너지 공급방식의 다양화가 필요한 시점이다. 또한 기후 변화협약 등의 세계적인 환경규제 분위기 속에서 살아남기 위한 하나의 방안으로 청정에너지 확보의 중요성이 커져만 가고 있다.
이에 신재생 에너지 산업은 IT 산업과 더불어 개발하고 성장시켜야 하는 중요한 차세대 산업이며, 시장규모가 급격히 팽창하고 있는 중요한 미래 산업 중 하나가 되었다.
신재생 에너지의 종류
1. 태양광(Photo voltaic)
태양의 빛 에너지를 변환시켜 전기를 생산하는 발전기술, 빛에 의한 광전효과로 전기를 발생시키는 태양 전지를 이용한다.
2. 태양열(Solar Thermal)
태양의 복사광선을 흡수해서 열에너지로 변환 및 저장시켜 건물 냉난방, 온수 시스템, 산업공정열, 발전 등에 활용한다. 집열부 / 축열부 / 이용부 / 제어장치 등으로 구성되어 있다.
3. 바이오 에너지(Bio-Energy)
바이오 매스를 직접 또는 생 / 화학적, 물리적 변환 과정을 통해 액체, 가스, 고체 상태의 연료나 전기 / 열에너지 형태로 이용하는 에너지이다.
바이오 매스 : 태양에너지를 받은 식물과 미생물의 광합성에 의해 생성되는 식물체, 균체와 이를 먹고 살아가는 동물체를 포함하는 생물유기체를 뜻한다.
4. 풍력 에너지(Wind Power)
바람의 힘을 터빈의 회전력으로 전환시켜 전기 에너지를 생성하는 것으로 생성된 전기는 전력계통이나 수요자에게 직접 공급하여 사용한다. 일정 세기의 바람이 있는 곳 어디서나 전력 생산이 가능하고, 상대적으로 설치가 용이하며, 비용도 저렴하게 들어 미래 신재생 에너지 산업에서 큰 비중을 차지할 것으로 기대되고 있다.
바람이 가진 에너지를 흡수 / 변환하는 운동량 변환장치, 동력전달장치, 동력변환장치, 제어장치 등으로 구성된다.
5. 해양에너지(Ocean Energy)
해양의 조수, 파도, 해류, 온도차 등을 변환시켜 전기 또는 열 에너지를 생산한다. 전기를 생산하는 방식으로는 조력, 파력, 조류, 온도차 발전이 있다.
6. 수력발전(Hydro Power)
물의 유동 및 위치에너지를 이용하는 기술이다. 2005년 이전에는 시설용량 10MW 이하를 소수력으로 규정하였으나, 현재에는 수력 전체를 신재생 에너지로 정의하고 있다.
7. 수소에너지(Hydrogen Energy)
물 또는 유기물질을 변환하는 등의 다양한 방법을 통해 수소를 생산하여 생산된 수소를 에너지로 활용한다.
수소의 생산, 저장, 응용, 안전대책 등 많은 분야에서 기술개발이 필요하며 에너지의 패러다임을 바꿀 수 있는 중요한 신재생 에너지분야이다.
8. 지열에너지(Geothermal Energy)
물, 지하수 및 지하의 열 등의 온도차를 이용하여 냉 / 난방에 활용하는 기술이다.
태양열의 약 47%가 지표면을 통해 지하에 저장되며, 땅속의 온도는 지형에 따라 다르지만 대략 지표면 가까운 땅속의 온도는 10 ~ 20℃, 깊은 땅속(지중 1~2㎞)은 약 80℃ 정도를 유지한다. 이 온도차를 활용하여 냉 / 난방 시스템에 이용하거나 발전에 사용한다.
9. 폐기물에너지(Waste Energy)
폐기물을 변환시켜 연료 및 에너지를 생산하는 기술이다.
열분해에 의한 오일화 기술, 성형 고체연료의 제조기술, 가스화에 의한 가연성 가스 제조기술 및 소각에 의한 열회수 기술 등을 통해 연료나 열 등을 생산하고, 이를 에너지로 이용하는 방법이다.
10. 석탄(중질잔사유) 가스화 / 액화
석탄, 중질잔사유 등 저급원료를 고온 / 고압의 가스화기에서 수증기와 함께 한정된 산소로 불완전연소 및 가스화시켜 일산화탄소와 수소가 주성분인 합성가스를 만들어 정제공정을 거친 후 이 연료를 이용하여 발전하는 신기술이다.
11. 연료전지(Fuel Cell)
수소(천연가스, 메탄올, 석탄, 바이오매스)와 산소의 화학에너지를 전기화학반응에 의해 전기 에너지로 직접 변환하는 발전장치로 열을 동시에 생산하는 기술이다.
발전효율 30 ~ 40%, 열효율 40% 이상으로 70 ~ 80%의 효율을 얻을 수 있는 기술이다.
기타 용어
대체에너지(Alternative Energy)
- 화석연료를 대체하는 에너지의 총칭을 뜻함
- 재생 불가능한 바이오디젤, 원자력 발전 등도 화석연료를 대체하므로 대체 에너지이다.
재생(가능) 에너지(Renewable Energy)
- 대체에너지의 한 분류
- 친환경 에너지의 한 범주이다.
신재생에너지(New & Renewable Energy)
- 한국만 쓰는 용어
- 재생 가능 에너지 + '신'에너지
무공해 에너지
- 환경을 오염시키지 않는 깨끗한 에너지를 가리키는 용어
- 그린에너지, 바이오매스 에너지, 수소에너지 등이 포함
- 클린에너지, 청정에너지, 새로운 에너지라고도 지칭
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