지구의 평균 기온이 6도만 떨어져도 빙하기가 찾아온다. 그렇다면 6도가 올라가면 지구는 어떻게 될까. 전문가들에 의하면 2020년경 예측되는 지구 온도 1도의 상승은 이미 우리가 배출한 이산화탄소로 인해 일어난다. 그리로 현재처럼 에너지를 사용하면 20년 단위로 1도씩 상승할 것으로 보고 있다.
인류가 살아남기 위해 세계가 선택한 방법은 탄소 배출량을 줄이기 위한 탄소 배출권 거래제이다. 앞으로 전문가가 예측하는 석유 매장량과 상관없이 이를 대체할 수 있는 신재생에너지가 등장하면 결국 석유는 석탄처럼 뒤로 밀리게 될 것이다.
▲스마트팜2030 스마트팜 ⓒ 최홍대
한국 역시 신재생에너지에 적지 않은 비중을 두고 개발을 하고 있다. 한국 에너지공단에 따르면 2015년 기준으로 총 발전량 대비 신재생에너지 비중은 6.6%로 지속적인 상승세를 보이고 있다. 세계에너지위원회의 보고서에 따르면 재생 에너지는 2030년 기준으로 전 세계 에너지의 34%를 차지할 것으로 보고 있다.
▲신재생에너지발전량 현황 ⓒ 최홍대
기존에 에너지를 생산하는 원료는 화석원료의 비중이 가장 높다. 신재생에너지는 수소에너지, 연료전지, 석탄액화 가스화 및 중질산 사유 가스화, 태양광, 태양열, 수력, 폐기물 에너지, 바이오 에너지, 풍력, 지열 등으로 그중에서 폐기물의 비중은 2016년도 기준 63%로 가장 높다. 폐기물을 변환시켜 연료 및 에너지를 생산하는 기술은 로컬에서 순환할 수 있는 바람직한 모델로 평가받고 있다.
▲발전량비중폐기물 ⓒ 최홍대
현재는 폐기물로 만들어내는 에너지 생산량의 비중이 높지만 장기적으로는 태양광 발전이 각광을 받을 전망이다. 태양광 발전은 우주 태양광으로 진화할 것이며 현재의 수명 한계가 있는 태양광 패널의 형태가 아니라 나노기술 기반의 복합체로 구성하여 거의 무한한 수명의 패널로 개발될 가능성이 높다.
▲쏠라페이퍼쏠라페이퍼 ⓒ 최홍대
특히 문재인 정부에 들어서면서 본격적으로 공론화된 원자력 발전소의 운명은 어떻게 될 것인가. 경제성이 높고 연료비가 월등하게 저렴할뿐더러 우라늄 자원을 재활용하게 되면 고갈 문제도 없고 탄소 배출도 없어서 최적의 에너지 생산방법으로 생각된다. 이 모든 장점에도 불구하고 치명적인 위험을 안고 있다.
체르노빌 사고나 후쿠시마 원전사고에서 보듯이 인간의 기술력으로 자연의 힘을 넘어설 수 없음을 보여주고 있다. 통제할 수 없는 원자력의 위험성을 막기 위해 독일은 2022년 스위스는 2034년에 완전히 폐쇄할 계획을 세워두었다.
▲풋프린트연구 ⓒ 최홍대
핵을 이용한 발전이 모두 위험한 것은 아니다. 현재의 원자력 발전은 핵분열을 응용한 것으로 우라늄 같은 무거운 물질의 질량 손실이 일어나게 될 때 줄어든 질량만큼 엄청난 에너지가 발생한다. 반응속도가 빠르면 핵폭탄이 되고 천천히 진행되면 원자력 발전이 되는 것이다.
핵융합은 가벼운 원소가 융합해 무거운 다른 원소로 바뀌는 과정에서 결손 된 질량 일부를 대체하기 위해 스스로 에너지를 만드는 원리를 응용한다. 이 과정에서 방사성 폐기물이 나오지 않으며 최악의 경우에도 적은 양의 방사능을 발생시킨다.
▲해수면상승해수면상승 ⓒ 최홍대
해수면은 눈에 띄지 않게 지속적으로 상승하고 있다. 인류는 아주 천천히 상승하는 해수면에 갇혀 가고 있다고 한다. 2050년에는 지구촌의 15% 이상이 수몰될 것으로 보고 있다.
2024년에는 방글라데시의 많은 지역이 수몰되며 최악의 시나리오에 따르면 2100년까지의 해수면은 1m까지 상승할 것이라고 한다. 세계의 몇몇 국가에서는 수몰 예상 지역에 수중도시를 계획하고 있다고 한다.
▲이산화탄소이산화탄소 ⓒ 최홍대
지구촌에 사는 사람들 중 OECD 국가에 사는 국민들은 대부분 탄소를 소비하며 살아간다. 사람 한 명이 환경에 미치는 영향이 크다. 생태발자국은 인간이 지구에서 삶을 영위하여 살기 위해 각종 비용을 토지로 환산한 지수로 인간이 자연에 남긴 영향을 발자국에 비유한 개념이다. 아이러니하게 선진국들이 만든 탄소 발자국으로 인해 온실가스를 가장 적게 생산한 가난한 국가들은 기후 변화의 영향에 가장 취약하며 변화의 영향에 대처하기 위한 금융 및 기술자원이 부족하다.
▲구글데이터센터 ⓒ 최홍대
구글은 대부분의 정보를 검색해서 보여주고 사용자 검색 이력 등을 데이터 화하고 분석하여 좀 더 정확한 검색 결과를 보여줄 것이다. IOTs기반의 컴퓨팅 환경은 2020년까지 750~800억 개의 사물에 센서를 달아서 커뮤니케이션하는 사물 인터넷 시대를 열 것이다. 그리고 2027년까지 지구에서는 가장 많은 전력을 사용하는 분야 중 하나가 데이터 센터가 될 것으로 보고 있다.
IPCC는 2050년까지 재생 에너지가 전체 에너지의 77%를 차지할 것으로 예측했지만 세계 에너지협의회는 2050년에도 화석연료가 에너지 시장을 지배하고 있을 것으로 보고 있다.
▲태양광패널 ⓒ 최홍대
지구에서 생산하는 태양광을 넘어설 우주 태양광 발전을 일본은 2030년까지 우주 태양광 발전 시스템을 보여할 계획을 세웠으며 중국은 2040년으로 계획하고 있다. 일본 기업 시미즈는 루나링 프로젝트를 선언했는데 루나링은 길이 1만 km, 너비 400km 규모의 집광판을 건설해 전력을 생산한다.
현재 검토 중인 최고의 아이디어로 거론되는 온난화 해법으로 바이오 숯, B.E.C.S., 이산화탄소 포집, 탄소 점화 장치, 바다 비옥화, 클라우드 화이트닝, 성층권 에어로폴 투입, 우주 반사판, 사막 거울 등이다.
"전 세계적으로 태양광 발전이나 풍력 발전의 비용이 낮아지면서 재생 가능 에너지와 석탄과 같은 화석연료의 발전 단가가 같아지는 그리드 패러티(Grid Parity) 달성 지역이 확대되고 있다." 문명화 사회를 여는데 큰 영향을 미쳤던 화석연료가 문명화 사회의 위협으로 다가오기 시작했다.
2017 광주 디자인비엔날레
Main Exhibition 2 미래를 디자인하자
신재생에너지
New & Renewable Energy