신·재생에너지

왜 배우는가: 신재생에너지는 기후변화 대응과 에너지 공급 안정이라는 두 목표를 함께 다루는 개념이라서 정책과 실무에서 기준으로 쓰인다. 정의, 두 범주의 구분, 종류의 열거는 기술사 답안의 기본 항목이므로 먼저 정확히 익혀야 한다.

출제 이력: 제132회 3교시 1번, 제126회 1교시 13번, 제116회 4교시 1번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

신재생에너지는 신에너지와 재생에너지를 합친 말로, 석유·석탄·원자력·천연가스가 아닌 에너지 중 기술개발로 보급하는 에너지를 뜻한다.

신재생에너지는 「신에너지 및 재생에너지 개발·이용·보급 촉진법」이 다루는 두 범주를 묶어 부르는 용어이다. 이 법은 신에너지와 재생에너지를 각각 정의하고, 두 범주에 속하는 에너지의 기술개발과 이용·보급을 촉진하는 것을 목적으로 한다. 따라서 답안의 첫 줄에는 두 범주를 합친 것이라는 점과 화석연료·원자력이 아니라는 점을 함께 적어야 한다.

답안 작성에 쓰는 핵심 키워드는 다음 다섯 가지이다.

• 신에너지: 기존 화석연료를 변환시켜 이용하거나 수소·산소 등의 화학반응으로 전기 또는 열을 얻는 에너지이다.
• 재생에너지: 햇빛·물·지열·강수·생물유기체 등 재생 가능한 자원을 변환시켜 이용하는 에너지이다.
• 연료전지: 수소, 메탄, 메탄올 등의 연료를 산화시켜 생긴 화학에너지를 직접 전기에너지로 바꾸는 기술이다.
• 수소에너지: 수소를 연소시키거나 분해해 에너지원으로 활용하는 에너지이다.
• 석탄액화·가스화: 석탄이나 중질잔사유를 가스화·액화해 가스터빈과 증기터빈을 구동하여 전기를 생산하는 기술이다.

2. 개념 풀이

신재생에너지는 두 개념을 각각 정의한 뒤 합쳐 쓰는 용어이다. 법 제2조제2호는 재생에너지를 햇빛·물·지열·강수·생물유기체 등을 포함하는 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지로 정의한다. 그 범위는 태양에너지, 풍력, 수력, 해양에너지, 지열에너지, 바이오에너지, 폐기물에너지이며, 바이오에너지와 폐기물에너지는 대통령령이 정한 기준과 범위에 해당하는 것만 포함된다. 비재생폐기물로부터 생산된 에너지는 폐기물에너지에서 제외된다.

재생에너지의 핵심은 에너지원이 자연에서 계속 보충되어 자원이 고갈되지 않는다는 데 있다. 화석연료를 태울 때와 달리 이용 과정에서 이산화탄소 배출이 없거나 적다는 점도 재생에너지의 특징이다. 다만 태양광과 풍력은 기상 조건에 따라 출력이 변하므로 계통 연계와 저장 설비를 함께 고려해야 한다.

신에너지는 원료가 자연에서 재생되는지보다 변환 기술에 무게를 두는 에너지이다. 기존 화석연료를 변환하거나 수소·산소의 화학반응으로 전기나 열을 얻는 점이 핵심이므로, 원료의 재생성으로 정의되는 재생에너지와 구별된다. 대표 예는 연료전지, 수소에너지, 석탄액화·가스화이며, 석탄액화·가스화는 석탄을 고온과 고압에서 가스화 반응시켜 일산화탄소와 수소가 주성분인 가스를 만든 뒤 가스터빈과 증기터빈으로 전기를 생산하는 방식이다.

두 범주의 정의 기준을 표로 나누면 다음과 같다.

표에서 보듯 재생에너지는 자원의 재생성이 기준이고 신에너지는 변환 방식이 기준이다. 국내에서는 두 범주를 합쳐 11개 분야를 지정하고 있으며, 이 둘을 합친 것이 신재생에너지이다.

신재생에너지를 설비 측면에서 보면 보급이 늘수록 설비 제조와 설치 산업이 함께 성장하므로 산업 육성의 대상으로도 다뤄진다. 답안에서는 이 점을 환경과 산업이라는 두 측면으로 나누어 쓰면 된다.

3. 등장 배경과 필요성

화석연료의 연소로 발생하는 이산화탄소가 기후변화를 심화시키면서, 에너지 공급원을 화석연료 중심에서 다변화해야 한다는 요구가 커졌다. 석유·석탄·천연가스의 매장량이 특정 지역에 제한되어 있다는 점도 공급 안정 측면에서 의존을 줄여야 하는 이유이다. 그래서 신재생에너지는 에너지 안보와 환경 보전을 함께 달성하는 수단으로 다뤄진다.

국제적으로는 기후변화협약 체제 아래 화석에너지 사용을 제한하는 흐름이 강해지면서, 재생에너지 비중을 높이는 정책이 확산되고 있다. 이런 흐름은 온실가스 감축 의무와 맞물려 국가 에너지 정책의 방향을 바꾸는 요인이다.

신재생에너지는 기술적 자원으로 연구개발을 통해 확보할 수 있고, 재생 가능하거나 무제한으로 공급되는 자원을 쓴다는 점에서 비고갈성 자원이다. 그러나 장기간의 선행투자가 필요하고 시장 전망이 불확실해 초기에는 경제성이 낮다. 따라서 정부가 개발과 보급을 주도하는 것이 일반적인 방식이다.

법적 근거에서 이 필요성은 목적 조항으로 드러난다. 이 법은 재생에너지의 기술개발과 이용·보급을 촉진하여 에너지원을 다양화하고 온실가스 배출을 줄이는 것을 목적으로 한다. 이 목적을 실현하는 수단으로 제12조의5는 발전사업자 등 공급의무자에게 발전량의 일정량 이상을 재생에너지로 공급하도록 정할 수 있게 하였다. 의무공급량의 합계는 총전력생산량의 25퍼센트 이내의 범위에서 연도별로 대통령령으로 정한다. 이 제도는 재생에너지 공급을 의무로 정하여 보급을 촉진하는 방식이다.