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태양도시 - 다시 태양의 시대로
2008/06/08 18:10
시 제목같다.
에너지를 바꿔 삶을 바꾸다.
1판 3쇄 펴낸날 2007년 10월 20일
머릿글 쓴 날 2004년 늦가을..
그 이후에도 태양도시들에는 모험과 실험에 대한 모색, 새로운 삶에로의 초대가 이어지고 있었겠지.
정혜진지음
대구에서 태어나 경북대학교 영어교육과를 졸업하고 1994년부터 영남일보 기자로 일하고 있다. 한국 언론재단과 영국 외무성 지원(British Chevening Scholarship)으로 2001년 런던대 골드스미스 칼리지(Goldsmiths college, University of London)에서 문화연구(Cultural Studies) 석사학위를 받았다. 2002년부터 국제에너지기구(IEA)의 '솔라시티(Solarcity)' 프로젝트를 취재하면서 도시의 에너?전환 노력에 관심을 갖고 관련 기사를 써 오고 있다.
junghj@yeongnam.com itsmehyejin@hanmail.net
1부 화석도시로 남을 것인가, 태양도시로 갈 것인가
2부 인간을 위한 도시, 태양도시의 매력
3부 세계의 태양도시를 가다
독일 프라이부르크
스웨덴 예테보리
덴마크 칼룬보르
스페인 바르셀로나
일본 기타큐슈
미국 새크라멘토
4부 내가 사는 도시를 태양도시로
태양도시(Solar City)란
지구적 지속가능성의 목표를 도시의 인구 수준에 맞게
적용해 온난화를 야기하는 물질 배출 목표 감소를 겨냥하는 동시에,
화석 및 핵에너지를 재생가능하고 지속가능한 형태의 에너지로 대체하는데
전면적으로 나선 도시 공동체를 의미한다.
중동의 석유 산지에서 수만 킬로미터를 파이프와 유조선으로 옮겨지는 연료,
혹은 외진 곳에 있는 원자력발전소에서 수백 킬로미터를 송전망을 타고 옮겨지는 전력,
그런 에너지보다는 우리 집 지붕에서 만들어진 태양에너지를 방에서 바로 쓰고,
내가 버린 쓰레기를 재활용해서 만든 에너지를 쓸 수 있다면
도시의 삶은 충분히 달라질 수 있다.
우리 아이들이 '우리 집은 몇 평짜리야' 라고 자랑하기보다
'우리 아파트 지붕 위에는 전기가 달려 있어' 라고 자랑한다면
삶의 문화는 달라지지 않을까.
에너지 종류를 바꾸어서 궁극적으로 삶이 달라지는 도시가 태양도시다.
-- 책의 뒤쪽 겉표지말 ---
그냥 머릿속으로만 상상하던 그것을 하는 태양도시민들이 존경스럽다.
낙원연립 옥상은 어느 옥상보다 태양광이 풍부하다
거창한 수리를 하지 않고도 태양셀전지를 설치해 볼 수 있는 방법은 없을까.
사실 이 곳으로 이사해 오면서 구청에서인가 집주인에게 태양광으로 태양열이었던가..
바꾸면 ... ... 권유의 쪽지가 왔었다.
그런데 주인에게 전달하지 않았다....
웬지 이 집주인들은 뭔가 바꾸는 것을 원하지 않을 듯 해서.
나는 세 사는 사람이고. 그런장치를 내 맘대로 할 수 있는 일이 아니니
법적으로.. 주인들에게 보내는 권유의 전단지 같은 게 온 것일 것이다.
'그 전단지는 너무 성의 없어 보였다.'
그렇지만, 내가 집주인이라면 시도해 볼 것이다.
이 집주인이 말한대로 이집에 들어서서 빛이 가득한 것을 보고 다른 것은 따지지 않고
샀다고 하지 않았던가.
이 집은 지은지가 20년 30년쯤 되었다.
지난 월요일 억수같이 비가 올때 아버지가 십 몇 년 전인가 이십 몇 년 전인가 이 연립주택에
온 일이 있다고 해서 나를 놀래키신 것을 아버지는 모르실 것이다.
아버지가 이 연립은 지은 지 삼십년은 넘은 건물이라고 하셨던 것이다.
아버지는 우리집에 윤 돌무렵에 한 번 오시고 세번째 이신데.
장대비 초여름 비를 다 맞고 우면동까지 가시면서 무슨 생각에 잠기셨을까.
독일 프라이부르크 Freiburg
_태양에너지를 관광자원으로 만들다
우리보다 앞서서 태양도시를 만들어 가고 있는 도시들을 찾아 나서기로 하고 첫 번째로 정한 도시가 프라이부르크였다. 2002년 당시 환경도시 분야에 문외한이던 내가 에너지 분야에 앞서가고 있는 도시에 대한 자료를 찾기는 쉽지 않았다. 그 와중에서도 프라이부르크에 대한 정보만을 그럭저럭 찾을 수 있었을 만큼 이미 많이 알려진 도시다.
이 도시를 선택한 데에는 이 도시가 에너지 전환 정책에서 가장 앞서고 있는 독일에서도 '환경수도' 또는 '태양도시'라는 호칭이 자연스럽게 따라다닐 만큼 재생에너지 개발 및 활용에서 단연 선두를 지키고 있는 도시라는 점에도 물론 이유가 있었다. 하지만 그것보다도 내가 특히 마음이 끌린 것은 이 도시가 태양에너지를 관광자원화해 엄청난 돈을 벌어들이고 있다는 사실 때문이었다.(나중에 기자의 이런 생각을 변화시키는 태양도시가 프라이부르크이다.) '재생에너지는 비싸고 돈이 되지 않는다'는 잘못된 관념을 가진 많은 정책 결정자들에게 '이 도시를 보라, 오히려 재생에너지 때문에 큰 돈을 벌고 있지 않느냐'는 것을 보여주고 싶었다.
독일의 환경수도
프라이부르크는 브라이스가우(Breisgau) 지역의 중심 흑림(Black Forest)에 인접한 인구 약 20만 2000명의 도시이다. 지정학적으로 보면 남쪽으로 스위스에, 서쪽으로 프랑스에 접해 유럽의 남북과 동서를 잇는 역할을 한다. 인구만 보면 그리 크지 않은 도시 같지만 독일 남부 라인 강 상류 지역에서는 쇼핑과 서비스의 중심지이다. 또 총인구 중 2만 5000명이 대학생인 교육도시이기도 하다.
프라이부르크에서 가장 가까운 공항은 스위스 바젤 공항. 공항에서 역으로 버스를 타고 와서 다시 기차로 약 45분. 내가 프라이부르크 중앙역에 도착한 날은 평일 낮 시간이었는데도 붐볐다. 편안함 속에 느껴지는 생동감이 독일의 환경수도에 대한 나의 첫 인상이었다. 역에 도착하지마자 나는 미리 예약한 빅토리아 호텔을 찾아 걸었다. 콜롬비공원 지하철역거리(Colombipark Eisenbahnstra Be) 54번지. 유럽 출장을 준비하면서 유럽의 한 환경연대 단체에서 주최하는 프라이부르크 에코 투어에 참가하려고 했는데, 그 코스 중에 빅토리아 호텔 숙박이 있었다. 아쉽게도 내 일정과 맞지 않아 그 투어에는 참가하지 못했지만, 에너지 자급자족 호텔이라고 소개된 것을 보고 숙박비가 비싸더라도 꼭 머물리라 생각해 한국에서 미리 예약을 했던 것이다.
에너지 100% 자급자족, 폐기물 제로 호텔
프라이부르크 역에서 걸어 5분도 걸리지 않는 시내 중심가에 위치한 빅토리아 호텔은 별 네 개짜리로, 겉으로 보기에는 여느 호텔과 다를 바가 없었다. 호텔 입구에 자그맣게 붙여진 '태양 에너지 발전' 안내 표지와 "우리 호텔은 환경지향적 운영을 합니다(Wir fuhren einen umweltorienten Betrieb)"라는 문구만 빼면 말이다. 짐을 풀고 한숨 돌리고 나니 방 안 테이블에 호텔 이용 안내와 함께 이 호텔의 에너지 자급자족을 안내하는 홍보지가 눈에 띄었다. 독일어로 돼 있어 영어로 쓴 것은 없냐고 물었더니 없단다. 고교 때 배우고 이미 다 잊어버린 독일어를 귀국 후 사전을 찾아가며 띄엄띄엄 읽었다.
이 호텔은 태양광, 풍력, 수력 등 재생가능에너지만으로 운영되고 있다.(할 수 있는 것은 다 해보는 구나.. 수력이라함은 소수력을 말하는 것일까? 풍력이라함은 호텔 자체에 미니 타워라도 있는 것일까? 풍차가 추억으로 이끄는 자연과 어울리는 아름다운 아이콘으로 자리잡은지 오래되었다. 나는 혼자서 공상할때 이 풍차처럼 바람개비처럼 나무모양의 태양광과 풍력이 동시에 되는 이를테면.. 이 블로그 대문의 야자수같은 모양의 타워를 낙서처럼 그린지 꽤 되었다. 한 3,4년... 각각 전기를 움직이는 발전소가 집집마다 세워지면 굴뚝이 집집마다 있었던 시대처럼 흉물스럽다고 시선을 어지럽힌다고 말하는 전선이 그렇게 많이 필요하지는 않으리가. 장거리 전선연결에서오는 열과 에너지 손실도 그만큼 줄어들지 않을까. 하긴 앞으로 초전도의 세계가 열린다고 하니 전선이 사라질 날은 분명 오긴 올건가보다. ) 2개의 지하 열병합 발전시설이 이 빌딩의 전력과 난방의30%를 제공하는데, 이로서 20톤 가량의 이산화탄소가 대기 중으로 방출되지 않는다. 근처에 있는 풍력발전은 이 호텔 전력의 나머지 64%를 담당한다. 호텔 소유주인 스패스(Astrid and Bertram Spath) 부부는 친환경적인 생활만이 미래세대를 위한 길이라는 확신이 있었고, 이것을 일상이 호텔 운영에 적용하고 있다. ( 그렇구나. 빌딩지에서 열병합 발전소가 2개가 있다는 말은 시골에서 흔히 듣게 되었던 비상발전기..수준보다 조금 더 큰 규모인가.. 그렇게 작은 규모의 열병합 발전소를 지하공간에 배치할 수도 있구나. 이 도심한가운데 있는 프라이 부르크에 풍력에너지가 괜챦은 효과를 거두나보다. 도심한가운데 높은 타워를 세울만큼. 해안가였나. 지붕과 벽면에는 태양광모듈, 열병합시설은 수력으로 하는 것인가보다 태양광에서 얻은 열에너지로 물을 끓여서 전기에너지와 열에너지를 공급하는 것일까? 다시 태양의 시대로를 찾아 읽어보아야겠다.)
[다시 태양의 시대로 --- 에너지 전환: 효율을 높이자 45p -
에너지 전환을 위한 또 하나 중요한 요소는 같은 양의 에너지를 가지고 더 많은 효과를 거두는 것이다.
백열등을 켜서 절전형 등을 켤 때와 똑같은 밝기를 얻으려면 전기를 네 배나 더 소모해야 한다.
할로겐램프도 마찬가지로 절전형보다 훨씬 많은 전기를 써야 같은 밝기에 도달한다.
그렇다면 이러한 전등으로 조명을 하는 것은 에너지를 아주 비효율적으로 이용하는 것이고 쓸데없이 낭비하는 것이다.
집을 지을 때 돈이 조금 더 든다고 해서 단열재를 넣지 않거나 적게 넣으면 나중에 난방 에너지와 냉방 에너지가 아주 많이 들어간다. 단열을 제대로만 하면 에너지 소모량이 훨씬 줄어들 텐데 대강 집을 지은 탓에 수십 년이상 에너지를 낭비해야 하는 것이다.
이것도 아주 비효율적인 에너지 이용의 대표적인 사례이다. 화력발전소에서 전기를 생산하는 방식도 효율적인 것과 비효율적인 것이 있다.
멀리 떨어진 바닷가에서 전기를 생산하는 화력발전소들은 대부분 에너지의 70퍼센트 가량을 공중이나 바다로 날려 보낸다.
나머지 30퍼센트 정도가 소비자에게 전기의 형태로 보내진다.
그런데 우리가 만일 공중으로 날아가는 열을 난방용으로 이용한다면 효율을 크게 높일 수 있다.
전기를 생산할 떄 나오는 열까지 이용하는 발전방식을 열병합 발전이라고 한다.
열병합발전 시설은 작은 도시 전체에 전기와 열을 공급할 수 있는 커다란 것부터 작은 건물 하나에 전기와 열을 공급하는 마이크로급에 이르기까지 다양한 종류가 나와 있다.
우리나라에서는 지역난방 시설에서 주로 가스를 이용하요 열병합발전을 한다. 가스 복합화력발전소에서도 열병합 발전을 할 수 있다. 열병합발전을 하면 투입한 연료에 들어 있는 에너지 중에서 90퍼센트 가량을 이용할 수 있다. 보통의 화력발전과 비교하면 효율이 세 배 정도 높은 셈이다. 그런데 이러한 발전시설은 외딴 곳에 세우지는 못한다. 사람들이 많이 사는 곳에 세워야 하는데, 발생하는 열을 이용할 수 있는 주택이나 공장이 근처에 있어야만 하기 때문이다.
에너지를 비효율적으로 이용하면 재생가능 에너지의 이용을 크게 늘려도 소용이 없다. 낭비로 새어나가는 에너지를 재생가능 에너지로 채워주는 꼴밖에 안 되기 때문이다. 그러므로 에너지 전환을 쉽게 달성하려면 에너지소비도 줄여야 한다. 에너지의 효율적인 이용을 통해서 전체 에너지소비가 줄어들어야만 재생가능 에너지의 개발이 빛을 발하는 것이다. 그러므로 에너지 전환이 이룩되기 위해서는 에너지의 효율적인 이용과 절약을 통해서 전체 에너지소비가 줄어들고, 이와 동시에 재생가능 에너지의 이용이 늘어나야 한다.. 연료를 전기 생산과 열 생산을 위해 따로 사용하는 경우보다 발전과 난방을 따로 하면 손실이 많아지지만 동시에 하면 손실은 크게 줄어든다.
에너지를 효율적으로 이용할 수 이는 방법은 많다. 가장 빠르게 효과를 볼 수 있는 방법은 대기전력을 줄이는 것이다. 대기전력이란 가전기기가 꺼져 있는 상태에서도 전선과 콘센트에 코드가 꽂혀 있을 때 흐르는 전기를 말한다.
소량이긴 하지만 코드가 꼿혀 있는 상태에서 24시간 내내 흘러간 것을 합하면 꽤 먆은 양이 된다. 아무것도 안 하는데 전기는 그냥 새나가는 것이다. 대기전력은 우리나라 전체 전기소비의 5퍼센트 이상 되는 것으로 추정된다.
원자력발전소 세 개에서 생산되는 전기에 해당하는 아주 많은 양으로
수조 원에 달한다.
그렇다고 전기제품을 끌 때마다 코드를 빼서 전기를 차단하는 것은 너무 번거롭다.
이를 해결하는 방법이 바로 멀티탭을 쓰는 것이다.
텔레비젼, 오디오, 컴퓨터, 휴대전화 충전기 등 각종 가전기기를 멀티탭에 연결하고, 사용하지 않을 때는 멀티탭 스위치만 누르면 상당한 양의 소비전력을 줄일 수 있다.
이것도 귀챦으면 지금 가지고 있는 것을 버리고 대기전력이 아주 적게 들어가는 제품을 새로 사서 쓰면 되지만, 이것은 경제적으로나 전체 에너지소비 면에서 바람직하지 않다.
불가피하게 쓰던 것을 새 것으로 바꾸어야 할 떄는 대기전력 사용량을 꼼꼼히 따져서 구입하는 것이 좋다. 한 가지 유의해야 할 점은 대기전력이 적게 들어가는 것이라 해도 크기가 늘어나면 전기소비도 그만큼 늘어난다는 것이다.
우리는 가전제품을 바꿀 때 이전 것보다 더 큰 것을 선호한다. 냉장고와 텔레비전도 10년 전에 비해 훨씬 켜졌고, 이것들이 점점 더 많이 팔리고 있다. 결과는 전체적으로 전기소비가 늘어나는 것이다. 그러므로 우리 생활이 자꾸 큰 것을 쫓아가는 식으로 나아가면 에너지 전환은 점점 어려워진다.
(엄마학교에서 유럽에서는 우리처럼 양문형 냉장고를 쓰지 않고 작은 크기의 냉장고를 쓴다는 말을 들었다. 대형쇼핑센터가 들어서고 주말에나 장을 볼 시간이 되는 맞벌이 주부들이 일주일치 혹은 이주일치 장을 한꺼번에 보려면 대형 냉장고가 필요해진다.-그렇다면 그 독일이나 네덜란드에서는 신선재료들을 어디서 공급받는 것일까. 그들도 맞벌이를 하는 부부가 많을텐데.. 네덜란드에서 자란 친구 승효가 한국와서 가장 반가왔던 것이 구멍가게였다. 대형쇼핑몰이 너무도 피곤하다는 것이다.
내가 필요없는데도 너무 넓은 그곳에서 이곳저곳 돌아다니려면. 그런데 모든 음식이 그렇건만.. 냉장고에 만들어진 반찬이 맛만 없는 것이 아니라.. 그곳에 저장해둔 야채들중에는 당근같이 점점 질소화합물이 많아져서 체내에 철분흡수를 가로막는 영양상태가 된다고 한다.
그래서 보통 아기에게는 냉장보관이 오래된 야채들로 이유식이나 반찬을 만들어 주면 안좋다고 소아과 전문의는 말한다. 아기에게는 철분흡수가 중요한데 -엄마들이 생우유를 두 돌 이후에나 나중에 먹이는 것은 생우유가 철분함유가 낮기 때문이며 그 철분과 칼슘을 흡수할 능력이 영아기에는 떨어지기 때문이다. 모유수유를 늦게까지 하는 것은 모유에 들어있는 철분 성분이 가장 흡수율이 높기 때문이다. -
또, 세탁기도 마찬가지. 요새는 건조하는 기능이 다 있다. 그런데 소비전력이 대단하다. 언젠가 티비에서 옥상에 온실을 만들고 여러가구가 함께 세탁물을 태양열을 이용해서 건조시키는 그런 내용을 본 기억이 있다. 고등학교때인가..)
심야전력 난방도 가스나 석유 난방으로 바꾸면 많은 양의 에너지를 절약할 수 있다. 삼야전력은 원래 24시간 돌아가는 원자력발전소나 대형 석탄화력발전소에서는 밤에 생산되는 전기 중에서 남아도는 것을 소비하기 위해 도입한 것이다. 그렇지만 요즘에는 심야전력 이용자가 크게 늘어나서 원자력발전소 전기만으로는 심야전력 수요를 전부 채우지 못한다.
그렇다고 심야전력 공급이 끊어지게 만들 수는 없다. 난방을 못해 얼어죽는 일이 생기면 안 되기 때문이다. 이때 모자라는 심야전력을 만들기 위해서 뛰어는 것이 화력발전이다. 가스화력 발전소를 돌리는 것이다. 그런데 가스나 석유로 먼저 전기를 만든 다음에 이것으로 다시 난방을 하는 것은 아주 비효율적인 에너지 이용방식이다. 가스를 가지고 전기를 만들어서 난방을 하면 가스에 들어 있는 에너지 중에서 최대 25퍼센트밖에는 쓰지 못한다.
전기를 만들 때 에너지 손실이 60퍼센트 가량 일어나고,
전기를 수송할 때 또다시 10퍼센트 가량 손실이 발생하고,
최종적으로 주택에서 심야전력으로 물을 데울 때 또 다시 손실이 일어나기 때문이다.
반면에 가스로 직접 난방을 하면 가스에 들어 있는 에너지의 85퍼센트 이상을 난방용으로 쓸 수 있다. 그러므로 심야전력 난방은 가스로 직접 난방하는 것보다 에너지 효율이 3분의 1도 안 되는 아주 비효율적인 방식이다.
전기는 고급에너지이기 때문에 만드는 데 에너지를 많이 투입해야 한다. 그러므로 전기는 가능한 한 꼭 필요한 부분에만 투입하는 것이 좋다. 예를 들어서 조명, 가전기기, 전동기 등 석유나 가스로 대체하기 어려운 부분에서만 사용해야 하는 것이다.
그러나 쓰기 편리하다고 해서 전기를 난방용으로 사용하는 사람이 점점 늘어가고 있다. 한국의 전체 전기소비에서 심야전력이 차지하는 비중은 5퍼센트가 넘는다. 이것을 모두 가스나 석유난방으로 바꾸면 전기소비와 에너지소비를 3~4퍼센트 줄일 수 있다. 건물을 밝히는 데도 절전형 조명기기를 이용하면 전체 전기소비의 3퍼센트 가량을 줄일 수 있다.
냉방에 들어가는 전기도 집을 지을 때 조금만 신경 쓰면 크게 줄일 수 있다. 냉방에 들어가는 전기도 집을 지을 때 조금만 신경 쓰면 크게 줄일 수 있다. 집을 지을 때 단열을 적게 하거나 벽면을 유리로 둘러싸면, 여름철에 비치는 햇빛의 열이 모두 건물안으로 들어와서 내부가 뜨거워진다.이것을 식히려면 엄청난 양의 냉방 에너지가 들어가야 한다. 그러나 외부단열을 보강하고 햇빛을 차단할 수 있도록 설계해서 집을 지으면 난방은 물론이고, 냉방용 에너지소비도 크게 줄일 수 있다.
* 덴마크의 풍력산업이 전체 국민생산에서 차지하는 비중은 낙농업을 앞지르고 있다.
관광객이 머무는 호텔에서까지 에너지를 홍보하는 도시, 환경수도이자 태양도시 프라이부르크가 실감이 났다. 나는 냉.난방과 전기, 뜨거운 물에 필요한 에너지까지 모든 에너지를 스스로 만들어내는 건물에서 밤을 보냈다. 새삼스레 전구를 올려다보며, 또 샤워기에서 나오는 물을 보면서 어린 아이처럼 에너지를 스스로 생산하는 건물에 신기해했다. 새벽녁에 소나기가 쏟아지는 소리를 들었는데 몸을 일으켜 비를 감상하기에는 먼 길을 온 모이 너무 지쳐 있었다. 에너지 자급자족 건물에서 보낸 첫 날은 여독을 풀기에 충분할 만큼 편안했다.
솔라투어에 나서다. 윤섭이 깨서 뚝딱뚝딱 하면서 노래부르며 웃으면서 등장. 출근준비해야지.
6월 10일 이어서 쓴다
기자를 안내하기로 한 '프라이부르크 미래 여행사(Freiburg Futour)' 대표 하르트비그(Hartwig)씨는 내가 빅토리아 호텔에서 1박을 한 다음날 아침 일찍 호텔로 나를 데리러 왔다.
유럽의 대표적인 재생가능에너지 보급 및 홍보 기구인 유로솔라(EuroSolar)에서 소개해 준 이 단체는 지속가능한 경제 활동과 재생에너지 사례를 중심으로 한 투어를 주선하는 단체인데, 대표 한 명과 직원 한 명이 주말에도 쉬지 못하고 일해야할 만큼 세계 각지에서 관광객들이 몰려온다고 했다.
대부분이 이 도시의 에너지 및 환경 정책을 배우러 오는 외국의 공무원, 교수 혹은 연구원, 에너지 효율화 정책에 관한 구체적인 정보를 얻고자 하는 건축가와 기술자 등 '학술적인' 관광객들이다. 하르트비크 씨의 명함은 한쪽은 독일어, 다른 한쪽은 일본어로 돼 있었다. 일본어를 아는 건 아니지만 일본인 관광객들이 워낙 많기 때문에 일부러 그렇게 만들었다고 했다.
'솔라투어' 도시에서는 기자라고 해서 예외가 아니었다. 나는 하르트비그 씨에게 안내 비용으로 시간당 50유로(약 5만 원)을 냈다. 내가 통역 안내 비용이 아닌 취재 안내 비용을 지불한 것은 지금까지의 해외 출장을 통틀어 처음이었다. 물론 하르트비그 씨는 시 공무원이 아니라 여행사 대표 자격으로 나왔기 때문에 내가 인건비를 내는 것은 당연했지만, 기자가 취재하러 와서 숙박이나 식사 비용이 아닌 안내 비용을 지불하는 것이 낯설었다. 하지만 기분이 나쁘지는 않았다. 기자도 '학술적인 관광객들' 가운데 중요한 수요처이지 않은가. 태양에너지로 관광 산업을 활성화하는 정책, 즉 '솔라투어리즘'의 진면목을 실감했다.
솔라투어의 첫 번쨰 코스는 몇 군데 태양에너지 시설이었다. 프라이부르크에는 세계에서 경쟁 도시를 찾아볼 수 없을 만큼 태양에너지 시설과 관련 기구, 연구 기관, 관련 산업이 모여 있다.
*외코스타찌온 안의 태양광 요리시설에서 어린이들은 태양광을 이용해 직접 스파게티를 해먹으며 어릴 때부터 재생가능에너지를 생활의 일부로 받아들인다.
* 독일 전역에서 생산되는 태양광 모듈의 25% 이상을 생산하는 태양광 모듈 생산 공장 졸라파브릭
지붕이나 벽면에 태양전지를 설치해 건물에 소모되는 에너지를 자체적으로 생산하고 있는 건물을 조금만 열거해 보자. 프라이부르크로 진입하는 관문인 중앙역 솔라타워를 비롯, 신박랍회장(Neue Messe), 프라이부르크 솔라센터, 어린이들을 위한 교육 장소인 외코스타찌온(Okostation), 태양전지판 생산 공장 '졸라파브릭(Solar Fabrik)', 태양에너지 건축의 선구자격인 롤프 디쉬(Rolf Disch)가 설계한 실험적 주택 '회전판 태양주택(Helitrop Solar House)', 라젤펠트(Rieselfeld)와 보봉(Vauban) 도시계획지역의 태양광주택단지 등. 목록은 끝이 없을테니 건물 하나하나를 소개하는 것은 별 의미가 없을 것이다.
주식 분양으로 태양광 발전 확대 (윤이 깼다. 여섯시 반)
태양에너지 시설들을 둘러보며 인상적이었던 것은 태양광 발전 시설을 민간으로 확대하는 데 큰 역할을 한 '태양광 주식 분양'이었다. 대규모 태양광 발전장치를 건설하고 가동하는 데 필요한 자금을 주식 분양을 통해 모으는 방식이다. 이 시는 기본적으로 태양광 발전 시설 혹은 에너지 고효율화 장치를 설치하는 건물에 대해 다양한 지원을 정책적으로 하고 있지만 민간 부분에서 태양광 발전 장치를 확대해 나간 데에는 '주식 분양'이라는 독특하고 창의적인 발상이 있었다.
대표적인 것이 드라이잠축구경기장에 설치된 태양광 발전 설비다.
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[다시 태양의 시대로]
이필렬 초판 1쇄 펴낸날 2004년 7월 20일 초판 2쇄 2004년 9월 10일
펴낸 곳 (주)양문 110-260 서울시 종로구 가회동 170-12 자미원빌등 2층
차례
서문 제2의 태양에너지 시대를 희망하며
1. 에너지의 미래
2. 화석연료와 원자력 중독에서 벗어나기
3. 한국에서 나아가야 할 길
4. 태양으로부터 얻는 에너지
5. 바람으로부터 얻는 에너지
6. 바이오매스로부터 얻는 에너지
7. 바다로부터 얻는 에너지
8. 땅 속으로부터 얻는 에너지
9. 물의 흐르는 힘으로부터 얻는 에너지
10. 연료전지
11. 재생가능 에너지가 만능은 아니다.
15페이지를 읽다가 든 나의 생각 :
현대사회에서 에너지는 돈 그 이상이다 에너지는 바로 시간을 남기는 장치를
어떤 흐름을, 소통을 움직이기 때문이다.
33페이지
세계 기상학자들의 협의기구인 IPCC의 2001년 보고서는 21세기 100년 동안 지구 평균기온이
최소 섭씨 1.4도에서 최대 5.8도까지 상승할 것으로 전망한다. 기온 상승은 기상이변과 해수면
상승을 동반할 것이고, 전지구적인 기상재해를 일으킬 것이다. 기온이 올라가면 남극과 북극의 빙하가 녹아내리고 바닷물이 팽창한다. 자연히 해수면도 상승한다. 해수면은 최소 10센티미터, 최대 90센티미터 올라갈 것으로 전망한다. 해수면이 50센티미터 상승하면 전세계 저지대의 상당 부분이 바다에 잠기게 된다.
IPCC에서 발표한 보고서를 한국에 단순 적용하면 어떻게 될까?
한국은 지구 평균 기온상승 속도보다 세 배 빠르게 기온이 상승했다.
그렇다면 2100년까지 한국의 평균기온은 최소 섭씨 4.2도, 최대 17.4도 상승한다.
17도 상승하면 거의 아라비아 사막처럼 될 것인데,
그렇게까지 온도가 올라가지는 않을 것이다. 그러나 최소로 잡은 4.2도 상승은 현실이 될 확률이 아주 높다. 평균 기온이 100년 동안 섭씨 4도이상 올라가는 것은 생태계가 감당할 수 없는 가파른 상승이다. 그 결과는 충분히 상상할 수 있다. 우리 또는 우리 후손이 감내하기 어려운 혼란이 닥치는 것이다.
2003년에 작성되어 2004년 초에 영국의 《가디언》을 통해서 새어나온 미국 국방성 비밀보고서는 IPCC 보고서보다 훨씬 비관적이다. 여기서는 2010년에서 2020년 사이에 기후변화로 인해 전지구적인 혼란이 닥칠 것으로 전망한다. 2007년경에 유럽 해안에 몰아닥친 엄청난 폭풍으로 네덜란드 해안의 둑이 무너져 헤이그를 비롯한 넓은 지역이 사람이 살 수 없는 곳이 되고, 2010년부터 2020년 사이에 유럽의 평균기온이 섭씨 4도 가량 떨어져 영국이 시베리아와 비슷한 기후가 되며, 전장과 기아로 인해 수백만 명이 목숨을 잃는다는 것이 이 보고서의 내용이다. 식량생산이 크게 줄어들고, 열대와 아열대 지역이 황폐화됨에 따라 그곳 사람들이 미국과 유럽으로 몰려들고, 이곳 국가는 이들이 들어오는 것을 막기 위해 요새화되고, 일본과 한국 그리고 독일 등이 핵무기를 개발하며, 엄청난 인구와 식량 수요를 지닌 중국과 해수면에서 얼마 높지 않은 방글라데시가 특히 심각한 피해를 입으리라는 내용도 들어 있다.
미국 국방성 비밀보고서에서는 기후변화가 앞으로 매우 빠르게 진행될 것으로 본다. 그 결과 2010년경에 벌써 거대한 폭풍과 이로 인한 혼란이 나타나리라는 전망을 하는 것이다. 보고서의 내용 중에서 영국 기후가 시베리아와 비슷해진다는 것은 온난화가 일어나더라도 지역에 따라서는 전혀 다른 형태로 기후가 비뀔 수 있음을 말해준다.
영국은 위도가 시베리아와 거의 비슷하다. 그렇다면 원래 추워야 한다. 그런데 겨울에도 눈이 거의 오지 않고 따뜻하다. 그 이유는 북대서양에서 따뜻한 난류가 흐르기 때문이다. 이 난류의 영향으로 영국이나 스칸디나비아의 기온은 평균 섭씨 10도 가량 상승한다. 기후변화로 영국의 온도가 크게 떨어지는 이유는 바로 적도로부터 영국 북해를 통과해서 스칸디나비아 반도로 흘러가는 난류가 약해지기 때문이다. 난류가 생기는 이유는 염분을 많이 품고 있는 적도 부근의 물이 북극 가까이에 오면서 차가워지고 이에 따라 무거워져서 북극의 심해로 쏟아져내려오기 때문이다. 이러한 물의 움직임이 바다 표면에 소용돌이를 만들어서 표면의 물을 계속 끌어들이고, 바닷속으로 들어간 물은 적도 쪽으로 밀려가는데, 이러한 일이 연쇄적으로 일어나 메시코만까지 도달해서 결국 거대한 해류가 생겨나는 것이다. 그런데 지구 기온이 높아지면 대서양 북부에서 비가 많이 내리고 방산이 녹아내려 바닷물을 염분농도가 희석되기 때문에 북쪽으로 올라간 바닷물이 무거워지는 정도가 약해진다. 당연히 난류가 약해질 수밖에 없다. 결국 영국과 스칸디나비아가 추워지는 것이다.
이렇게 기후변화가 예상치 못했던 결과를 가져온다는 것은 한국도 심각한 사태가 벌어질 가능성이 있음을 시사한다. 지난 100년간 한반도의 기온 상승폭이 지구평균의 세 배 가까이 되었다는 사실이 우려를 더하게 만든다. 만일 앞으로도 계속 이런 식으로 온도 상승이 빠르게 진행되면 21세기 100년간 한국의 평균기온은 아주 크게 상승할 것이다. 생태계가 감당할 수 있는 기온상승 폭은 100년에 1도라고 한다. 그런데 만일 10도가 올라간다면 생태계는 굉장한 충격에 휩싸일 것이고, 한반도에는 거대한 기후재앙이 닥칠 것이다. 심각한 기상이변과 생태계의 걷잡을 수 없는 교란이 피할 수 없는 일이 되는 것이다. 이 모든 일이 우리가 화석연료와 에너지를 너무 많이 쓰기 때문에 일어나는 것이다. 그렇다면 이제 우리가 무엇을 해야 할 것인가가 분명해진다.
49페이지까지 읽고 내가 든 생각
식구도 점점 단촐해 지는데 집이 창고역할을 하는가보다 재워두고 쌓아두고 시간에 쫓기다보니 매일매일 장보는 것이 쉬운일은 아니다. 냉장고는 점점 대용량...커진다. 우리집도 예외는 아니다
처음 나는 이른바 양문형냉장고가 거북살 스러워 투도어식으로 남이 쓰던 것을 가져와 쓰려고 했다.
그러나 그것 고장나면 버리는데도 요새는 신고하고 비용지불해야하니 아예 신혼살림인데 새것으로 하라는 주변의 말들(?)이 소신대로 살지 못하는 나의 일면을 본다. 나는 그렇게 자기 주장을 완고하게 끌고 나갈 만큼의 의지력이나 추진력이 부족한 것을 느낀다.
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에너지를 효율적으로 이용할 수 있는 방법은 많다. 가장 빠르게 효과를 볼 수 있는 방법은 대기전력을 줄이는 것이다. 대기전력이란 가전기기가 꺼져 있는 상태에서도 전선과 연결된 콘센트에 코드가 꽂혀 있을 때 흐르는 전기를 말한다. 소량이긴 하지만 코드가 꽂혀 있는 상태에서 24시간 내내 흘러간 것을 합하면 꽤 많은 양이 된다. 아무것도 안 하는데 전기는 그냥 새나가는 것이다. 대기전력은 우리나라 전체 전기소비의 5페센트 이상 되는 것으로 추정된다. 원자력발전소 세 개에서 생산되는 전기에 해당하는 아주 많은 양으로 수조 원에 달한다. 그렇다고 전기제품을 끌 때마다 코드를 빼서 전기를 차단하는 것은 너무 번거롭다. 이를 해결하는 방법이 바로 멀티탭을 쓰는 것이다. 텔레비젼, 오디오, 컴퓨터, 휴대전화 충전기 등 각종 가전기기를 멀티탭에 연결하고, 사용하지 않을 때는 멀티탭 스위치만 누르면 상당한 양의 전기소비를 줄일 수 있다. 이것도 귀챦으면 지금 가지고 있는 것을 버리고 대기전력이 아주 적게 들어가는 제품을 새로 사서 쓰면 되지만, 이것은 경제적으로나 전체 에너지 소비 면에서 바람직하지 않다. 불가피하게 쓰던 것을 새 것으로 바꾸어야 할 때는 대기전력 사용량을 꼼꼼히 따져서 구입하는 것이 좋다. 한 가지 유의해야 할 점은 대기전력이 적게 들어가는 것이라 해도 크기가 늘어나면 전기소비도 그만큼 늘어난다는 것이다. 우리는 가전제품을 바꿀 때 이전 것보다 더 큰 것을 선호한다. 냉장고와 텔리비전도 10년 전에 비해 훨씬 커졌고, 이것들이 점점 더 많이 팔리고 있다. 켤과는 전체적으로 전기소비가 늘어나는 것이다. 그러므로 우리 생활이 자꾸 큰 것을 쫓아가는 식으로 나아가면 에너지 전환은 점점 어려워진다.
심야전력 난방도 가스나 석유 난방으로 바꾸면 많은 양의 에너지를 절약할 수 있다. 심야전력은 원래 24시간 돌아가는 원자력발전소나 대형 석탄화력발전소에서 밤에 생산되는 전기 중에서 남아도는 것을 소비하기 위해 도입한 것이다. 그렇지만 요즈음에는 심야전력 이용자가 크게 늘어나서 원자력발전소 전기만으로는 심야전력 수요를 전부 채우지 못한다. 그렇다고 심야전력 공급이 끊어지게 만들 수는 없다. 난방을 못해 얼어죽는 일이 생기면 안되기 때문이다. 이때 모자라는 심야전력을 만들기 위해서 뛰어드는 것이 화력발전이다.
가스화력발전소를 돌리는 것이다. 그런데 가스나 석유로 먼저 전기를 만든 다음에 이것으로 다시 난방을 하는 것은 아주 비효율적인 에너지 이용방식이다. 가스를 가지고 전기를 만들어서 난방을 하면 가스에 들어 있는 에너지 중에서 최대 25퍼센트밖에는 쓰지 못한다. 전기를 만들 떄 에너지 손실이 60퍼센트 가량 일어난고, 전기를 수송할 때 또다시 10퍼센트 가량 손실이 발생하고, 최종적으로 주택에서 심야전력으로 물을 데울 때 또다시 손실이 일어나기 때문이다. 반면에 가스로 직접 난방을 하면 가스에 들어 있느 에너지의 85퍼센트 이상을 난방용으로 쓸 수 있다. 그러므로 심야전력 난방은 가스로 직접 난방하는 거소받 에너지 효율이 3분의 1도 안 되는 아주 비효율적인 방식이다.
전기는 고급에너지이기 때문에 만드는 데 에너지를 많이 투입해야 한다. 그러므로 전기는 가능한 한 꼭 필요한 부분에만 투입하는 것이 좋다. 예를 들어서 조명, 가전기기, 전동기 등 석유나 가스로 대체하기 어려운 부분에서만 사용해야 하는 것이다. 그러나 쓰기 편리하다고 해서 전기를 난방용으로 사용하는 사람이 점점 늘어가고 있다.
한국의 전체 전기소비에서 심야전력이 차지하는 비중은 5퍼센트가 넘는다. 이것을 모두 가스나 석유난방으로 바꾸면 전기소비와 에너지소비를 3~4퍼센트 줄일 수 있다. 건물을 밝히는 데도 절전형 조명기기를 이용하면 전체 전기소비의 3퍼센트 가량을 줄일 수 있다.
냉방에 들어가는 전기도 집을 지을 때 조금만 신경 쓰면 크게 줄일 수 있다. 집을 지을 때 단열을 적게 하거나 벽면을 유리로 둘러싸면, 여름철에 비치는 햇빛의 열이 모두 건물 안으로 들어와서 내부가 뜨거워진다. 이것을 식히려면 엄청난 양의 냉방 에너지가 들어가야 한다. 그러나 외부 단열을 보강하고 햇빛을 차단할 수 있도록 설계해서 집을 지으면 난방은 물론이고, 냉방용 에너지소비도 크게 줄일 수 있다.
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건축자재.. 유리..는 태양광을 모으는 역할이 가능한 새로운 소재가 나타날 수 있지 않을까.. 한옥 기와를 태양광 모듈로 만드는 것은 어떨까.. 아니면 박막기술을 이용한 기와에 일종의 태양전지를 붙이든.. 이런 친환경도시들은 관광산업과 연결 되던데..
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에너지 전환 : 독일과 덴마크의 노력
에너지 전환을 위한 노력을 가장 열심히 하는 곳은 유럽연합이다. 유럽연합은 2050년까지 에너지소비를 2000년의 절반 이하로 줄이고, 그중에서 90퍼센트 이상을 재생가능 에너지로 채운다는 시나리오를 작성했다. 물론 50년 후에 반드시 이렇게 된다는 보장은 없다. 목표 달성은 유롭사람 개개인이 에너지 절약과 전환에 얼마나 호응을 하고 노력을 하느냐에 달린 것이다. 사람들이 지금까지 그랬던 것처럼 대량생산과 대량소비 시스템 속에서 욕망을 계속 추구해나가는 생활양식을 크게 바꾸지 않으면 목표를 달성하는 것은 불가능하다. 그러나 기후변화와 석유 위기에 대한 사람들의 인식이 깊어지면 50년 후에 필요한 에너지를 모두 재생가능 에너지로 공급하는 것도 가능해질 것이다.
유럽연합 차원의 방향설정과 더불어 각각의 회원국도 에너지 전환에 많은 노력을 기울이고 있다. 특히, 덴마크, 독일, 스페인, 네덜란드를 중심으로 풍력발전이 급속히 증가하고 있고 태양에너지, 바이오매스, 지열에 대한 관심과 이용도 크게 늘어나고 있다. 덴마크에서는 1970년대 초 제 1차 오일쇼크 이래 풍력자원 개발에 꾸준히 힘을 쏟은 결과 풍력발전 기술에서 세계 최고에 도달했고, 풍력발전기도 세계에서 가장 많이 수출하고 있다. 덴마크의 풍력산업이 전체 국민생산에서 차지하는 비중은 낙농업을 앞지르고 있다.
독리에서도 2050년까지 에너지소비를 2000년의 60퍼센트로 줄이고, 남은 40펴센트의 에너지 중에서 60퍼센트를 재생가능 에너지로 충당한다는 계획을 세웠다. 이 계획대로 되면 2050년에는 전체 에너지중에서 화석연료의 양은 2000년에 소비된 화석연료의 24퍼센트로 줄어든다. 온실가스의 방출량도 1990년의 20퍼센트로 줄어든다. 대단히 야심적인 계획을 달성하기 위해 독일 정부에서는 각종 제도적인 뒷받침을 해주고 시민들은 재생가능 에너지 확대에 돈과 시간과 마음을 아낌없이 투자하고 있다.
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생활면에서 반성이 많이 필요하다. 나의 안일함과 무관심... 부끄럽다.
4년전에 읽었을 때도 그랬고, 작년에도 그랬다. 무엇인가 생활에서 노력을 해야겠다.
시민문화와 사람이 아름다운 그런 곳이 한국이라는 땅이어야하지 않을까
개인의 시대 창조의 시대 그 개개인의 노력은 바닷물에 튀기는 물 한방울일지는 몰라도.
엄마학교 서형숙선생님의 생활...
보리밥에 부채로 나는 여름이라는 [엄마학교]라는 책의 소제목이 갑자기 스쳐 지나간다.
필부필녀로서도 세상에 대한, 그 아름다움이 지금 여기서 일어나야 한다는 것에 대한 갈망에서부터 였지 싶다. 나의 추측이건데.
얼마전 한살림에서 시민발전소 팝업창이 뜨고 내용을 봤다...
참여하고 싶었는데 다만 몇 천원이라도.. 주식은 안사도 이런곳에 참여하고 싶다.
연간 CO2 절감효과 약5,500kg/연
917그루의 나무를 심는 효과
보통 가정용 3kwh 이면 충분
가정용햇빛발전소 세우는데 드는 비용 2천 4백만원 ~ 삼천만원.
나무심는 비용과 가꾸는 비용에 비해 효과적
나무를 심을 수 없는 옥상에 설치로 나무심는 효과를 낼 수 있다니.
한전에 되팔게 되면 수익도 생긴다.
장기적으로 봤을 때는 이득이다.
일년에 약 250만원의 전기생산수익이 있다는 보고가 있다.
여기저기서 에너지 독립을 외치고 있다. 블로그..
대부분 교회등지나 공원 농촌공동체에 시민들이 시작한 운동에다
환경에 관심있는 인사들이 가세하는 것 같다.
낙원연립 옥상이 아깝다.
설치비?
구청에다 알아나 볼까.
주인이 아니면 안되겠지.
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재생가능 에너지로 나아가려는 움직임은 이들 국가의 정부 차원에서만 이루어지는 것이 아니다.
거대 다국적 석유기업들 중에서도 이를 거스를 수 없는 대세로 복 적극적으로 방향전환을 하는 기업들이 나타나고 있다. 이들 중에서 가장 주목할 만한 기업체는 다국적 석유 기업인 셸(Shell)이다. 쎌은 태양광발전 부분을 새로운 사업영억으로 신설했고, 재생가능 에너지 사업에 투자하고 있다. 셸은 석유고갈보다는 지구온난화를 더 우려하기 때문에 태양광 쪽으로 사업을 확장하였다고 한다. 셸에서는 1994년에 자체 연구를 통해 2060년까지의 에너지 시나리오를 작성했다. 이 시나리오에 따르면 2060년까지 세계 에너지 수요는 세 배 정도 증가하는데, 그중 60퍼센트 가량이 재생가능 에너지로 충족되고 태양에너지의 비중은 재생가능 에너지 중에서 가장 높은 20퍼센트 정도로 늘어난다는 것이다.
4. 태양으로부터 얻는 에너지
태양에너지를 이용하는 방식은 태양빛을 전기 생산에 이용하는 태양광발전과 집열장치로 태양에너지를 모아서 난방, 온수용 열을 생산하는 태양열 장치로 나뉜다. 그 밖에도 빛을 모아 요리하는 태양열 조릭, 접시 모양 응집기로 빛을 모아 수백 도 이상의 열을 발생시키는 접시형 집열장치, 포물선 형태로 구부러진 반사판으로 빛을 모아서 열을 얻는 장치, 거대한 태양열 응집기로 수천 도의 열을 만들어서 발전하는 태양열 발전기, 태양열 건조장치, 태양열 냉방장비 등 다양한 것들이 있다.
그러나 현재 세계적으로 널리 사용되고 앞으로 빠르게 확산될 것으로 전망되는 것은 태양광 발전기와 태양열 집열장치이다.
태양광발전 : 태양전지
태양광발전은 반도체(semiconductor)로 만들어진 태양전지(photovoltaic cell)에 빛에너지(광자)가 투입되면 전자의 이동이 일어나서 전류가 흐르고 전기가 발생하는 원리를 이용하는 것이다. 태양전지는 하나의 크기가 대략 10cm2로 빛을 받으면 0.6볼트의 전압이 생기고, 최대 1.5와트의 용량을 갖게 된다. 전류의 세기는 태양전지의 크기에 따라 달라진다. 태양전지는 다양한 물지로 만들 수 있지만, 가장 널리 쓰이는 태양전지는 규소로 이루어져 있다. 규소는 순수한 상태에 극히 소량의 다른 원자들이 섞여 들어가면 전기적으로 다른 원소에서 볼 수 없는 현상이 일어나는데, 이 현상을 응용하는 것이 바로 반도체와 태양전지이다.
얇게 가공한 규소판 한쪽 면에 극미량의 인을 더해주면 이 판에는 자유롭게 움직일 수 있는 전자(음전하의 전달자)가 생겨난다. 이 현상이 생기는 이유는 인의 원자는 전자가 다섯 개인 반면 규소의 원자는 전자가 네 개이기 때문이다. 규소판에 인이 더해지면 규소 원자는 이들 인 원자와 결합을 형성한다. 그러나 규소의 원자가 지닌 네 개의 전자는 인의 원자가 지닌 전자 다섯 개 중에서 네 개하고만 결합해서 전자쌍을 형성할 수 있기 때문에, 결합에 필요하지 않은 인의 나머지 한 개 원자가 지닌 전자는 규소판 속에서 자유롭게 움직일 수 있게 된다. 자유 전자가 생겨나는 것이다.
규소판의 다른 쪽 면에는 전자가 세 개밖에 없는 붕소 원자를 더해준다. 그러면 여기서는 인이 더해진 반대쪽 면과 달리 전자가 모자라는 자리(구멍)가 생겨나고, 이 빈자리에서는 인이 첨가된 반대쪽에서 생겨난 자유전자를 받여들여 이 전자를 더 이상 움직이지 못하게 고정한다. 규소판 속에서 인이 첨가된 면의 자유전자가 붕소가 첨가된 면의 빈자리로 이동하는 것이다. 그렇다고 해도 규소판 전체는 전기적으로 중성을 유지한다. 그러나 국소적으로 볼 떄, 규소판의 인이 첨가된 며넹서는 전자가 반대편으로 이동하여 전자의 수가 양성자의 수보다 적어지기 때문에 양의 전하를 띠게 되고, 붕소가 첨가된 면은 전자가 유입되어 양성자의 수보다 많아지므로 음의 전하를 띠게 된다. 그 결과 두 면이 만나는 경게면에서는 인이 첨가된 양의 면과 붕소가 첨가된 으미의 면이 대전되는 상태가 되고, 따라서 전기장이 형성된다. 이러한 규소판에서 인이 첨가된 면은 햇빛을 받으면 음극이 되기 때문에 n(egative)- 도체 또는 n-면이라 하고, 붕소가 첨가된 면은 반대로 양극이 되기 때문에 p(psitive)-도체 또는 p-면이라고 한다. 둘 사이의 경게면은 pn-경계면이라고 한다. 태양전지는 이렇게 하나의 규소판속에 n-면과 p-면이 서로 맞붙어 있는 형태를 하고 있다.
이제 이 규소판, 즉 태양전지가 태양빛을 받는다고 가정해보자. 태양빛의 에너지를 전달하는 광자(photon)가 규소판에 부딪치면, 그 에너지의 일부가 규소를 붙들어주는 결합 전자에게 전달되어 이 전자가 자유롭게 움직일 수 있도록 한다. 이렇게 광자로부터 에너지를 받은 전자가 떨어져나가면 n-면의 표면으로 모여들고, 원래 자리는 빈곳이 된다. 이 빈자리는 전자 부족 상태의 양으로 하전된 것으로 볼 수 있는데, 이것은 아래의 p-면 쪽으로 이동하여 그 표면에 집결한다(윗그림 참조). 이러한 이동의 결과로 양쪽 면 사이에서는 위의 양전하와 아래의 음전하로 연결해주면 n-면 표면이 전자들이 금속선을 통해서 p-면 쪽으로 이동하여 그곳에 모인 빈 곳을 채워주게 된다(이랫그림 참조). 이 과정에서 전자의 흐름인 전류가 발생하고 전기에너지가 생산되는 것이다.
규소판의 n-면이 다시 햇빛을 받으면 전자기 또 떨어져나가고 이떄 생긴 빈자리가 다시 이동하여 전자의 흐름이 일어난다. 이 과정은 햇빛이 태양전지에 비치는 동안 계속되고, 이에 따라 계속해서 전기에너지가 생겨난다. 이떄 형성되는 전류의 세기는 햇빛의 세기와 태양전지판의 면적에 비례한다. 1평방미터당 900와트의 직사광선이 비칠 떄 가로, 세로가 10센티미터인 태양전지에서 발생하는 전류는 약 3암페어이다. 태양전지 표면에는 들어온 빛의 반사를 방해나는 반사방지막이 코팅되어 있는데, 이것은 가능한 한 많은 양의 빛에너지를 태양전지판에 붙들어 들여서 전기에너지로 변환하기 위한 것이다. 규소는 원래 회색이지만 이 반사방지막 코팅으로 인해 규소 결정으로 만든 태양전지는 약간 푸른빛을 띠게 된다.
시장에서 판매되는 규소 태양전지는 어떤 형태의 규소를 가지고 만들었냐에 따라 단결정(monocrystalline)전지, 다결정(polycrystalline) 전지, 비결정질(amorphous) 전지의 세 종류로 나눌 수 있다. 이들 태양전지를 만드는 데 사용되는 규소는 순도가 거의 100퍼센트에 가까운 것으로 규사(SiO2)를 규소로 환원한 후 여러 차례 정제해서 얻는다.
이들 중에서 값이 가장 비싼 것은 제조과정이 가장 복잡하고, 따라서 에너지가 가장 많이 투입되는 단결정 태양전지이고, 값이 가장 싼 것은 비결정질 전지이다. 단결정 전지는 값은 비싸지만 오랫동안 안정적으로 전기에너지를 만들어내고 빛을 전기로 바꾸는 (변환)효율이 가장 높다는 장점을 가지고 있다. 단결정 전지의 효율은 이론적으로는 30퍼센트에 달하고 실험실에서 만들어진 것은 24퍼센트의 효율을 보인다. 대량생산을 통해서 생산된 것은 16~18퍼센트의 효율을 보인다. 반면에 비결정질 전지는 값은 싸지만 효율이 낮고(5~10퍼센트) 시간이 지나면 안정성이 떨어진다는 흠이 있다.
비결정질 태양전지가 결정질 태양전지는 대부분 단단한 형태로만 가공할 수 있고, 따라서 두꼐를 0.2밀리미터 이하로 줄이기가 어렵다.
원료가 많이 들고 유연하게 적용하기 어려운 것이다. 반면에 비결정질 전자는 박막 기술을 이용해서 엷고 유연한 판의 형태로 만들 수 있기 때문에, 단단한 형태는 물론이고 휘거나 접어서 쓰는 용도로도 이용할 수 있다. 또한 단결정이나 다결정 전지는 여름에 온도가 올라가면효율이 떨어지지만 비결정질 전지는 온도가 올라갈수록 효율이 높아지기 때문에 더운 여름이 긴 지역에서 사용하기에 유리하다.
다만 효율이 낮기 때문에 같은 양의 전기를 만들기 위해서는 단결정 전지보다 더 많은 면적에 설치해야 한다. 비결정질 전지는 현재 효율이 10퍼센트에 달하는 것이 개발되어 있지만, 아직도 시장 점유율은 낮다. 다결정 전지는 효율이 대략 14퍼센트 정도로 단결정 전지에 비해 성능이 떨어지지만, 가격이 단결정보다 싸다는 이점이 있기 때문에 태양광 발전시설에 널리 사용한다.
아직 시장에서는 아주 소량밖에 판매되지 않지만 규소가 아닌 다른 물질을 이용한 태양전지들도 여러 종류가 개발되어 있다. 이러한 것들로는 주기율표에서 제3족의 갈륨과 제5족의 비소를 섞어서 만든 갈륨-비소(Ga-As) 태양전지, 카드뮴-텔루륨(cd-Te) 태양전지, 구리-인듐-셀레늄(Cu-I-Se, CIS) 태양전지 등을 들 수 있는데, 어떤 것은 실험실 내에서이긴 하지만 효율이 상당히 높은 것도 있다. 그밖에 유기화합물 중에서 색소를 지닌 화홥물을 이용한 채양전지도 연구 중이다. 색소화합물(염료)은 생산 단가가 규소 결정에 비해서 매우 낮기 때문에, 이러한 태양전지가 실용화되면 태양전지의 가격이 크게 떨어질 것이고 이와 더불어 태양전기의 발전단가도 크게 낮아질 것이다. 지금까지 개발된 색소화합물 전지의 최대 효율은 10퍼센트에 달한다.
IP *.193.194.22
2008/06/08 18:10
시 제목같다.
에너지를 바꿔 삶을 바꾸다.
1판 3쇄 펴낸날 2007년 10월 20일
머릿글 쓴 날 2004년 늦가을..
그 이후에도 태양도시들에는 모험과 실험에 대한 모색, 새로운 삶에로의 초대가 이어지고 있었겠지.
정혜진지음
대구에서 태어나 경북대학교 영어교육과를 졸업하고 1994년부터 영남일보 기자로 일하고 있다. 한국 언론재단과 영국 외무성 지원(British Chevening Scholarship)으로 2001년 런던대 골드스미스 칼리지(Goldsmiths college, University of London)에서 문화연구(Cultural Studies) 석사학위를 받았다. 2002년부터 국제에너지기구(IEA)의 '솔라시티(Solarcity)' 프로젝트를 취재하면서 도시의 에너?전환 노력에 관심을 갖고 관련 기사를 써 오고 있다.
junghj@yeongnam.com itsmehyejin@hanmail.net
1부 화석도시로 남을 것인가, 태양도시로 갈 것인가
2부 인간을 위한 도시, 태양도시의 매력
3부 세계의 태양도시를 가다
독일 프라이부르크
스웨덴 예테보리
덴마크 칼룬보르
스페인 바르셀로나
일본 기타큐슈
미국 새크라멘토
4부 내가 사는 도시를 태양도시로
태양도시(Solar City)란
지구적 지속가능성의 목표를 도시의 인구 수준에 맞게
적용해 온난화를 야기하는 물질 배출 목표 감소를 겨냥하는 동시에,
화석 및 핵에너지를 재생가능하고 지속가능한 형태의 에너지로 대체하는데
전면적으로 나선 도시 공동체를 의미한다.
중동의 석유 산지에서 수만 킬로미터를 파이프와 유조선으로 옮겨지는 연료,
혹은 외진 곳에 있는 원자력발전소에서 수백 킬로미터를 송전망을 타고 옮겨지는 전력,
그런 에너지보다는 우리 집 지붕에서 만들어진 태양에너지를 방에서 바로 쓰고,
내가 버린 쓰레기를 재활용해서 만든 에너지를 쓸 수 있다면
도시의 삶은 충분히 달라질 수 있다.
우리 아이들이 '우리 집은 몇 평짜리야' 라고 자랑하기보다
'우리 아파트 지붕 위에는 전기가 달려 있어' 라고 자랑한다면
삶의 문화는 달라지지 않을까.
에너지 종류를 바꾸어서 궁극적으로 삶이 달라지는 도시가 태양도시다.
-- 책의 뒤쪽 겉표지말 ---
그냥 머릿속으로만 상상하던 그것을 하는 태양도시민들이 존경스럽다.
낙원연립 옥상은 어느 옥상보다 태양광이 풍부하다
거창한 수리를 하지 않고도 태양셀전지를 설치해 볼 수 있는 방법은 없을까.
사실 이 곳으로 이사해 오면서 구청에서인가 집주인에게 태양광으로 태양열이었던가..
바꾸면 ... ... 권유의 쪽지가 왔었다.
그런데 주인에게 전달하지 않았다....
웬지 이 집주인들은 뭔가 바꾸는 것을 원하지 않을 듯 해서.
나는 세 사는 사람이고. 그런장치를 내 맘대로 할 수 있는 일이 아니니
법적으로.. 주인들에게 보내는 권유의 전단지 같은 게 온 것일 것이다.
'그 전단지는 너무 성의 없어 보였다.'
그렇지만, 내가 집주인이라면 시도해 볼 것이다.
이 집주인이 말한대로 이집에 들어서서 빛이 가득한 것을 보고 다른 것은 따지지 않고
샀다고 하지 않았던가.
이 집은 지은지가 20년 30년쯤 되었다.
지난 월요일 억수같이 비가 올때 아버지가 십 몇 년 전인가 이십 몇 년 전인가 이 연립주택에
온 일이 있다고 해서 나를 놀래키신 것을 아버지는 모르실 것이다.
아버지가 이 연립은 지은 지 삼십년은 넘은 건물이라고 하셨던 것이다.
아버지는 우리집에 윤 돌무렵에 한 번 오시고 세번째 이신데.
장대비 초여름 비를 다 맞고 우면동까지 가시면서 무슨 생각에 잠기셨을까.
독일 프라이부르크 Freiburg
_태양에너지를 관광자원으로 만들다
우리보다 앞서서 태양도시를 만들어 가고 있는 도시들을 찾아 나서기로 하고 첫 번째로 정한 도시가 프라이부르크였다. 2002년 당시 환경도시 분야에 문외한이던 내가 에너지 분야에 앞서가고 있는 도시에 대한 자료를 찾기는 쉽지 않았다. 그 와중에서도 프라이부르크에 대한 정보만을 그럭저럭 찾을 수 있었을 만큼 이미 많이 알려진 도시다.
이 도시를 선택한 데에는 이 도시가 에너지 전환 정책에서 가장 앞서고 있는 독일에서도 '환경수도' 또는 '태양도시'라는 호칭이 자연스럽게 따라다닐 만큼 재생에너지 개발 및 활용에서 단연 선두를 지키고 있는 도시라는 점에도 물론 이유가 있었다. 하지만 그것보다도 내가 특히 마음이 끌린 것은 이 도시가 태양에너지를 관광자원화해 엄청난 돈을 벌어들이고 있다는 사실 때문이었다.(나중에 기자의 이런 생각을 변화시키는 태양도시가 프라이부르크이다.) '재생에너지는 비싸고 돈이 되지 않는다'는 잘못된 관념을 가진 많은 정책 결정자들에게 '이 도시를 보라, 오히려 재생에너지 때문에 큰 돈을 벌고 있지 않느냐'는 것을 보여주고 싶었다.
독일의 환경수도
프라이부르크는 브라이스가우(Breisgau) 지역의 중심 흑림(Black Forest)에 인접한 인구 약 20만 2000명의 도시이다. 지정학적으로 보면 남쪽으로 스위스에, 서쪽으로 프랑스에 접해 유럽의 남북과 동서를 잇는 역할을 한다. 인구만 보면 그리 크지 않은 도시 같지만 독일 남부 라인 강 상류 지역에서는 쇼핑과 서비스의 중심지이다. 또 총인구 중 2만 5000명이 대학생인 교육도시이기도 하다.
프라이부르크에서 가장 가까운 공항은 스위스 바젤 공항. 공항에서 역으로 버스를 타고 와서 다시 기차로 약 45분. 내가 프라이부르크 중앙역에 도착한 날은 평일 낮 시간이었는데도 붐볐다. 편안함 속에 느껴지는 생동감이 독일의 환경수도에 대한 나의 첫 인상이었다. 역에 도착하지마자 나는 미리 예약한 빅토리아 호텔을 찾아 걸었다. 콜롬비공원 지하철역거리(Colombipark Eisenbahnstra Be) 54번지. 유럽 출장을 준비하면서 유럽의 한 환경연대 단체에서 주최하는 프라이부르크 에코 투어에 참가하려고 했는데, 그 코스 중에 빅토리아 호텔 숙박이 있었다. 아쉽게도 내 일정과 맞지 않아 그 투어에는 참가하지 못했지만, 에너지 자급자족 호텔이라고 소개된 것을 보고 숙박비가 비싸더라도 꼭 머물리라 생각해 한국에서 미리 예약을 했던 것이다.
에너지 100% 자급자족, 폐기물 제로 호텔
프라이부르크 역에서 걸어 5분도 걸리지 않는 시내 중심가에 위치한 빅토리아 호텔은 별 네 개짜리로, 겉으로 보기에는 여느 호텔과 다를 바가 없었다. 호텔 입구에 자그맣게 붙여진 '태양 에너지 발전' 안내 표지와 "우리 호텔은 환경지향적 운영을 합니다(Wir fuhren einen umweltorienten Betrieb)"라는 문구만 빼면 말이다. 짐을 풀고 한숨 돌리고 나니 방 안 테이블에 호텔 이용 안내와 함께 이 호텔의 에너지 자급자족을 안내하는 홍보지가 눈에 띄었다. 독일어로 돼 있어 영어로 쓴 것은 없냐고 물었더니 없단다. 고교 때 배우고 이미 다 잊어버린 독일어를 귀국 후 사전을 찾아가며 띄엄띄엄 읽었다.
이 호텔은 태양광, 풍력, 수력 등 재생가능에너지만으로 운영되고 있다.(할 수 있는 것은 다 해보는 구나.. 수력이라함은 소수력을 말하는 것일까? 풍력이라함은 호텔 자체에 미니 타워라도 있는 것일까? 풍차가 추억으로 이끄는 자연과 어울리는 아름다운 아이콘으로 자리잡은지 오래되었다. 나는 혼자서 공상할때 이 풍차처럼 바람개비처럼 나무모양의 태양광과 풍력이 동시에 되는 이를테면.. 이 블로그 대문의 야자수같은 모양의 타워를 낙서처럼 그린지 꽤 되었다. 한 3,4년... 각각 전기를 움직이는 발전소가 집집마다 세워지면 굴뚝이 집집마다 있었던 시대처럼 흉물스럽다고 시선을 어지럽힌다고 말하는 전선이 그렇게 많이 필요하지는 않으리가. 장거리 전선연결에서오는 열과 에너지 손실도 그만큼 줄어들지 않을까. 하긴 앞으로 초전도의 세계가 열린다고 하니 전선이 사라질 날은 분명 오긴 올건가보다. ) 2개의 지하 열병합 발전시설이 이 빌딩의 전력과 난방의30%를 제공하는데, 이로서 20톤 가량의 이산화탄소가 대기 중으로 방출되지 않는다. 근처에 있는 풍력발전은 이 호텔 전력의 나머지 64%를 담당한다. 호텔 소유주인 스패스(Astrid and Bertram Spath) 부부는 친환경적인 생활만이 미래세대를 위한 길이라는 확신이 있었고, 이것을 일상이 호텔 운영에 적용하고 있다. ( 그렇구나. 빌딩지에서 열병합 발전소가 2개가 있다는 말은 시골에서 흔히 듣게 되었던 비상발전기..수준보다 조금 더 큰 규모인가.. 그렇게 작은 규모의 열병합 발전소를 지하공간에 배치할 수도 있구나. 이 도심한가운데 있는 프라이 부르크에 풍력에너지가 괜챦은 효과를 거두나보다. 도심한가운데 높은 타워를 세울만큼. 해안가였나. 지붕과 벽면에는 태양광모듈, 열병합시설은 수력으로 하는 것인가보다 태양광에서 얻은 열에너지로 물을 끓여서 전기에너지와 열에너지를 공급하는 것일까? 다시 태양의 시대로를 찾아 읽어보아야겠다.)
[다시 태양의 시대로 --- 에너지 전환: 효율을 높이자 45p -
에너지 전환을 위한 또 하나 중요한 요소는 같은 양의 에너지를 가지고 더 많은 효과를 거두는 것이다.
백열등을 켜서 절전형 등을 켤 때와 똑같은 밝기를 얻으려면 전기를 네 배나 더 소모해야 한다.
할로겐램프도 마찬가지로 절전형보다 훨씬 많은 전기를 써야 같은 밝기에 도달한다.
그렇다면 이러한 전등으로 조명을 하는 것은 에너지를 아주 비효율적으로 이용하는 것이고 쓸데없이 낭비하는 것이다.
집을 지을 때 돈이 조금 더 든다고 해서 단열재를 넣지 않거나 적게 넣으면 나중에 난방 에너지와 냉방 에너지가 아주 많이 들어간다. 단열을 제대로만 하면 에너지 소모량이 훨씬 줄어들 텐데 대강 집을 지은 탓에 수십 년이상 에너지를 낭비해야 하는 것이다.
이것도 아주 비효율적인 에너지 이용의 대표적인 사례이다. 화력발전소에서 전기를 생산하는 방식도 효율적인 것과 비효율적인 것이 있다.
멀리 떨어진 바닷가에서 전기를 생산하는 화력발전소들은 대부분 에너지의 70퍼센트 가량을 공중이나 바다로 날려 보낸다.
나머지 30퍼센트 정도가 소비자에게 전기의 형태로 보내진다.
그런데 우리가 만일 공중으로 날아가는 열을 난방용으로 이용한다면 효율을 크게 높일 수 있다.
전기를 생산할 떄 나오는 열까지 이용하는 발전방식을 열병합 발전이라고 한다.
열병합발전 시설은 작은 도시 전체에 전기와 열을 공급할 수 있는 커다란 것부터 작은 건물 하나에 전기와 열을 공급하는 마이크로급에 이르기까지 다양한 종류가 나와 있다.
우리나라에서는 지역난방 시설에서 주로 가스를 이용하요 열병합발전을 한다. 가스 복합화력발전소에서도 열병합 발전을 할 수 있다. 열병합발전을 하면 투입한 연료에 들어 있는 에너지 중에서 90퍼센트 가량을 이용할 수 있다. 보통의 화력발전과 비교하면 효율이 세 배 정도 높은 셈이다. 그런데 이러한 발전시설은 외딴 곳에 세우지는 못한다. 사람들이 많이 사는 곳에 세워야 하는데, 발생하는 열을 이용할 수 있는 주택이나 공장이 근처에 있어야만 하기 때문이다.
에너지를 비효율적으로 이용하면 재생가능 에너지의 이용을 크게 늘려도 소용이 없다. 낭비로 새어나가는 에너지를 재생가능 에너지로 채워주는 꼴밖에 안 되기 때문이다. 그러므로 에너지 전환을 쉽게 달성하려면 에너지소비도 줄여야 한다. 에너지의 효율적인 이용을 통해서 전체 에너지소비가 줄어들어야만 재생가능 에너지의 개발이 빛을 발하는 것이다. 그러므로 에너지 전환이 이룩되기 위해서는 에너지의 효율적인 이용과 절약을 통해서 전체 에너지소비가 줄어들고, 이와 동시에 재생가능 에너지의 이용이 늘어나야 한다.. 연료를 전기 생산과 열 생산을 위해 따로 사용하는 경우보다 발전과 난방을 따로 하면 손실이 많아지지만 동시에 하면 손실은 크게 줄어든다.
에너지를 효율적으로 이용할 수 이는 방법은 많다. 가장 빠르게 효과를 볼 수 있는 방법은 대기전력을 줄이는 것이다. 대기전력이란 가전기기가 꺼져 있는 상태에서도 전선과 콘센트에 코드가 꽂혀 있을 때 흐르는 전기를 말한다.
소량이긴 하지만 코드가 꼿혀 있는 상태에서 24시간 내내 흘러간 것을 합하면 꽤 먆은 양이 된다. 아무것도 안 하는데 전기는 그냥 새나가는 것이다. 대기전력은 우리나라 전체 전기소비의 5퍼센트 이상 되는 것으로 추정된다.
원자력발전소 세 개에서 생산되는 전기에 해당하는 아주 많은 양으로
수조 원에 달한다.
그렇다고 전기제품을 끌 때마다 코드를 빼서 전기를 차단하는 것은 너무 번거롭다.
이를 해결하는 방법이 바로 멀티탭을 쓰는 것이다.
텔레비젼, 오디오, 컴퓨터, 휴대전화 충전기 등 각종 가전기기를 멀티탭에 연결하고, 사용하지 않을 때는 멀티탭 스위치만 누르면 상당한 양의 소비전력을 줄일 수 있다.
이것도 귀챦으면 지금 가지고 있는 것을 버리고 대기전력이 아주 적게 들어가는 제품을 새로 사서 쓰면 되지만, 이것은 경제적으로나 전체 에너지소비 면에서 바람직하지 않다.
불가피하게 쓰던 것을 새 것으로 바꾸어야 할 떄는 대기전력 사용량을 꼼꼼히 따져서 구입하는 것이 좋다. 한 가지 유의해야 할 점은 대기전력이 적게 들어가는 것이라 해도 크기가 늘어나면 전기소비도 그만큼 늘어난다는 것이다.
우리는 가전제품을 바꿀 때 이전 것보다 더 큰 것을 선호한다. 냉장고와 텔레비전도 10년 전에 비해 훨씬 켜졌고, 이것들이 점점 더 많이 팔리고 있다. 결과는 전체적으로 전기소비가 늘어나는 것이다. 그러므로 우리 생활이 자꾸 큰 것을 쫓아가는 식으로 나아가면 에너지 전환은 점점 어려워진다.
(엄마학교에서 유럽에서는 우리처럼 양문형 냉장고를 쓰지 않고 작은 크기의 냉장고를 쓴다는 말을 들었다. 대형쇼핑센터가 들어서고 주말에나 장을 볼 시간이 되는 맞벌이 주부들이 일주일치 혹은 이주일치 장을 한꺼번에 보려면 대형 냉장고가 필요해진다.-그렇다면 그 독일이나 네덜란드에서는 신선재료들을 어디서 공급받는 것일까. 그들도 맞벌이를 하는 부부가 많을텐데.. 네덜란드에서 자란 친구 승효가 한국와서 가장 반가왔던 것이 구멍가게였다. 대형쇼핑몰이 너무도 피곤하다는 것이다.
내가 필요없는데도 너무 넓은 그곳에서 이곳저곳 돌아다니려면. 그런데 모든 음식이 그렇건만.. 냉장고에 만들어진 반찬이 맛만 없는 것이 아니라.. 그곳에 저장해둔 야채들중에는 당근같이 점점 질소화합물이 많아져서 체내에 철분흡수를 가로막는 영양상태가 된다고 한다.
그래서 보통 아기에게는 냉장보관이 오래된 야채들로 이유식이나 반찬을 만들어 주면 안좋다고 소아과 전문의는 말한다. 아기에게는 철분흡수가 중요한데 -엄마들이 생우유를 두 돌 이후에나 나중에 먹이는 것은 생우유가 철분함유가 낮기 때문이며 그 철분과 칼슘을 흡수할 능력이 영아기에는 떨어지기 때문이다. 모유수유를 늦게까지 하는 것은 모유에 들어있는 철분 성분이 가장 흡수율이 높기 때문이다. -
또, 세탁기도 마찬가지. 요새는 건조하는 기능이 다 있다. 그런데 소비전력이 대단하다. 언젠가 티비에서 옥상에 온실을 만들고 여러가구가 함께 세탁물을 태양열을 이용해서 건조시키는 그런 내용을 본 기억이 있다. 고등학교때인가..)
심야전력 난방도 가스나 석유 난방으로 바꾸면 많은 양의 에너지를 절약할 수 있다. 삼야전력은 원래 24시간 돌아가는 원자력발전소나 대형 석탄화력발전소에서는 밤에 생산되는 전기 중에서 남아도는 것을 소비하기 위해 도입한 것이다. 그렇지만 요즘에는 심야전력 이용자가 크게 늘어나서 원자력발전소 전기만으로는 심야전력 수요를 전부 채우지 못한다.
그렇다고 심야전력 공급이 끊어지게 만들 수는 없다. 난방을 못해 얼어죽는 일이 생기면 안 되기 때문이다. 이때 모자라는 심야전력을 만들기 위해서 뛰어는 것이 화력발전이다. 가스화력 발전소를 돌리는 것이다. 그런데 가스나 석유로 먼저 전기를 만든 다음에 이것으로 다시 난방을 하는 것은 아주 비효율적인 에너지 이용방식이다. 가스를 가지고 전기를 만들어서 난방을 하면 가스에 들어 있는 에너지 중에서 최대 25퍼센트밖에는 쓰지 못한다.
전기를 만들 때 에너지 손실이 60퍼센트 가량 일어나고,
전기를 수송할 때 또다시 10퍼센트 가량 손실이 발생하고,
최종적으로 주택에서 심야전력으로 물을 데울 때 또 다시 손실이 일어나기 때문이다.
반면에 가스로 직접 난방을 하면 가스에 들어 있는 에너지의 85퍼센트 이상을 난방용으로 쓸 수 있다. 그러므로 심야전력 난방은 가스로 직접 난방하는 것보다 에너지 효율이 3분의 1도 안 되는 아주 비효율적인 방식이다.
전기는 고급에너지이기 때문에 만드는 데 에너지를 많이 투입해야 한다. 그러므로 전기는 가능한 한 꼭 필요한 부분에만 투입하는 것이 좋다. 예를 들어서 조명, 가전기기, 전동기 등 석유나 가스로 대체하기 어려운 부분에서만 사용해야 하는 것이다.
그러나 쓰기 편리하다고 해서 전기를 난방용으로 사용하는 사람이 점점 늘어가고 있다. 한국의 전체 전기소비에서 심야전력이 차지하는 비중은 5퍼센트가 넘는다. 이것을 모두 가스나 석유난방으로 바꾸면 전기소비와 에너지소비를 3~4퍼센트 줄일 수 있다. 건물을 밝히는 데도 절전형 조명기기를 이용하면 전체 전기소비의 3퍼센트 가량을 줄일 수 있다.
냉방에 들어가는 전기도 집을 지을 때 조금만 신경 쓰면 크게 줄일 수 있다. 냉방에 들어가는 전기도 집을 지을 때 조금만 신경 쓰면 크게 줄일 수 있다. 집을 지을 때 단열을 적게 하거나 벽면을 유리로 둘러싸면, 여름철에 비치는 햇빛의 열이 모두 건물안으로 들어와서 내부가 뜨거워진다.이것을 식히려면 엄청난 양의 냉방 에너지가 들어가야 한다. 그러나 외부단열을 보강하고 햇빛을 차단할 수 있도록 설계해서 집을 지으면 난방은 물론이고, 냉방용 에너지소비도 크게 줄일 수 있다.
* 덴마크의 풍력산업이 전체 국민생산에서 차지하는 비중은 낙농업을 앞지르고 있다.
관광객이 머무는 호텔에서까지 에너지를 홍보하는 도시, 환경수도이자 태양도시 프라이부르크가 실감이 났다. 나는 냉.난방과 전기, 뜨거운 물에 필요한 에너지까지 모든 에너지를 스스로 만들어내는 건물에서 밤을 보냈다. 새삼스레 전구를 올려다보며, 또 샤워기에서 나오는 물을 보면서 어린 아이처럼 에너지를 스스로 생산하는 건물에 신기해했다. 새벽녁에 소나기가 쏟아지는 소리를 들었는데 몸을 일으켜 비를 감상하기에는 먼 길을 온 모이 너무 지쳐 있었다. 에너지 자급자족 건물에서 보낸 첫 날은 여독을 풀기에 충분할 만큼 편안했다.
솔라투어에 나서다. 윤섭이 깨서 뚝딱뚝딱 하면서 노래부르며 웃으면서 등장. 출근준비해야지.
6월 10일 이어서 쓴다
기자를 안내하기로 한 '프라이부르크 미래 여행사(Freiburg Futour)' 대표 하르트비그(Hartwig)씨는 내가 빅토리아 호텔에서 1박을 한 다음날 아침 일찍 호텔로 나를 데리러 왔다.
유럽의 대표적인 재생가능에너지 보급 및 홍보 기구인 유로솔라(EuroSolar)에서 소개해 준 이 단체는 지속가능한 경제 활동과 재생에너지 사례를 중심으로 한 투어를 주선하는 단체인데, 대표 한 명과 직원 한 명이 주말에도 쉬지 못하고 일해야할 만큼 세계 각지에서 관광객들이 몰려온다고 했다.
대부분이 이 도시의 에너지 및 환경 정책을 배우러 오는 외국의 공무원, 교수 혹은 연구원, 에너지 효율화 정책에 관한 구체적인 정보를 얻고자 하는 건축가와 기술자 등 '학술적인' 관광객들이다. 하르트비크 씨의 명함은 한쪽은 독일어, 다른 한쪽은 일본어로 돼 있었다. 일본어를 아는 건 아니지만 일본인 관광객들이 워낙 많기 때문에 일부러 그렇게 만들었다고 했다.
'솔라투어' 도시에서는 기자라고 해서 예외가 아니었다. 나는 하르트비그 씨에게 안내 비용으로 시간당 50유로(약 5만 원)을 냈다. 내가 통역 안내 비용이 아닌 취재 안내 비용을 지불한 것은 지금까지의 해외 출장을 통틀어 처음이었다. 물론 하르트비그 씨는 시 공무원이 아니라 여행사 대표 자격으로 나왔기 때문에 내가 인건비를 내는 것은 당연했지만, 기자가 취재하러 와서 숙박이나 식사 비용이 아닌 안내 비용을 지불하는 것이 낯설었다. 하지만 기분이 나쁘지는 않았다. 기자도 '학술적인 관광객들' 가운데 중요한 수요처이지 않은가. 태양에너지로 관광 산업을 활성화하는 정책, 즉 '솔라투어리즘'의 진면목을 실감했다.
솔라투어의 첫 번쨰 코스는 몇 군데 태양에너지 시설이었다. 프라이부르크에는 세계에서 경쟁 도시를 찾아볼 수 없을 만큼 태양에너지 시설과 관련 기구, 연구 기관, 관련 산업이 모여 있다.
*외코스타찌온 안의 태양광 요리시설에서 어린이들은 태양광을 이용해 직접 스파게티를 해먹으며 어릴 때부터 재생가능에너지를 생활의 일부로 받아들인다.
* 독일 전역에서 생산되는 태양광 모듈의 25% 이상을 생산하는 태양광 모듈 생산 공장 졸라파브릭
지붕이나 벽면에 태양전지를 설치해 건물에 소모되는 에너지를 자체적으로 생산하고 있는 건물을 조금만 열거해 보자. 프라이부르크로 진입하는 관문인 중앙역 솔라타워를 비롯, 신박랍회장(Neue Messe), 프라이부르크 솔라센터, 어린이들을 위한 교육 장소인 외코스타찌온(Okostation), 태양전지판 생산 공장 '졸라파브릭(Solar Fabrik)', 태양에너지 건축의 선구자격인 롤프 디쉬(Rolf Disch)가 설계한 실험적 주택 '회전판 태양주택(Helitrop Solar House)', 라젤펠트(Rieselfeld)와 보봉(Vauban) 도시계획지역의 태양광주택단지 등. 목록은 끝이 없을테니 건물 하나하나를 소개하는 것은 별 의미가 없을 것이다.
주식 분양으로 태양광 발전 확대 (윤이 깼다. 여섯시 반)
태양에너지 시설들을 둘러보며 인상적이었던 것은 태양광 발전 시설을 민간으로 확대하는 데 큰 역할을 한 '태양광 주식 분양'이었다. 대규모 태양광 발전장치를 건설하고 가동하는 데 필요한 자금을 주식 분양을 통해 모으는 방식이다. 이 시는 기본적으로 태양광 발전 시설 혹은 에너지 고효율화 장치를 설치하는 건물에 대해 다양한 지원을 정책적으로 하고 있지만 민간 부분에서 태양광 발전 장치를 확대해 나간 데에는 '주식 분양'이라는 독특하고 창의적인 발상이 있었다.
대표적인 것이 드라이잠축구경기장에 설치된 태양광 발전 설비다.
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[다시 태양의 시대로]
이필렬 초판 1쇄 펴낸날 2004년 7월 20일 초판 2쇄 2004년 9월 10일
펴낸 곳 (주)양문 110-260 서울시 종로구 가회동 170-12 자미원빌등 2층
차례
서문 제2의 태양에너지 시대를 희망하며
1. 에너지의 미래
2. 화석연료와 원자력 중독에서 벗어나기
3. 한국에서 나아가야 할 길
4. 태양으로부터 얻는 에너지
5. 바람으로부터 얻는 에너지
6. 바이오매스로부터 얻는 에너지
7. 바다로부터 얻는 에너지
8. 땅 속으로부터 얻는 에너지
9. 물의 흐르는 힘으로부터 얻는 에너지
10. 연료전지
11. 재생가능 에너지가 만능은 아니다.
15페이지를 읽다가 든 나의 생각 :
현대사회에서 에너지는 돈 그 이상이다 에너지는 바로 시간을 남기는 장치를
어떤 흐름을, 소통을 움직이기 때문이다.
33페이지
세계 기상학자들의 협의기구인 IPCC의 2001년 보고서는 21세기 100년 동안 지구 평균기온이
최소 섭씨 1.4도에서 최대 5.8도까지 상승할 것으로 전망한다. 기온 상승은 기상이변과 해수면
상승을 동반할 것이고, 전지구적인 기상재해를 일으킬 것이다. 기온이 올라가면 남극과 북극의 빙하가 녹아내리고 바닷물이 팽창한다. 자연히 해수면도 상승한다. 해수면은 최소 10센티미터, 최대 90센티미터 올라갈 것으로 전망한다. 해수면이 50센티미터 상승하면 전세계 저지대의 상당 부분이 바다에 잠기게 된다.
IPCC에서 발표한 보고서를 한국에 단순 적용하면 어떻게 될까?
한국은 지구 평균 기온상승 속도보다 세 배 빠르게 기온이 상승했다.
그렇다면 2100년까지 한국의 평균기온은 최소 섭씨 4.2도, 최대 17.4도 상승한다.
17도 상승하면 거의 아라비아 사막처럼 될 것인데,
그렇게까지 온도가 올라가지는 않을 것이다. 그러나 최소로 잡은 4.2도 상승은 현실이 될 확률이 아주 높다. 평균 기온이 100년 동안 섭씨 4도이상 올라가는 것은 생태계가 감당할 수 없는 가파른 상승이다. 그 결과는 충분히 상상할 수 있다. 우리 또는 우리 후손이 감내하기 어려운 혼란이 닥치는 것이다.
2003년에 작성되어 2004년 초에 영국의 《가디언》을 통해서 새어나온 미국 국방성 비밀보고서는 IPCC 보고서보다 훨씬 비관적이다. 여기서는 2010년에서 2020년 사이에 기후변화로 인해 전지구적인 혼란이 닥칠 것으로 전망한다. 2007년경에 유럽 해안에 몰아닥친 엄청난 폭풍으로 네덜란드 해안의 둑이 무너져 헤이그를 비롯한 넓은 지역이 사람이 살 수 없는 곳이 되고, 2010년부터 2020년 사이에 유럽의 평균기온이 섭씨 4도 가량 떨어져 영국이 시베리아와 비슷한 기후가 되며, 전장과 기아로 인해 수백만 명이 목숨을 잃는다는 것이 이 보고서의 내용이다. 식량생산이 크게 줄어들고, 열대와 아열대 지역이 황폐화됨에 따라 그곳 사람들이 미국과 유럽으로 몰려들고, 이곳 국가는 이들이 들어오는 것을 막기 위해 요새화되고, 일본과 한국 그리고 독일 등이 핵무기를 개발하며, 엄청난 인구와 식량 수요를 지닌 중국과 해수면에서 얼마 높지 않은 방글라데시가 특히 심각한 피해를 입으리라는 내용도 들어 있다.
미국 국방성 비밀보고서에서는 기후변화가 앞으로 매우 빠르게 진행될 것으로 본다. 그 결과 2010년경에 벌써 거대한 폭풍과 이로 인한 혼란이 나타나리라는 전망을 하는 것이다. 보고서의 내용 중에서 영국 기후가 시베리아와 비슷해진다는 것은 온난화가 일어나더라도 지역에 따라서는 전혀 다른 형태로 기후가 비뀔 수 있음을 말해준다.
영국은 위도가 시베리아와 거의 비슷하다. 그렇다면 원래 추워야 한다. 그런데 겨울에도 눈이 거의 오지 않고 따뜻하다. 그 이유는 북대서양에서 따뜻한 난류가 흐르기 때문이다. 이 난류의 영향으로 영국이나 스칸디나비아의 기온은 평균 섭씨 10도 가량 상승한다. 기후변화로 영국의 온도가 크게 떨어지는 이유는 바로 적도로부터 영국 북해를 통과해서 스칸디나비아 반도로 흘러가는 난류가 약해지기 때문이다. 난류가 생기는 이유는 염분을 많이 품고 있는 적도 부근의 물이 북극 가까이에 오면서 차가워지고 이에 따라 무거워져서 북극의 심해로 쏟아져내려오기 때문이다. 이러한 물의 움직임이 바다 표면에 소용돌이를 만들어서 표면의 물을 계속 끌어들이고, 바닷속으로 들어간 물은 적도 쪽으로 밀려가는데, 이러한 일이 연쇄적으로 일어나 메시코만까지 도달해서 결국 거대한 해류가 생겨나는 것이다. 그런데 지구 기온이 높아지면 대서양 북부에서 비가 많이 내리고 방산이 녹아내려 바닷물을 염분농도가 희석되기 때문에 북쪽으로 올라간 바닷물이 무거워지는 정도가 약해진다. 당연히 난류가 약해질 수밖에 없다. 결국 영국과 스칸디나비아가 추워지는 것이다.
이렇게 기후변화가 예상치 못했던 결과를 가져온다는 것은 한국도 심각한 사태가 벌어질 가능성이 있음을 시사한다. 지난 100년간 한반도의 기온 상승폭이 지구평균의 세 배 가까이 되었다는 사실이 우려를 더하게 만든다. 만일 앞으로도 계속 이런 식으로 온도 상승이 빠르게 진행되면 21세기 100년간 한국의 평균기온은 아주 크게 상승할 것이다. 생태계가 감당할 수 있는 기온상승 폭은 100년에 1도라고 한다. 그런데 만일 10도가 올라간다면 생태계는 굉장한 충격에 휩싸일 것이고, 한반도에는 거대한 기후재앙이 닥칠 것이다. 심각한 기상이변과 생태계의 걷잡을 수 없는 교란이 피할 수 없는 일이 되는 것이다. 이 모든 일이 우리가 화석연료와 에너지를 너무 많이 쓰기 때문에 일어나는 것이다. 그렇다면 이제 우리가 무엇을 해야 할 것인가가 분명해진다.
49페이지까지 읽고 내가 든 생각
식구도 점점 단촐해 지는데 집이 창고역할을 하는가보다 재워두고 쌓아두고 시간에 쫓기다보니 매일매일 장보는 것이 쉬운일은 아니다. 냉장고는 점점 대용량...커진다. 우리집도 예외는 아니다
처음 나는 이른바 양문형냉장고가 거북살 스러워 투도어식으로 남이 쓰던 것을 가져와 쓰려고 했다.
그러나 그것 고장나면 버리는데도 요새는 신고하고 비용지불해야하니 아예 신혼살림인데 새것으로 하라는 주변의 말들(?)이 소신대로 살지 못하는 나의 일면을 본다. 나는 그렇게 자기 주장을 완고하게 끌고 나갈 만큼의 의지력이나 추진력이 부족한 것을 느낀다.
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에너지를 효율적으로 이용할 수 있는 방법은 많다. 가장 빠르게 효과를 볼 수 있는 방법은 대기전력을 줄이는 것이다. 대기전력이란 가전기기가 꺼져 있는 상태에서도 전선과 연결된 콘센트에 코드가 꽂혀 있을 때 흐르는 전기를 말한다. 소량이긴 하지만 코드가 꽂혀 있는 상태에서 24시간 내내 흘러간 것을 합하면 꽤 많은 양이 된다. 아무것도 안 하는데 전기는 그냥 새나가는 것이다. 대기전력은 우리나라 전체 전기소비의 5페센트 이상 되는 것으로 추정된다. 원자력발전소 세 개에서 생산되는 전기에 해당하는 아주 많은 양으로 수조 원에 달한다. 그렇다고 전기제품을 끌 때마다 코드를 빼서 전기를 차단하는 것은 너무 번거롭다. 이를 해결하는 방법이 바로 멀티탭을 쓰는 것이다. 텔레비젼, 오디오, 컴퓨터, 휴대전화 충전기 등 각종 가전기기를 멀티탭에 연결하고, 사용하지 않을 때는 멀티탭 스위치만 누르면 상당한 양의 전기소비를 줄일 수 있다. 이것도 귀챦으면 지금 가지고 있는 것을 버리고 대기전력이 아주 적게 들어가는 제품을 새로 사서 쓰면 되지만, 이것은 경제적으로나 전체 에너지 소비 면에서 바람직하지 않다. 불가피하게 쓰던 것을 새 것으로 바꾸어야 할 때는 대기전력 사용량을 꼼꼼히 따져서 구입하는 것이 좋다. 한 가지 유의해야 할 점은 대기전력이 적게 들어가는 것이라 해도 크기가 늘어나면 전기소비도 그만큼 늘어난다는 것이다. 우리는 가전제품을 바꿀 때 이전 것보다 더 큰 것을 선호한다. 냉장고와 텔리비전도 10년 전에 비해 훨씬 커졌고, 이것들이 점점 더 많이 팔리고 있다. 켤과는 전체적으로 전기소비가 늘어나는 것이다. 그러므로 우리 생활이 자꾸 큰 것을 쫓아가는 식으로 나아가면 에너지 전환은 점점 어려워진다.
심야전력 난방도 가스나 석유 난방으로 바꾸면 많은 양의 에너지를 절약할 수 있다. 심야전력은 원래 24시간 돌아가는 원자력발전소나 대형 석탄화력발전소에서 밤에 생산되는 전기 중에서 남아도는 것을 소비하기 위해 도입한 것이다. 그렇지만 요즈음에는 심야전력 이용자가 크게 늘어나서 원자력발전소 전기만으로는 심야전력 수요를 전부 채우지 못한다. 그렇다고 심야전력 공급이 끊어지게 만들 수는 없다. 난방을 못해 얼어죽는 일이 생기면 안되기 때문이다. 이때 모자라는 심야전력을 만들기 위해서 뛰어드는 것이 화력발전이다.
가스화력발전소를 돌리는 것이다. 그런데 가스나 석유로 먼저 전기를 만든 다음에 이것으로 다시 난방을 하는 것은 아주 비효율적인 에너지 이용방식이다. 가스를 가지고 전기를 만들어서 난방을 하면 가스에 들어 있는 에너지 중에서 최대 25퍼센트밖에는 쓰지 못한다. 전기를 만들 떄 에너지 손실이 60퍼센트 가량 일어난고, 전기를 수송할 때 또다시 10퍼센트 가량 손실이 발생하고, 최종적으로 주택에서 심야전력으로 물을 데울 때 또다시 손실이 일어나기 때문이다. 반면에 가스로 직접 난방을 하면 가스에 들어 있느 에너지의 85퍼센트 이상을 난방용으로 쓸 수 있다. 그러므로 심야전력 난방은 가스로 직접 난방하는 거소받 에너지 효율이 3분의 1도 안 되는 아주 비효율적인 방식이다.
전기는 고급에너지이기 때문에 만드는 데 에너지를 많이 투입해야 한다. 그러므로 전기는 가능한 한 꼭 필요한 부분에만 투입하는 것이 좋다. 예를 들어서 조명, 가전기기, 전동기 등 석유나 가스로 대체하기 어려운 부분에서만 사용해야 하는 것이다. 그러나 쓰기 편리하다고 해서 전기를 난방용으로 사용하는 사람이 점점 늘어가고 있다.
한국의 전체 전기소비에서 심야전력이 차지하는 비중은 5퍼센트가 넘는다. 이것을 모두 가스나 석유난방으로 바꾸면 전기소비와 에너지소비를 3~4퍼센트 줄일 수 있다. 건물을 밝히는 데도 절전형 조명기기를 이용하면 전체 전기소비의 3퍼센트 가량을 줄일 수 있다.
냉방에 들어가는 전기도 집을 지을 때 조금만 신경 쓰면 크게 줄일 수 있다. 집을 지을 때 단열을 적게 하거나 벽면을 유리로 둘러싸면, 여름철에 비치는 햇빛의 열이 모두 건물 안으로 들어와서 내부가 뜨거워진다. 이것을 식히려면 엄청난 양의 냉방 에너지가 들어가야 한다. 그러나 외부 단열을 보강하고 햇빛을 차단할 수 있도록 설계해서 집을 지으면 난방은 물론이고, 냉방용 에너지소비도 크게 줄일 수 있다.
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건축자재.. 유리..는 태양광을 모으는 역할이 가능한 새로운 소재가 나타날 수 있지 않을까.. 한옥 기와를 태양광 모듈로 만드는 것은 어떨까.. 아니면 박막기술을 이용한 기와에 일종의 태양전지를 붙이든.. 이런 친환경도시들은 관광산업과 연결 되던데..
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에너지 전환 : 독일과 덴마크의 노력
에너지 전환을 위한 노력을 가장 열심히 하는 곳은 유럽연합이다. 유럽연합은 2050년까지 에너지소비를 2000년의 절반 이하로 줄이고, 그중에서 90퍼센트 이상을 재생가능 에너지로 채운다는 시나리오를 작성했다. 물론 50년 후에 반드시 이렇게 된다는 보장은 없다. 목표 달성은 유롭사람 개개인이 에너지 절약과 전환에 얼마나 호응을 하고 노력을 하느냐에 달린 것이다. 사람들이 지금까지 그랬던 것처럼 대량생산과 대량소비 시스템 속에서 욕망을 계속 추구해나가는 생활양식을 크게 바꾸지 않으면 목표를 달성하는 것은 불가능하다. 그러나 기후변화와 석유 위기에 대한 사람들의 인식이 깊어지면 50년 후에 필요한 에너지를 모두 재생가능 에너지로 공급하는 것도 가능해질 것이다.
유럽연합 차원의 방향설정과 더불어 각각의 회원국도 에너지 전환에 많은 노력을 기울이고 있다. 특히, 덴마크, 독일, 스페인, 네덜란드를 중심으로 풍력발전이 급속히 증가하고 있고 태양에너지, 바이오매스, 지열에 대한 관심과 이용도 크게 늘어나고 있다. 덴마크에서는 1970년대 초 제 1차 오일쇼크 이래 풍력자원 개발에 꾸준히 힘을 쏟은 결과 풍력발전 기술에서 세계 최고에 도달했고, 풍력발전기도 세계에서 가장 많이 수출하고 있다. 덴마크의 풍력산업이 전체 국민생산에서 차지하는 비중은 낙농업을 앞지르고 있다.
독리에서도 2050년까지 에너지소비를 2000년의 60퍼센트로 줄이고, 남은 40펴센트의 에너지 중에서 60퍼센트를 재생가능 에너지로 충당한다는 계획을 세웠다. 이 계획대로 되면 2050년에는 전체 에너지중에서 화석연료의 양은 2000년에 소비된 화석연료의 24퍼센트로 줄어든다. 온실가스의 방출량도 1990년의 20퍼센트로 줄어든다. 대단히 야심적인 계획을 달성하기 위해 독일 정부에서는 각종 제도적인 뒷받침을 해주고 시민들은 재생가능 에너지 확대에 돈과 시간과 마음을 아낌없이 투자하고 있다.
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생활면에서 반성이 많이 필요하다. 나의 안일함과 무관심... 부끄럽다.
4년전에 읽었을 때도 그랬고, 작년에도 그랬다. 무엇인가 생활에서 노력을 해야겠다.
시민문화와 사람이 아름다운 그런 곳이 한국이라는 땅이어야하지 않을까
개인의 시대 창조의 시대 그 개개인의 노력은 바닷물에 튀기는 물 한방울일지는 몰라도.
엄마학교 서형숙선생님의 생활...
보리밥에 부채로 나는 여름이라는 [엄마학교]라는 책의 소제목이 갑자기 스쳐 지나간다.
필부필녀로서도 세상에 대한, 그 아름다움이 지금 여기서 일어나야 한다는 것에 대한 갈망에서부터 였지 싶다. 나의 추측이건데.
얼마전 한살림에서 시민발전소 팝업창이 뜨고 내용을 봤다...
참여하고 싶었는데 다만 몇 천원이라도.. 주식은 안사도 이런곳에 참여하고 싶다.
연간 CO2 절감효과 약5,500kg/연
917그루의 나무를 심는 효과
보통 가정용 3kwh 이면 충분
가정용햇빛발전소 세우는데 드는 비용 2천 4백만원 ~ 삼천만원.
나무심는 비용과 가꾸는 비용에 비해 효과적
나무를 심을 수 없는 옥상에 설치로 나무심는 효과를 낼 수 있다니.
한전에 되팔게 되면 수익도 생긴다.
장기적으로 봤을 때는 이득이다.
일년에 약 250만원의 전기생산수익이 있다는 보고가 있다.
여기저기서 에너지 독립을 외치고 있다. 블로그..
대부분 교회등지나 공원 농촌공동체에 시민들이 시작한 운동에다
환경에 관심있는 인사들이 가세하는 것 같다.
낙원연립 옥상이 아깝다.
설치비?
구청에다 알아나 볼까.
주인이 아니면 안되겠지.
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재생가능 에너지로 나아가려는 움직임은 이들 국가의 정부 차원에서만 이루어지는 것이 아니다.
거대 다국적 석유기업들 중에서도 이를 거스를 수 없는 대세로 복 적극적으로 방향전환을 하는 기업들이 나타나고 있다. 이들 중에서 가장 주목할 만한 기업체는 다국적 석유 기업인 셸(Shell)이다. 쎌은 태양광발전 부분을 새로운 사업영억으로 신설했고, 재생가능 에너지 사업에 투자하고 있다. 셸은 석유고갈보다는 지구온난화를 더 우려하기 때문에 태양광 쪽으로 사업을 확장하였다고 한다. 셸에서는 1994년에 자체 연구를 통해 2060년까지의 에너지 시나리오를 작성했다. 이 시나리오에 따르면 2060년까지 세계 에너지 수요는 세 배 정도 증가하는데, 그중 60퍼센트 가량이 재생가능 에너지로 충족되고 태양에너지의 비중은 재생가능 에너지 중에서 가장 높은 20퍼센트 정도로 늘어난다는 것이다.
4. 태양으로부터 얻는 에너지
태양에너지를 이용하는 방식은 태양빛을 전기 생산에 이용하는 태양광발전과 집열장치로 태양에너지를 모아서 난방, 온수용 열을 생산하는 태양열 장치로 나뉜다. 그 밖에도 빛을 모아 요리하는 태양열 조릭, 접시 모양 응집기로 빛을 모아 수백 도 이상의 열을 발생시키는 접시형 집열장치, 포물선 형태로 구부러진 반사판으로 빛을 모아서 열을 얻는 장치, 거대한 태양열 응집기로 수천 도의 열을 만들어서 발전하는 태양열 발전기, 태양열 건조장치, 태양열 냉방장비 등 다양한 것들이 있다.
그러나 현재 세계적으로 널리 사용되고 앞으로 빠르게 확산될 것으로 전망되는 것은 태양광 발전기와 태양열 집열장치이다.
태양광발전 : 태양전지
태양광발전은 반도체(semiconductor)로 만들어진 태양전지(photovoltaic cell)에 빛에너지(광자)가 투입되면 전자의 이동이 일어나서 전류가 흐르고 전기가 발생하는 원리를 이용하는 것이다. 태양전지는 하나의 크기가 대략 10cm2로 빛을 받으면 0.6볼트의 전압이 생기고, 최대 1.5와트의 용량을 갖게 된다. 전류의 세기는 태양전지의 크기에 따라 달라진다. 태양전지는 다양한 물지로 만들 수 있지만, 가장 널리 쓰이는 태양전지는 규소로 이루어져 있다. 규소는 순수한 상태에 극히 소량의 다른 원자들이 섞여 들어가면 전기적으로 다른 원소에서 볼 수 없는 현상이 일어나는데, 이 현상을 응용하는 것이 바로 반도체와 태양전지이다.
얇게 가공한 규소판 한쪽 면에 극미량의 인을 더해주면 이 판에는 자유롭게 움직일 수 있는 전자(음전하의 전달자)가 생겨난다. 이 현상이 생기는 이유는 인의 원자는 전자가 다섯 개인 반면 규소의 원자는 전자가 네 개이기 때문이다. 규소판에 인이 더해지면 규소 원자는 이들 인 원자와 결합을 형성한다. 그러나 규소의 원자가 지닌 네 개의 전자는 인의 원자가 지닌 전자 다섯 개 중에서 네 개하고만 결합해서 전자쌍을 형성할 수 있기 때문에, 결합에 필요하지 않은 인의 나머지 한 개 원자가 지닌 전자는 규소판 속에서 자유롭게 움직일 수 있게 된다. 자유 전자가 생겨나는 것이다.
규소판의 다른 쪽 면에는 전자가 세 개밖에 없는 붕소 원자를 더해준다. 그러면 여기서는 인이 더해진 반대쪽 면과 달리 전자가 모자라는 자리(구멍)가 생겨나고, 이 빈자리에서는 인이 첨가된 반대쪽에서 생겨난 자유전자를 받여들여 이 전자를 더 이상 움직이지 못하게 고정한다. 규소판 속에서 인이 첨가된 면의 자유전자가 붕소가 첨가된 면의 빈자리로 이동하는 것이다. 그렇다고 해도 규소판 전체는 전기적으로 중성을 유지한다. 그러나 국소적으로 볼 떄, 규소판의 인이 첨가된 며넹서는 전자가 반대편으로 이동하여 전자의 수가 양성자의 수보다 적어지기 때문에 양의 전하를 띠게 되고, 붕소가 첨가된 면은 전자가 유입되어 양성자의 수보다 많아지므로 음의 전하를 띠게 된다. 그 결과 두 면이 만나는 경게면에서는 인이 첨가된 양의 면과 붕소가 첨가된 으미의 면이 대전되는 상태가 되고, 따라서 전기장이 형성된다. 이러한 규소판에서 인이 첨가된 면은 햇빛을 받으면 음극이 되기 때문에 n(egative)- 도체 또는 n-면이라 하고, 붕소가 첨가된 면은 반대로 양극이 되기 때문에 p(psitive)-도체 또는 p-면이라고 한다. 둘 사이의 경게면은 pn-경계면이라고 한다. 태양전지는 이렇게 하나의 규소판속에 n-면과 p-면이 서로 맞붙어 있는 형태를 하고 있다.
이제 이 규소판, 즉 태양전지가 태양빛을 받는다고 가정해보자. 태양빛의 에너지를 전달하는 광자(photon)가 규소판에 부딪치면, 그 에너지의 일부가 규소를 붙들어주는 결합 전자에게 전달되어 이 전자가 자유롭게 움직일 수 있도록 한다. 이렇게 광자로부터 에너지를 받은 전자가 떨어져나가면 n-면의 표면으로 모여들고, 원래 자리는 빈곳이 된다. 이 빈자리는 전자 부족 상태의 양으로 하전된 것으로 볼 수 있는데, 이것은 아래의 p-면 쪽으로 이동하여 그 표면에 집결한다(윗그림 참조). 이러한 이동의 결과로 양쪽 면 사이에서는 위의 양전하와 아래의 음전하로 연결해주면 n-면 표면이 전자들이 금속선을 통해서 p-면 쪽으로 이동하여 그곳에 모인 빈 곳을 채워주게 된다(이랫그림 참조). 이 과정에서 전자의 흐름인 전류가 발생하고 전기에너지가 생산되는 것이다.
규소판의 n-면이 다시 햇빛을 받으면 전자기 또 떨어져나가고 이떄 생긴 빈자리가 다시 이동하여 전자의 흐름이 일어난다. 이 과정은 햇빛이 태양전지에 비치는 동안 계속되고, 이에 따라 계속해서 전기에너지가 생겨난다. 이떄 형성되는 전류의 세기는 햇빛의 세기와 태양전지판의 면적에 비례한다. 1평방미터당 900와트의 직사광선이 비칠 떄 가로, 세로가 10센티미터인 태양전지에서 발생하는 전류는 약 3암페어이다. 태양전지 표면에는 들어온 빛의 반사를 방해나는 반사방지막이 코팅되어 있는데, 이것은 가능한 한 많은 양의 빛에너지를 태양전지판에 붙들어 들여서 전기에너지로 변환하기 위한 것이다. 규소는 원래 회색이지만 이 반사방지막 코팅으로 인해 규소 결정으로 만든 태양전지는 약간 푸른빛을 띠게 된다.
시장에서 판매되는 규소 태양전지는 어떤 형태의 규소를 가지고 만들었냐에 따라 단결정(monocrystalline)전지, 다결정(polycrystalline) 전지, 비결정질(amorphous) 전지의 세 종류로 나눌 수 있다. 이들 태양전지를 만드는 데 사용되는 규소는 순도가 거의 100퍼센트에 가까운 것으로 규사(SiO2)를 규소로 환원한 후 여러 차례 정제해서 얻는다.
이들 중에서 값이 가장 비싼 것은 제조과정이 가장 복잡하고, 따라서 에너지가 가장 많이 투입되는 단결정 태양전지이고, 값이 가장 싼 것은 비결정질 전지이다. 단결정 전지는 값은 비싸지만 오랫동안 안정적으로 전기에너지를 만들어내고 빛을 전기로 바꾸는 (변환)효율이 가장 높다는 장점을 가지고 있다. 단결정 전지의 효율은 이론적으로는 30퍼센트에 달하고 실험실에서 만들어진 것은 24퍼센트의 효율을 보인다. 대량생산을 통해서 생산된 것은 16~18퍼센트의 효율을 보인다. 반면에 비결정질 전지는 값은 싸지만 효율이 낮고(5~10퍼센트) 시간이 지나면 안정성이 떨어진다는 흠이 있다.
비결정질 태양전지가 결정질 태양전지는 대부분 단단한 형태로만 가공할 수 있고, 따라서 두꼐를 0.2밀리미터 이하로 줄이기가 어렵다.
원료가 많이 들고 유연하게 적용하기 어려운 것이다. 반면에 비결정질 전자는 박막 기술을 이용해서 엷고 유연한 판의 형태로 만들 수 있기 때문에, 단단한 형태는 물론이고 휘거나 접어서 쓰는 용도로도 이용할 수 있다. 또한 단결정이나 다결정 전지는 여름에 온도가 올라가면효율이 떨어지지만 비결정질 전지는 온도가 올라갈수록 효율이 높아지기 때문에 더운 여름이 긴 지역에서 사용하기에 유리하다.
다만 효율이 낮기 때문에 같은 양의 전기를 만들기 위해서는 단결정 전지보다 더 많은 면적에 설치해야 한다. 비결정질 전지는 현재 효율이 10퍼센트에 달하는 것이 개발되어 있지만, 아직도 시장 점유율은 낮다. 다결정 전지는 효율이 대략 14퍼센트 정도로 단결정 전지에 비해 성능이 떨어지지만, 가격이 단결정보다 싸다는 이점이 있기 때문에 태양광 발전시설에 널리 사용한다.
아직 시장에서는 아주 소량밖에 판매되지 않지만 규소가 아닌 다른 물질을 이용한 태양전지들도 여러 종류가 개발되어 있다. 이러한 것들로는 주기율표에서 제3족의 갈륨과 제5족의 비소를 섞어서 만든 갈륨-비소(Ga-As) 태양전지, 카드뮴-텔루륨(cd-Te) 태양전지, 구리-인듐-셀레늄(Cu-I-Se, CIS) 태양전지 등을 들 수 있는데, 어떤 것은 실험실 내에서이긴 하지만 효율이 상당히 높은 것도 있다. 그밖에 유기화합물 중에서 색소를 지닌 화홥물을 이용한 채양전지도 연구 중이다. 색소화합물(염료)은 생산 단가가 규소 결정에 비해서 매우 낮기 때문에, 이러한 태양전지가 실용화되면 태양전지의 가격이 크게 떨어질 것이고 이와 더불어 태양전기의 발전단가도 크게 낮아질 것이다. 지금까지 개발된 색소화합물 전지의 최대 효율은 10퍼센트에 달한다.
VR Left
