재생에너지
재생에너지는 태양과 바람 물, 등 자연의 힘을 전기에너지로 만들어 사용하는 발전 방식이다. 탄소 배출을 하지 않으며 미세먼지 등 대기오염 물질을 발생하지 않는다. 세계적으로 기후변화 대응을 위해 탄소배출을 줄이기 위한 노력이 본격화되면서 재생에너지가 주목받고 있다. 발전단가가 점차 낮아지고 관련 투자가 증가하면서 글로벌 전력시장의 전체 발전량 중 재생에너지 비중은 점점 늘어나는 추세이다.
재생에너지 (2021년 기준) (출처 : 한국전력)
발전비중 : 7.5%
발전량 : 43.085GWh
재생에너지는 다양한 발전방식이 있다. 가장 쉽게 접할 수 있는 태양에너지는 열을 이용하는 태양열 에너지와 빛을 이용하는 태양광 발전이 있다. 태양열 발전은 거울을 이용해 한 점으로 태양빛을 모아서 집중된 열로 물을 끓인 후, 여기에서 발생하는 증기로 터빈을 돌려서 발전한다. 여러 개의 거울을 IT 기술로 제어해 태양빛을 모으기 때문에 넓은 부지와 햇빛이 강한 사막 지역에 많이 건설된다.
태양광발전은 빛의 입자가 특정한 물질에 닿으면 전자가 튀어나오는 ‘광전효과’를 기본원리로 한다. 전자가 튀어나오면서 N형 반도체와 P형 반도체를 결합시켜 만든 태양광 셀이 각각 다른 전하를 지니게 되는데 이 차이를 활용해 전류가 흐르게 하는 것이 태양광 발전이다. 태양광발전의 기본 단위인 태양광 셀은 크기가 작아 이를 타일처럼 배열해서 커다란 판으로 만든 것이 태양광패널, 또는 태양광모듈이다. 여러 장의 태양광패널을 직렬로 연결해서 사용하며 생산된 전기를 필요한 전압이나 주파수로 변환하는 인버터, 전체 전력시스템을 조율하는 컨트롤러로 구성된다. 태양광발전의 장점은 별도의 연료비가 필요 없고, 태양광 이외의 연료를 사용하지 않아 환경에 해로운 오염물질이 나오지 않는다는 점이다. 반면 날씨나 기후의 영향을 크게 받는다는 것은 태양광발전이 해결해야 할 과제다.
풍력발전은 바람으로 돌아가는 회전날개가 직접 터빈의 역할을 한다 간단한 구조로 자연의 힘을 이용할 수 있기에 재생에너지 중 가장 먼저 산업적 규모로 운영되기 시작했다 풍력발전기는 회전날개, 축, 발전기, 전선 외에도 발전기가 일정한 회전수로 돌아가도록 도와주는 기어 박스로 구성된다. 또 바람이 너무 강하게 불면 제동장치가 작동해 과열을 막아준다 풍력은 다른 에너지원에 비해 오염물질이나 온실가스 배출량이 현저히 적고 유지보수가 간편하나 소 음과 부피가 크다는 과제가 있다. 해상풍력발전은 이러한 단점을 해결할 수 있는 방법 중 하 나이다. 영국 등 세계적으로 해상풍력발전 시장이 증가하고 있는 추세이다.
해양에너지는 다양한 종류가 개발되고 있는데 바닷물 이용방식에 따라 조력에너지, 조류에너지, 파력에너지, 해수온도차 에너지로 분류할 수 있다. 조력에너지는 밀물과 썰물의 차가 큰 연안에 바닷물을 막는 댐과 수문을 설치해 수위 차이로 터빈을 회전시키는 방식이다. 연료가 불필요하고 발전량을 정확하게 예측 가능하나 바닷물의 염분에 발전설비가 노출되어 유지관리비가 많이 든다. 조류발전은 밀물과 썰물로 인한 바닷물의 흐름을 직접 이용하며 풍력과 유사한 방식으로 전기를 만든다. 비교적 안정적이나 대량의 조류가 충분한 빠르기로 흐르는 곳이 많지 않다. 파력발전은 파도의 운동에너지와 위치에너지를 이용해 터빈을 돌리는 방식이다. 설치 장소나 발전기의 유형 제약이 덜해서 소규모 발전도 가능하나 출력 변동이 심한 편이며 배의 운항이나 어업에 방해가 되므로 대규모 조성이 어렵다는 한계가 있다. 해수온도차 발전은 해수 표면의 온도와 심층의 온도 차이를 이용해 냉매를 증기로 만들어 터빈을 돌린다. 터빈을 돌리고 난 증기는 찬 바닷물로 다시 냉각, 액화하여 순환 사용이 가능하다.
2022 베이징 동계올림픽, ‘재생에너지’와 ‘수소’ 주목
베이징 동계올림픽이 2월 4일 개막했습니다. 코로나19, 보이콧 논란 등 행사를 둘러싼 잡음에도 불구하고, 올림픽이 세계인이 즐기는 인류의 축제인 것만은 변함없는 사실입니다. 선수들의 땀과 눈물이 주는 감동은 국경과 인종, 시대를 초월하기 때문이겠죠.
중국은 이번 동계 올림픽을 통해 친환경 국가로서의 의지를 세계에 알리고자 합니다. 세계의 공장, 탄소배출의 주역이라는 이미지를 벗기 위해서인데요, 실제 ‘친환경 올림픽’ 실현에 많은 노력을 기울이는 모습입니다.
4일부터 진행되는 베이징 동계 올림픽은 과연 친환경적으로 진행될 수 있을까요? 중국 당국은 재생에너지 활용, 수소버스 투입, 경기장 재활용 등 여러 조치를 통해 탄소감축을 최소화 하고자 합니다.
© 2022 베이징 동계올림픽 조직위원회
재생에너지로 전력 공급… 탄소 32만 톤 절감 기대
먼저 중국은 올림픽 경기장에서 사용하는 전력을 태양광, 풍력 등 재생에너지로 충당할 계획입니다. 26개 경기장에서 올림픽 기간 동안 사용할 것으로 예상되는 전력은 약 400GWh, 재생에너지로 이를 모두 공급할 경우 절감되는 탄소 배출량은 32만t이나 됩니다.
동계 스포츠에서 빠질 수 없는 빙상 제조 역시 친환경 방식으로 이뤄집니다. ‘이산화탄소 초임계 냉각’이라는 신기술인데요, 국제올림픽위원회(IOC) 설명에 따르면 기존 제빙 방식에 비해 탄소 배출량이 3,800분의 1 수준으로 절감된다고 합니다. 이 기술은 총 5곳의 경기장에 도입됐습니다.
경기장 재활용 역시 환경을 위한 좋은 선택입니다. 지난 2008년 하계올림픽을 진행한 베이징에는 이미 많은 경기장이 존재하기 때문이죠. 수영장을 컬링장으로, 배구 경기가 진행되던 수도 경기장은 쇼트트랙 경기장으로 바꾸는 등 탄소배출을 최대한 줄이기 위한 재활용 조치가 여러 곳에서 진행됐습니다. 선수촌 단지 내 건물에는 최고등급 친환경 자재를 사용했습니다.
2022 베이징 동계올림픽 첫 경기인 컬링 경기는 지난 2008년 베이징 올림픽 당시 수영 경기가 열렸던 수이리팡(水立方)을 컬링경기장으로 개조한
빙리팡(冰立方)에서 열립니다. 기존 수영경기장을 컬링경기장으로 전환해 재활용함으로써 불필요한 자원과 에너지 소비를 줄였습니다.
© 량진슝/신화통신
‘수소 굴기’ 천명한 중국… 베이징 동계 올림픽에서 선보인다
특히 중국은 이번 올림픽에서 자국의 ‘수소 굴기’를 적극적으로 홍보한다는 방침입니다. 시진핑 주석이 지난 2020년 9월 유엔총회에서 ‘2060년 탄소중립’ 목표를 선언한 후, 중국은 수소 산업 육성에 심혈을 기울이고 있습니다. 오는 2030년까지 수소차를 100만 대 이상 보급하고, 수소 충전소 역시 같은 기간 1000곳까지 확보할 방침입니다. 이러한 정부의 강력한 의지에 따라, 기업들도 수소 기술 확보에 나서고 있습니다.
이러한 중국의 수소굴기는 이번 올림픽에서도 잘 드러납니다. 일단 올림픽의 상징인 성화부터 수소를 연료로 하고 있습니다. 페이양(飛揚)이라는 이름의 성화는 덕분에 탄소배출 제로를 자랑하며 개막 전부터 이슈가 됐습니다.
이번 올림픽에는 수소 산업 육성을 통해 ‘수소 굴기’를 이루겠다는 중국의 의지가 잘 나타나고 있습니다.
올림픽의 상징인 성화 역시 수소를 통해 탄소배출을 억제합니다.
© 2022 베이징 동계올림픽 조직위원회
올림픽 기간 동안 교통을 책임지는 것도 수소입니다. 중국은 이미 지난 1월 5일 옌칭에서 수소버스 200대와 함께 올림픽 수소버스 출정식을 진행하기도 했는데요, 기존 운영 중인 440여 대의 버스에 200대 이상의 수소버스를 추가로 투입, 약 700대 규모의 수소버스를 운영할 방침입니다. 이를 위한 수소 충전소 역시 30곳 이상 설치됩니다. 이러한 인프라들은 행사가 끝난 뒤에도 그대로 활용되기에, 중국의 수소경제를 이끄는 첨병이 될 전망입니다.
현재 전 세계의 이목은 ‘친환경 올림픽’이라는 중국 당국의 목표가 실현될 지에 집중돼 있습니다. 그간 올림픽은 경기장 건설, 수많은 인구 이동 등 환경 훼손의 주범 중 하나로 꼽혀왔기 때문입니다. 전 인류가 주목하는 대규모 행사를 탄소배출 없이 진행할 수 있다면, 향후 탄소제로 시대 역시 충분히 가능하다는 긍정적 신호가 되지 않을까요?
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정책
(단위 : %. 2015년 기준)
자료 : 국제에너지기구 (IEA)
민간과 공공기관이 제안한 프로젝트 가운데
5GW 규모의 프로젝트를 집중 추진
대형발전사의 재생에너지공급의무화(RPS) 비율을 단계적으로 상향 조정하여 대규모 프로젝트 추진 유도