앞으로 다가올 수십년간 세계의 에너지에 대한 수요는 현저하게 증가할것이다. 지평선상의 어떠한 마술과도 같은 기술은 무한정 순수한 에너지를 약속하지는 않는다. 그러나 새로운 디자인들은 이미 자리잡은 시스템의 효율성에 집중함으로써 더많은 에너지를 뽑을수 있다. 더욱이 시간이 지남에 따라 태양열 풍력,바이오메스 등의 재생가능 자원들이 추가되면서 에너지는 더욱 환경친화적으로 변화 될것이다. 이미 선진국에서는 오래전 연구가 활발히 진전되고 있으나 우리나라는 아직 초기 단계이다.
신재생 에너지라는 것은 무엇인가?
태양광발전시스템(태양전지, 모듈, 축전지 및 전력변환장치로 구성)을 이용하여 태양광을 직접 전기에너지로 변환시키는 기술
태양열이용시스템(집열부, 축열부 및 이용부로 구성)을 이용하여 태양광선의 파동성질을 이용하여 태양에너지 광열학적 이용분야로
태양열 흡수·저장·열변환을 통하여 건물의 냉난방 및 급탕 등에 활용하는 기술
풍력발전시스템(운동량변환장치, 동력전달장치, 동력변환장치 및 제어장치로 구성)을 이용하여 바람의 힘을 회전력으로 전환시켜
발생하는 유도전기를 전력계통이나 수요자에게 공급하는 기술
수소, 메탄 및 메탄올 등의 연료를 산화(酸化) 시켜서 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 기술
수소를 기체상태에서 연소시 발생하는 폭발력을 이용하여 기계적 운동에너지로 변환하여 활용하거나 수소를 다시 분해하여 에너지원으로 활용하는 기술
태양광을 이용하여 광합성되는 유기물(주로 식물체) 및 동 유기물을 소비하여 생성되는 모든 생물 유기체(바이오매스)의 에너지
사업장 또는 가정에서 발생되는 가연성 폐기물 중 에너지 함량이 높은 폐기물을 열분해에 의한 오일화기술, 성형고체연료의 제조기술, 가스화에 의한 가연성 가스
제조기술 및 소각에 의한 열회수기술 등의 가공·처리 방법을 통해 연료를 생산 석탄, 중질잔사유 등의 저급원료를 고온, 고압하에서 불완전연소 및 가스화
반응시켜 일산화탄소와 수소가 주성분인 가스를 제조하여 정제한 후 가스터빈 및 증기터빈을 구동하여 전기를 생산하는 신발전기술
지표면으로 부터 지하로 수m 에서 수㎞깊이에 존재하는 뜨거운 물(온천)과 돌(마그마)을 포함하여 땅이 가지고 있는 에너지를 이용하는 기술
개천, 강이나 호수 등의 물의 흐름으로 얻은 운동에너지를 전기에너지로 변환하여 전기를 발생시키는 시설용량 10,000㎾이하의 소규모 수력발전
해수면의 상승하강운동을 이용한 조력발전과 해안으로 입사하는 파랑에너지를 회전력으로 변환하는 파력발전, 해저층과 해수표면층의
온도 차를 이용, 열에너지를 기계적 에너지로 변환 발전하는 온도차 발전
그럼 미래의 에너지는 우리에게 무엇을 줄것인가?
이장에서는 미래의 에너지 에 대해 알아보자,
앞으로 다가올 수십년간 세계의 에너지에 대한 수요는 현저하게 증가할것이다.
지평선상의 어떠한 마술과도 같은 기술은 무한정 순수한 에너지를 약속하지는 않는다.
그러나 새로운 디자인들은 이미 자리잡은 시스템의 효율성에 집중함으로써 더많은 에너지를뽑을수 있다.
더욱이 시간이 지남에 따라 태양열 ,풍력,바이오메스 등의 재생가능 자원들이 추가되면서 에너지는 더욱 환경친화적으로 변화 될것이다.
그러나 에너지 부분은 친환경적이고 재생 가능한 에너지로 빠르게 변모하지는 못하고 있다.
우리가 에너지를 생산하고 사용하는 방법은 우리가 미래로 향하는 길을 막고 있으며 생태계의 균 형을 깨뜨릴수 있는 환경오염과 기후 변화를 낳고 있다.
향후 수십년간 우리는 의존 가능한 에너지에 대한 세계의 갈망을 충족시킬 방법들을 모색할것이며 그과정에서 환경적 충격을 감소 시키기 위하여 노력할것이다.
이것은 과거에 직면했던 도전들과 크게 다르지는 않다.하지만 우리는 60억 인구를 위하여 할것이다
원자력의 향후 발전가능성
페기물과 무기제조에도 불구 하고 원자력의 미래는 매우밝다. 원자력은 특히 아시아에서 에너지원으로써 역할이 증대될것이다. 서양은 1950년대 텔레비전광고에서 원자력을 계량기로 재기에는 너무 값싼전기 라고 표현했다. 세계전역에는 현재 430개의 원자력발전소가 가동중이다. 발전소들은 유렵의 총에너지의 35%전세계 총에너지16%를 공급한다. 2004년 중국은 최소 30개의 원자력발전소를 건설할것이라고 발표했고, 게다가 새로운 발전소들은 더 안전하고 더 적은 페기물을 발생한다. 석유를 찾는 일이 더욱 어려워질수록 원자력이 선호될 가능성이 있다.
태양열의 미래
태양열은 미래의 희망이다. 무제한의 청정에너지며 태양광과 태양 열을 에너지로 이용하기 때문이다. 태양전지가 모든집에 설치되고 배광망으로부터 벗어난다. 물론 모든사람들이 태양열이 값싸고 풍부하다는 것을 알고 있고 여러 에너지 전망들에 따르면수년내 태양열이 화석연료와 경쟁할것이라고 기대 한다. 현실은 소수만이 태양열이 가까운 미래에 탄화수소와 치열하게 경쟁할것으로 예상한다. 전문가들은 2025년 까지 태양에너지 사용량은 증가 할것이지만,화석연료의 사용량 역시 같은비율로 증가할것이라고 전망한다. 종합적으로 태양은 우리가 동력화하기를 원하는 에너지 자원이지만 태양열이 탄화수소를 압도 할수 있을것이라는 전망은 매우적다. 아직은 집열판등 코스트문제로 일반가정에 적용하기가 무리가 따른다. 또한 태양이 있을때 사용하고 없을때는 다른 에너지원이 필요하기 때문이다. 펜실베이니아의 주립대학의 연구자들은 광전지 에너지양을 증가시키기위해 고급 티타늄 나노튜브층을 사용한다. 수많은 과학자들의 연구결과 작은 손바닥만한 집열판 하나면4인 가족이 사용할 온수와 전기를 얻는다면 최고의 자연 에너지원 아니겠는가? 물론 가격은 우리가 일반적으로 사용가능한 금액이다면 말이다.그렇게 되기를 희망해본다.
풍력발전의 미래
풍력은 세계 에너지 공급량에서 점점 더 높은 비중을 차지 하게 될것이다.
화석연료와 비료했을때 초기 비중은 매우 낮지만 풍력은 연평균 30%가 성장하고 있다.
아이러니 하게도 풍력과 같은 생태학적으로 자연친화적인 기술조차 새들에게
소음과 피해를 가져다 줄수 있다는 우려를 낳고 있다.
지속적으로 바람이 부는 곳이 아닌이상 풍력은 여전히 의존하기 힘든경향이 있다.
게다가 어떤이들은 풍력발전시설이 보기 흉하다며 세계 에너지 공급량에 대한 풍력의 기여를 한정
시키고 있다,
해양력 미래
재생가능한 에너지의 새로운 옵션은 파력이다.
파력은 파도를 물리적에너지로 전환시키고 전류를 발산한후 그것을 해저전선을 통하여 다시 해안으로 보내는 앞바다의 부표에 의존한다.
에너지 전문가들은 해양력이 태양열 또는 풍력보다 재생가능한 에너지 자원으로서 더 많은 잠재력을 가질수 있다고 믿는다.
지열에너지
지열시스템의 구조도
지열시스템
지구 자체가 품고 있는 땅속의 열(지열)을 이용하여 인간생활에 필요한 에너지로 사용할 수 있게 연구한 기술 입니다. 지구는 중심부로 갈수록 뜨거워지며, 방사선물질의 붕괴에 의해 야기되는 핵반응 때문에 용해된 지구 중심부의 온도는 4000℃에 달합니다. 태양열의 약 46%가 지표를 통해 저장되는데 이양은 현재 사용중인 에너지양의 약 500%에 해당되는 규모입니다. 땅 속 10Mr이하에서는 년중 온도가 일정하며 보통 15℃정도로 유지하고 있는데, 이 온도를 이용하여 히트펌프냉동기와 함께 냉동사이클을 구성하여 우리생활과 밀접한 관계가 있는 냉방ㆍ난방 및 급탕에 활용하는 시스템으로서 폐회로시스템에서는 지하에 매장되어 있는 열을 고밀도 플라스틱파이프(HDPE)를 통해 물 또는 부동액이 회로 내를 순환하면서 동절기에는 대지로 부터 얻은 열을 본 시스템에 의해 건물내로 전달하고, 하절기에는 건물내의 열을 흡수하여 회로를 순환하면서 지하로 흡수열을 방출시키는 과정입니다. 경제적 기존 에너지 대비 난방시 50~70%, 냉방시 20~40% 정도 에너지 효율이 좋으며, 기기 수명이 길고 관리비가 적게 듦. 편리성 지열시스템으로 냉방, 난방은 물론 급탕까지 자동으로 운전되며, 각 존별로 운전 가능함으로 쾌적하고 편리한 생활환경 제공. 친 환경적 온실효과를 일으키는 지구온난화 주범인 CO2 가스의 배출이 없는 청정에너지로서,무한한 미래에너지임.
결론
환경문제를 유발하지 않으면서 신축건물은 에너지관리에중점을 두고 설계를 하겠지만 일반건물일 경우 초기비용이 부담이 되어 만만치 않은게 현실이다. 기존건물은 주거시설 개선즉, 단열을 강화 하고 창을 단열강화창과 자연채광을 이용하는 방법 밖에는 별다른 도리가 없다.
효율성의 주요요소는 건물의 냉방과 난방에 있다. 오래된 건물들은 비효율적으로 단열되어 있고 단순히 에너지를 누전 시킨다. 새로 신축하는 건물들은 내부효율성을 높이기 위해 설계하겠지만 오래된 구조들은 어떻게 개선할것인가가 문제가 된다. 이문제는 에너지 효율적 설계와 건물의 에너지효율을 개선시키는 친환경재료로 단열을 확실히 하여 열교현상을 차단하고 태양열난방이라든지 단열성이 완벽한 고성능창문 적은양을 흐르게 하는 수도관 같은 구조공사로 에너지 효율을 80% 향상시킬수 있다. 거기에 친환경재료인 수성연질발포폼이 크게 한몪을 담당할수 있을것으로 보인다.
단열성을 강화한 고성능창호
친환경단열재 수성연질폼의로 주택의 벽면을 시공한 모습
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