2050년 미래의 에너지 개발

소개글

2050년 미래의 에너지 개발에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

당률를 섭취하는 균류를 집어넣어 단당류를 먹고 에탄올을 배설하게 하면 일명 바이오에탄올을 만들 수 있다. 해조류에서 남은 섬유질 찌꺼기는 풀어주고 표백하여 해조류 펄프로 사용할 수 있어 매우 친환경적이고 효율적이다. 우리나라는 해조류 바이오로 거의 세계최고 수준에 올라있다. 그래서 스피루리나라는 고효율 해조류를 대량 배양하여 미세조류 안에 탄수화물이 아닌 지방을 화학공정을 거쳐 바이오 디젤을 만들 수 있다고 한다. 해조류는 또한 이산화탄소 흡수율이 일반 식물보다 높아 공장에서 나온 이산화탄소를 물에 녹여 나온 탄산을 미세해조류가 섭취하게 해서 공해를 줄일 수 있으며 남은 부산물로는 동물사료로도 쓰일 수 있다고 한다. 이처럼 해조류는 버릴 것 하나 없는 귀중한 천연자원이라고 할 수 있다. 일본에서도 2025년에는 자동차 연료의 4분의 1을 해조류 바이오 에탄올로 개발한다고 하는 만큼 부가가치가 매우 높은 자원이다.
10. 분뇨처리 바이오가스
미국에서 최초로 San Jose시가 주민의 분뇨를 이용하여 바이오연료를 생산하게 될 것 같다. Silicon Valley지역의 도시 중 하나인 San Jose시는 2000만달러를 들여서 3개의 민간업체들이 90만 갤런(338만 리터)의 바이오가스를 15만 톤의 주민 분뇨에서 생산하기로 한 것이다. 독일의 기술을 사용한 이 그린텍 사업은 40에이커의 매립 유휴지에 건설된다. 인분으로 바이오가스를 생산할 뿐만 아니라 연간 1,800대의 차량분의 온실가스배출량을 줄일 수 있다. 독일의 Bekon Energy Technololgy사에 의해 개발된 \"건식 발효공정\"을 이용하여 밀폐된 콘크리트 정화조에 의해서 바이오가스와 비료용 펠렛이 산출된다. Bekon사는 유럽에서 12개의 인분처리 바이오가스 생산공장을 설치했으며 곧 13번째의 처리공장을 세우게 된다. San Jose의 인분처리 바이오가스공장은 내년 초에 건설에 착수하며 San Jose - Santa Clara 수질오염통제공장이 일일 12메가와트의 전력(미국 480가구의 일일 전력소비량)을 사용하는데 이 바이오가스의 주요 고객이 될 것이라 한다. 이 수질오염통제공장은 바이오가스를 구입하게 되면 총 에너지 사용 비용의 25%을 절감하게 된다고 한다. 바이오가스를 생산하고 온실가스배출을 억제하고 대형 에너지 수요단체의 에너지 비용 절감효과 등 시너지효과를 갖는 것으로 알려진다.
11. 빗방울을 이용한 에너지
빗방울의 위치에너지를 이용하여 떨어지면 그 압력에 의해 압전효과로 전기를 만들어내는 방법이다.
12. 음파발광
음파발광의 원리를 설명하자면 밀폐되어있는 액체에 음파를 쏘인다. 그 음파는 액체를 격하게 진동시키고, 그 과정에서 50미크론 정도의 공기방울이 만들어진다. 그 공기방울은 거의 진공에 가까우므로, 다음순간 급속히 붕괴하여 1미크론 이하로 줄어들고, 그 과정에서 순간적인 빛이 발산된다. 과학자들의 측정결과, 그 빛은 가시광선이나 적외선보다 에너지가 높은 자외선 영역의 빛을 발산하며 적게는 25000℃, 많게는 100000℃ 이상의 고온이 탐지되었다. 핵융합은 태양 내부온도인 1만도 이상에서 가능한 것으로 알려져 있으므로, 이 현상을 이용하면 한 컵의 물로도 엄청난 에너지를 얻을 수 있게 된다.
13. 연을 이용한 풍력에너지
위치에너지는 질량과 중력 가속도, 높이에 비례를 한다. SAUL GRIFFITH라는 발명가는 “바람이 높이 올라갈수록 강하게 분다.” 라는 점을 착안하여 연을 이용한 풍력발전기를 생각해냈다. 풍력 발전기는 천연의 바람이라는 자원을 이용하는 멋진 발전기기이기는 하지만 한 기당 생산 단가가 너무 비싸다는 점과 그 크기 때문에 설치하는 것도 쉽지가 않다는 어려움이 있다. 그리고 충분한 바람이 항상 일정하게 불어주는 특정 지역에만 설치해야 한다는 제약이 있다. 크기를 작게 하면서도 충분한 전기를 생산하는 뭔가 좋은 방법이 없을까 하다가 아이들이 놀이에 사용하는 연을 떠올려봤다. 그리피스는 대기의 높이에 따른 바람의 세기와 위치에너지를 바탕으로 그림과 같이 대류권에 이르기까지의 에너지의 양을 계산해 보았다. 지표면에서 1000미터 지점에서는 무려 1200테라와트의 에너지가, 대류권 15,000미터 지점에는 3600 테라 와트의 에너지가 측정되었다. 연은 지상에 바싹 붙어있는 발전기에 비해 큰 위치에너지를 가질 수 있다. 연에 와이어와 발전기를 연결하고, 연이 하늘에서 바람에 의해 움직이도록 해서 그 움직임이 발전기에 연결되도록 하는 구조를 만드는 것이다. 바람의 힘으로 모터를 움직이도록 하는 것이다. 연이 하늘에 있는데, 그 에너지를 어떻게 전기로 바꾼다는 걸까? 하고 생각할 수도 있다. 쉽게 생각하면 바람이 불 때 우산을 들고 있는 장면을 생각해 보면 된다. 바람이 강하게 불수록 우산이 날아가지 않도록 손으로 꼭 잡아야 하는 힘도 그만큼 크다. 만약 이 때, 손을 놓게 되면 우산은 저만치 날아가 버리게 된다. 만약 우산을 어떤 고정 장치에다가 걸어두었다고 생각해 보자. 그러면 그 고정장치는 손으로 꼭 움켜잡는 만큼의 힘을 받게 된다. 우산과 손의 힘의 관계처럼, 연을 하늘에 높이 날려놓으면 연이 강한 바람에 날아가 버리고 만다. 이것을 끊어지지 않는 줄로 연에 매달고 반대편을 모터 장치에다가 걸어두는 것이다. 그러면 연이 바람에 밀려가는 힘이 이것을 잡으려는 모터에 전해져 모터가 그 힘에 의해 움직이는 것이다. 실제로 바다에서는 이미 연의 위치에너지의 힘을 이용한 원동기가 있다. 바로 연 보트이다. 연을 보트에 연결해서 바람의 힘으로 달릴 수 있도록 하는 것이다. 이것만으로도 최대속도가 30노트까지 나온다고 한다.
이중에는 연구 중인 것도 있고 아직 연구에 착수하지 못한 것도 있다. 이러한 에너지 개발의 동향을 봤을 때는 미래는 우리 주변에 있는 많은 양이 존재하지만 사용하지는 않는 것들로 에너지가 개발 될 것이다. 이러한 무제한적인 미래형 신재생에너지가 개발된다면 모든 국가가 그 기술을 공유하여 에너지 전쟁을 피할 수 있을 것이다. 게다가 에너지의 개발이 친환경적인 방향으로 진행되고 있어 환경을 위해서라도 서로 협력하여 유지 가능한 신재생에너지를 만들어야 한다.

키워드

2050년 미래의 에너지 개발,   태양광에너지,   태양열에너지