대통령을 위한 에너지 강의 by 리처드 뮬러

[ 읽은 이유 ]

 

3가지 이유에서이다.

1) 다니는 회사에 에너지사업이 신규 사업으로 거론되어 근본적으로 에너지가 무엇인지 알아야 했다.

2) 리처드 물러는 대통령을 위한 물리학 강의를 읽어 봐서 호감도가 높았다.

3) 대통령을 위한~ 시리즈는 top들을 위해 알아야할 핵심만을 집어주는 친절함이 있어서.....

 

부제는 '경제성장을 발목잡는 에너지 딜레마'이다.

어떤 시각에서 주장되고 이야기가 어떻게 풀릴지를 암시해 주는 부제....

 

[ 배운 점 ]

 

에너지 자체가 뭔지가 궁금했는데....

서술 관점은 개발과 사용 즉 수요와 공급차원에서 어느 에너지원이 가장 싼가에 맞춰져 있다.

 

결론적으로 천연가스, 셰일 가스에 손을 들어 주고 있다.

경쟁력 차원에서 제일이라고 한다.

 

원저는 2012년에 나와서...너무 오래 되지 않았을까 한다.

지금 기준에서 어떤 주장들이 많고 틀리는지 재개정을 해 줬으면 좋을텐데.....

 

저자가 그럴 것 같지는 않고........

 

 

[ 주요 내용 ]

 

ㅇ 21세기 우리가 맞닥트리고 있는 가장 중요한 에너지 관련 문제는 17세기 이후 400여 년간 지속되어온 중심에너지 시대(17~19세기의 석탄, 19~20세기의 석유와 같이 50% 이상의 점유율을 가지면서 중심에 선 에너지원이 있던 시대)가 끝나가고 다양한 에너지원을 함께 사용해야 하는 새로운 시대로 접어들고 있다는 사실이다.

 

ㅇ 화력에너지라고 통칭되는 석유, 석탄, 천연가스는 그 부존량이 막대하고 기술 및 가격 경쟁력이 우수하여 비록 19~20세기의 중심적 위치는 아닐지라도 상당한 위치를 지속적으로 점할 것이며, 특히 천연가스는 셰일가스의 발견으로 미국의 중요 에너지원이 될 것이다.

 

ㅇ 태양광, 풍력, 바이오연료 등 재생에너지로 배표되는 신규 에너지원이나 수소, 전기차 등 자동차신기술들은 잠재력은 크나 아직도 기술적 한계가 크며, 따라서 주요 경쟁상대인 천연가스를 이기고 경쟁력을 가지기 쉽지 않을 것이나 원자력은 그 반면 일반인의 생각보다 안전하고 활용가치가 높다.

 

ㅇ 원자력의 지속적 사용, 화석연료의 친환경화 기술, 셰일가스의 사용 등이 가장 효과적인 방안일 것이라는 입장이다.

 

ㅇ 에너지 안보 및 에너지 기술 개발을 2가지 주요 축으로 의견수렴과정을 거쳤는데, 미국과 일본, 중국 등은 적극적 화석 에너지 확보 전략으로, 유럽국가들은 에너지 절약 및 재생에너지 전략으로 양분되었으며, 이러한 차이가 현재 기후변화협약에서 분명하게 양 진영의 입장차로 나타나고 있다.

 

ㅇ "사람들의 문제는 무식함이 아니라 잘못된 것을 너무나도 많이 알고 있다는 것이다." by 조시 빌링스(Josh Billings), 19세기 미국 코미디언

 

ㅇ 재활용 종이는 나무를 절약하지도 온실가스 배출을 축소하지도 않는다.

 

ㅇ 천연가스와 수력발전소는 수요 증가에 거의 즉시 대처할 수 있지만 석탄발전소는 더 느리며, 원자력발전소가 모든 것 중에 가장 느리다.

 

ㅇ 우리는 회의주의적 편견에 주의를 기울여야 한다. 예를 들면, 마음에 들지 않는 에너지원의 잠재성에 대해서는 지나치게 비관적이지만, 선호하는 해결방안에 대해서는 유달리 낙관적인 사람들 말이다.

 

ㅇ 비용이 빨리 낮아지고 있기 때문에 어떤 기술이 승리할지는 태양전지의 가격보다는 설치비, 유지비, 가정용 전압 변환기 비용, 수명 및 효율성을 포함하는 여러 기준에 의해 결정될 것이다.

 

ㅇ 모든 전기자동차의 경우 전기에너지는 중요한 비용이 아니다. 휠씬 더 중요한 것은 500번 충전한 후 배터리를 교체할 때 드는 비용이다.

 

ㅇ 모든 전기차가 미국에서 널리 사용되려면 3가지 근본적인 문제가 해결되어야만 하다.

1) 에너지 밀도: 전기 배터리가 휘발유에 비해 무게당 저장할 수 있는 에너지가 1%밖에 되지 않는다는 점. 이 단점을 약간 보상하는 것은 전기 엔진이 휘발유 자동차에서 사용하는 내부 연소 엔진보다 약 4배 가량 효율적으로 작동할 수 있다는 사실. 따라서 사용가능한 에너지 밀도로 따지면 배터리의 에너지 밀도는 휘발유의 4% 정도다. 단기리만 운전하는 게 아니라면 배터리가 많이 필요하다는 말이다.

 

2) 비용(가격): 전기자동차를 위한 주요 비용은 배터리에 있다. 전기자동차에 대한 수많은 기사들이 전기 비용만 보고 배터리 교체 비용은 간과해서 실제 운용 비용을 대단히 과소평가하고 있다.

 

3) 재충전 시간: 나의 계산에 따르면, 대량으로 산 배터리는 파운드당 40달러가 들고, 500번 재충전할 수 있다.

 

ㅇ 누가 전기차를 죽였을까? 그것은 누가가 아니라 무엇(바로 배터리 비용)이었다.

 

ㅇ 배터리가 남긴 과제

    - 파운드당 에너지는 휘발유의 에너지보다 25배 나쁘다

    - 마일당 비용은 휘발유보다 5~8배 더 높다. (전기 및 배터리 교체 비용 포함)

    - 저장 탱크는 10배 더 공간을 차지한다. (동일한 주행거리)

    - 재충전 시간은 충전소에서 몇 분이 아니라 몇 시간이고 가정에서는 휠씬 더 길다.

    - 배터리의 초기 자본 비용은 수천, 수만 달러다.

 

ㅇ 배터리는 점점 나아지고 있지만, 그 속도가 느리다. 문제는 배터리의 화학 반응에 있는 것이 아니다.....문제는 전극과 전해질의 나노 기술에 있다.

 

ㅇ 전기자동차의 진짜 미래는 모든 배터리 중 가장 저렴한 것(납축전지)을 사용하는 개발도상국에 있을 것이라고 생각한다.

 

ㅇ 카르노의 등식은 터빈이나 내연 기관 같은, 열로 가동하는 모든 모터의 한정된 효율성을 설명하는 데 도움이 된다.... 일단 열로 전환된 다음에는 카르노 효율에 의해 정해지는 비율만큼만 운동에너지로 전환할 수 있다.

 

ㅇ 초보자들에게 에너지란 일을 하는 능력으로 정의된다. 일 = 힘 * 거리. 힘이란 질량을 가속하는 어떤 것이다. 힘 = 질량 * 가속도, 즉 F=ma이다.

 

ㅇ 에너지는 질량으로 전환될 수 있으며.....(e=mc 제곱)..... 질량 m은 더 이상 상수가 아니다. 만일 사물이 속도를 가지면, 질량은 증가한다.

 

ㅇ 에너지는 보존된다는 것을 증명할 수 있다. 그 증거는 에미 뇌터가 발견했는데.....

 

ㅇ 시간에 따라 변하지 않는 양(달리 말하면, 구조의 고전적 에너지)은 운동 및 위치 에너지의 합계임이 판명된다.

 

ㅇ 에너지가 보존되는 이유가 있다. 이는 시간 불변성 때문이다.

 

ㅇ 운동량은 보존된다. 그 이유는...물리학의 등식은 공간에 있어 불변하기 때문이다.

 

ㅇ 물리학자들은 에너지와 운동량은 동일한 사물의 2가지 측면이라고 여긴다. 이러한 관점에서, 물리학자들은 에너지는 4차원적인 에너지/운동량 벡터의 네 번째 구성 요소라 말할 것이다.

 

ㅇ 천연가스가 대부분의 대안들보다 휠씬 경쟁력 있을 것이다. 휘발유와 석유에서 얻은 에너지는 천연가스에서 얻는 에너지보다 2.5배에서 5배의 비용이 더 든다. 천연가스나 석탄에서 만들어내는 합성연료는 우리 에너지 미래의 핵심적인 부분이 될 것이다.

 

ㅇ 가장 저렴한 형태의 에너지는 사용되지 않는 에너지(비가시적 에너지, negawatt)다. 절약과 효율 개선을 통해 에너지를 절약할수 있지만, 그러한 용어들을 조심해야 한다.  효율성은 더 많은 사용을 장려하지 않는 한, 에너지를 절약하지 않는다.

 

  파력 및 조력

  메탄 하이드레이트

  해조 바이오연료

 

ㅇ 전기 전용자동차는 배터리 기술에 거대한 돌파구가 생기지 않는 한, 미국 교통 에너지의 미래에 그다지 기여하지 못할 것이다. 그러고 그럴 가능성은 없다.

 

ㅇ 녹색, 청정 등의 듣기 좋은 단어를 피하라. 지속가능한이라는 용어를 사용하고 이를 향후 20~40년 걸쳐 지속할 수 있는것으로 해석하라. 우리는 그 지평을 넘어서는 기술에 대해 짐작조차 할 수 없기 때문이다.

 

ㅇ 진짜로 지속가능하려면 수익이 나야 한다.