전기를 생산하는 가장 효율적인 방법은?

전기를 생산하는 방법은 다양합니다. 수력, 화력, 원자력, 풍력, 지열, 조력, 태양광, 바이오매스 등등 여러 가지 형태의 전기생산 방법이 존재합니다. 그 중에서 어느 것이 가장 효율적이고 비용이 적게 드는 방법일까요? 사실 이것은 지역적인 편차가 존재하고, 석유같은 화석연료는 가격이 변하기 때문에 정확히 판단하기란 쉽지 않습니다.

 

그래도 대충 이런 수준이구나 짐작할 수 있는 자료가 있어 소개해 봅니다.

 

출처 : https://www.wsj.com/articles/BL-NB-1754

 

 

에너지 효율성을 표시한 그림입니다. 석탄이 29%로 가장 낮습니다. 그리고 풍력이 1,164%로 가장 높습니다. 그런데 숫자가 좀 이상합니다. 1,164%라니!!!! 그렇다면 투입한 에너지보다 훨씬 더 많은 에너지를 얻은 것인데 에너지 보존의 법칙과 맞지 않는 것 아닐까요? 언듯 보면 그렇게 보이지만, 원문을 읽어보면 이게 무슨 말인지 설명되어 있습니다. 여기서 말하는 효율성은 그런 개념이 아닙니다.

 

예를 들어, 석탄을 태워서 열을 발생시켜 터빈을 돌려 전기를 생산한다고 합시다. 투입되는 석탄의 총 에너지 대비 생산된 전기에너지의 총량을 대비하면 당연히 100%가 넘을 수가 없습니다. 여기서 따지는 에너지는 유지하는데 필요한 에너지(retained)를 말합니다. 이런 전기생산 시설을 유지하려면 또 에너지가 들어갑니다. 그리고 석탄을 태우면 발생하는 이산화탄소는 당연히 제거하고 포집해해야 하는데 거기에도 에너지가 들어갑니다. 이렇게 발전 과정에 들어가는 에너지 대비 생산되는 전기에너지를 비유을 표시한 것이 위의 그림입니다.

 

그러니 100%가 넘어가는 경우도 당연히 발생합니다. 게다가 오염물질이 발생하지 않는 형태일수록 후처리가 필요하지 않기 때문에 숫자는 더욱 커지게 됩니다. 그래서 풍력이 압도적인 1위를 차지하게 되었습니다. 풍력은 초기 설치비가 비싼 편이지만 이후 운영에는 큰 비용이 들지 않는 것으로 알려져 있습니다. 이런 계산이라면 당연히 재생가능 에너지가 좋게 평가되지만 생산량 자체가 크지 않기 때문에 그렇게 간단한 문제는 아닙니다.

 

 

이것이 직접적으로 와닿는 그림입니다. 1메가와트의 전기를 생산하는데 돈이 얼마 드는가를 계산한 것입니다. 이것은 매우 읽기 쉽습니다. 천연가스를 이용한 발전이 가장 저렴합니다. 적어도 현재 시점에서는 그렇습니다. 태양광 발전이 가장 비쌉니다.

 

그런데 첫번째 그림도 그렇고 이것도 마찬가지인데, 원자력 발전에 대한 평가는 문제가 제기될 수 있습니다. 왜냐하면 폐기물 처리 비용을 어떻게 계산하는가에 따라 금액이 천문학적으로 달라질 수 있습니다. 처리장을 짓고 그곳에 폐기물을 처리하는 경우, 가장 나쁘게 계산하면 그 처리장을 수만 년 동안 유지해야 할지도 모릅니다. 그 유지비와 해당 토지의 기회비용을 고려하면 원자력 발전의 유지비용은 천문적인 숫자가 될 수도 있기 때문입니다.

 

이런 논란을 제외한다 하더라도, 재생가능 에너지가 그렇게 저렴한 것이 아니라는 것도 중요한 사실입니다. 적어도 현재 시점에서는요. 태양광 발전이 일상화되는 것이 중요합니다만, 여전히 비용과 효율에서 부족한 면이 많습니다. 많은 과학자들이 열심히 연구하고 있으니 앞으로 점점 더 좋은 방법이 나올 겁니다. 문제를 인식하고 해결을 위해 어느 방향으로 나갈 것인지를 결정하는 것이 중요합니다. 갈길이 멀더라도요.