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환경과 에너지, 제2의 산업혁명이 필요하다
환경과 에너지, 제2의 산업혁명이 필요하다
  • 김성옥
  • 승인 2022.01.24 09:00
  • 댓글 0
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우리가 사는 지구를 환경재난으로부터 지키기 위해서는 한 세기 전의 산업혁명만큼이나 대대적인 제2의 산업혁명이 필요하다. 자동차를 다시 발명하고, 급격하게 발전하는 석탄 중심의 산업구조에서 배출되는 대기오염물질을 제거하고, 지금보다 훨씬 더 효율적으로 에너지를 이용하면서 열대우림의 파괴를 막아야 한다. 어느 한 가지 기술만으로는 기후위기를 막을 수 없다.

과학자들이 지구의 기후를 안정화시키기 위해서 반드시 필요하다고 주장하는 대로 각 국가들은 지구온난화 가스 배출을 줄일 대책을 마련하고 있다. 우리의 목표는 지구온난화를 불러오는 대기오염을 줄여 지구의 생태환경과 기후 패턴이 너무나 급격히, 그리고 광범위하게 변해서 일어나는 재앙을 되돌릴 수 없는 상황에 처하기 전에 막아 내는 것이다.

컴퓨터의 혁명으로 태양 에너지는 훨씬 더 큰 매력으로 다가온다. 매시간 태양은 지구상의 모든 문명이 일년 내내 충분히 사용할 수 있을 만큼의 에너지를 지구로 보내주고 있다. 태양 에너지의 10%만 전기로 변환시킨다 해도 지구 온난화에 대한 답을 충분히 찾을 수 있다.
 

에너지저장시스템 ESS(Energy Storage System)


우리가 사용하는 전구나 전기콘센트 뒤에는 발전소에서부터 변전소를 거쳐 오는 거대한 전기줄의 거미줄(그리드 또는 전력망)이 있다. 태양은 일년 365일, 24시간 내내 지구의 어느 한 지역을 비추지 않는다. 어느 지역은 햇빛을 보기조차 힘들다. 햇빛이 비추지 않을 때에도 전기를 사용할 수 있는 방법이 필요하다. 풍력 에너지도 같은 난관에 봉착하게 된다. 따라서 효율성이 높은 에너지 저장기술이 필요하다.

에너지저장시스템은 원하는 시간에 전력을 생산하기 어려운 태양광·풍력 등의 신재생에너지를 미리 저장했다가 필요한 시간대에 사용할 수 있는 저장 장치를 말한다. 일반 가정에서 사용되는 건전지나 소형 배터리도 전기 에너지를 다른 에너지 형태로 변환하여 저장하기는 하지만, 일반적으로 우리가 부르는 ESS는 수백 kWh 이상의 전력을 저장하는 단독 시스템을 뜻한다.

보통 필요 발전량은 냉난방 수요가 급증하는 최고 수요 시점을 기준으로 설정되어 있다. 그러나 ESS는 피크 수요 시점의 전력 부하를 조절해주기 때문에 발전 설비에 대한 과잉 투자를 막을 수 있다. 예를 들어 전기자동차 충전소 등의 산업 시설에서 높은 출력으로 전기가 대량 소비될 때에 유용하다. 미리 생산된 전기가 있기 때문에 갑작스러운 정전 사태에도 안정적인 전력 공급이 가능하다. 이렇듯 ESS는 불규칙한 전기의 수요·공급을 조절해주는 등 전력망에 대한 믿음을 심어줄 수 있다고 본다.


스마트 그리드
 

스마트 그리드란 똑똑한 전력망을 말하는 것으로 전력망을 지능화·고도화함으로써 고품질의 전력서비스를 제공하고 에너지 이용효율을 극대화하는 전력망이다. 
현재의 전력시스템은 최대 수요량에 맞춰 예비율을 두고 일반적으로 예상수요보다 15% 정도 많이 생산하도록 설계돼 있다. 예비전기를 생산하기 위해 연료를 확보해야 하고 각종 발전 설비가 추가적으로 필요하며, 버리는 전기량이 많아 에너지 효율도 떨어진다. 또한 석탄, 석유, 가스 등을 태우는 과정에서 이산화탄소 배출도 늘어난다. 

스마트 그리드는 에너지 효율 향상에 의해 에너지 낭비를 절감하고, 신·재생에너지에 바탕을 둔 분산 전원의 활성화를 이룩한다. 이를 통해 에너지 해외 의존도 감소 및 기존의 발전 설비에 들어가는 화석연료 사용 절감을 통한 온실가스 감소 효과를 거둔다고 한국전력공사는 말한다. 

스마트그리드 구축에 따른 효과로는 에너지효율 최적화, 자발적 에너지 절약 유도, 신·재생 녹색에너지 확대, 전기자동차 인프라 및 전력망 구축에 의한 환경·경제에 도움이 된다. 그리고 향상된 IT 기술과 최첨단 스마트 센서 도입으로 실시간 모니터링 데이터 분석 프로그램을 개발하여 시스템 위험요소를 사전 제거하고 지능화된 전력기기와 인공지능 운영시스템을 구축하여 전력망 운영을 최적화할 수 있다.

유럽의 2018년 온실가스 배출량은 1990년보다 23% 낮다. 미국의 온실가스 배출량은 2005년부터 2016년까지 15% 줄어들었다. 대부분의 에너지 전문가들은 개발도상국의 탄소 배출 역시 어느 시점에 도달하면 정점을 찍고 내려갈 것으로 예상한다. 이는 선진국에서 벌어진 것과 같은 현상이다. 선진국과 비슷한 수준의 풍요를 이루고 나면 개발도상국의 탄소 배출량은 줄어들 것이다. 


* ESSD(Environmentally Sound & Sustainable Development; 환경적으로 건전하고 지속 가능한 발전)

글 김성옥(글로벌미래환경협회 회장)  사진 픽사베이
 

 

김성옥 회장은…

이화여대에서 환경공학을 전공한 김성옥 회장은
한국여성유 권자연맹 고문으로 17대, 18대 중앙회장을 지냈다.
지난해 여성지 Queen 창간 30주년 기념 ‘대한민국을 이끄는 여성리더 30 인 ’에 선정되어
KTWL(Korea's Top 30 Woman Leaders) 회장 으로 추대됐다. 현 사단법인 글로벌미래환경협회 회장.


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