스크랩 연탄재에 대하여..

[남삼타워]

수련님의 오두막에서 하루 넉장씩 쏟아지는 연탄재의 활용방안에 대한 질문글을 보고

여러가지 생각 끝에 이에 관련한 것들을 공부삼아 조금 정리해 보았습니다. 참고하시기 바랍니다.^^

■ 연탄재의 조성과 특성

연탄은 무연탄을 주성분으로 하여 코크스 ·목탄가루 등이 들어 있으며 성형을 위하여 점결제로 당밀 ·전분 ·펄프폐액 ·석회, 황토 등이 포함되어 있다. 따라서 C, H, O, N 등이 주성분인데 연소할 때 산소(O2)와 반응하여 빛과 열을 내고 일부는 이산화탄소(CO2)나 수증기(H2O)등 기체로 되어 날아가므로 연소될수록 연탄의 무게는 점점 가벼워지며 석탄은 타고나면 나무가 타고남은 재와 같이 회색이지만 연탄만은 황토색이 되는 이유는 무연탄가루에다 황토를 섞어서 만들기 때문이다. 그 이유는 연탄모양의 형태를 유지하게 하기 위해서 이다. 무연탄 가루는 접착력이 없어서 연탄모양을 유지하지 못하고 건조되면 다시 가루로 돌아간다. 그래서 접착력이 좋은 황토흙을 섞어서 연탄을 제작하는 것이다. 그래서 연탄재는 바로 회분과 황토 흙이 남게 되는 것이다. 

<자료1>

연탄재에는 약 10%정도의 타다 남은 탄소(농약, 오염물질 등 흡수, 흙색깔 검게함)가 있고, 벼가 흡수 가능한 칼리와 규산질 성분이 약간량 함유되어 있다. 점토분을 섞었지만 타는 동안 굳어져서 점토의 기능은 없고, 탄재는 마사와 비슷한 기능을 한다. 따라서 점질토에 객토재로 이용 가능하다. 사용량은 논.밭의 점토함량에 따라 다르며, 홍적단구지에 있는 식질토의 경우 매년 20톤/10a 정도씩 3-4년간 주어도 문제가 없다. 물론 잘 섞어주고, 유기물을 적당량 겯들어 주면 더욱 좋다. 토성개선, 입단량 증가, 약간의 양분공급효과 등이 기대된다.

식양질 논(숙답)의 경우는 10톤/10a 정도씩 3-4년간 주어도 되며, 모래질 논에는 넣지 않는 것이 좋다. 모래논은 토성개선효과가 없기 때문이다. 그러나 모래질 밭에는 5톤/10a 정도씩 3-4년간 넣어도 좋을 것이다. 식질밭에는 식질논에 준하여 넣되 깊이갈이를 하여 줌이 좋다. 그러나 연탄재는 가급적 잡물이 섞어 들어가지 않도록 깨끗이 수집해야 한다.

<자료2>

연탄은 석탄가루에 흙을 섞어 만든 것이다. 이렇게 만들어진 연탄이 완전히 타면 석탄은 모두 탄산가스와 수증기의 형태로 공중으로 날아가고 남는 것은 고온으로 가열된 흙일 것이다. 따라서 연탄재는 높은 온도로 가열된 흙이라고 여기셔도 될 것이다. 이제 연탄재를 농토에 주었을 때 작물과 사람에게 어떤 영향을 미칠지를 생각해 보면, 연탄재에는 비료 성분도 아주 적게 들어 있고 유해한 물질도 별로 들어 있지 않다.

따라서 연탄재는 토양에 주었을 때 토양의 화학성 보다는 토양의 물리성에 더 큰 영향을 미칠 것이다. 잘 타고 남은 연탄재는 토양이 매우 차진 밭에 적절히 주면 토양의 물빠짐성 같은 것을 좋게 해줄 가능성은 있지만 연탄재에는 비료 성분이 매우 적게 들어 있기 때문에 많은 양을 쓰면 결국 토양을 척박하게 만들 것이다. 연탄재를 아무 토양에나 쓰는 것은 적절하지 않다.

■ 연탄재의 활용

연탄재는 벽돌을 만들든지, 토양개량제로 쓰든지, 퇴비보조제로 쓰든지, 폐수처리제로 쓰든지 하여 그 활용방법을 강구할 수 있다. 연탄재는 위의 표3에서 보는바와 같이 알카리성(PH 8.96~9.83) 이므로 산성화된 토양 및 축사 등 오염토의 개량 및 정화용으로 재활용 할 수 있다. 
 

1. 축사바닥에 이용

축사를 관리할때 바닥의 관리가 매우 중요하다. 바닥을 질게하면 가축은 편안히 쉴 장소를 갖지 못하게 되어 예민하여 지고 이로 인하여 성장(증체)도 늦어지게 된다. 이를 방지하기 위하여 깔짚으로 톱밥, 왕겨, 볏짚 등 수분흡수재를 활용하고 있으나 값이 비싸져서 이를 구하기도 쉽지는 않은 상황이다. 연탄재를 축사바닥에 깔면 수분흡수 및 사육환경 개선에 도움이 될 것으로 사료된다. 축사 바닥이 흙바닥인 경우 연탄재를 깔아 바닥을 바꾸어 주는 방법도 좋은 방법 중에 하나가 될 수 있다. 그러나 콘크리트 바닥의 경우에는 너무 많이 깔았을 경우에는 추후에 바닥을 청소할 때에 노동력이 더 많이 소요되지 않을까하는 우려도 있다

2. 토양개선에 이용

일부 농가에서 토양에 연탄재를 사용하여, 고추에 병해충예방 효과를 얻었다고 한다. 연탄재는 점질토양에서 물리성개선효과를 볼수 있지만, 화학성-비료성분을 기대하긴 어렵다고 알고 있다. 고추에서 병해충에 대한 효능도 물리성 개선에 따른 토양중 공기공급이 원활해져 부수적인 효과로 볼수 있을 것 같다. 무농약 건강원에서 나오는 약찌꺼기에다 연탄재, 황토, 부엽토 등을 섞어 발효시킨 후 1년 정도 숙성시켜 거름으로 이용하여 작물(예: 배추)을 키우면 좋다고 한다. 진흙성분이 많은지 모래 성분이 많은지 (누런 황토의 진흙 성분이 너무 많으면 물 빠짐이 좋지 않다. 연탄재는 무료로 이용할 수 있는 토질 개선재이다. 흙이 너무 딱딱하고 황토(진흙)성분이 많으면 모래나 연탄재 부순것을, 모래성분이 너무 많으면 반대로 황토성분을 보강한다. 토질 개선은 봄에 작물을 심기 전보다는 추수후에 하는 것이 좋다.

3. 하수처리에 이용

제4회 환경신기술·신제품 발표회가 26일 인천시 연수구 인천대 미래관 대강당에서 개최돼 큰 호응을 얻었다. 이날 신기술 발표회에는 수도권매립지관리공사와 녹색기술단, 네오엔비텍, 중앙크리텍 등 국내 5개 환경 기업이 나서 수질, 음식물 침출수, 도시하수처리 방법 등 각종 신기술을 선보였다. 연탄재를 이용한 유기폐수(하수) 처리기술은 다공성인 연탄재 내·외부에 미생물 막을 형성시켜 각종 유기물질의 성분을 처리하는 방식이다. 장점은 일반 활성 슬러지공법 보다 처리효율이 뛰어나며, 운전 관리비도 50% 정도 절감된다.

4. 원예용 토양에 이용

뿌리가 깊지않는 산세베리아와 같은 관상용 원예식물용 토양으로 연탄재2 : 모래 2 : 부엽토 2 의 비율로 섞어 사용하는 것이 좋다고 한다. 원예용 흙에 연탄재를 30%정도 섞으면 물빠짐이 좋아진다고 한다. 연탄재를 사용하는 것은 물빠짐을 좋게하고  또한 화분을 가볍게 하며 연탄재는 자체가 화력으로 소독되어 있어서 사용시 바이러스나 병충해의 피해를 덜 수 있어서다. 그런데 연탄재를 있는 그대로 사용하는 것이 아니라 연탄재를 대콩이나 밤톨만하게 부순후 5mm정도의 채로 쳐서 위에 남은 것만 사용한다. 곱게 부숴진 재까지 사용하면 당연히 물빠짐이 안좋아 생육에 지장을 초래한다. 그리고 화분재는 바닥에 갈아주는 바닥용토이지 화분재로 화분 전체를 심는 것은 아니다. 화원에서는 바닥에 스치로폼을 이용하는 경우도 있는데 이런 화학제품보다는 연탄재가 훨씬 좋다고 생각된다.

5. 경량도자기 소지제조에 이용

발명특허의 하나로 연탄재를 이용한 경량도자기 소지제조에 이용한다. 본 발명은 도자기 제품에 있어서 경량의 특성을 부여하는 도자기 소지의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 연탄재를 주요 원료로 하고, 기존의 도자기 소지 및 폐기된 소지와의 조합으로 경량성의 도자기 소지를 제조한다. 본 발명의 도자기 소지 조성물은 연탄재 55~65%, 도자기 소지 25~35%, 2차점토 10% 내외로 구성된다. 그리고 본 발명의 경량도자기 소지 조성물은 연탄재를 200메쉬 이하로 분쇄하여 분말화하는 단계와 상기 분말로 된 연탄재에 일반적인 도자기 소지와 점토를 소정의 비율로 혼합하는 단계가 있다. 혼합하는 단계에서는 혼합물에 대한 물의 비율을 50%로 하고, 해교제를 첨가하여 잘 교반시킨 후 탈수하여 성형단계의 경량성 도자기 소지를 얻는 것이다. 이와 같은 경량성 도자기 소지는 기물에 있어서 기존의 소지보다 약 40% 정도의 경량성을 나타내고, 도자기 제조의 건조 및 소성공정에서 수축율의 저하로 규격화된 제품을 안정적으로 얻는 용이성과 균열 등에 따른 불량율을 줄이는데 효과가 있다. 그리고 건축용 도자기 소지로 활용함에 있어서 대형의 제품에 있어서 우수한 경량성을 나타내고, 다양하게 폐기되는 도자기 소지도 재활용할 수 있는 이점도 있다.

6. 보도블록 및 타일제조에 이용

연탄재를 입자형태로 분쇄하여 이에 녹힌 폐비닐과 녹힌 아스팔트를 혼합하여 일정압력으로 압착시켜서 된 연탄재를 이용한 보도블록 또는 타일. 연탄재 60-82%, 폐비닐 3-10%, 아스팔트 15-30%가 함유된 것을 특징으로 하는 연탄재를 이용한 보도블록 또는 타일.

7. 건축용 내장재와 벽돌 제조에 이용

건조된 상태의 폐지를 분쇄기를 이용하여 분쇄한 폐지 60∼70%와 연탄재 분말 20∼30%와 백시멘트 10∼15%를 혼합기에 넣고 혼합하면서 물을 분사하여 수분율 5∼7%가 되게하여 일정한 규격으로 압축 성형하여 건축용 내장재와 벽돌을 제조하는 방법.

8. 기타

연탄재는 고열에서 달구어진 마사토보다 덜 오염이 되었다고 하는데 그 연탄재와 한번 발효시킨 돼지분뇨를 1년간 숙성시켰다가 화분 상토로 쓰면 훌륭한 상토가 된다고 한다. 그리고 땅이 질은 곳에 연탄재를 넣고 로타리를 치면 물빠짐이 좋아 진다고 한다. 연탄재는 물빠짐이좋고 특히 모종(상추, 배추 등)을 기르기가 좋다. 현재는 트레이 모종을 하지만 연탄재에 육묘하면 많은 잔뿌리를 볼 수 있을 것이다. 몸살도 가볍게 하므로 경제적인 모종을 기를수 있을 것이다. 연탄재는 폐기물로 분류된다. 

위에 언급한 것 이외에도 연탄재의 활용에는 여러가지 방법이 있겠지만, 무엇보다도 지구환경을 걱정해야 하는 작금의 시대상황의 시점에서 볼 때 연탄은 지구온난화의 기후변화를 일으키는 온실가스의 주범인 이산화탄소(CO2)를 배출하는 화석연료(석탄 석유 가스) 중 하나이며 언젠가는 소모되어 사라지는 한정된 유한한 지구자원이므로 다음 세대에서도 사용할 수 있도록 최소한으로 아껴야 할 것입니다. 따라서 폐기물인 연탄재를 재활용하는 방법을 연구하고 고민할 것이 아니라, 가능하면 연탄의 사용량을 최소한으로 줄이거나 아예 연탄을 사용하지 않는 대안적인 방안을 찾는 것이 오히려 바람직 해 보입니다.

수련님의 오두막에서 난방용으로 사용하는 연탄의 경우, 그 부산물인 연탄재가 하루 넉장씩 쏟아질 때 년간 이산화탄소 발생량을 산출해 보면 대략 다음과 같습니다.

■ 연탄재의 이산화탄소 발생량 계산

※ 연탄재 발생량 : 하루 4장 (수련님의 오두막 기준)

1. 하루 4장의 연탄사용으로 인한 소비열량 : 4장/日 x 3.5kg/장 x 23.1MJ/kg = 323.4 MJ/日

※ 연탄(무연탄) 1장의 중량 : 3.3~3.6kg --> 3.5 kg/장 기준

※ 에너지별 열량환산치(순발열량 기준) - (에너지기본법 제5조 제1항 관련, 2006.9월 자료 기준)

  - 국내무연탄 : 19.3 MJ/kg, 수입무연탄 : 26.8 MJ/kg, 평균 : 23.1 MJ/kg 기준 (MJ는 메가주울)

  - 일본의 경우 연탄의 순 발열량 : 23.9 MJ/kg

2. 일일 CO2 배출량 : 323.4 MJ/日 x 0.098 kg/MJ = 31.7 kg/日

※ CO2 배출계수 - IPCC(유엔 정부간기후변화위원회) 탄소배출계수 자료 기준. (이산화탄소 배출계수로 환산하여 적용)

  - 무연탄 : 0.098 kg-CO2/MJ (IPCC 탄소배출계수 26.8 kg-C/GJ x (이산화탄소 분자량 44 ÷ 탄소 원자량 12) ÷ 1,000)

  - 일본의 경우 연탄의 CO2 배출계수 : 0.09 kg-Co2/MJ 

3. 한달 CO2 배출량 : 31.7 kg/日 x 30日/月 = 950.8 kg/月

4. 년간 CO2 배출량 : 950.8 kg/日 x 6개월(난방기간 10월~익년3월)/年 = 5,704.8 kg/年

5. 년간 CO2 가스 배출(흡수)량을 나무로 환산 : 5,704.8 kg/年 ÷ 14kg/年 = 407.5 그루

※ 년간 평균 삼나무 1그루의 CO2 가스 흡수량 : 약 14kg 기준

(일본 환경성/임야청 '지구 온난화 방지를 위한 초록의 흡수원 대책' 자료 기준) 

 

(이미지 하나는 10그루에 해당)

결론적으로 하루 4장의 연탄재가 쏟아지면, 삼나무 1.1그루(407.5그루 ÷ 365日)가 사라지는 결과를 초래합니다.

바꾸어 말하면 하루 4장의 연탄재를 하나도 발생시키지 않으면 1.1그루의 삼나무를 살리는 길이 되는 것입니다.

지금처럼 연탄재를 쏟아내면 한달간 CO2 배출량이 950.8 kg/月으로서 아래의 평가기준을 적용할 경우 가장 많은 CO2가스를 배출하므로 지금과 같은 난방생활을 하면 절대 안됩니다.

※ CO2 배출량에 따른 평가 기준 (녹색연합 기후변화 자료 - 한달기준)

  * 0~188kg : 걱정할 필요 없다.

  * 188~378kg : 기후변화 영향이 적다.

  * 378~757kg : 지구온도 낮추기 위해 노력 필요.

  * 757~946kg : 많이 배출. 절감 노력 필요.

  * 946kg이상 : 지금같이 생활하면 절대 안됨. 

■ 대안(代案)

하루 연탄을 4장씩이나 소비해야 하는 수련님의 오두막의 동절기 난방 방식을 아래와 같은 대안(代案)으로 개선하거나 변경해 보시면 어떨까 합니다만.. (물론, 동절기 내내 하루 넉장씩 연탄을 소비하지는 않겠지만..^^)

1. 집안 내부의 단열을 철저히 한다.

단열이 우수하고 친환경적이며 생태건축인 스트로베일하우스나 패시브하우스가 아닌 재래식 시골집인 경우라면 별 수 없이 자연적인 재료가 아니더래도 스티로폼(45mm이상)이나 골판지(5mm) 은박시트(3mm)와 같은 현대과학에 의해 만들어진 인공 합성 단열재를 이용하여 냉기가 흐르는 집안 곳곳(특히 벽과 창문틈새)을 단열시공한다. 설치요령은 (가을, 겨울, 봄을 무난방으로 지낼 경우) 방바닥에 1차로 나무판자들을 깔고 2차로 스치로폼 보드를  깔고 3차로 장판을 마지막으로 깐다. 그리고 벽은 스치로폼 보드를 대거나 스치로폼 매트를 붙이면 된다. 또는 그 위에 골판지나 반사단열재인 은박시트를 이중으로 깐다. 시중에 파는 가로 3자 세로 6자 길이의 스치로폼 보드를 깔면 작업의 효율도 비교적 나아진다. 햋볕이 있는 낮 동안에는 환기를 자주시켜 집안 내부의 단열재 사이에 수분 결로가 생기지 않도록 주의한다.

   

 

2. 사람의 체열이나 가전제품의 가동시 발생되는 열을 이용하여 난방한다.

겨울철에 실내(방)온도가 15~17도 이상 유지되면 생활하기에 큰 불편은 없다고 한다. 상기와 같은 무난방 방식의 단열과 인체의 체열(37도)이나 가전제품(예: 컴퓨터 가동시 기기 발열온도)의 열기만으로 이 정도의 온도를 낼 수 있다면 더운집의 환경(25도 이상)보다 오히려 건강하게 지낼 수 있다고 한다. 동절기에는 집안과 밖에 온도계를 걸어두고 항상 열 보온 관리에 주의한다.

3. 보조 열보온 기기나 기구를 이용한다. 

겉옷을 입는 것도 그 자체로 단열 보온 활용의 한 방법으로 좋고, 잠 잘때는 등산용 침낭이나 에어(공기)메트리스를 이용하면 단열 보온성을 잘 유지할 수 있을 것이다. 또한 늦가을 이후부터는 패트병 2개(또는 그 이상)에 뜨거운 물을 넣어 자기전에 이불 안 발바닥쪽(두한족열)과 양팔쪽에 놓고 자면 엄청 따뜻하게 잘 수 있으며, 뜨거운 물주전자를 방에 놓고 자면 도움이 더 될 것이다. 패트병 내의 물은 아침이 되면 약 40도 정도가 되지만 이 물로 세수도 할 수 있다. 그러나 이러한 보조 열보온 방법은 무엇보다 집안 내부의 단열이 잘 되어 있어야 그 효과를 확실하게 볼 수 있다는 것을 잊어서는 안된다.

4. 자연에너지를 난방에 적극 도입한다.

수십년 동안 우리의 집들은 화석연료 에너지를 과잉으로 사용하여 인공적인 수단으로 냉난방하는 것을 당연하게 생각해 왔다. 공조기기(예: 에어콘, 온풍기, 기름보일러, 심야전기보일러, 가스보일러)는 바람이 움직이지 않는 열대야나 지독히 추운 겨울철에는 다른 수단의 냉난방을 하기는 어렵겠지만 인공적인 설비인 공조기기에 의지하는 평소의 생활에서는 조금만 덥거나 춥거나 해도 스위치를 켜는 습관이 들게 마련이다. 바로 이것(인공적인 수단의 과잉사용 남발사용..)이 문제가 되는 것이다.

원래, 우리 사람들이 생활하는 주택에 필요로 하는 온도는 그리 높지는 않다. 겨울의 실온은 20℃정도로 유지되면 적당하다. 급탕도 40℃ 정도면 충분하다. 찌는 듯이 더운 여름이라도 냉방은 바깥 공기온도보다 5℃ 정도 낮으면 사람은 쾌적하게 보낼 수 있다. 이것들은 극히 저 레벨인 에너지라고 할 수 있다. 이 정도의 에너지에 대해서 과연 2000℃의 소스(석유 등을 태웠을 때의 불길의 온도)를 소비할 필요가 있을까? 아래 그래프에 있는대로 가정용 에너지 소비의 반이상이 저레벨인 열에너지이며 이것들은 자연의 힘을 살리면 상당분 조달할 수 있고, 또 하지 않으면 안된다. PC(컴퓨터)를 작동시키려면 고 레벨인 전기에너지를 필요로 하지만 난방·급탕 등에 이용하는 에너지는 모두 저 레벨이다. 그렇다고 해서 고도의 전기에너지를 부정할 이유는 없다. 오히려 향후 더욱더 필요하게 될 것이다. 그러나 가정용 에너지에 고도의 에너지를 사용하는 것은 아까운 것이다. 그 용도에 알맞은 에너지로서 태양열을 유효하게 사용하자는 것이다.

요약하자면 '우리는 알맞고 시원하면 좋은 것이고, 사시사철 쿨러를 돌려 냉방병이 걸려 아프고자 하는것이 아니다. 볕쬐기의 따뜻함이 기쁜 것이고 함부로 석유를 낭비하고 싶은 것은 아니다. 욕실이나 부엌에 약간의 더운 물을 갖고 싶은 것이고 원자력 발전을 갖고 싶은 것은 아니다. 소중한 것은 따뜻함이고 시원함이고 욕실이나 부엌의 더운물이다. 한 채의 집에서 소비하는 에너지의 용도 가운데 난방·급탕이 반이상을 차지하고 있다. 난방이라면 20℃ 정도, 급탕이라면 40~60℃ 정도 있으면 되며 그렇다면 이정도의 것들은 태양열로 충분히 만들어 낼 수 있는 온도다. 

 <그림 : 가정에서 사용하는 에너지의 용도별 역할 - 일본의 예>

'난방·급탕' 이라고 하는 저레벨인 열에너지가 반이상을 차지한다.
'냉방'에 사용하는 에너지는 의외로 적다. 청색은 주방의 취사용 에너지다.

또한 화석연료의 자원은 한정되어 있으며 지금 세대에서 무분별하게 마구 사용하면 다음세대에게 줄 것이 없다. 지구자원은 우리 후손의 세대에서 빌려온 것이니만큼 아끼고 또 아껴야 한다. 공생공영을 하기 위해서는 먼저 공생공빈(共生共貧)해야 한다고 일본의 한 과학자(스찌다 다카시)는 과학자의 길을 버리고 양심으로 외쳤다.

또한 지금의 화석연료에너지는 탄산가스를 배출하여 지구온난화를 가속화시키는 요인이기 때문에 지구환경을 살리고 지구시민인 나와 내가족 그리고 이웃을 살리기 위해서는 하루빨리 이들 화석에너지 사용을 줄이고 대안으로 자연력을 활용해야 한다. 사람이 자연스럽게 적극적으로 움직이는 것과 겉옷을 입는 것도 그 자체로서 자연력 활용의 한 방법으로 매력이 있다.

태양에너지는 그 파장의 영역에 따라 적외선52%(열 작용), 가시광선43%(조명, 광발전 작용), 자외선5%(살균, 광화학 작용)으로 구분되는데, 에너지의 절반이상이 열에너지를 발생하여 하루에 1.49×10의19승 킬로주울(KJ)의 열을 지구표면에 보내고 있다. 이것은 세계에서 1년간에 사용하는 에너지(석유환산：87억 킬로리터)의 무려 16,000배 이다. 우리가 아무것도 하지 않아도 이만큼의 자연의 태양열이 우리의 머리 바로 위에서, 집들의 지붕에서 무한정 지속적으로 쏟아지고 있는 것이다. 태양에너지 중 태양열은 우리에게 가장 친밀한 에너지라고 말할 수 있다. 화석연료가 고갈되어 가는 시대에 이런 태양열을 난방에 적극적으로 이용하는 것이 매우 바람직한 일이 아닌가 생각한다.  

에너지를 만드는 과정에도 관심을 가져 보면, 먼 중동으로부터의 석유에너지를 완전히 의지하고 있는 것은 차분히 생각해 보면 이상한 일이다. 그런 일을 우리는 벌써 수십년간이나 계속하고 있다. 음식으로 사용해도, 건재(建材)로 사용해도, 에너지로 사용해도 같다. 가능한 우리 근처에 있는 것을 사용하면 수송비용-환경부하를 줄이게 되는 것이다.

고도(高度)의 에너지(예: 전기)는 최종적으로 사용될 때까지의 과정이 채굴, 정제, 저장, 수송, 발전, 송전 등 복잡하고 중후장대(重厚長大)하다. 이것이 '고도'라고 말해지는 이유이기도 하지만 도중의 로스가 많고 대기오염이나 방사능 폐기물 등의 쓰레기 처리도 큰 문제이다.

共生共貧의 저자 '스찌다 다까시' 선생은 "원자력 발전에서 나오는 방사능 폐기물은 기술상의 안전사고도 문제지만 더 큰 범죄는 죽음의 재로 만드는 것이다. 죽음의 재는 천년, 만년의 미래까지 독성이 남아서 자자손손 후세를 위협한다는 사실을 기억해야 한다. 오늘 세계에 저장되어 있는 죽음의 재의 양은 히로시마에 떨어진 원자탄 100만발에 상당하는 양이다. 시간이 지나도 남는 방사능, 이 독성이 천분의 일로 줄어드는데 천년, 만년, 10만년이 걸린다. 이렇게 먼 미래까지 남는 독물을 밝고 따뜻하고 편리함에 취하여 문명생활을 즐기면서 남기는 것 자체가 범죄다."라고 하였다.

심야전기(보일러)제도는 야간에도 멈출수 없어 계속적으로 가동할 수 밖에 없는 원자력발전의 특성상 과잉으로 생산하여 남아 도는 전기를 처리하기 위한 한 방편에 불과하다고 한다. 그래서 야간에 사용하지 않아도 될 불필요한 전기를 마구 사용케 하여 중후장대한 아까운 고도의 에너지를 낭비하고 있는 셈이다.

거기에 비교해 태양열에너지는 에너지의 변환로스가 매우 적고 거대한 장치에 의지하지 않아도 우리의 머리위에서, 지붕위에서 그저 지속적으로 무한정 쏟아지고 있다. 넓고, 얇게, 남김없이 골고루 쏟아지는 태양에너지는 한채 한채의 주택이 지붕 그 자체를 수열체로서 이용하는 방법이 가장 현실적이고, 에너지의 성격에 매우 잘 맞아 떨어진다. 스찌다 다까시 선생은 "우리가 살아가는 세계에서 가장 의지할 수 있는 자원은 태양에너지 밖에 없다."고 하였다. 

                                        <그림 : 가정에서 더운물을 얻을 때까지의 과정>

▶ 태양(열)에너지 적용사례

태양(열)에너지로 자연력을 살리는 주택의 한 예로, 일본에서 지붕을 통해 태양열을 이용한 공기집열식 바닥마루난방 시스템을 적용한 주택이 있다. 솔라시스템<微風 SoyoKaze>이라고 불리우는 이 주택은 겨울철에 창문을 열지 않고도 실내의 온도를 빼앗기지 않고도 쾌적한 바깥 공기를 유입하여 환기할 수 있는 장점이 있다. 이 시스템은 어떤 주택에도 접목이 가능하다고 한다. (微風 취급설명서 PDF파일)

이 시스템을 적용한 주택은 난방이 필요한 동절기에는 지붕에 쏟아지는 태양의 열로 공기를 따뜻하게 해 그것을 마루밑에 보내 기초 콘크리트(흙벽돌 축열체)에 열을 저축한다. 저축한 열은 저녁 이후 천천히 방열해 건물 전체를 마루로부터 따뜻하게 한다. 가동하고 있는 동안은 항상 신선한 바깥 공기를 실내에 넣고 있다. 난방하면서 환기를 할 수 있다고 하는 점이 겨울철 기능의 큰 특징이다. 처마끝으로부터 신선한 바깥 공기가 유입되어 그것을 지붕에 쏟아지는 태양의 열로 따뜻하게 하고 마루밑에 보낸다. 마루밑에 보내진 공기는 기초의 콘크리트(흙벽돌 축열체)를 따뜻하게 하면서 실내에 미풍이 되어 나온다. 저녁이 되면 열을 저축한 축열체가 바깥 공기온도의 저하와 함께 조금씩 방열하기 시작해 바닥마루로부터 건물 전체를 따뜻하게 한다. 덕트에 모은 뜨거운 공기는 핸들링 박스 내부에 있는 미소음(微騷音)의 동력팬에 의해 마루밑에 보내진다. 자립 운전형 핸들링박스 내의 팬의 동력은 태양광 발전을 이용하므로 에너지사용량은 Zero이다.

   

 

                                            <그림 : 공기집열식 바닥마루난방 시스템의 개념도>

   

 

                                               <그림 : 공기집열식 바닥마루난방 시스템의 지붕시공 예>

                               

                                               <그림 :  공기집열식 바닥마루난방 시스템의 바닥마루시공 예>

▶ 공기집열장치의 변형사례

주택의 방향이 태양에너지를 잘 받아들이는 향(정남향)이 아니거나 여러 조건상 공기집열을 지붕에서 하기 어렵다면 아래 그림과 같이 별도의 공기집열장치를 외부의 특정장소에 따로 만들어서 태양열에 의해 데워진 따뜻한 공기를 집안 내부의 바닥 마루로 보내는 방법도 있다.

이 장치는 온풍공기를 이용하여 집안내부의 난방뿐만 아니라 열기기의 공간(Room)에서 고추건조와 같은 부가적인 기능도 할 수 있다. 이 장치에서 유의해야 할 것은 집열실과 닥터 등 온풍공기가 바깥냉기에 의해 식지 않게 단열처리를 잘 해야 한다. 

이외에도 자연에너지를 이용하여 난방하는 방법은 여러가지가 있겠지만 차후 공부하기로 하고 오늘은 여기서 이만 줄입니다.