화석 연료에 의한 화력발전 문제, 원자력 발전의 방사성 폐기물 문제뿐 아니라 한정된 자원의 고갈 염려를 걱정하면서 전 세계적으로 끊임없이 신·재생에너지에 대해 연구하고 있습니다. 신·재생에너지는 기존과는 다른 새로운 에너지인 신에너지와 계속해서 재생이 가능하도록 사용하는 에너지인 재생에너지를 합쳐 일컫는 말입니다. 오늘은 신·재생에너지의 종류와 그 특징에 대해 알아보도록 하겠습니다.
신에너지
신에너지는 화석연료나 원자력을 이용한 에너지가 아닌 새로운 에너지를 의미하는데, 수소에너지, 연료전지, 핵융합에너지뿐 아니라 석탄을 액화·가스화한 에너지 등이 포함됩니다.
수소에너지
물을 전기분해하면 수소와 산소로 분해됩니다. 이렇게 분해된 수소를 에너지로 저장하여 이용하는 에너지를 말합니다. 물은 지구에서 쉽게 구할 수 있어 자원 고갈의 염려가 없고, 또 환경오염이 발생하지 않는 장점이 있습니다. 수소는 불에 잘 타는 성질이 있고 폭발 위험이 커 운반이나 저장 시 전문화된 기술이 필요합니다.
핵융합에너지
가벼운 원자핵들이 융합해서 무거운 원자핵으로 바뀌는 핵융합이 되면서 발생하는 에너지입니다. 핵융합에 필요한 수소는 물에서 얻을 수 있어 원료의 고갈 염려가 없고, 태양과 같은 별의 에너지원이기 때문에 그 발생하는 에너지가 매우 크며, 온실 기체나 방사성 폐기물이 거의 발생하지 않아 미래 에너지원으로 기대되고 있습니다. 두 개의 중수소 원자핵이 융합하면 헬륨 원자핵이 될 때 그 에너지가 화석연료 에너지의 약 100만 배 정도가 된다고 합니다. 다만, 핵융합을 시키기 위해서는 1억 ℃ 이상의 매우 높은 온도 환경을 만들어 플라스마 상태로 만들어야 가능하기 때문에 실용화하기 매우 어려운 기술입니다. 따라서 핵융합 에너지를 위한 기술이 실현되기까지는 많은 시간과 자본이 필요할 것으로 보입니다. 우리나라를 포함한 미국, 일본, 러시아, 중국, 인도 등이 국제 핵융합 실험로(ITER) 프로젝트에 참여하고 있습니다.
재생에너지
계속해서 다시 생산해 낼 수 있는 에너지가 재생에너지이며 태양열, 태양광, 풍력, 지열, 바이오 등이 해당됩니다.
태양에너지
태양열을 직접 모아 물을 끓이고 그때 발생하는 증기로 터빈을 돌려서 만들어진 전기를 이용하는 태양열에너지와 태양 전지를 이용하여 태양의 빛에너지를 전기에너지로 전환하는 태양광 에너지가 있습니다. 태양 에너지는 역시 자원 고갈이 없고 발전과정에서 환경오염이 발생하지 않지만, 태양에너지 자체가 계절이나 일조량과 같은 환경에 영향을 많이 받습니다. 또한 비용이 많이 들고, 비용 대비 에너지 효율이 떨어진다는 단점이 있습니다.
풍력에너지
풍력 발전기의 날개가 바람의 운동에너지로 회전될 때 전기에너지로 전환하는 에너지 형태로 환경오염이 발생하지 않고, 다른 재생 에너지에 비해 전력 생산 단가가 저렴하여 해안이나 산간, 방조제 등에서 활용하고 있습니다. 다만, 바람이 지속적으로 부는 곳이어야 하기 때문에 바닷가나 높은 산에 설치해야 효율이 높기 때문에 설치 지역에 영향을 받고, 소음 발생과 함께 발전기 날개와 새가 충돌하기도 합니다.
지열에너지
땅속에 있는 방사성 동위원소가 붕괴하면서 발생하는 열로, 지구가 가지고 있는 열에너지라는 뜻입니다. 땅속 고온의 지하수를 끌어올려서 터빈을 돌리고 이때 전환된 전기에너지를 생산하는 것이 지열발전이 됩니다. 환경오염 발생 염려가 없고 자원 고갈의 염려 또한 없이 날씨와 관계없이 지속적으로 이용이 가능합니다. 다만, 판의 경계 부분이나 화산 지대에서 이용이 가능하므로 지역이 제한적이며, 초기 시설 비용이 많이 든다고 합니다.
해양에너지
해수면의 높이차를 이용하는 조력 에너지, 파도의 힘을 이용하는 파력 에너지, 조류를 이용하는 조류에너지와 함께 바닷물의 온도 차나 염분 차를 이용하기도 합니다. 조력 에너지의 경우는 방조제를 쌓아서 밀물로 바닷물이 들어올 때 가두었다가 썰물로 빠져나갈 때 바닷물을 방출하면서 터빈을 돌려 전기에너지를 생산합니다. 조류 에너지는 좁은 해협에서 빠른 물살의 밀물과 썰물 즉, 조류를 이용하여 전기를 생산합니다. 조력 발전의 경우는 많은 양의 전기를 생산할 수 있는 장점이 있으나, 조력발전은 조석 간만의 차가 큰 곳에 설치해야 하고 조류 발전의 경우는 조류의 세기에 영향을 많이 받는 단점이 있습니다. 또한, 조력 발전은 건설 비용이 많이 들고 갯벌을 파괴시키기 때문에 해양 생태계에 끼치는 영향을 고려해야 합니다.
바이오 에너지
농작물이나 풀, 나무, 가축의 분뇨, 음식 쓰레기와 같은 바이오매스를 이용하는 것을 말하는데, 포플러, 버드나무, 사탕수수, 고구마, 강냉이 등이 바이오매스 자원으로 많이 이용됩니다. 바이오 에탄올은 옥수수나 사탕수수와 같은 작물을 분해시켜서 만든 포도당을 발효시켜서 얻고, 자동차용 연료로 쓰이는 바이오디젤은 콩기름과 폐식용유에서 얻어집니다. 브라질이나 캐나다, 미국 등에서 이미 바이오 에너지 활용이 상당한 수준이라고 합니다. 연료를 대체할 수도 있고, 이산화탄소 배출 효과도 크지 않은 장점이 있는 반면, 바이오매스를 얻기 위해서 경작지를 넓히게 되고 이때 환경 파괴가 생길 수 있습니다. 또, 바이오 연료 사용이 늘어나면 옥수수나 콩과 같은 곡물의 가격이 상승할 수 있습니다.