신재생 에너지 바이오 에너지 종류
신재생 에너지
서론
석유에서 비롯된 에너지 문제로 온 세계가 시끄럽다. 석유가격이 오름에 따라 세계의 주식시장이 요동치고 있다. 그리고 이산화탄소에 의한 지구온난화 현상이 가속됨에 따라 선진국에서는 석유를 대체할 수 있는 신·재생에너지 개발에 총력을 기울이고 있다. 특히 수소에너지의 경우 이용증가율이 가장 빠른 속도로 증가 중이며, 핵융합기술도 개발하고 있다. 수소에너지의 주요 이슈는 풍력·태양력·바이오매스 등의 신·재생에너지를 이용한 수소 생산기술과 생산된 수소를 사용하여 동력을 발생시키는 연료전지 기술 개발에 있다. 연료전지는 수소를 사용해 전기를 발생시키는 일종의 발전기로, 기존의 발전기나 내연기관에 비해 에너지 효율이 매우 높고 환경친화적일 뿐만 아니라 이산화탄소의 발생을 줄여 주며 다양한 분야에 활용이 가능하다.
춘천시는 지난 해 9억8000만원을 들여 하수처리장에 100㎾ 용량의 태양광 발전시설을 준공한 데 이어 섭씨 4~6도를 유지하는 소양강댐의 물을 공동주택과 사무실 등에 냉방용 용수로 공급할 경우 연간 216억 규모의 비용이 절감될 것으로 추산하고 활용 방안을 검토 중이다.
신재생(新再生)에너지는 신 에너지와 재생 에너지를 통틀어 부르는 말로, 화석 연료나 핵분열을 이용한 에너지가 아닌 대체 에너지의 일부이다. 신에너지는 새로운 물리력, 새로운 물질을 기반으로 하는 핵융합, 자기유체발전, 연료전지, 수소에너지 등을 의미하며, 재생에너지는 재생가능한 에너지, 즉 동식물에서 추출가능한 유지, 에탄올을 이용한 에너지 부터 태양열, 태양광, 풍력, 조력, 지열 발전 등을 의미한다. 전세계적으로 기후변화 문제의 심화와 화석연료의 고갈 등으로 재생가능 에너지의 중요성과 비중은 점차 증가하고 있다.
바이오연료
바이오연료(Biofuel)는 바이오매스(Biomass)로부터 얻는 연료로 살아있는 유기체뿐 아니라 동물의 배설물 등 대사활동에 의한 부산물을 모두 포함한다. 바이오 연료는 화석연료와는 다른 신재생 에너지이다. 종종 바이오 연료는 바이오알코올과 바이오디젤을 합해 지칭하는 말로도 사용된다.바이오 연료로 사용하기 위해 미국에서는 콩과 옥수수를 재배하거나 유럽에서는 아마씨나 평지씨 등이 재배되고 있고 가정이나 산업체의 유기물 쓰레기를 바이오 연료로 전환해 사용한다. 아직은 바이오매스를 태워서 열 에너지를 얻는 방법이 일반적이지만 자동차 연료와 전기 생산을 위한 연료로 전환하는데 기술개발이 집중되고 있다.
바이오연료는 2005년 현재 세계 에너지 소비량의 15%를 담당하지만 대부분 산업화 이전 단계의 국가에서 난방과 취사용으로 사용하고 있다. 선진국들은 대부분 화석연료를 주 에너지원으로 하고 있으며 기술개발을 통해 바이오연료의 사용을 확대해 나가고 있다. 북유럽의 스웨덴과 핀란드는 이러한 노력으로 전체 에너지의 17%-19%를 바이오 연료를 통해 얻고 있다.
바이오 연료의 연소를 통해 대기 중으로 방출되는 이산화탄소는 대기중의 이산화탄소 농도를 증가시키지 않는다. 바이오연료의 소비에서 방출되는 이산화 탄소는 식물의 성장을 통해 이전 몇 해 동안 대기 중에서 얻은 것이므로 대기 중 이산화탄소 증가는 없다.
바이오 연료 종류
고체 연료
나무.
짚 등 마른풀 .
동물 배설물.
쌀, 콩, 땅콩, 면화 등 곡물 부산물 (겨, 껍질)
액체 연료
에탄올(바이오알코올) : 사탕수수로 생산하며 브라질에서는 자동차 연료로 사용되어지고 미국에서는 연료 첨가제로 사용된다. 섬유소 에탄올이 실용화되면 짚 등 농업 부산물로 에탄올을 생산할 수 있어 활용가치가 매우 크다.
메탄올 : 현재 천연가스로부터 얻는 메탄올을 바이오매스로부터 얻을 수 있다. 현재 경제적이지 못하지만 수소 연료가 대중화 되면 활용가치가 커질 것으로 보인다.
부탄올는 A.B.E. 발효(Acetone, Butanol Ethanol)로부터 얻을 수 있다. 부탄올은 아무런 변형 없이 자동차 휘발유 엔진에 사용할 수 있는 장점이 있다.
바이오 오일은 디젤 엔진에 사용될 수 있다. :
Straight vegetable oil (SVO). Waste vegetable oil (WVO).
바이오디젤은 동물의 지방이나 식물성 기름을 에스터교환에 의해 만들고 디젤 엔진에 사용될 수 있다.
유기물 쓰레기로부터 얻는 액체 연료:유기물 쓰레기가 썩으면서(Thermal depolymerization) 메탄과 기름 성분을 유출하고 이를 포집하여 사용할 수 있다. 메탄과 기름을 쓰레기 매립지에서 관정을 설치하여 얻을 수 있다.
기체 연료
메탄은 유기물이 썩으면서 발생하며 이것을 포집하여 연료로 사용할 수 있다. Wood gas 는 나무에서 추출해 자동차 연료로 사용할 수 있다.
결론
자료를 모으면서 자동추적식 태양광발전시스템이 흥미로웠다. 자동추적식 태양광발전시스템은 경상북도 구미시에 위치한 (주) 솔텍의 제품인데 1분 간격으로 태양의 방위와 고도를 추적해 보다 효율적으로 발전을 한다. 그리고 바이오 연료는 동물, 식물에서 쉽게 얻고, 성장과정에서 이산화탄소를 얻었으므로 이산화탄소가 증가하지 않는다. 브라질, 남미에서 바이오디젤 자동차가 상용화에 성공했듯이 우리나라도 기술개발과 상용화에 힘써야 한다.
흔히 말하길 기름 한 방울 나지 않는 대한민국인데, 이와 같은 신재생에너지에 대한 보다 적극적인 연구와 개발이 이루어져 고유가시대를 대비했으면 하는 바램이다.