에너지, 세상을 바꾸는 트리거가 되다: 불에서 수소까지, 에너지 변천사

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글. 김경민

 

 

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불: 인류 문명이 시작되다

 

 

인류가 최초로 사용한 에너지는 불입니다. 이후 모든 것이 변했다. 채취 대신 경작, 수렵 대신 목축의 원리를 터득하면서 가축, 물, 바람 등 자연의 힘을 이용하기 시작한 것이죠. 잉여 생산물이 생기자 분배 과정에서 계급이 발생했고, 교환을 통해 상거래와 교역이 시작됐습니다. 생산•교환•분배•소비로 일컬어지는 경제와 도시가 탄생한 것입니다.

 

 

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석탄: 산업혁명을 세계로 전파하다

 

 

석탄은 고대 그리스 문헌에 기록이 있을 정도로 오래전 발견된 에너지였지만 채굴과 운송이 쉽지 않아 환영받지 못했습니다. 1790년대에 증기기관을 발명하고, 석탄을 운송할 수 있는 증기기관차가 등장하면서 비로소 석탄의 시대가 열렸죠. 산업혁명을 세계로 전파하는 동력이 됐지만 지구 온난화와 미세 먼지라는 숙제를 안겨줬습니다. 국제에너지기구는 “석탄 화력발전으로 배출된 이산화탄소는 지구 온도가 1℃ 상승할 때 0.3℃ 이상 책임이 있다”라고 분석합니다.

 

 

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석유: 자동차 시대를 열다

 

 

1911년 해군 장관이었던 윈스턴 처칠은 영국 해군 함정 연료를 석탄에서 석유로 전환하자고 주장했고 2차 세계대전에서 승리를 거뒀습니다. 이후 오일쇼크부터 걸프전까지 ‘검은 황금’을 둘러싼 전쟁이 지속됐습니다. 석유의 주성분은 땅속에서 천연으로 생겨나는 탄화수소이며 증류하는 온도에 따라 휘발유•등유•경유•중유•아스팔트 등을 추출해내는데요, 휘발유를 추출할 때 생기는 부산물이 ‘인류 최고의 발명품’인 플라스틱입니다. 하지만 우리나라의 경우 배출 쓰레기의 75%를 차지하는 환경오염의 주범이기도 하죠.

 

 

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전기: 발명의 기폭제가 되다

 

 

전기를 처음 발견한 사람은 철학자입니다. 기원전 600년경, 그리스의 철학자 탈레스는 나무의 수지가 화석화된 보석인 호박(Amber)을 문지르다가 작은 물체가 달라붙는 현상을 발견했고 연구를 통해 전기의 존재를 세상에 알렸습니다. 이후 1882년 에디슨이 전기를 상용화한 이후 인류의 삶은 180도 달라졌죠. 에디슨은 탄소 필라멘트를 이용한 진공 전구를 개발했고, 발전기로 전기를 공급하는 방법을 고안해냈습니다. 축음기, 라디오, TV, 컴퓨터 등 발명의 기폭제가 된 동시에 원자력 발전소를 통해 인류에게 풍족하게 공급되기 시작했습니다.

 

 

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원자력: 두 얼굴의 에너지

 

 

원자력 에너지는 우라늄이나 플루토늄 같은 물질이 핵분열할 때 나오는 에너지입니다. 탄소를 절감하고, 많은 양의 에너지를 얻을 수 있어서 효율성에서는 최고죠. 의학•물리학•생명공학 등 다양한 분야에 적용되기도 합니다. 그러나 원자력 발전으로 생성되는 핵폐기물은 1g만으로도 수천 명의 사망자가 생길 정도로 독성이 강하고, 방사능이 사라지는 데는 약 10만 년이 걸립니다. 우리나라는 4곳의 원자력 발전소와 24기의 원자로를 가동 중이며 발전량 기준으로는 세계 6위 규모로 우리가 사용하는 전기의 30%를 생산하고 있습니다.

 

 

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수소: 지구와 화해를 선언하다

 

 

전 세계가 탄소 중립을 위해 수소의 시대를 열고 있습니다. 수소는 우주의 75%를 차지할 정도로 흔한 ‘영구 연료’죠. 이산화탄소와 같은 공해 물질을 방출하지 않고 태양광•풍력과 같이 전기를 만들 수 있는 데다 자동차 연료로 사용할 수도 있습니다. 화석연료의 18% 정도만 수소로 대체해도 이산화탄소 약 60억 톤을 감축할 수 있는데 이는 30년생 소나무 9,000억 그루가 흡수하는 양입니다. 수소는 질량 1g당 발열량이 석유보다 3배 이상 높아 효율성이 뛰어나고, 위험도는 도시가스보다 낮다고 평가됩니다. 우리나라는 에너지의 95%를 수입에 의존하고 있어 수소 경제를 통해 에너지를 자급하면 경제 성장과 함께 에너지 안보도 확보할 수 있습니다.