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  • 제목 [탈원전 12] 적용 가능한 신재생에너지 발전방식
  • 작성자 박인식 (bec@5483) (DATE: 2017-09-17 21:56:23)
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신재생에너지로는 태양광과 풍력 이외에 조력, 지열, 바이오매스, WTE(Waste -to-Energy)를 들 수 있다.


조력발전이란 조석간만의 차이가 큰 해안지역에 물막이 댐을 건설하고 그곳에 수차발전기를 설치해 밀물이나 썰물의 흐름을 이용해 전기를 생산하는 것이다. 따라서 조력발전에는 댐 건설이 필수 요소다. 조력발전이 환경에 미치는 부담의 가장 큰 부분은 바로 물막이 댐의 건설에서 비롯된다. 댐은 해저 지형과 생태계를 변화시키고, 물과 퇴적물의 흐름에 변화를 초래하며, 서해안의 중요한 자연유산인 갯벌을 파괴한다. 조력발전은 자연의 재생 가능한 에너지를 활용하는 발전 방식이긴 하나 그 건설과 유지· 관리에 치러야 할 환경비용이 만만치 않다. 세계 최초의 조력발전소가 프랑스의 랑스강 하구에 건설된 1966년 이후 40여년이 지나도록 시화호 조력발전소를 제외하고는 아직 어느 나라도 상업적 조력발전소를 건설하지 않고 있다. (서울대학교 지구환경과학부 이창복 교수, 2011.10.02.) 시화호는 간척사업으로 파괴된 생태계를 조력발전을 통해 복구한 사례로 이 항목과는 무관하며, 환경에 긍정적인 평가를 이끌어낸 거의 유일한 경우이다. 상업적 조력발전소라 할 만한 것은 시화호 254MW, 프랑스 랑스 240MW 정도이고, 이 밖에 캐나다 아나폴리스 20MW, 중국 3.2MW, 러시아 키스라야구바 0.4MW 정도가 있다. 환경 측면에서 선택하기 어려운 방식이 아닐까 한다. 


지열발전은 땅속 온도가 200도 가까이 되는 깊이까지 관정을 뚫고 이를 이용해 물을 끓인 다음 이때 발생한 증기로 발전하는 방식이다. 화산지대에서는 매우 효율적인 발전방식이지만 우리나라와 같은 비화산지대에서는 발전에 필요한 충분한 열원을 확보하기가 쉽지 않다. 결국 땅속으로 내려갈수록 온도가 증가하는 지하증온율을 기대할 수밖에 없는데, 한반도 대부분이 지질연대가 매우 오래되었기 때문에 그것도 한계가 있다. 따라서 지열발전이 가능한 지역은 그나마 여건이 나은 신생대 지층이 분포하는 포항을 중심으로 하는 한반도 남동부나 제주도 정도에 한정된다. 발전에 필요한 온도를 얻으려면 수 km 깊이까지 관정을 뚫어야 한다. 경북 포항에 2011년부터 국책사업으로 지열발전소 개발을 추진해오고 있다. 2012년 9월에 관정굴착을 시작해서 2015년 12월에 깊이 4,348미터 주입정(注入井) 굴착을 마치고 2016년 11월에 깊이 4,362미터 생산정(生産井) 굴착을 마쳤다. 온도는 174도로 지표까지 올라오면 160도 정도 유지할 수 있어 상업발전이 가능할 것으로 기대하고 있다. 다른 신재생에너지는 대체로 간헐전원인데 반해 지열발전은 연속발전이 가능하다는 장점이 있다. 하지만 아래 그림에서 보는 바와 같이 지역도 한정 되어 있고 관정깊이가 4km를 넘어 과연 신재생에너지의 한 축을 담당할 수 있을지 의문이다. (관정깊이가 4km라는 것은 우리 같은 전문가에게도 어마어마한 규모이다.) 




이밖에도 땅속 일정 깊이의 항온성(恒溫性)을 이용해 열교환기로 에너지를 회수해 발전하는 방식도 있다. 이 경우 지역에 제한을 받지 않고 관정심도가 100~150미터 남짓하기 때문에 큰 어려움은 없다. 그러나 규모를 키우기 어렵고, 시간이 지나면서 발생하는 열오염으로 효율이 떨어지기 때문에 상업용 대안은 되지 못한다. 


바이오매스나 WTE는 소각열을 이용한다는 점은 같으나 바이오매스는 발전을 목적으로 소각하는데 반해 WTE는 폐기물처리의 한 방편인 소각처리과정에서 발생하는 폐열을 이용한다는 점이 다르다. 이곳 사우디에서 몇 년 전부터 WTE 사업을 추진하고 있다. 시설의 장점을 설명하려니 에너지 다원화를 추구하는 사우디 정부 정책에 편승하느라 발전에 초점을 맞추지 않을 수 없는데, 그러다 보니 꼬리가 몸통을 흔드는 격이 되었다. 폐열을 재활용하는 것이 어떻게 덤 이상이 될 수 있을까. 바이오매스는 국내생산이 제한적이기 때문에 수입에 의존해야 하는데 이 중 크게 비중을 차지하는 우드펠릿은 연소과정에서 미세 먼지를 유발하는 질소산화물을 배출하며 휘발성 유기화합물인 벤젠도 나온다. 이밖에도 바이오매스나 WTE 모두 연료로서 효율이 화석연료보다 떨어져 화석연료보다 이산화탄소를 오히려 더 많이 배출하니 친환경과는 거리가 멀어 발전방식으로는 적절치 않다. 다만 WTE는 폐기물 처리가 불가피하니 없앨 수는 없고 폐열을 재활용하는 정도로 여기면 되겠다. 


결국 우리나라에서 적용 가능한 신재생에너지로는 태양광과 풍력 정도가 아닐까 한다. 다음 장에서 우리나라의 태양광과 풍력 입지여건이 어떤지 살펴보겠다.


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