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인간과 과학

Ⅰ. 서 론

수요와 공급 법칙에 따르면 수요가 공급보다 많으면 가격이 상승하고 공급이 수요보다 많으면 가격이 내려간다. 유가도 마찬가지이다. 석유를 필요로 하는 국가는 많은데 반해 산유국은 소수에 불과하다. 이와 함께 불안한 중동의 상황과 한정된 석유 매장량은 1990년대 말 배럴당 15달러 내외였던 원유 가격을 2000년 중엽에 35달러까지 오르게 하였다. 전 세계에서 사용되는 에너지 자원 중 석유가 차지하는 비중은 35.3%에 달한다. 여러 분야의 학자들의 우려에도 불구하고 과도한 화석 연료 사용으로 인해 전 세계적으로 기후 변화가 심각하게 확산되고 있다. 대부분의 기후 변화는 지구 온난화를 가리킨다. 여러 논란에도 불구하고 지구가 나날이 더워지고 있으며 그 원인으로 산업혁명 이후 급격히 늘어난 이산화탄소 염화불화탄소(프레온 가스) 등 이른바 「온실기체」의 방출이 지적되는 것은 별로 새삼스런 일도 아니다. 더욱이 지구 온난화 문제는 더이상 환경론자들만의 주장이 아니다. 그 피해가 일반인에게도 미치고 있고 그 규모는 나날이 커지고 있다. 우리나라에서도 폭우?가뭄으로 인해 피해가 해마다 있으며 점점 더 규모가 커질 것으로 예상된다. 이로 인해 더 이상 우리는 석유 또는 석탄 등 화석 연료에 의존하는 산업 구조를 개편할 필요가 있다. 직접적인 피해가 오기까지 우리는 너무나 많은 시간을 허비했다. 이제 높은 유가와 환경문제는 석유에만 치중 된 에너지 시장을 변화시킬 충분한 이유가 되었다.

Ⅱ. 본 론

고유가와 기후변화 시대의 근원적인 해결책

1973년 10월 제1차 오일쇼크와 1978년 12월 제2차 오일쇼크 이후 이삼십년이 지나면서 이제 대체에너지에 대한 개념이 많이 바꾸어 졌다. 우선 원자력이나 공해가 발생하는 석탄·천연가스·등은 대체에너지라고 하지 않는다. 요즘은 재생 가능한 자연 에너지를 대체에너지라고 한다. 이 대체에너지 개발을 하는 것이 필요하다.

이 중 가장 대표적인 에너지는 태양 에너지이다. 태양으로부터 전자기파의 형태로 방출되는 에너지이다. 태양이 방출하는 에너지는 막대하지만 지구에 오는 것은 약 20억분의1에 지나지 않는다. 그중에서 70%만이 흡수되는데 세계 연간 에너지 소비량은 이 에너지의 겨우 1시간분에 불과하다. 태양은 거대한 핵융합로와 같다. 태양 에너지의 활용방법에는 태양열과 태양광선 이용이 있다. 대체에너지로서 무진장하며, 공해가 없고 지구대기의 열 균형이 보존되는 등 인류에게 절대적인에너지 원천이다. 태양 에너지의 장점은 무한하다고 할 정도로 풍부하고 태양 전지판만 있으면 산간 오지에서도 전기를 만들 수 있다. 그리고 공해물질 ? 소음 ? 진동 등 환경 오염을 일으키지 않는다. 한 번 설치하면 유지비용(수명 20년)이 상대적으로 싼 것이 장점이다. 그러나 이러한 장점에도 불구하고 아직 사용화가 많이 되지 않은 이유는 밤이나 비가 오는 날에는 쓸 수 없고 초기 설치 비용이 상당히 비싼 등의 문제가 있다. 하지만 이 단점을 극복하기 위해 많은 노력을 해 왔고 지금 많은 발전을 가져왔다.

다음으로 대표적인 재생가능 에너지원은 수소이다. 수소는 태우면 물이 되고 물을 다시 분해하면 수소가 얻어지며 그 과정에서 환경에 남기게 되는 것은 아무 것도 없다. 그러나 현재까지는 경제성 있는 수소 생산 공정이 확립되지 못했다. 물의 광분해나 물 분해 미생물 등이 궁극적인 기술로 고려되고 있지만 실용성과는 거리가 아직 멀다. 따라서 현재는 그 중간단계로써 석유나 알코올 등으로부터 수소를 경제적으로 생산하고자 하는 노력들이 활발히 진행되고 있다. 일단 이러한 노력들이 성공하여 수소를 에너지원으로 사용하기 시작하게 된다면 그에 따른 이익은 막대할 것으로 생각된다. 물론 생산하는 과정에서도 이산화탄소는 발생한다. 그러나 요즘은 기존의 방법에 비해 환경에 영향을 덜 미치는 에너지원도 재생가능에너지에 포함시켜 이야기한다. 예를 들면 기존의 가솔린 자동차가 일정 거리를 가는데 100 만큼의 매연을 발생시키는 반면 동일한 사양의 수소 자동차가 동일한 거리를 가는데 필요한 수소를 생산하는데 50 만큼의 매연만 발생시킨다면 이것도 재생가능에너지라는 이야기다. 실제로 현재 수소자동차 개발에는 가솔린이나 알코올에서 효율적으로 수소를 얻어낼 수 있는 방법에 대한 연구가 큰 비중을 차지합니다. 비록 그 과정에서 이산화탄소가 발생하기는 하지만 비교적 소량 발생시키면서 더 많은 에너지를 얻어낼 수 있기 때문이다.

다음으로는 지열발전을 들 수 있다. 종래의 지열 발전소는 자연 지하수가 1000°C 전후의 마그마에 의해서 발생하는 고온, 고압의 증기를 지하수로부터 얻어 발전하였지만, 새로운 발전 방식으로 고온 암체 발전이나 마그마 발전이 기대되고 있다.

네 번째 로는 수력과 풍력 발전을 들 수 있다. 수력과 풍력은 온실가스로 인한 지구환경 문제가 대두되기 훨씬 이전부터 에너지를 얻기 위한 목적으로 이용되었다. 물이 높은 곳에서 얕은 곳으로 흐르는 힘을 이용한 수력발전의 무공해성과 편리성은 이미 잘 알려져 있고, 최근에는 소수력 등 물의 흐름을 보다 효율적으로 이용하기 위한 방법들이 개발 사용되고 있다.

풍력은 바람의 힘을 모으는 것으로, 바람이 프로펠러를 돌리면 이를 이용하여 발전을 하는 것이다. 최근 역학이론의 발달에 따라 효율적으로 바람의 힘을 이용할 수 있는 프로펠러가 개발되었고 상용화가 증가되고 있다. 특히 전기의 원활한 공급이 어려운 도서지방에서 보조동력으로 사용되고 있는 것은 이미 보편화되었다. 풍차에 의한 풍력 에너지를 회전 에너지로 변환하여 발전기에 의하여 전기로 변환되는 방식이다.

다음으로는 해양 에너지를 들 수 있다. 해양에너지에는 조력 및 파력에너지로 바닷물이 움직이면서 갖고 있는 에너지를 이용하는 것이다. 따라서 에너지 밀도가 태양에너지보다도 더 낮으므로 실용화가 어렵다. 파력은 바다위에 원형의 발전기를 띄워 파도가 치면 발전기가 상하 좌우로 움직이고, 이때 발전기 내부의 모터가 돌면서 발전하는 방법이다. 그러나 1 개의 발전기로부터 얻을 수 있는 에너지량이 적으므로 생활에 사용할 수 있기 위해서는 많

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