신·재생에너지 정의 및 종류

왜 배우는가: 신·재생에너지는 화석연료 의존과 온실가스 배출을 줄이는 핵심 수단이며, 공조냉동 설비의 열원·전원 선택과 제도 이해에 직접 연결된다. 법령상 정의와 종류 목록은 1교시 용어형 문제에서 반복해 출제되므로 정확히 외워 두어야 한다.

출제 이력: 제139회 1교시 11번, 제120회 3교시 5번, 제117회 1교시 10번, 제92회 1교시 4번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

답안 첫 줄 정의: 신에너지는 기존 화석연료를 변환하거나 수소·산소 등의 화학반응으로 전기·열을 얻는 에너지이고, 재생에너지는 햇빛·물·지열·강수·생물유기체 등 재생 가능한 에너지를 변환해 이용하는 에너지이다.

핵심 키워드: 신에너지, 재생에너지, 재생 가능 에너지, 수소에너지, 연료전지, 석탄 액화·가스화, 태양에너지, 지열에너지, 바이오에너지, 폐기물에너지

2. 개념 풀이

쉬운 말로 풀면, 신재생에너지는 '새로 기술을 써서 얻는 에너지'와 '자연에서 계속 다시 채워지는 에너지'를 합한 말이다. 두 묶음은 같은 법에서 정의하지만 성격이 다르다. 재생에너지는 햇빛이나 바람처럼 자연이 계속 보충하는 에너지다. 신에너지는 화석연료나 화학반응을 새 방식으로 바꿔 쓰는 에너지다.

정식 정의는 「신에너지 및 재생에너지 개발·이용·보급 촉진법」 제2조에 따른다. 재생에너지는 햇빛·물·지열·강수·생물유기체 등을 포함하는 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지다. 신에너지는 같은 법에서 정하는 기존 화석연료의 변환 또는 수소·산소 등의 화학반응으로 전기·열을 얻는 에너지다.

재생 가능성은 재생에너지를 정의하는 기준이다. 자연에서 고갈되지 않고 반복 보충되는 에너지원이어야 한다.

에너지 변환은 재생에너지의 이용 방식이다. 태양광은 빛을 전기로, 태양열은 열을 열매체로 바꾼다. 지열은 지중의 온도차를 이용한다.

수소에너지와 연료전지는 신에너지의 대표 항목이다. 수소와 산소의 화학반응으로 전기와 열을 얻는다. 연료전지는 연료를 소모해 전력을 생산하며, 전지와 달리 전극이 촉매 작용을 하므로 상대적으로 안정하다. 발전 효율은 40~60% 수준이고, 배출열까지 쓰면 연료의 최대 80%까지 에너지로 바꿀 수 있다.

석탄 액화·가스화는 석탄이나 중질잔사유를 합성가스(일산화탄소와 수소가 주성분)로 만든 뒤 전기·액체연료·수소로 바꾸는 기술이다. 가스화 복합발전(IGCC)이 대표 예이다.

3. 등장 배경과 필요성

화석연료는 매장량이 한정되어 있고, 연소 과정에서 이산화탄소·질소산화물·황산화물을 배출한다. 에너지 수입 의존도가 높은 나라에서는 에너지 안보 문제도 함께 생긴다. 이 때문에 에너지원을 다변화하고 온실가스를 줄이는 방향으로 기술과 제도가 발전해 왔다.

재생에너지는 자원이 고갈되지 않고 발전 과정에서 연료를 태우지 않아 대기오염물질 배출이 적다. 다만 햇빛과 바람은 날씨와 시간에 따라 출력이 변하는 간헐성을 가진다. 그래서 재생에너지의 확대에는 저장장치와 전력계통 연계 기술이 함께 필요하다.

신에너지는 화석연료를 더 깨끗하게 쓰거나 수소처럼 에너지 운반체로 쓰는 방식이다. 석탄 가스화와 액화는 저급 연료를 고효율로 쓰는 방법이다. 수소는 생산 방법에 따라 탄소 배출이 크게 달라진다. 현재 수소의 대부분은 화석연료 기반 증기메탄개질로 만들어지므로, 탄소 포집 및 저장(CCS)과 함께 쓰는 것이 중요해졌다.

국내에서는 이 두 분류를 법률로 정의해 보급 정책의 대상을 정한다. 이 정의는 공급의무화(RPS), 보급사업, 공급인증서 제도의 근거가 된다.

4. 구성요소·원리·절차

재생에너지 설비는 재생에너지를 생산하거나 이용하고, 전력계통 연계조건을 개선하는 설비와 그 부대설비를 말한다(시행규칙 제2조). 구성은 세 부분으로 나눠 본다. 첫째 변환설비는 햇빛·바람·물·지열 등 자연에너지를 전기나 열로 바꾼다. 둘째 계통연계 설비는 생산한 전력을 기존 전력망에 안정적으로 연결한다. 셋째 전력저장 설비는 자연에너지의 출력 변동을 줄인다.