오늘날 지구는 온난화 문제, 오존층 파괴, 산성비, 생물다양성 감소 등 여러 가지 환경문제로 몸살을 앓고 있다. 인간의 활동에 의해 발생한 환경문제에 대처하기 위해 지속가능한 개발이란 개념을 도입하는 등 국제사회는 기후변화로 인한 지구환경 피해를 줄이기 위한 방안을 모색하고 있다. 그러나 세계 각국의 산업화속도는 빠르게 진행되고 이에 따른 에너지 및 자원 소비가 증가되면서 지구환경은 개선될 기미를 보이지 않고 있다. 환경은 인간이 더는 무상으로 누릴 수 있는 무한한 자원이 아니다.

기후변화의 주범은 온실가스인 이산화탄소로서 화석연료 연소에 의해 연간 293억t이 발생한다고 한다. 이는 지구온난화를 야기해 사막화, 해수면 상승, 태풍 및 수자원 고갈 등 지구생태계에 큰 변화를 주고 있다. 온실가스 저감뿐만 아니라 석유자원고갈 문제를 해결하기 위해 신재생에너지 개발 및 사용이 절대적으로 필요한 시기이다.

신재생에너지란 수소, 연료전지, 석탄 액화가스 등을 지칭하는 '신에너지'와 태양열, 태양광, 바이오에너지, 풍력, 수력, 지열, 해양, 폐기물 등을 의미하는 '재생에너지'의 개념을 합쳐놓은 것이다. 신에너지의 경우 최근 우리나라에서 세계 최초로 수소전지 자동차 양산에 들어갔다는 소식이 있듯이 전지 분야가 주목을 받고 있다. 재생에너지들 중에 하나인 풍력발전은 공기의 유동을 가진 운동에너지를 이용하여 회전자를 회전시켜 기계적 에너지로 변환으로 전기를 얻는 기술이다. 재생 가능한 무한정 에너지이며 대기오염 발생이 없고 비용이 저렴하며 건설기간이 짧은 것이 특징이다. 그리고 태양열발전은 일사된 태양복사에너지를 고비율로 집광하여 회수된 고온의 열에너지를 이용하여 발전하는 것을 말한다. 집열 온도에 따라 저온 및 중·고온으로 분류되며 저온 분야는 주로 건물의 냉·난방 및 급탕과 온수 급탕시설에 활용되고 중·고온은 산업공정 및 열 발전에 활용된다. 이러한 태양열 에너지는 고갈될 염려가 없고 환경오염물질의 배출이 없으며 여러 분야에 적용이 가능한 유익한 에너지원이지만 에너지밀도가 낮아 아직은 비용이 많이 드는 단점이 있다.

태양광 에너지는 태양열에서 좀 더 발전한 형태이며 태양전지를 부착한 패널을 이용하여 태양광 에너지를 원동력으로 전기를 대규모로 생산하는 발전 시스템이다. 태양광 발전은 반영구적으로 활용할 수 있으며 태양전지를 사용하기 때문에 유지보수가 간편하고 국내에서도 많이 사용되고 있다. 폐기물 에너지화는 쓰레기를 매립하였을 때 발생하는 메탄가스를 이용하여 전기를 생산하는 것으로 부산 생곡매립장에 이미 적용하였고 또한 쓰레기를 열원으로 사용하는 방식도 채택되어 가용성 쓰레기를 전용보일러실에 투입하여 열과 증기를 생산하고 있다.

해양에너지는 여러 형태로 이용되는데 조력발전은 조수 간만의 차를 이용하여 해양에 댐을 막아서 발전하는 방식이고 국내에는 시화호에 설치되어 있다. 해양의 파도, 해수와 해저의 온도차를 이용하여 전기를 생산하기도 한다. 바이오에너지는 유기성 생물체를 이용하여 얻는 에너지로서 지구온난화 대책으로 주목을 받게 되었다. 발열량과 가격이 비싼 단점이 있지만 우리나라에서는 신재생연료 혼합의무제도를 이행하여 바이오에너지를 활성화시킬 계획이다.

이러한 신재생에너지 이외에 최근에는 실생활에 적용한 발전기술이 등장하고 있는데 그 중 대표적인 것이 압전소자를 이용한 압전 발전이라 하겠다. 압력의 힘을 이용하여 발전하는 원리인데 일본 도쿄 지하철은 개찰구에 승객이 통과할 때 압전소자를 작동시켜 전기를 발생 시킨다. 국내의 경우는 신발에 적용하는 등 특허출원이 꾸준히 증가하지만 아직은 초기단계라 하겠다.

지구온난화 규제에 따라 신재생에너지의 중요성은 날로 커지고 있다. 환경문제와 에너지문제를 동시에 잡을 수 있는 에너지원이기 때문에 에너지·환경 선진국으로 우리나라가 도약하기 위해서는 신재생에너지 분야에 많은 연구개발이 이루어져야 할 것이다.

신라대 환경공학과 교수

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