에너지 정책, 원자력 에너지와 인간의 생존

인간은 태초부터 재생에너지를 사용해 왔다.

인간은 태초부터 물, 태양, 풍력 등 재생에너지를 사용해 왔다. 즉 물의 낙차를 이용하여 물레방아를 돌리고, 햇빛으로 곡식을 말리고, 바람의 힘으로 풍차를 돌려 생활을 영위하였다. 또한 따뜻한 곳으로 이동하면서 추위를 피하였다. 오늘날 바이오매스(Biomass)라고 하는 나무를 난방, 취사용으로 사용하였다.

선사시대에 불을 발견하여 공동으로 정착생활을 하며 농경시대를 열었다. 돌이나 나무토막을 서로 마찰시켜 불을 피워 추위도 이기도, 음식도 만들었다. 그러나 불은 화재를 일으키고 생명을 빼앗아 가는 등 매우 위험한 존재이기도 했다.

화석연료 사용으로 1차 산업혁명의 시대를 열다.

산업혁명은 새로운 에너지원을 기반으로 하여 일어났다. 즉 오늘날도 산업의 원동력인 되고 있는 석탄, 석유, 가스 등 화석연료는 온실가스와 공해물질을 배출하여 지구 온난화와 대기오염의 주범이 되고 있다.

1차 산업혁명은 18세기 영국에서 석탄을 사용함으로써 시작되었다. 석탄을 태워 에너지를 얻는 증기기관의 발명으로 면직공업이 급속도록 발전하게 된다. 석탄으로 1차 산업혁명을 주도한 영국은 해가 지지 않는 대영제국을 건설, 세계의 패권을 장악하게 된다.

2차 산업혁명은 석탄에 이어 석유, 가스를 사용하게 된다. 정유, 석유화학, 가스산업, 제철산업 등이 번창하여 산업혁명은 영국에 이어 독일, 미국 등이 새로운 강대국으로 등장한다.

3차 산업은 원자력 산업과 전기를 이용한 컴퓨터를 기반으로 한 정보화산업이다. 원자력 발전소 건설과 컴퓨터 기술을 주도한 미국이 새로운 세계패권 국가로 올라서게 된다.

4차 산업혁명은 무탄소 에너지를 필요로 한다.

4차 산업혁명은 빅데이터, 사물인터넷, 인공지능, 자율주행 등 알고리즘에 기반을 실체와 가상을 다루는 산업이다. 친환경적이고 안정적인 고품질의 에너지를 필요로 하고 있다.

향후 원자력 발전과 그린수소가 탄소중립을 실현하기 위한 넷-제로(Net-zero)의 역할을 담당할 것이다. 재생에너지는 가동기간 중 탄소는 배출하지 않으나, 제조 과정에서 지구환경을 심각하게 파괴한다. 태양광, 풍력 등 재생에너지는 간헐성, 변동성으로 인하여 전기품질에 있어 심각한 문제를 야기하고 있다.

세계 각국은 4차 산업을 선점하기 위해 치열한 경쟁을 하고 있다. 정보통신, 빅데이타, 인공지능, 로봇 등 4차 산업은 새로운 시장을 창출하고 있다. 4차 산업을 실현하기 위해서는 값싸고 깨끗한 에너지가 필요하다.

예를 들면 구글은 RE100(Renewable Energy 100%)이 아닌 CF100(Carbon Free 100%) 도입을 선언한 바, CF100은 원자력 에너지를 포함하고 있다. 이와 같이 4차 산업은 필연적으로 원자력 에너지를 필요로 할 것이다.

원자력은 발전을 훨씬 넘어 확장된다.

지금까지 원자력 에너지는 대부분 발전용으로 사용하고 있다. 즉 원자로의 핵분열에 의해 발생하는 열에너지를 이용하여 증기터빈발전기를 돌려서 전기를 생산한다. 이것이 원자력 발전소(원전)이다.

탄소중립을 실현하기 위해서는 비전력 분야의 탄소배출도 저감시켜야 한다. 우선 에너지 소비측면에서 무탄소 전기의 소비를 극대화하기 위해 원자력과 재생에너지에 의한 전력화 비중을 증가시켜야 한다.

따라서 원자력 에너지는 전력생산의 범위를 넘어 비전력 분야까지 확장되어야 하는 것이다. 즉 원자력은 열병합발전 방식으로 지역 냉난방, 산업용 공정열, 그린수소 생산, 해수 담수화 영역으로 확대될 것이다. 미래 인간의 생존은 원자력 에너지를 어떻게 활용하는가에 달려있다.