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에너지 안보를 개선시키고 지구 온난화를 완화하며 대기오염에 따른 사망률을 감소시키기 위한 최선의 방법은, 초원지대의 확장, 원자력 발전소가 아니라 풍력과 수력을 이용하는 것이라는 주장이 스탠포드대학의 Mark Z. Jacobson 교수에 의해 제기되었다. 탄소 포집 및 격리(CCS)를 포함한 청정석탄은 전혀 청정하지 않다는 것이 그의 주장이다. Jacobson는 전기나 차량용 에너지공급 및 이로 인한 지구온난화, 건강, 에너지 안보, 수자원 공급, 공간, 야생, 수질오염, 신뢰성 및 지속가능성을 평가함으로써, 에너지와 관련된 여러 해결책들에 대해 처음으로 정량적이고 과학적인 평가를 시행하였다. 그의 발견에 따르면, 가장 관심을 받고 있던 해결책들이, 가장 유용한 해결책에 비해 25-1,000 배나 더 많은 오염물질을 배출하는 것으로 나타났다. Jacobson이 발견한 가장 유망한 에너지원은 순서대로, 풍력, 태양열(유체를 가열하기 위해 거울을 사용하는 것), 지열, 조력, 태양전지(지붕에 설치하는 태양전지 판넬), 파력 및 수력이다. 그는 원자력, CCS를 이용한 석탄사용, 곡물을 이용한 에탄올, 셀룰로오스 에탄올은 부정적으로 평가하였다. 사실, 셀룰로오스 에탄올은 곡물 에탄올보다 더 나쁜 평을 받았는데, 그 이유는 더 많은 오염을 발생시키며, 경작을 위해 많은 토지를 사용하고 있고 야생에 해를 입히기 때문이었다. 그의 연구결과는 Energy and Environmental Science 온라인 판에서 확인할 수 있다. 다양한 대체 에너지원에 대해 공평한 평가를 하기 위해, Jacobson은 우선 각 대체에너지원이 미국에서 유일한 전력공급원이라는 가정하에 영향을 계산하였다. 여기에는 축전지 전기자동차(BEVs), 수소연료전지 자동차(HFCVs) 및 E85라는 에탄올을 많이 함유한 연료를 사용하는 플렉스 연료(flex-fuel)차량도 포함되었다. 풍력이 가장 좋은 평가를 받은 이유는, 탄소 및 대기오염물질 방출을 99%이상 줄일 수 있기 때문이다; 풍력터빈 설치를 위한 토지면적은 3㎢ 미만이며, 미국의 모든 자동차가 BEVs 일 경우 모든 자동차 운행에 필요한 전력을 공급할 수 있다; 공기오염으로 인한 사망과 관련하여 연간 15,000명의 목숨을 구할 수 있다; 실제적으로 물의 사용이 없다. 풍력터빈이 회전날개의 회전을 위해 터빈 간 적당한 공간을 확보해야 하기 때문에, 풍력단지는 미국 토지의 0.5%를 차지하게 될 것이지만, 이것은 에탄올 생산을 위한 곡물이나 풀을 재배하는데 필요한 토지의 1/30에 불과하다. 풍력단지에서 터빈과 터빈 사이의 토지는 농장이나 목장으로 이용하거나, 그냥 놔둘 수도 있다. 사실 축전지를 이용한 미국의 차량은 73,000-144,000개의 5MW 풍력터빈을 이용해 충전할 수 있으며, 이것은 2차 세계대전 중 미국이 생산한 300,000대의 항공기보다 적은 수량이며 제작도 훨씬 쉽다. 남은 풍력터빈은 에너지가 필요한 곳에 사용하면 된다. 일부에서는 풍력이나 파력이 전기를 안정적으로 생산하기에는 변동성이 크다고 주장하고 있으나, Jacobson 연구팀은 이미 서로 다른 지역의 풍력단지에서 생산되는 에너지를 적절히 조합함으로써 변동성의 문제를 해결할 수 있음을 증명한 바 있다. Jacobson의 연구는 바이오연료에 대한 개발이 촉구되는 시점에서 적절히 이루어진 것이다. 최근 대통령 선거 기간 동안, 원자력과 청정석탄이 반드시 추구해야 할 에너지 해결책으로 거론되어 왔지만, 이것들은 Jacobson연구에서 바이오연료 보다도 나쁜 평가를 받았다. CCS를 이용한 석탄은 풍력에 비해 60-110배나 많은 탄소와 오염물질을 배출하며, 원자력은 25배 정도 더 배출하는 것으로 나타났다. 비록 CCS기술이 석탄발전소에서 배출되는 탄소의 85-90%를 제거할 수 있다지만, 채광이나 석탄의 운송 등에서 발생하는 탄소에는 아무런 영향을 줄 수 없다. 원자력은 다른 위험요소를 안고 있다. 만약 미국이 원자력을 위한 행보를 강화한다면 다른 국가들도 이와 같은 선택을 할 여지가 크다. 만약 소형 핵폭탄이 터지면, 큰 도시의 화재로 발생하는 탄소의 양도 적지 않을 것이다. 마지막으로, 석탄발전소나 원자력발전소 모두 다른 대체에너지에 비해, 설계, 허가 및 건설에 많은 시간이 소요됨으로써 더 많은 오염물질 배출의 기회가 된다. 전력원으로써의 등급 순서: 1. 풍력 2. 집광(concentrated solar power; CSP) 3. 지열 4. 조력 5. 태양전지 6. 파력 7. 수력 8. 원자력 + CCS기술을 적용한 석탄 차량에 대한 등급 순서: 1. 풍력-BEVs 2. 풍력-HFCVs 3. CSP-BEVs 4. 지열-BEVs 5. 조력-BEVs 6. 태양전지-BEVs 7. 파력-BEVs 8. 수력-BEVs 9. 원자력-BEVs 혹은 CCS 기술을 적용한 화력-BEVs 10. 곡물에탄올 E85 12. 셀룰로오스 에탄올E85 * www.ndsl.kr (GTB 참조) |
