스크랩 인간과 과학 특강하셨던 정교수님이 보내주신 자료입니다.

[hyoun4739]

오늘 메일로 보내주셨네요 한번씩 읽어보세요.

인간과 과학 중점요약 

이 필 렬 교수님 말씀

인간과 과학 2004년 기말시험에서 특별한 출제경향은 없습니다. 다만 소위 기출문제에는 너무 기대지 않는 것이 좋겠어요. 이번 시험문제는 전범위에 걸쳐서 골고루 나올 것이고, 새로운 문제들이 대부분일 것입니다. 조금 생각을 해야 제대로 풀 수 있는 문제도 있겠고요

학보특강에서는 녹음 강의 전체와 교재 처음부분과 마지막 부분에서도 문제가 출제 된다고

특히 학보특강은 반드시 참고해야 합니다

“인간과 과학” 내용 정리

- 과학기술은 우리에게 무엇인가?

- 과학기술을 균형 잡힌 시각으로 보기 위해서는 어떻게 해야할까?

- 과학과 인간, 과학과 사회의 관계를 살펴보는 것은 왜 중요할까?

- 생활인이자 일반시민으로서 우리가 과학기술에 대해 취해야할 자세는 어떠해야 하는가?

◇ 교재의 구성 분석

(1) 모두 20장으로 구성되어 있다.

(2) 1장과 2장은 현대 과학기술이 성립되기까지의 과정을 다루고 있다. 역사의 영역, 즉 과        학사의 영역이다.

(3) 3은 현대과학의 성격, 4장은 미래(21세기)과학에 대한 전망, 5장은 현대과학과 21세기 과        학의 특징에 비추어봤을 때, 과학기술을 어떻게 이해할 것이며, 어떤 방법으로 이해        할 것인가에 대한 것이다.

(4) 8-11장은 현대과학에서 가장 중심에 위치하고 있는 정보공학기술, 생명공학기술(여기에         신경공학기술, 나노기술을 더해)의 현황, 향후발전 예측과 그것들이 사회에 미칠 영        향에 대해 다루고 있다.

(5) 12-13장은 에너지 위기와 과학기술의 문제를 원자력 발전과 재생가능 에너지 기술로 나        누어서 다루고 있다.(이필렬 선생님이 가장 관심을 가지고 있는 분야로, 선생님이         쓰신 책이 나와 있습니다. 『원자력 제국』(번역서: 로버트 융크), 『에너지 대안        을찾아서』(창작과비평사), 『에너지 전환의 현장을 찾아서』(궁리) 등)

(6) 14-16장은 현대과학의 문제점과 해결방안을 진지하게 고민하고 있다.

(7) 17- 19장은 대표적인 과학자의 이야기를 통해 인간(사회)과 과학의 관계를 생각해볼 수         있는 기회를 마련했다. 갈릴레이, 라부아지에, 프리츠 하버

(8) 마지막으로, 20장에서는 다섯권의 책을 소개하고 있다. 과학기술과 과학기술자, 과학        기술과 사회를 이해하는데 필요한 책을 이필렬 선생님이 추천하고 있는 셈이다.

9. 정보통신 기술의 사회적 영향

(1) 정보통신 기술의 해방적 역할

    : 공간이라는 한계로부터 해방(동시성) → 많은 편리함 제공

  1) 라디오, TV, 무선통신(초기단계) : 위성중계를 통해 전 지구의 공간이 동일 시간대에 놓임 (ex 월드컵중계 : 동일 시간에 동일한 경험)

  2) 컴퓨터 통신망의 발달 : 재택근무, 인터넷 서핑, 인터넷진료, 전자도서관, 인터넷회의, 인터넷쇼핑..

(2) 가상현실 기술

   : 눈, 귀를 통한 경험을 통해 TV, 라디오, 인터넷을 경험,   가상현실 = 육체전체

  1) 가상현실 속에서 자연세계는 고도로 추상화되고, 자유자재로 조작되는 것.

    → 자연세계가 조작과 이용의 대상이라는 생각을 더욱 조장할 가능성 → 자연파괴 초래우려.

  2) 자원낭비(환경손상)를 줄일 수 있다는 견해 → 노동, 생산, 실험, 직접적 경험을 통해서 정보를 생산하기 위해서는 자원과 에너지의 소비가 수반됨.

  3) 많은 양의 정보의 빠른 이동 → 개인의 단위시간당 작업량증가 → 생산성향상 → 자원이용의 증가 → 지구생태계 파괴를 앞당김.

(3) 정보통신 기술과 동시성

  1) 전 지구적 차원의 컴퓨터망 붕괴 → 지구규모의 혼란 초래 (예 : Y2K)

    ① 은행의 컴퓨터망  붕괴 - 전국적 차원의 거래 와해

    ② 컴퓨터 바이러스

    ③ 해커의 공격

    ④ 선하나 끊어지는건 상관없음

  2) 정보공학의 발달로 인간의 활동범위가 가상공간에서는 전 지구적으로 확대되었지만 오히려 한 장소에 정착하지 못하게 함 → 깊이 있는 만남보다 스쳐가는 만남.

(4) 정보통신 기술과 공동체 - 사회적으로 긍정적인 역할을 할 수 있는지?

  1) 먼 곳에서 일어나는 일은 잘 알면서 주변에서 일어나는 일은 모른다.

  2) 동시성 성취는 육체가 개입하지 않은 비개성적 접촉을 번성케 했지만, 국지적 차원의 사람들간의 교류는 약화시켰다.

    ① 독일 함부르크의 독신자 아파트 사건.

      A. TV만으로 공동체와 단절된 독신자가 죽은지 5년만에 발견됨

      B. 무선 통신사의 죽음

    ② 영화 <네트> : 산드라 블록 (컴퓨터 바이러스 치료전문가 : 재택근무자 = 현실세계에서 잊혀짐)

    ③ 인터넷 섹스 중독증

  3) 공동체 중요성 퇴조 : 빈공간으로 남은(대리만족) → 실재 공동체를 떠난 이들은 다 함께 혼자만의 외로움 속으로 빠져들어간다.

(5) 정보통신망과 감시

  1) 국지적 해방감 : 그러나 정보연결망에 의해서 포착 가능성 높아짐

     * 네크로폰테는 저서 <디지털이다>를 통해 “세계 어느 곳에 가든 자신은 고립감을 느끼지 않고 컴퓨터 통신망을 통해 연락할 수 있다.” 라고 함.

      그러나 컴퓨터 통신망은 추적이 용이하다.(자료가 통신망 속에 고스란히 남음)

  2) 전자주민카드 (사회적 성질) → 국가권력에 의한 감시(해킹을 통해 권력 자체가 교란)

    (우리나라도 기본적인 것 외에 건강, 재산, 유전자정보까지 주민카드에 넣으려 했음)

  3) 개인 유전정보의 데이터베이스화(신체적 특질:생명공학+정보공학) - 유전자 차별(취직, 보험)

(6) 정보공학, 생명공학, 인공생명

  1) 궁극목표 : 생명체와 유사한 기술적 발명품 - 인간을 능가하는 기계

      (DNA- 칩, 초보적인 DNA컴퓨터)

  2) 인공지능과 다른 접근

  3) 선 마이크로 시스템즈의 공동 설립자 빌 조이 : 인공생명의 탄생에 대한 경고

     (인공생명 연구자 모라벡 : 지구상에서 누려왔던 인간의 지위를 새로 등장한 기계에게 내주고

       사라질지 모른다.)

     * 재래식 컴퓨터 : 순차적 작업, DNA컴퓨터 - 수많은 작업이 동이에 이루어져 작업이 빨라짐.

10. 디지털 혁명과 유전자 혁명이 초래할 21세기의 변화

(1) 거리와 경계의 소멸 : 디지털 혁명과 유전자 혁명이 초래하게될 사회적, 문화적 변화

                       - 거리의 소멸(축소), 경계의 소멸(약화)

(2) 공간적, 시간적 거리의 소멸

  1) 공간적 시간적 거리의 소멸

    ① 재화의 이동만 남고, 지식과 관련된 움직임은 사라질 것.

    ② 지적인 활동과 관련된 노동의 경우 : 직장에 가지않고도 어느 장소에서나 일을 완수할 수 있음.

    ③ 육체의 접촉이나 감각을 통해 느낄 수 있는 감정도 사라질 수 있음

       (감정을 느끼기 위한 이동이 불필요해짐)

  2) 현실과 환상 사이의 경계의 소멸

    ① 가상현실 기술(현실보다 더 현실 같은 가상현실)

      * 항공기나 전투기 조정연습/ 과학기술의 실험, 의학의 해부와 수술 - 현실로 체험. 

    ② 가상체험(<스타트>, <ET>등) : 가상과 실재를 구별할 수 있는 능력 상실 → 환상과 현실의 경계 불문명.

    ③ 신경공학의 발달 : 사이보그들이 컴퓨터 네트워크로 연결된 공동체 출현 가능

      (컴퓨터/ 인간 경계 소멸) → 가상현실과 현실, 나의 경험과 타인의 경험, 나의 감정과 타인의 감정의 구분도 어려워질 수 있음 (영국의 컴퓨터 공학자 캐빈웍의 2차 실험 : 팔속의 신경세포와 칩을 연결 → 컴퓨터와 하나가 되려는, 그럼으로써 궁극적으로 인간이 사이보그 공동체로 진화하는데 기여하려는 계획이다)

- 한국의 정부 연구소에서 추진하는 컴퓨터 택 실험

     ④ 지역과 국가간 경계의 소멸 : 평화를 위한 강력한 동력 임과 동시에 내부의 정체성 상실에 따른 혼란을 초래함.    cf) 전자상거래에 의한 관세문제

(3) 동식물 종간의 경계소멸 : 유전자 이식기술과 생식 공학기술

   1) 발광 유전자 이식 → 발광 식물

   2) 지능이 높은 쥐, 어깨가 넓은 쥐

   3) 유전조작된 동물들(돼지 : 심장, 양이나 소 : 단백질)

     * 동물의 기관을 이식했을 때 인간의 정체성 혼란 : 정신적 심리적 영향

(4) 청년과 노년 사이의 소멸(약화) : 수명의 연장 +노인적 특성과 외형의 제거

     * 유전자 조작, 노화억제 유전자 약물

  1) 염색체 속에서 노화를 지배하는 유전자를 찾아내어 유전자의 작동을 조절하는 것

    ① 현재 노화와 관련된 유전자 수 7000개 → HGP에 의해 유전정보 판독 가능성 높아짐.

    ② 1.5배 더 사는 쥐 (세포의 자살 프로그램을 조절하는 효소생산에 관여하는 ‘p66' 유전자 제거)

    ③ 텔로미어는 각각의 염색체 끝에 붙어있고 세포가 분열할 때마다 조금씩 줄어든다. 그러나, 암세포는 아무리 분열해도 텔로미어가 줄어들지 않는데 텔로미라제 효소가 계속 보충되기 때문.

  2) 질병을 유발하는 유전자를 밝혀내고 이것을 수선함으로써 수명을 연장하는 것

    ① 유전병(많은 병이 유전자의 이상에서 발생) → 해당 유전자 수선

    ② 불치병 치료 → 수명 연장

    ③ 수정란 단계에서 유전자 수선

(5) 남녀, 부모자식 사이의 경계 소멸 : 인공수정 기술 + 복제기술

  1) 아이를 낳는다는 점에서 남녀 경계 소멸 - 체세포 복제로 인해 남녀 모두에게 독립적으로 아이를 만들 수 있는 능력 제공 → 잉태와 탄생에서 아버지 - 어머니 경계 소멸됨.

  2) 생물학적 차원에서 복제 아이와 부모간의 경계 소멸(동세대인) - 오히려 아기의 생물학적 나이가 분모보다 더 많을 수 있음(수정란이 분화되어 아기가 될 때 많은 세포 분열을 거쳐야 하기 때문)

    → 복제 아이는 후손을 남길 수 없음(세포가 분열될 때 텔로미어의 길이 줄어듬)

      * 사회적 나이 < 생물학적 나이

(6) 생물과 무생물 사이의 경계 소멸

  1) 인간에게 인공물을 주입하는 것 :

    ① 세포수준 또는 분자수준에서 인공물이 인간에게 주입 → 연약함에서 벗어나 완전함으로 나아감   (예) 두뇌 속에 극소 컴퓨터 삽입

    ② 인공물과 세포나 세포로 구성된 조직의 동등성 → 사이보그 출현 (로보캅)

      * 인공장기 (의족, 의수) : 도구, 보조 - 융합되지 않고 일시적이며 장기간의 보조물

  2) 자연에 없는 유전자를 만들어 인간 수정란에 주입하여 자라게 하는 것

  3) 무기물을 가지고 자기복제 능력을 가진 생물적 존재를 만드는 것 (터미네이터)

    ① 인공지능, 인공생명 연구자들의 궁극적 목적

    ② 컴퓨터 바이러스(무한적 자기복제 능력 - 인공생물과 유사한 성질)

    ③ 나노기술 : 100나노미터 이하의 크기, 즉 분자와 원자들을 움직여서 원하는 물질을 만드는 것.

       * top-down(전통적 기계제작 방식): 커다란 원료 → 작게 축소 가공.

       * bottom up : 원자끼리 분자끼리 조합해서 소형기계 제작

    ④ 에릭 드렉슬러(나노기술의 전도사, 분자공장 연구소 운영)는 <창조의 엔진>, <나노시스템>이라는 책을 통하여 감자나 고구마를 혈관 속을 유영하면서 암세포를 파괴하는 잠수함으로 표현.

    ⑤ IBM 연구소의 비니히 : 전자현미경을 이용하여 원자로 IBM 글자 형태를 만드는데 성공함.

    ⑥ 유기물로부터 인공적으로 합성한 유전자를 조합해서 인공 생물체를 제조하는 것

       a. <셀러라 지노믹스>의 크래그 벤터 : 유전자 조작에 의한 새로운 인공생물 제조 기획.

       b. 만약 실현되면 생태계 교란됨  (예 - 황소개구리)

* 영국에서는 시험관에서 수정된 배아를 검사해서 암 발생 유전자를 가진 배아는 폐기하라는 법안 준비!! 이렇게 되면 이것은 인간에 대해 어떤 일을 수행하는 것인가?

영국은 심각한 유전질환을 유전시킬 가능성이 높은 부부들이 건강한 아기를 가지도록 보장해주기 위해서 배아(embryo)를 선택할 수 있게 배아 검사(embryo screening)에 관한 법을 완화시켰다.

11. 디지털 혁명과 유전자 혁명의 사회문화적 충격

(1) 여러 충격들 : 과학 기술의 발달로 인해 오히려, 사회, 문화적 변화가 비관적일 수 있다.

(2) 빈부문제에 미칠 충격

  1) 물질 소유와 더불어 생물학적 격차도 더욱 커짐 : 리 실버(분자생물학자) - 부자와 빈자는 서로 다른 종이 될 것이다.(인간과 침팬지의 유전정보 중 99%가 동일. 하지만 서로 생식은 불가)

  2) 양극화 현상의 심화와 인간의 차별화

    ① 사회의 양극화 심화 : 유전자 카멜레온과 디지털 카멜레온의 잡종이 사회의 정상을 차지할 것임 (엔첸스베르거 : 기존의 계급의식 개념은 사라지고, 최고의 역동적 워커홀릭으로서 변신에 능한 카멜레온들이 디지털 사회의 최고 권좌를 차지한다.)

       → 3집단으로 분해 : 유전적으로 개조된 사람들, 낡은 유전자를 가진 사람들, 유전자 개조 자체를 반인간적이고, 반 생태적인 것으로 규정하는 사람들. (빈자와 반대자의 불만폭발)

    ② 윤리의 붕괴 : 낡은 유전자를 가진 계층을 침팬지처럼 보거나, 제거해야할 유전자를 지닌 인간, 유전적으로 개조되든지 제거되든지 해야 할 대상으로 봄

        * 피터 싱어 - 윤리학자들의 영장류 권리 운동

    ③ 프리먼 다이슨(물리학자) - ‘가난한 사람들은 기술의 억압에 대항해 반란을 일으키고 비합리적인 폭력으로 나아갈 것’이라고 전망함

(3) 빈국과 부국의 관계에 미칠 충격

 * 정보화가 가난한 나라의 국민들에게 교육의 기회와 일자리 제공 → 복지가 증진될 것이라고 하지만,

  1) 현재에도 아프리카는 지구화, 정보화 세계에서 아주 낡고 뒤떨어진 인간이다.

    → 이런 경향은 생물학적인 측면에서 더욱 강화될 것이다. (60억인구중 웹서핑-3억, 문맹-10억)

  2) 빈국은 다른 차원의 식민지로 전락(침팬지나 우랑우탕을 사냥하듯) - 네안데르탈인 vs 크로마뇽인

   → 16,7 세기 경 유럽에서 아프리카인들을 동물원에 수용한 적이 있음 - 노예로 부리거나 제거함.

  3) 부국내에서의 사회계층간의 갈등 : 생명연장으로 인해 연금을 둘러싼 갈등

    → 가난한 청년 VS 돈 많은 노인

(4) 환경문제에의 충격

  1) 유전자 개조 잡종들에 의한 생태계 교란 : 황소개구리

  2) 개조된 인간과 환경문제 → 죽음이 없다면 인간은 어떻게 되겠는가?

    ① 인구증가 → 지구온난화로 인한 기후변화, 에너지고갈, 자원고갈 문제를 더욱 앞당김.

    ② 생명을 경시하는 풍조 : 죽음이 없는 세계는 탄생에 대한 무관심, 자신을 위해서 타인의 생명을 빼앗는 것을 당연시하는 풍조를 만연시킬 수 있다.

(5) 예측의 현실성

  1) 빌 조이 : 사이버 인간이 주인인 인간을 몰아내고, 유전공학 실험실을 빠져나온 생물체가 제멋대로 날뛸 것이고, 혼이 없는 자기증식 나노기계가 생물권 전체를 회색 점액으로 분쇄해버릴지 모른다.

    → 연구개발을 조심스럽게 수행하고, 제한을 가하는 것이 마땅하다.

  2) 프랜시스 콜린즈 : 인간게놈프로젝트 총지휘자, 분자생물학자

     → 영화 <가타카> - 유전자 개조는 우리가 가서는 안되는 길이라고 주장.

  3) 후버트 마르클 : 호랑이를 탄 사람의 비유

     → 이미 크게 손상된 지구에서 살아남으려면 모든 인식능력과 모든 발명능력을 총동원해야한다.

출생율과 관련된 문제 : 방송강의 참조 (꼭!!!!!!)

(12장) 에너지 위기와 과학기술: 원자력 발전

(1) 에너지 위기의 본질

  1) 에너지 자원의 고갈

    ① 매장량(현재 산출량을 기준으로 경제성 고려): 석유-40년, 석탄-190년, 천연가스-65년

    ② 낙관적 견해(다국적 정유업체나 일부 학자들): 새로운 유전의 발견 → 고갈 위험 없음 

    ③ (반론) 대부분의 자원전문가들:

      A. 대규모 유전이나 탄광이 발견될 가능성 거의 없음

      B. 채굴가능한 매장량의 절반 가까운 양을 채취 → 석유 부족 점점 심각(2010년 이후 가격 상승

        에 따른 석유 분쟁이 점차 늘어날 것임)

      C. 중국과 같은 개발도상국의 경제성장 → 가격 압력과 갈등 더욱 촉발

      D. 현재 에너지 자원 중 석유가 차지하는 비중: 35.5%(가장 높음)   

       → 높은 석유의존도: 석유 물량의 부족, 가격 폭등=전세계적 혼란

교재에는 2010년부터 석유가격이 올라갈 것이고 석유로 인한 분쟁이 격화될 것이라는 예측이 나와있다. 그런데 최근의 고유가 현상은 이 예측이 앞당겨진 것을 보여주는 것 같다. 중동정세, 중국의 석유소비 급증 등이 영향을 미쳤을 터이다. 중국은 현재 1인당 연간 약 0.5톤의 석유를 소비한다. 한국은 일인당 연간 2.5톤을 소비한다. 중국의 12억 인구 한사람이 한국 한사람과 같은 양의 석유를 소비한다면 현재 매장량은 언제 바닥나는가? 현재 석유는 한국만 쓴다면 300년 쓸 것이 남아있다.

2.5톤 × 4,800만 × 300년 = 36,000,000,000 톤이 남아 있음

그러므로 중국의 경우 36,000,000,000 톤 ÷ 2.5톤 ÷ 12억 = 12년

한국처럼 중국 12억 인구가 써 버리면 약 12년만 밖에는 못씀

  2) 에너지의 과도한 사용으로 발생한 기후변화

    ① 화석연료의 과도한 사용: 지구가 1천 년 이상 축척한 양을 하루동안에 소비

      A. 화석연료의 소비 속도: 생성 속도의 약 40만 배 (화석연료-온실효과)

      B. 온실기체(이산화탄소, 아산화질소, 메탄, {염화불화탄소-가장강한 온실효과}, 수증기):

        → 산업화 이전보다 30% 증가(1800년경까지 0.028% 안정 → 1999년 0.036%)

        a 지난 100년간 평균 1.5도(℃)  최대 6도(℃) 상승 

        b. 온난화로 기온 상승(현 추세대로 온실기체가 방출되면 21세기에는 2-5도 상승 예상)

        c. 기후 혼란과 해수면 상승: 태평양 도서국가와 아열대 지역 국가 피해

          → 한국도 예외가 아님   (온난화의 원인 - CO2의 발생)

        d. 생태계 파괴, 전염병 창궐(모기떼 기승), 태풍·우박·강우 등에 의한 피해

- 천연가스가 고갈되는 석유를 수백년 이상 대신할 수 있다는 이야기가 있다. 이런 이야기에서 빠지지 않는 것이 메탄하이드레이트(메탄수화물)이다. 이것은 극지방이나 심해 밑바닥에서 천연가스의 주성분인 메탄이 높은 압력 하에서 물과 결합하여 고체 형태를 이루고 있는 것이다. 지진파를 분석하면 바다속에는 땅속 천연가스의 수십배가 넘는 메탄하이드레이트가 묻혀 있는 것으로 나온다. 이것을 캐내어서 사용하면 앞으로 수백년간 에너지 걱정은 하지 않아도 된다는 것이다. 그러나 메탄하이드레이트의 개발은 쉬운 일이 아닐 뿐만 아니라 상당한 위험도 따른다. 이 물질은 차갑고 높은 압력이 가해져야만 그 상태를 유지하고 온도가 높아지거나 압력이 떨어지면 물과 메탄이 분리되기 때문에, 심해에서 위로 끌어올리면 메탄이 기체 상태로 빠져나오게 된다. 또한 메탄하이? 藥뮌鉗??두터운 층을 이루며 존재하는 것이 아니라 엷은 층으로 넓게 존재하기 때문에 그것을 채굴하기 위해서는 바다속 넓은 지역을 파엎어야 한다. 노천 갈탄을 캐내는 것과 같은 작업을 바다 속에서 해야 하는 것이다. 이 작업은 에너지가 많이 소요되는 것일 뿐만 아니라 파엎는 동안 메탄이 물로부터 분리되어 물위로 빠져나갈 위험도 있다. 메탄은 이산화탄소보다 30배 가량 강한 온실가스이다. 메탄하이드레이트 채굴 중에 다량의 메탄이 물로부터 분리되어 대기 속으로 들어오면 지구온난화가 더 빠르게 진행될 수 있는 것이다. 또 한가지 지질학자들이 염려하는 것은 바다 밑바닥에 있는 메탄하이드레이트층을 건드릴 경우 깊은 바다의 지각변화가 일어나서 거대한 해일이 일어날 수 있다는 것이다. 메탄하이드레이트는 부드러운 모래만으로 이루어진 바다 바닥 위에 쌓여 있는 경우 그것을 안정하게 만드는 작용도 한다. 특히 바닥이 깊이 갈라져 있는 경우에 더욱 그러한데, 그렇다면 이러한 곳에서 메탄하이드레이트를 제거할 경우 어떤 예측못할 일이 벌어질지 알 수 없는 것이다. 지금까지 20여년간 메탄하이드레이트를 채굴하려는 시도가 있었다! . 그동안 2000번 이상의 시추가 이루어졌고 약간의 가스도 얻어졌다. 그러? ?전체적으로 그 양은 많지 않았다. 2000여 차례의 시추 가운데 많은 양의 메탄이 얻어진 경우는 세 번밖에 없다.

지구상에 쌓인 화석연료를 끊임없이 개발하고 이용하려는 시도를 문명사의 관점에서, 생명의 관점에서 생각해볼 것.

  3) 에너지 시스템에 대한 반성과 대안 모색

    ① 현재의 에너지 다소비형 산업체제와 소비구조를 유지하고 그것을 화석연료가 아닌 다른 에너지원으로 지탱하는 것 → 원자력 에너지 

    ② 현재의 에너지 다소비형 산업체제와 생활문화를 에너지를 적게 효율적으로 소비하는 방향으로 바꾸어 나가고, 동시에 이에 필요한 에너지의 상당 부분을 화석연료가 아닌 다른 에너지원으로부터 얻는 것 → 재생가능한 에너지

(2) 위기 해결 방법으로서 원자력

   * 위기 해결방법으로서 원자력 : 잘 작동되고 있는 지금까지의 에너지 사용 관행을 그대로 유지하면서 원자력을 확대해서 모자라는 에너지도 공급하고 온실기체 방출도 억제하고자 함

   * 원자력 발전소: 핵분열이 일어날 때 발생하는 열을 이용하여 전기를 생산하는 설비

  1) 핵분열: 불안정한 원자핵(우라늄과 토륨) + 적당한 속도의 중성자의 원자핵 피폭

    ① 우라늄 동위원소: 우라늄-238(99.3%), 우라늄-235(0.7%)

      A. 우라늄-235: 핵분열 연쇄반응에 이용

      B. 우라늄-238: 중성자 흡수 → 우라늄-239 → 플루토늄

    ② 중성자의 속도:

      A. 느릴 때(약 2만km/s에서 약 2km/s로): 우라늄-235와 반응 가능성 커짐    

      B. 중간 정도로 줄어들 때: 우라늄-238에 흡수될 가능성 커짐

  2) 감속재(moderator): 중수(D₂O), 흑연, 경수(보통 물 H₂O)

    → 핵분열 연쇄반응을 지속시키기 위해서 중성자를 흡수하지 않으면서, 속도만 줄여주는 물질

    ① 천연우라늄(우라늄-235가 0.7%)을 분열시킬 때: 중수, 흑연

        (중성자가 흡수될 가능성이 높기 때문에 이상적인 감속재를 사용)

    ② 농축우라늄(우라늄-235가 0.7%이상): 경수를 사용해도 무방함

        (우라늄-235와 충돌할 확률이 높기 때문에)

      A. (단점) 농축시설 필요 → 핵연료 생산비용 높아짐

      B. (장점) 1. 값이 엄청나게 비싼 중수를 사용할 필요가 없어짐

                2. 원자로의 크기를 축소시킬 수 있음(감속재 수 줄임) → 건설비용 절감

  3) 제어봉(control rod): 카드뮴, 붕소(중성자 흡수 성질)

    ① 연쇄반응의 수준을 적절한 수준으로 조절 → 원자로가 일정한 출력을 유지하도록 조정

    ② 원자로 속을 상하로 움직일 수 있도록 설계 → 깊이로 연쇄반응의 속도 결정 

  4) 원자로의 종류

    ① 원자로의 기본요소: 핵연료, 감속재, 냉각재

      A. 핵연료: 천연우라늄, 농축우라늄, 토륨이나 플루토늄

      B. 감속재: 흑연(고체), 중수나 경수(액체)

      C. 냉각재: 물(액체), 이산화탄소나 헬륨(기체), 간혹 액체 나트륨

    ② 원자로의 종류

        

종류		핵연료	감속재	냉각재	비고
경수로	비등수로	농축우라늄 (3-4% 농축)	보통 물	보통 물
가압경수로					(영광, 울진에 있음)
중수로		천연우라늄	중수		캐나다 캔두(CANDU)
흑연감속원자로		농축우라늄 (1.8% 농축)	흑연	경수	소련 RBMK
		천연 우라늄 (약간 농축)	흑연	CO2	기체냉각-흑연감속로(영국)
고속증식로		플루토늄-239 (20-30% 농축)	필요 없음	액체 나트륨

 

여러 가지 원자로 - 가압경수로, 중수로, 기체냉각-흑연감속로 - 의 차이와 이러한 차이가 왜 원자로의 형태를 그렇게 만들었는지에 대해서 생각해볼 것.

** 원자로 속에서 냉각수가 제대로 흐르지 않는 사고가 발생했을때 작동하는 장치는?

- 비상냉각장치

    ③ 원자로 구조의 안전 기준 :

      A. 원자로가 일상적으로 가동될 때 발생하는 방사선 물질이 발전소 밖으로 누출되는 일이 없어야 한다 → 방사능 차단 설비(경수로에서):

        a. 금속관: 핵연료를 담고 있는 용기. 소량의 휘발성 기체상의 생성물 차단.

        b. 원자로 압력 용기: 핵연료봉 일부가 밀봉되지 않았을 경우 빠져 나오는 기체상의 분열 생성 물을 차단

        c. 격납용기: 원자로, 냉각재 순환장치, 순환 펌프, 증기발생기를 둘러싸고 있음. 두께 약 3cm, 지름이 50m에 달하는 강철 용기(기체 통과 못함)

        d. 방호벽: 원통형의 둥근 지붕. 두께 1.5m인 철근 콘크리트. 외부충격으로부터 격납용기를 보호. 폭발 사고시 내부물질의 외부 유출을 억제.

      B 핵연료는 어떤 경우라도 충분히 냉각되어야 한다 ← 냉각재의 유출, 순환펌프 고장, 정전

        a. 여러 종류의 비상 냉각장치와 비상 순환펌프 설치

        b. 정전에 대비: 여러 개의 비상 발전장치 설치

    5) 가압경수로  = 경수로는 미국에서 개발

      ① 핵연료: 펠렛(이산화우라늄: 높은 녹는점, 핵분열 생성물 포획능력)

      ② 연료봉: 지로코늄 합금으로 만들어진 금속관

      ③ 압력용기: 2/3이 물로 채워져 있음(물-감속재와 냉각재로 작용: 높은 압력(150기압)을 유지하여 끓지 않음)

원자로는 높은 압력하에서 돌아간다. 압력을 높여주지 않으면 각종 문제가 발생한다. 그 이유는 어디에 있는지 생각해볼 것. 그런데 압력이 높기 때문에 또한 다른 문제들이 발생할 가능성도 높아진다. 이에 대해서도 생각해볼 것.

      ④ 발전:

        A. 일차회로: 노심(320℃, 물)→증기발생기→노심(290℃)

        B. 이차회로: 증기발생기(280℃)→터빈(발전기 회전)→응축기(복수기)→증기발생기(240℃)

      ⑤ 냉각시설(응축기에서): 많은 양의 물 필요 - 강가나 바닷가에 건설, 냉각탑설치

        → 바닷가에 세워진 원자력 발전소에 의한 해양 생태계의 파괴: 응축기로 들어올때와 나갈때의 온도차이: 10℃

      ⑥ 연료다발 교체: 1년에 1회(전체의 1/3): 핵분열이 고르게 일어나지 않기 때문

      ⑦ 원자로 보호 시스템:  세 개 중 두 개의 논리  적용, 자동 작동, 보조 전기 시설-디젤발전기-안전상 반드시 필요한 전기 공급

   - 원자로의 안전을 보장하기 위해서는 원자로 작동상황을 점검하는 계기들이 세 개씩 존재한다. 이 기기들이 왜 세 개씩 있어야 하는지 그리고 긴급상황에서 기기들을 보고 어떻게 판단하는지 생각해볼 것.

6) 비등수로

      ① 대부분이 가압경수로와 같음

      ② 차이:

        A. 원자로 압력용기 내의 압력이 70기압으로 낮음(직접 수증기로 터빈 돌림)

        B. 터빈까지 방사능에 오염

    7) 중수로: 캐나다의 캔두(CANDU: Canadian Deuterium-Uranium)

      ① 냉각재 중수와 감속재 중수 분리

        A. 냉각재: 연료다발이 하나씩 담긴 고압의 관 속을 흐름

        B. 감속재: 연료다발과 냉각재 관 전체를 감싸고 있는 커다란 탱크 속에 담겨 있음

      ② 경수로와 달리 무거운 압력용기가 불필요(냉각제가 개별 관 속을 순환하기 때문)

      ③ 핵연료의 연속적 교체가 가능함(두 가지 중요한 의미)

        A. 노심이 항상 동일한 상태를 유지: 원자로 조정이 쉬움, 제어봉의 수 감소

        B. 원자력 발전과 원자폭탄의 연계성 강해짐: 원자폭탄 제조에 적합한 플루토늄 추출 가능, 감시가 어려워짐(인도의 예) → 현재 6기 이상의 캔두형 원자로를 이용해 전력공급.

중수로는 국제원자력기구에서 다른 원자로에 비해서 더 많은 감시를 한다. 그 이유에 대해서 생각해볼 것.

체르노빌 원전의 노형인 RBMK 원자로에서 경수로와 다른 것으로 핵심적이라 생각되는 것은?

    8) 흑연 감속 원자로: 옛 소련의 RBMK 원자로

      ① 사각기둥 모양에 흑연 감속재가 빽빽이 들어찬 곳곳에 핵연료가 담긴 관이 박힌 형태

      ② 캔두와 마찬가지로 플루토늄 추출에 용이

      ③ 안전문제(흑연-감속재)

        A. 냉각재(경수) 유출시: 원자로내 감속재 존재 → 핵분열 연쇄반응 지속

        B. 물이 과열되었을 때: 중성자 흡수력 감소 → 반응속도 증가(물이 불안정의 원인)

      ④ 장점: 흑연이 열을 흡수 → 급격한 온도 증가 방지

: 방송 강의 중 영국의 흑연기체감속원자로를 언급했음 (방송강의 참조)

    9) 고속증식로

      ① 근본 원인:  느린 중성자 원자로 는 우라늄-238을 사용하지 못하는 문제를 가짐 → 우라늄의 매장량 한계(수십 년) → 우라늄-238을 플루토늄-239로 변환(수천 년 사용)

      ② 높은 폭발 사고의 위험성: 핵연료 농축이 경수로보다 10배(20-30%) ← 낮은 핵분열가능성 때문 

      ③ 고속 증식로의 노심:

        A. 안쪽 영역(이산화우라늄 80% + 이산화플루토늄 20%): 핵분열 발생

        B. 바깥 영역(우라늄-238로 이루어진  증식 물질 ): 플루토늄으로 변환

      ④ 냉각제: 액체 나트륨(열전도성이 뛰어나기 때문) (나트륨의 끓는점 = 883도)

        A. 두 개의 나트륨 순환회로: 방사능을 띤 나트륨 → 방사능을 띠지 않은 나트륨 → 증기발생기에서 물을 수증기로 변환 → 터빈을 돌려 전기 발생

        B. 이유: 고장이 발생했을 경우 1차 회로의 나트륨이 공기나 물과 접촉하지 않도록 하기 위해 (나트륨 400℃에서 공기(산소)와 물과 폭발적으로 반응)

고속증식로는 한국에서는 액체금속로라고 부른다. 이렇게 부르는 이유에 대해서 생각해보고, 안전이나 사고와 관련해서 고속증식로의 가장 취약한 점 두 가지를 생각해볼 것.

원자력발전소에서는 기후변화를 일으키는 이산화탄소를 배출하지 않는다고 한다. 기후변화 억제를 위해 원자력이 중요한 기여를 한다는 이야기도 들린다. 그런데 원자력발전소도 이산화탄소가 배출한다는 주장도 있다. 이에 대해서 왜 그러한 주장이 나올 수 있는 것인지 생각해볼 것.

(3) 원자력을 통한 기후변화 억제 가능성

  1) 원자력으로 이산화탄소의 배출량을 줄일 수 있는가?

    ① 원자력 산업계: 줄일 수 있다 - 단위 전력생산량(1킬로와트시) 당 최소의 이산화탄소 배출량 (3-6g)

    ② 연료 준비 과정시 고려: 우라늄 채굴, 우라늄 분리, 농축, 핵연료 가공시 CO2 배출 배제함.

    ③ 독일 생태연구소: 온실가스 배출량 - 35g(천연가스 열병합 발전소와 비슷)

    ④ 전력 1킬로와트시 당 배출되는 이산화탄소의 양: 원자력 발전소(35g), 소형 가스 열병합 발전기 (78-120g), 소형 바이오가스 열병합 발전기(-488g)

    ⑤ 에너지 효율: 소형 열병합 발전기(85%), 대형 화력과 원자력 발전소(34%)

    ⑥ 전기 생산: 원자력(17%), 수력(20%), 화력(60%) → 지구의 일차 에너지 수요 중 전기의 비율 34% → 지구의 일차 에너지 수요 중 원자력이 차지하는 비율 6%에 불과

    ⑦ 원자력 발전의 최대 단점: 전기 생산에만 사용 가능 → 화력을 모두 원자력으로 대체 을 경우 20% 정도만 줄일 수 있음 → 화력을 원자력으로 모두 바꿨을 경우 원자력 발전의 수명은 우라늄 매장량을 고려했을 때 최대로 18년에 불과 → 고속증식로(수명 60배)만이 가능성 (수명을 늘릴순 있지만 매우 위험하다)

    ⑧ 고속증식로의 경우 문제점:

        A. 재처리 시설 건설의 문제(위치, 방사능 유출, 핵폐기물)

        B. 경제성 문제

        C. 핵무기와 직접적 연관성(인도와 파키스탄의 예)

          → 평화적 이용을 위해 핵무기 제조 관련기술과 원료를 습득한 후에 핵무기 개발해야 함.

  2) 원자력에 대한 미련은 해결책을 지연시켜 위기를 심화시킬 수 있다

    ① 유엔 환경계획(UNEP) 총재 클라우스 퇴퍼(Klaus T  pfer): 대안 에너지에 대한 모색을 늦춰 더 커다란 혼란을 초래할 수 있음

    ② 높은 투자비용을 뽑기 위해 에너지의 효율적 이용과 대안 모색을 저지

** 우라늄의 매장량 - 130만Kw ■ 원자로 1,000기를 30년간 사용할 수 있는 양.

■ 미국의 원자폭탄 개발의 의미

- 과학의 순수성이 무너졌다

- 과학연구의 거대규모 수행

- 과학 활동이 정부, 산업체, 군대가 손을 잡는 결과를 초래

(13장) 에너지 위기와 과학기술: 재생가능 에너지 기술

* 에너지 전환(독일): 화석연료와 핵발전에 기반한 에너지 시스템으로부터 재생가능 에너지에 기반한 시스템으로 전환하는 것

* 대체 에너지: 오일 쇼크 때 만들어진 것으로 석유를 대체할 에너지 원을 지칭(시효 상실)

태양전지의 종류에 대해서 생각해보고 어떤 차이점이 있는지 알아볼 것.

1. 태양에너지 이용 기술: 태양광 발전(전기생산) + 태양열 발전(난방용, 온수용 열 생산)

* 기타: 태양열 요리기, 접시형 집열장치, 난방용·공업용 열/폐수정화 장치, 태양열 발전기, 

      태양열 곡물 건조장치, 태양열을 이용한 난방장치

(1) 광전지: 태양광 발전의 기본 핵심요소(규소결정 → 반도체)

  ① 10×10cm² 당 최대 1.5와트(W); 전압-0.6볼트(V) 유지 

  ② 얇게 가공한 규소 결정의 한쪽 면에는 인(n-도체, n-면), 다른 면에는 붕소(p-도체,

    p-면)를 첨가하고 서로 맞붙인다 → 태양에너지 광자가 규소판에 충돌 → n-면과

    p-면 사이에 전압이 형성됨 → 전선을 연결하면 전류(전자의 흐름)가 발생하고 전기에

    너지가 생산(직광이 비칠 때 10×10cm² 당 약 3암페어)

  ③ 광전지의 종류(규소의 형태에 따라)-시장에서 판매

    a. 단결정 전지: 가격 비쌈, 안정성, 고효율(이론적 30%, 실험실 24%, 대량생산 16-17%)

    b. 다결정 전지: 이론적 효율(14% 정도), 단결정보다 가격이 저렴→태양광 모듈에 사용

    c. 비결정 전지: 저효율(5-9%), 안정성이 떨어짐(탁상용 계산기), 박막기술을 이용한면

      다방면의 사용이 가능함

  ④ 실험 단계의 전지(규소 이외의 물질 이용):

    a. 효율성: 갈륨-비소 광전지, 카드뮴-텔루륨 광전지, 구리-인듐-셀라늄 광전지

    b. 생산단가: 색소를 지닌 화합물을 이용한 광전지

(2) 태양광 발전: 반도체로 이루어진 광전지가 빛에너지(광자)를 받으면 그 속에서 전자의 이동이 일어나고, 이로 인해 전압이 생겨서 전류가 흐르는 원리를 이용한 것

  ① 광전지 모듈 사용(에너지 효율 10-15%): 태양광 발전기는 여러 개의 모듈을 합쳐서이루어짐

    (모듈의 용도: 광전지 보호)

  ② 발전 시설: 지붕, 바깥벽의 소재 또는 유리창 대체, 자동차, 요트, 소형 비행기에 부착

  ③ 태양광 발전의 환경 친화성(온실기체 배출 감소) - 석탄의 1/4

  ④ 대체대조표: 4-8년(25년 중)

태양광발전에 대해서 비판적인 사람들은 흔히 태양광발전으로 우리에게 필요한 전기를 생산하려면 아주 넓은 땅이 태양전지로 뒤덮여야 한다고 주장한다. 예를들어 서울에서 소비되는 전기를 공급하려면 남한 전역을 태양전지로 뒤덮어도 모자란다고 말한다. 한국의 2003년 일인당 전기 생산량은 약 7200kWh였다. 서울 인구를 1000만으로 잡으면 서울에서 일년에 필요한 전기는 약 720억 kWh가 된다. 태양전지 1kW를 설치하는 데 필요한 면적은 약 10제곱미터이다. 한국의 경우 태양광발전기 1kW에서 연평균 1000kWh의 전기가 생산된다. 그러므로 720억 kWh의 전기를 생산하기 위해서 필요한 태양전지의 면적은 7억 2000만 제곱미터이다. 이것은 720제곱킬로미터로 가로, 세로 약 27킬로미터의 넓이에 해당하는 것이다. 넓기는 하지만 남한 전체 면적만큼 넓지는 않고, 그것의 14분의 1 정도이다. 물론 ? 隔孤?매우 넓은 면적이라 할 수 있다. 그러나 남한 땅에 세워진 건물이 차지한 면적, 즉 건물의 지붕면적은 약 700제곱킬로미터에 달한다. 이렇게 우리나라에 있는 건물 지붕에 태양광발전기를 설치하면 얼마나 많은 전기를 생산할 수 있겠는지 생각해볼 것?

(참고: 한국의 경우 유휴지와 건물 지붕 전체에 태양광발전기를 설치했을 때 얻을 수 있는 전기의 양은 2003년 전기 생산량의 약 40%에 달한다. 앞으로 태양전지 기술이 더 발달해서 효율이 지금보다 두배 가량 높아지면, 같은 면적에서 생산할 수 있는 전기의 양은 두배로 늘어난다. 2030년 경에 효율이 25% 되는 태양전지가 보급된다면, 건물 지붕에만 태양전지를 설치해도 현재 우리에게 필요한 전기의 대부분을 얻을 수 있는 것이다.)

(3) 태양열 난방·온수장치

  ① 태양열 장치 →(핵심) 집열장치(collector) →(핵심) 빛을 흡수하는 장치

  ② 집열장치의 종류

    a. 평판 집열장치(집열판): 가장 많이 사용됨

     → (윗부분) 투명한 외부층(유리나 플라스틱)이 내부의 흡수장치를 덮고 있는 형태,

        (아랫부분과 옆부분) 두터운 단열재(열 손실 방지)

     → 온실효과를 이용(최대 180℃, 열매체 온도 90℃ 이상)

     → 집열판의 효율: 집열판으로 들어온 빛에너지의 양과 집열판 속에서 빛이 변환되어서 축적되는 열의 양 사이의 비례 관계

     → 열매체의 재료: 부동액이 첨가된 물(열교환: 집열장치→축열조→집열장치)

    b. 진공관형 집열판: 열효율이 높음

      → 진공에서 열이 전도되지 않는 현상 이용

      → 열손실이 적기 때문에 단열재 필요 없음

      → 제작비용 높음: 평판 집열판에 비해 가격이 비쌈

  ③ 작동순서: 축적된 열 → 열매체 → 열교환기 → 축열조(난방이나 온수용 물 가열)

  ④ 축열조:

    a. 열교환기의 위치: 축열조 아래 부분에 설치

    b. 전기 보조 가열장치

    c. 두터운 단열재로 보온

    d. 부식에 강한 강철이나 특수강으로 제작

  ⑤ 대차대조표: 1-2년(15년; 7-14%)

(4) 태양열 발전: 햇빛을 반사판을 통해서 집중시켜 수백 도 이상의 열을 얻은 다음 이

   열을 이용해서 전기를 생산하는 것

  ① 반사판은 직사광만 사용가능: 구름이 적고 햇빛이 강한 사막 지역이 최적지

  ② 핵심장치

    a. 집중장치: 햇빛을 붙들어서 집중시켜 흡수장치로 보내는 역학(볼록렌즈)

    b. 흡수장치: 집중된 햇빛을 흡수 → 열에너지를 작용매체로 전달

    c. 전달/저장장치: 작용매체를 변환기로 전달

    d. 변환기: 열에너지를 전기에너지로 변환

  ③ 태양열 발전시설의 종류

    a. 홈통형 시스템:

    → 집중장치: 포물선 모양으로 구부러진 유리거울(홈통모양, 남-북 방향, 회전)

    → 흡수장치: 긴 관의 형태(내부에 400℃까지 올라가는 기름→물을 증기로→

        터빈회전→전기에너지 발생) cf. 캘리포니아 남부

    → 공장의 제조열 이용, 폐수정화처리(흡수장치 관 속에 폐수 통과-자외선 흡수)

    b. 접시/엔진 시스템:

    → 집중장치: 1. 포물선으로 굽은 접시형 반사판을 반사된 빛이 하나의 초점으로  

      모이도록 조합 2. 이중 축 설치(높은 열 필요): 해의 하루 동안의 움직임, 연중 움직임  → 흡수장치/엔진: 흡수장치에서 열 흡수→엔진의 작용매체로 전달→기계적 힘→ 전기에너지 → 시험용

    c. 전력 타워 시스템: 수백-수천 개의 거울과 거울의 초점에 위치한 타워로 구성

    → 흡수장치: 타워의 꼭대기에 위치(용융된 소금과 같은 열매체 흐름)

- 건물을 에너지를 적게 쓰도록 건축하려면 어떤 점에 가장 유의해야 하는가?

(5) 태양 건축: 자연형 태양 에너지 이용(대표적 건물: 로키마운틴 연구소)

   1) 철저한 단열

   2) 태양이 비치는 방향을 향하여 가능한 햇빛을 많이 받아들이도록 설계

   3) 건물의 벽이나 바닥재를 태양에너지를 가능한 많이 축적할 수 있는 것을 사용.

(6) 태양열을 이용해서 만들 수 있는 장치 : 냉방장치, 건조장치, 발전장치

(7) 태양에너지를 이용하는 기술적 장치 : 전력타워형 태양열반전시스템, 태양광전지, 태양열집열판, 홈통형 태양열이용시스템)

태양광발전과 태양열발전은 모두 전기를 생산한다는 공통점이 있다. 그런데 둘을 가르는 이유가 있다. 이들의 차이점에 대해서 생각해볼 것.

2. 풍력 이용 기술: 현재 가장 활발하게 이용

  (1) 종류(날개 회전축이 놓인 방향에 따라): 수평축 발전기, 수직축 발전기

        → 현재 시장에서 판매되는 것은 수평축 발전기

  (2) 설치 순서와 특징

    ① 먼저, 대상 지역의 바람의 세기와 성질 조사 → 적합한 풍력발전기의 형태와 크기, 배치 등 결정

    ② 풍력발전기를 세우기에 적절한 바람의 세기: 4m/s 이상

    ③ 바람은 위로 올라갈수록 강하게 분다

풍력발전에 대해서 비판적인 사람들은 원자력발전소 한 개에 해당하는 전기를 풍력발전을 통해서 생산하려면 엄청나게 넓은 땅이 필요하다고 말한다. 원자력발전소는 100만 킬로와트이다. 풍력발전기 한 개는 1000킬로와트 정도이다. 이러한 풍력발전기 1000개는 있어야 원자력발전소 한 개에서 나오는 전기에 맞먹는 전력을 생산할 수 있다는 이야기다. 이 1000개의 풍력발전기를 한곳에 세운다면 넓은 땅이 필요하다. 왜냐하면 풍력발전기는 바람을 잘 받아야 하기 때문에 서로 근접해서 세울 수 없기 때문이다. 발전기 사이의 거리는 약 300미터는 되어야 한다. 그렇다면 1000개를 세울 때 얼마나 넓은 땅이 필요한지 계산해 볼 것. 그리고 현재 우리나라에서 돌아가는 원자력발전소 20개에 해당하는 풍력발전기 (2만개)가 차지할 면적에 대해서도 생각해볼 것.

그런데 풍력발전기 한 개가 차지하는 면적은 아주 적다. 그리고 풍력발전기를 넓은 면적에 바둑판처럼 세운다 해도 풍력발전기 사이의 공간은 논이나 밭 또는 초지 같은 경작지로 사용할 수 있다. 풍력발전기 한 개가 차지하는 면적은 약 30제곱미터 가량 된다. 이 경우 풍력발전기 1000개가 차지하는 면적은 얼마가 되는가? 이것을 전체 면적과 비교해 볼 것. 또한 풍력발전기 2만개가 차지하는 그 자체의 면적도 계산해볼 것.

3. 생물자원(바이오매스) 이용 기술

  (1) 가공을 하여 사용하는 대표적인 사례

    ① 브라질의 사탕수수: 자동차 연료(에탄올)

    ② 바이오디젤: 유채기름 사용

  (2) 바이오매스로 주목받는 식물: 대기 중의 이산화탄소를 빠르게 흡수해서 성장하는 것

  (3) 에너지 변환 방식

    ① 열화학적 변환

      a. 연소: 나무찌꺼기나 농작물 찌꺼기의 연소열로 증기 생성→난방과 전기에너지

      b. 가스화: 소량의 산소 공급 상태에서 가열→중질의 가스→정화 후 열병합발전기

      c. 열분해: 공기 차단(500℃ 가열)→바이오기름과 가스(전기와 열), 목탄(연료)

    ② 생화학적 변환

      a. 혐기성 분해: 유기질 쓰레기(음식찌꺼기, 가축 분뇨), 공기차단 상태에서 박테리아를 이용하여

        분해→메탄이 50%이상 함유된 가스→수분 제거 후 열병합 발전기

      b. 발효: 사탕수수, 사탕무, 옥수수 등에 함유된 당을 에탄올로 변환

    ③ 직접적인 기름 추출 방식: 바이오디젤(유기질 기름 추출→촉매의 작용 하에서 에탄올이나 메탄

      올과 결합시켜 에스테르로 변환시켜서 얻음)

    ④ 직접 태우는 방식: 성장이 빠른 다년생 초본 이용 가능

  (4) 장점과 단점

    ① 장점: 이산화탄소가 추가적으로 배출되지 않는다.

    ② 단점: 바이오매스의 대규모 경작과 가공 과정에서 생태계 파괴를 초래할 수 있음

4. 해양에너지 이용 기술: 조력 발전, 파력 발전, 온도차 발전

  (1) 조력 발전

    ① 초기 형태: 수력발전에서 차용(육지를 잇는 댐을 세우고, 댐 속에 터빈을 설치)

      a. 토목공학적 문제: 1. 조수의 방향이 정반대로 바뀜 2. 조수의 힘이 계속 변화

      b. 환경문제: 바다를 막아 물의 흐름에 커다란 영향을 줌

      c. 대표적인 발전소: 프랑스(부르타뉴 해안 라 랑스), 러시아

      d. 현재는 거의 폐기 상태 

    ② 환경친화적 조력발전: 풍력발전에서 차용(날개를 돌려서 발전)

      a. 바닥 밑바닥에 박힌 기둥 중간에 달려 있는 날개가 조수에 따라 회전하면서

        전기에너지를 생산(날개: 해수면에서 10m 아래)-전구형 터빈(bulb turbine)

      b. 이점: 1. 환경문제(경관, 갯벌, 소음)를 일으키지 않음 2. 아무곳에나 설치 가능

      c. 풍력발전과 비교하여 적은 날개로도 큰 에너지를 발생(바닷물의 에너지 밀도가

        높기 때문)

  (2) 파력 발전과 온도차 발전: 실험 단계

5. 지열 이용 기술

  * 태양에너지를 이용하지 않는 재생가능 에너지원: 조력, 지열

  (1) 지열 난방: 지열을 직접 이용

    ① 이점(지열 발전과 비교했을 때): 에너지 효율이 높고, 투자비와 개발비 절약

    ② 단점: 지역에 국한됨

  (2) 지역 발전: 엄밀한 의미에서 재생가능 에너지가 아님

    ① 뜨거운 증기나 182℃ 이상: 발생한 증기로 직접 터빈을 돌림

    ② 107-182℃: 끓는점이 낮은 액체를 증기로 만들어 터빈을 돌림

  (3) 지열 열펌프:  

    ① 땅을 열 저장소(겨울)과 열 싱크(여름)로 이용 → 땅 속이나 지하수의 온도가 일정함을 이용

    ② 에너지 효율이 매우 높고, 적은 양의 전기를 소비(온실기체), 프레온 가스 사용하지

      않음(오존층 파괴 억제)

6. 수력 이용 기술

  (1) 대형수력발전소: 심각한 환경문제 초래 → 비판

  (2) 소형수력발전소: 재생가능 에너지원으로 각광

    ① 낙차가 큰 곳

       a. 관을 설치해서 관 속의 물의 힘으로 터빈을 돌리는 형태

       b. 흐르는 물을 그대로 통과시켜서(run of the river) 발전기를 돌리는 형태

    ② 낙차가 크지 않은 곳: 물 속에 전구형 터빈 설치(프랑스)

7. 재생가능 에너지와 기술주의

  (1) 문제는 에너지 소비행태

  (2) 기술주의적 낙관주의를 경계

  (3) 우리의 에너지 사용 행태에 대한 반성이 요구된다.

  (4) 해결책 : 지금까지의 생활양식에 대해서 반성하고 적정한 규모의 재생가능 에너지 기술과 적정한 규모의 에너지 소비에 대해서 진지하게 생각해야 한다.

<방사성폐기물처분장, 원자력발전, 사회적 협의>

작년 말까지도 방폐장이나 원자력에 대해서는 대화와 협의가 아니라 대립과 비난이 대세였다. 정부와 원자력관계자들은 원자력발전이 안전하고 값싼 청정에너지 시설이며 그곳에서 나오는 방사성폐기물도 기술적으로 완벽하게 처분할 수 있다고 주장하면서 반대주민이나 환경운동가들의 과학적 무지에 기반한 행동에 대해서 비난했다. 반면에 환경단체나 지역주민들은 위험할 뿐만 아니라 기술적으로 안전한 처분이 불가능한 핵폐기물을 내놓는 원자력발전과 방폐장 건설을 재고하라고 주장해왔다. 그러한 대립이 결국은 작년에 주민들의 커다란 희생을 가져왔던 부안사태를 낳고 말았다.

부안사태의 책임은 상당 부분 정부의 실책에 있다고 할 수 있다. 정부의 방폐장부지선정 방식 자체가 큰 문제점을 안고 있던 마당에, 부안군수가 단독으로 유치신청을 하고 그것을 정부에서 대통령까지 나서서 독려한 것이 부안주민들을 자극하여 엄청난 댓가를 치르게 만들었던 것이다. 그러나 이러한 사태를 경험하면서 정부도 방폐장 부지선정 방식에 문제가 있음을 깨닫게 되고, 주민이나 시민사회단체와 협의하는 것이 필요하다는 인식을 하게 된 것 같다. 올해 들어 산자부에서 환경단체와 원탁회의나 에너지 민관합동포럼을 조직해서 논의의 장을 마련하려는 노력을 한 것이 그러한 인식을 보여준다고 할 수 있다. 청와대나 열린우리당에서도 방폐장과 원전정책 논의를 위한 협의기구 구성을 위해 여러차례 환경단체와 논의를 하여 최종합의에 이른 것도 이러한 노력의 일환일 것이다. 그렇기는 ? 求囑捉?이 최종합의안이 마지막으로 총리실에서 받아들이지 않아 무산된 것은 대화나 합의로 가는 길이 이제 걸음마 단계라는 것을 보여준다. 우리는 아직 대화나 협의에 익숙하지 않고 미숙한 것이다. 그동안 우리사회에서 범국민적인 깊은 논의가 필요한 사안에 대해 공식적으로 논의하는 이러한 시도가 거의 없었다는 점에 비추어볼 때 미숙할 수밖에 없을 것이다. 물론 미숙에 대한 책임이 현정부에 있는 것만은 아니다. 당사자들 모두 조금씩 책임을 면할 수는 없다. 특히 가장 큰 책임은 참여정부 이전의 노태우, 김영삼 정부가 져야 할 것이다. 방폐장 건설을 처음으로 시도한 노태우정부와 그 뒤를 이은 김영삼정부가 비민주적인 방식으로 밀어붙이는 전략이 지금까지 내려온 탓에 작년 부안사태로 이어졌다고 할 수 있기 때문이다.

지금 우리 사회에서는 그 전보다 더 환경문제와 관련해서 사회적 갈등이 첨예화되고 있는 것처럼 보인다. 새만금간척, 천성산터널, 북한산관통도로, 방폐장건설을 둘러싸고 충돌과 비난이 그치지 않는다. 마치 수구세력과 참여정부가 사사건건 부딪치는 것과 비슷한 양상으로 갈등이 심각하다. 환경문제와 관련해서도 갈등이 진보와 수구세력의 대립 양상처럼 첨예화되는 것은 참여정부에 환경마인드가 부족한 탓도 있다. 전에 비해 훨씬 더 자유롭게 목소리를 낼 수 있는 사회적 분위기가 형성된 것도 일조하는 면이 있다. 그러나 예전과 달리 사회적으로는 이러한 갈등이 부정적인 결과만을 가져와서는 안된다는 우려나 ‘다짐’, 그리고 우리는 이제 갈등을 넘어서 새로운 합의점을 찾아낼 수 있다는 어렴풋한 희망이 있는 것 같다. 이러한 분위기가 에너지민관합동포럼, 방폐장과 원전에 관한 사회적! 협의기구 구성논의 등으로 이어진 것이다.

현실적으로 진전은 없고, 겉보기에는 원전이나 방폐장 관련해서 예전과 달라진 것은 조금도 없지만 분위기는 분명 달라졌다. 그렇다면 우리가 하기에 따라서 이 분위기를 이용하여 열매를 거둘 수도 있고, 그렇지 못할 수도 있다. 어떻게 하면 열매를 거둘 것인가에 대한 고민이 중요한 때가 된 것이다. 물론 대화나 협의를 하면서도 지금까지와 같은 입장을 고수한다면 열매는 거두지 못한다. 자신의 원칙은 간직하면서도 합의점을 찾아나가려는 진정한 노력이 있어야만 열매가 얻어진다. 방폐장은 현 세대가 반드시 건설해야 한다. 원자력발전도 지금 당장은 필요하다. 현재 돌아가는 것은 계속 돌릴 수밖에 없다. 핵심은 방폐장을 수백, 수천, 수만년 동안 안전하게 건설하는 것이고, 원자력과 화석연료의 대안을 가능한 한 빨리 실현시켜 화석연료와 원자력으로부터 벗어나는 것이다. 원자력발전을 ? 雍?확대해나가고 폐기물은 계속 점점 더 많이 내놓으면서 합의점에 도달하겠다는 접근방식이나 방폐장 건설은 안된다는 식의 접근방식만을 고수해서는 결코 열매를 거둘 수 없다.

일단 정리해 보았는데 공부하시는데 도움이 되기를 바랍니다

그밖의 필요한 정보들은 제가 급하게 만든 카페에 올려놨습니다

참고하시기를..  

http://cafe.daum.net/3jsesang

[유미옥]

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[울엄마]

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[쌍코피]

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[맑은햇살]

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