재생가능 에너지 vs 재생불가능 에너지 - 1편

• 에너지란? / 에너지의 소비와 이용
• 재생불가능(Nonrenewable) vs 재생가능(Renewable) 에너지원
• 바람, 지열 에너지 등이 전기를 생산하기 위해 어떻게 사용되는가?
• 태양열 - 능동 태양열 난방과 수동 태양열 난방의 차이점
• 에너지원으로서 바이오매스와 폐기물 소각
• 에너지 보전이란?

에너지 보전은 추가적인 에너지원에 대한 우리의 요구를 감소시킬 수 있다는 것을 인식한다.

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 ㅇ 에너지란?

 

- 물리학적 측면에서 일을 할 수 있는 능력을 뜻한다. (물체에 대해 일을 하거나 가열하기 위해 물체에 전달 되어야하는 정량적 특성)

- 살아있는 유기체는 인간이 음식에서 얻는 에너지처럼 살아 남기 위한 가용 에너지가 필요

- 인류 문명은 화석연료나 재생에너지 같은 에너지원이 필요함 - 지구 기후와 생태계 시스템은 지구가 태양으로부터 받는 복사에너지와 지구에 포함된 지열 에너지에 의해 구동됨

 

ㅇ 에너지의 소비와 이용

 

- 생물적 에너지원 = 식품, 바이오매스, 동물동력

- 목재 사용의 증가 (건축자재 및 연료) / 화석연료와 산업혁명 (석탄, 증기기관의 발견으로 열에너지 --> 운동에너지) / 석유 (내연기관의 발견 --> 자동차의 탄생) / 천연가스 사용 증가 / 원자력

- 에너지의 이용 : 주거 / 상업적 에너지 사용 (난방, 요리, 전기) / 산업적 에너지사용 (비산업국가 vs 신산업발달 국가는 산업 목적 사용 에너지 사용량에서 차이가 있음) / 수송 에너지의 사용 

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 o 재생불가능(Nonrenewable) vs 재생가능(Renewable) 에너지원

 

- 재생불가능 에너지원 (약 87%) vs 재생가능 에너지원 (약 13%)

- 재생불가능 에너지원 = 석탄, 석유, 천연가스, 원자력 에너지

- 재생가능 에너지원 = 풍력, 태양, 지열 / 바이오매스와 폐기물 / 수력발전

 

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* 자원 vs 매장량 (주로 화석연료)

- 자원 (Resources) : 존재하는 것으로 생각되는 물질의 양이며 발견되지 않은 매장층으로 현재 이윤이 있게 사용할 수 없는 자원까지 포함한 개념

- 매장량 (Reserves) : 현재 경제적 상태에서 현재의 기술을 사용하여 이윤이 있게 채취할 수 있는 자원의 부분

- 즉 매장량은 자원에 포함된 개념임

 

* 석탄 vs 석유

- 석탄 : 석탄 채굴은 굉장히 위험한 작업으로 수많은 사상자가 발생하고 진폐증을 유발하는 건강 상 문제가 많음

         : 수송 시 큰 부피와 철로 운반 등 자체적으로 에너지가 소모됨.

         : 경관을 훼손하고 광산 폐수문제, 대기오염문제 등 환경 문제가 심각함

- 석유 : 수송과 관련한 원유 유출 문제가 심각함, 해양오염 뿐만 아니라 육지에서의 원유 유출도 토양과 지하수 오염문제 존재, 석유 연료의 불완전 연소에 의한 대기 오염 문제

 

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 ㅇ재생가능 에너지 中 바이오매스(biomass)

 

: 바이오매스 = 단위 면적 당 생물체의 중량 또는 단위 시간 당 단위 면적의 생물체의 무게

: 재생에너지 차원에서의 바이오매스는 음식이나 사료로 쓰이지 않는 식물 또는 동물 폐기물을 뜻함

: 바이오매스는 에너지 생산 or 화학물질 제조를 위한 원료로 사용되고 있다

: 주로 땔나무, 고형 폐기물, 곡물 잔류물과 동물 폐기물, 에너지 농장

: 바이오매스 변환 기술 - 직접 연소, 생물 연로 생산(에탄올, 바이오디젤), 혐기성 소화(메탄 가스), 열분해

: 메탄 소화 과정 : 원료(유기물) --> 소화조 단위(혐기성) 공정에서 메탄 가스를 발생시킴 --> 찌꺼기는 퇴비나 영양소로 사용됨

 

 

 

 ㅇ 재생가능 에너지 中 태양 에너지

: 지속적인 에너지를 공급함 / 태양이 에너지 문제의 해결책으로 언급되고 있음 / 하지만 태양을 활용한 에너지원으로의 효율이 낮은 것임 / 하지만 간헐적+지역적이고 분산성의 문제점이 있음

: 수동(자연형) 태양열 시스템 = 태양 에너지가 직접 열 에너지로 변화되어 수집된 장소에서 사용하는 것

: 능동 태양열 시스템 = 태양 에너지가 열로 변환 --> 수집된 장소에서 사용되는 장소로 전달

: 열 에너지로 물을 가열하여 터빈을 회전시키는 방법 or 광기전(태양광을 직접 전기로 변환하는 반도체 장비)을 사용

 ㅇ 재생가능 에너지 中 지열 에너지

: 지열 --> 물을 가열 --> 증기 터빈 --> 전기 생산

: 지열 --> 난방 등으로 직접 사용

: 지구의 내핵 온도는 실제로 태양의 표면 온도보다 높음

 ㅇ 재생가능 에너지 中 풍력 발전

: 온도차이 --> 밀도차이 --> 공기의 흐름 --> 바람이 생성

: 하지만 지역적 차이가 있고 바람의 큰 변화 폭이 있다는 문제점이 있어 보다 신뢰성이 높은 에너지원과 함께 사용해야 함

 ㅇ 재생가능 에너지 中 수력 발전

: 흐르는 물을 이용해 터빈을 돌려 전기 에너지 생산, 일반적으로 저수지에 댐도 수력 발전의 유형

 ㅇ 재생가능 에너지 中 조력 에너지

: 달과 태양의 인력으로 인한 조수 간만의 차로 생기는 해수의 흐름 운동 에너지