울산환경운동연합 기후변화와 재생 에너지 -햇빛과 바람으로 탈출하라!- 2012 김형근 울산환경운동연합 기획실장.

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1 울산환경운동연합 기후변화와 재생 에너지 -햇빛과 바람으로 탈출하라!- 2012 김형근 울산환경운동연합 기획실장

2 울산환경운동연합 목 차 1. 기후변화 현실과 원인, 영향 2. 재생에너지 3. 여러 국가의 재생에너지 4. 재생에너지의 종류

3 지구온난화-심각한 기후변화

4 지구온난화-심각한 기후변화

5 지구온난화-심각한 기후변화 극지방의 빙하   

6 지구온난화-심각한 기후변화 Australia 천년 만의 가뭄, 현재까지 6년 간의 고통

7 지구온난화-심각한 기후변화

8 지구온난화-심각한 기후변화  2005 카트리나

9 지구온난화-심각한 기후변화 2005년 8월29일 미국 뉴올리언즈

10 지구온난화-심각한 기후변화 지구상에서 사라져가는 나라, 투발루 남태평양 폴리네시아에 있는 섬나라
면적 26㎢. 인구 1만 600명(1999). 해발 4m, 2001년 국토포기 선언, 1인당 0.46t CO2

11 지구온난화-심각한 기후변화 해수면 상승

12 지구가 더워진다! 지난 1,000년간 북반구 평균기온 변화곡선(IPCC)

13 지구가 더워진다! IPCC 2001 기후예측

14 지구 온난화 주범 온실가스 메탄 이산화탄소 아산화질소 과불화탄소 수소불화탄소 육불화황
지구 온난화 주범 온실가스 과불화탄소 수소불화탄소 메탄 이산화탄소 육불화황 아산화질소 이건 6대 온실가스를 말하고 있다. 이걸 잘 알아야해요. 중요하거든요. 이산화탄소: 산업.생활.운송부문 등의 연료 연소 메탄 : 연료연소, 가축의 장내 발효, 생활쓰레기 매립등 아산화질소: 연료연소, 자동차 배출가스, 폐기물 소각 과불화탄소: 반도체의 세정용 수소불화탄소: 대체 프레온가스 생산량 증가, 스프레이 제품의 분사제, 에어컨냉매 육불화황: 전기 절연가스로 전기기계기구에 사용 -자연계에는 없으나 인간이 합성한 가스- 이건 모두 인위적인 온실가스이고 이밖에 자연적인 온실가스가 있는데 그건 수증기이다. 온실가스 기여율 이산화탄소 (1) 메탄가스 (21) 아산화질소 (310) 수소불화탄소 (150~11,700) 과불화탄소 (6,500~9,200) 6불화황 (23,900) 이중에서 가장 문제가 심각한것은 이산화탄소. 이산화탄소는 전체 온실가스의 80%를 차지. 이 이산화탄소는 인간의 경제활동을 하는데 많이 들어가는것, 즉 에너지를 사용하고 공장이나 산업시설에서 주로 많이 발생합니다. 에너지 중에서도 특히 석유, 석탄 같은 화석연료 사용이 원인 그 다음에 또 중요한것은 메탄가스인데 메탄가스는 주로 축산업에서, 즉 소나 돼지같은, 그중에서 특히 소, 이들의 트림, 방귀, 그리고 똥같은 배설물에서 나오는데 이게 왜 심각하냐면, 지구의 전체인구가 현재 약 65억명있습니다. 그런데 지구상에 소가 얼마나 있는줄 아세요. 약 13억마리 정도가 되요. 이 소에 관련한 것만 이야기하더라도 시간이 많이 걸리는데 13억마리나 되는 소들이 싸는 똥은 사람의 똥보다 약 20배나 많은 양을 싸고, 이 똥에서 나오는 가스가 메탄가스이고, 13억마리의 소가 동시에 방귀를 뀐다면 지구상에 무시무시한 사태가 발생한다고 해요. 메탄가스는 이런 가축들에 의해서도 나오지만 폐기물에서도 나오지요. 땅속에 파묻는 쓰레기들이 썩으면서 나오는 가스가 또 메탄가스인데 인간이 버리는 쓰레기의 양도 엄청난것 알죠. 이 메탄가스들이 문제가 되는 것은 이산화탄소에 비해서 그 양은 많지 않지만 이산화탄소보다 지구온난화에 미치는 영향이 21배에 달한다고 합니다. 굉장히 막강한 온실가스이죠. 아산화질소의 경우를 보면 주로 비료를 사용하는데 많이 들어가고 산업공정에서도 일부 나오기도 합니다. 이 아산화질소도 그 양은 많지 않지만 이산화탄소에 비해 지구온난화가 메탄은 21배라고 하면 아산화질소는 310배이지요. 농사를 지을때 화학비료를 쓰지 말아야 하는 이유가 땅을 보호하기 위한 것도 있지만 온실가스를 감축해야 하는 중요한 이유가 되기도 합니다. 그밖에 과불화탄소는 소위 말해서 프레온가스를 방출하는 에어컨 같은데서 나오는데 우리가 시원하게 살면 살수록 지구는 그만큼 더워지고 있지요. 육불화유황은 반도체산업에서 발생하는데 이것도 매우 강력하다고 합니다. 이것말고도 수소불화탄소도 있지요. 그런데 이 6대 온실가스 중에서 뭐가 가장 심각하다고요? 이산화탄소이지요. 왜냐구요? 전체 온실가스의 80% 이상을 차지하기 때문이지요. 이산화탄소는 대기중에 한번 올라가면 약 30년에서 100년은 유지하고, 프레온가스는 양은 적지만 한번 올라가면 1000년을 유지한다.

15 온실효과 적외선을 흡수하는 물질은?

16 기후변화 상황 (전세계) IPCC 4 차 보고서(07.5) - 인간의 CO₂배출이 지구온난화 주범
- 태평양 투발루 국토포기선언 - 2100, 최대 6.4℃, 해수면 59㎝ 상승 예상 - 3℃ 상승 시 1천5백만 명 홍수 - 5℃ 상승 시 뉴욕, 도쿄 등 침수 Stern Review: 기후 피해 GDP 5-20% 수준 GDP 1% 투자로 예방 가능, 영국 정부 보고서 2001년

17 기상재해 급증 기상재해 4배, 피해액 7배, 보험손실액 11배(60년대 대비)

18 기후변화 상황 (한반도) 기온상승 기온상승 : 한국은 1.5 ℃상승 ( 지난 100년간 세계평균 0.74℃의 2배 )
기온상승 : 한국은 1.5 ℃상승 ( 지난 100년간 세계평균 0.74℃의 2배 ) 해수면 상승 : 한국은 5.1mm/년 ( 세계평균 1.8mm/년의 3배 - 제주도는 지난 40년간 22cm 상승 ) - 수온 상승 : 지난 100년간 ℃ 상승 ( 세계평균 3배 ) 기온상승

19 - 강우패턴 변화로 최근 10년간 기상재해 총 피해액이 17.7조원
기후변화 영향 (한반도) - 강우패턴 변화로 최근 10년간 기상재해 총 피해액이 17.7조원 2100년 1m 해수면 상승으로 한국은 여의도면적 300배 침수, 한반도 인구 125만 여명 생계 타격 예상 최근 10년(1996 ~ 2005년) 평균 연강수량은 평년(1971 ~ 2000년) 대비 약 10 % 증가. 여름에는 18% 증가. 태풍, 게릴라성 집중호우로 인한 피해액이 매 10년 단위로 3.2배 증가.

20 명태, 대구, 도루묵 어획량 감소 오징어, 자리돔 어획량 증가
기후변화 영향 (한반도) 여름 전염병 봄철 발생률 증가 왜가리,백로,황로 여름철새 텃새화 겨울 짧아지고, 여름 길어지고 봄꽃 개화 시기 빨라져 영양 사슴 하늘소 명태, 대구, 도루묵 어획량 감소 오징어, 자리돔 어획량 증가 난류성 플랑크톤 증가 안성 자운영단지 조성 경북 과수재배지 바뀜 (사과, 배, 포도, 복숭아, 감 등) 대나무 서식지 북상 구미 해평습지-두루미 월동지화 아열대 해파리 잡혀 집중호우로 인한 지리산 산사태 연안수온 0.02℃/년 상승 적조현상 빨라짐? 해수 온도 0.03oC/년 상승 고등어, 멸치, 오징어 생산율 증가 벚꽃 축제 이전에 벚꽃 만개 식생 해양 동물 지형 솔나방-연2회 산란-제주도 해송피해

21 기후변화 영향 (한반도) ※ 자료출처 : 2007년도 기후변화대응기술 기술영향평가 보고서 - 과학기술부,

22 난류성 어종의 어획량 증가와 한류성 어종의 감소
기후변화 영향 (한반도) 난류성 어류 오징어 한류성 어류 명태 해양의 수온 상승 난류성 어종의 어획량 증가와 한류성 어종의 감소 열대성 어류와 해초류 증가

23 우리나라 에너지 소비현황은 에너지 소비 세계 9위 이산화탄소 배출 세계 9위 석유소비 세계 7위
우리나라는 전체 에너지 사용량의 97%를 수입하며, 매일 석유 수입량은 장충체육관 크기의 5배 양에 해당한답니다. ’08년 에너지수입액 1,414억 달러 (170조원) 제2장 에너지 소비 현황

24 소비의 대형화 추세 승용차 (2000cc이상) (25인치 이상) 냉장고 (500리터 이상) 1993년 - 11.6% 4.6%
컬러 TV (25인치 이상) 냉장고 (500리터 이상) 1993년 - 11.6% 4.6% 1995년 10.0% 26.7% 14.7% 1997년 15.5% 33.8% 20.3% 2000년 46.5% 50.4% 42.0% 2002년 50.3% 57.5% 46.8% 대형시장 점유율 가전제품 시장에서 승용차, 컬러 TV, 냉장고가 대형화를 주도

25 탄소배출로 본 소비 8 * 지금 인류의 기술로도 현재의 생활을 유지하면서 지구 에너지소비의
3/4을 줄일 수 있다 – 에머리 로빈스 (록키마운틴 연구소) 8

26 우리나라 온실가스 배출현황

27 울산은 산업체의 CO2 발생량이 울산 전체의 76%를 차지함. 울산의 온실가스 배출 현황
울산의 온실가스 배출 현황 (단위:천tCO2eq. 2005년기준) 에너지연소 산업 공정 농업 폐기물 합계 1인당 배출량 (tCO2/인) 수송 가정상업 공공기타 탈루 울산 26,893 6,929 2,973 1,857 464 14,840 137 576 54,669 52.12 비율 49 % 12.6 % 5.4 % 3.3 % 0.8 % 27 % 0.25 % 1 % 전국 240,912 99,477 136,792 15,524 5,912 64,829 16,100 14,900 594,446 12.57 - 울산은 산업체의 CO2 발생량이 울산 전체의 76%를 차지함.

28 울산환경운동연합 2. 재생에너지

29 재생가능에너지 소개 태양, 바람, 물, 나무, 땅, 쓰레기 등 자연에서 얻을 수 있는, 또 순환하는 에너지를 통칭
주로 태양에너지의 다양한 변형이며, 지구에 들어오는 태양에너지의 양은 인류 전체가 소비하는 에너지의 15,000배에 달한다. 수력 에너지 4.6 X 1013 kWh 태양복사에너지 152,424 X 1013 kWh 바이오 매스 152.4 X 1013 kWh 파랑 및 해양 에너지 762.1 X 1013 kWh 풍력에너지 3,084.4 X 1013 kWh

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34 The PV value chain Poly Silicon Cz Ingots Wafering Cell Processing
Module Production Multi Ingots

35 발전 효율이 높은 계절 순서 : 봄 > 가을 >여름=겨울
발전효율 최대조건 1. 정남향으로 설치 정남향 대비 45도 틀어져 있을경우 : 발전량 4% 저하 2. 각도 30도 유지 바닥에서 수평으로 설치하면 최대치 대비 11% 저하 바닥에서 15도 설치하면 최대치 대비 3% 저하 3. 사용자 편견 배제 여름 : 다량의 일사량, 열기로 태양전지 발전량 저하 겨울 : 소량의 일사량, 한기로 인한 냉각 적절한 발전량 유지 봄&가을 : 발전량 우수 발전 효율이 높은 계절 순서 : 봄 > 가을 >여름=겨울 그 차이는 최대 15%정도 이다. 결론 : 계절적 차이는 별로 크지 않으니 사용자 입장에서는 별 걱정 안해도 된다.

36 설치 방식 별 발전량 비교 B -Type 수평 옥상에 구조물로 세운 경우 A -Type
지붕(기와,아스팔트슁글)에 직접 붙인 경우 B -Type 같은 남향의 조건이라도 A-Type형식이 B-Type에 비해 10~20% 우수한 발전량이 생산된다. 설치각도가 30도를 권장하나 B-Type의 보통 지붕은 15도~20도로 작기때문입니다. B-Type은 통풍량이 작아 냉각이 잘 되지않아 생산량이 작습니다. A-Type > B-Type

37 단, 이격거리 Max일 경우 소요면적은 Kw당 6평 적용
태양광 발전 시스템 설계 단위 용량 모듈 점유면적(수평) 이격공간(약0.95배) 총 소요면적 (모듈면적 + 이격공간) 3.024kW  4.812 × = 19.75㎡ (6PY)      18.76㎡(   6PY)        38.5㎡(  12PY) 1kW                        6.5 ㎡(    2PY)       6.2 ㎡(   2PY)        12.7㎡(    4PY) 100kW                      650 ㎡(  200PY)      617.5㎡ (200PY)     1,267.5㎡( 400 PY) 1MW                    6,500 ㎡(2,000PY)     6,175 ㎡(2000PY)   12,675  ㎡(4000PY) 단, 이격거리 Max일 경우 소요면적은 Kw당 6평 적용

38 경남 사천 조**씨댁 , 용량:3KW  정남향 설치
2007년도 일별 전력 생산 DATA 일별 날씨에 따른 발전량의 변화 경남 사천 조**씨댁 , 용량:3KW  정남향 설치 2007년 11월 전력생산데이터, 단위 : KWH

39 경남 사천 조**씨댁 , 용량:3KW  정남향 설치
2007년도 계절별 전력 생산 DATA 경남 사천 조**씨댁 , 용량:3KW  정남향 설치 2007년 7월 29일 단위: KWH 2007년 11월 29일 단위: KWH 발전량 : 14.0 KWH/ 일 발전량 : 13.9 KWH/ 일 결론 : 여름은 일사량은 많지만 뜨거워서 태양전지의 효율이 떨어져 결국 여름과 겨울은 발전량이 거의 같다.

40 전력 사용량 별 전기요금 절감액 태양광 설치 전 태양광 설치 후 300 39,960 335 200 39,760 477,120
총사용량 (kWh) 전기요금 (원) 태양광발전량 (kWh) 한전사용량 (kWh) 월절감액 (원) 년절감액 (원) 투자비 회수기간(년) 300 39,960 335 200 39,760 477,120 10.4 350 56,350 15 1,350 55,000 660,000 7.5 400 70,490 65 4,480 66,010 792,120 6.3 450 94,720 115 9,130 85,590 1,027,080 4.8 500 115,550 165 15,600 99,950 1,199,400 4.1 600 194,830 265 33,260 161,570 1,938,840 2.5 태양광 3Kw 설치시 월 발전전력 : 337Kwh/월 (최대) 계산식 : 3Kw x 연평균 3.72시간/일 x 30일 = 335Kwh/월 먼지, 설치방향 등 감안(10% Loss)  최소 연평균 300Kwh/월

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42 Wind energy in Germany

43 Comparison for Electricity Generating Cost for PV and Traditional Utility Prices
Photovoltaics Utility peak power Bulk power market support programs necessary: Specific investment costs in Germany reduced due to economy of scale in production since the start of the 1,000 roof program. Electricity generating costs for Northern and Southern Europe are shown. Extrapolation into the future with 5% decrease per year as in the past ten years. If in the same plot the price for electricity purchase from the utility is displayed, different break even points with PV electricity result accordingly whether peak power or which region is referred to. Source: RWE Energie AG and SCHOTT Solar GmbH

44 울산환경운동연합 3. 여러 나라의 재생에너지

45 미국vs. 독일(면적과 풍력발전량 비교)

46 RE in the USA

47 Building Integrated PV(BIPV)-독일

48 덴마크의 대안에너지 낙농 선진국인 덴마크 남서해 연안에 위치한 해양 풍력발전단지. 덴마크는 대서양에서 불어오는 바람을 이용, 전체 에너지의 20%를 풍력으로 얻고 있다.

49 덴마크 해양풍력단지

50 중국의 대안에너지 China, 광동성 일대

51 Grameen Shakti for renewable energies
Ten years ago, in Bangladesh Grameen Shakti was established as a not-for-profit organization with a view to promoting, developing and extending renewable energy technologies in the remote rural areas of Bangladesh. Grameen Shakti is a Daughter Company of Grameen banc, which got the nobelpeaceprize last Sunday.   .

52 The objectives of the company are:
• To innovate and promote renewable energy technology such as solar power, biogas, organic fertilizer, improved stoves and wind energy. • To improve the living standard of rural communities through creating access to solar power systems at an affordable price. • To increase income levels and decrease poverty through productive utilization of renewable energy. • To build awareness and motivate rural communities towards adopting environment-friendly renewable energy technology. • To provide necessary credit facilities for rural communities to access renewable energy technology. Grameen Shakti is presently working in all 64 districts of the country. It maintains a four-step organizational structure: head office, 3 divisional offices, 32 regional offices and 227 unit offices. The total number of employees currently stands at around 1200 of whom over 900 are engineers

53 울산 시민햇빛 발전소 1호기 준공 (5kW) -울산 삼산동 빌딩 옥상

54 울산환경운동연합 4. 재생에너지의 종류

55 태양광 - 솔라파워

56 태양열 발전

57 발상의 전환! 바레인 무역센터- 50층 높이 상업건물

58 수직축 발전기 수평축 발전기

59 조력/조류 프랑스 랑스의 조력 발전소 10MW 터빈 24대

60 울돌목의 조류발전 실험 시설 헬리컬 수차, 10kW

61 지열

62 식물성 기름 - 유채

63 바이오매스 독일 징엔 지역의 바이오매스 열병합시설

64 바이오매스 바이오 매스 처리 개념도

65 바이오매스 활용조건과 정책과제 재생가능에너지 정의 관련 유기성 폐기물 등 생물에서 유래하는 유기성자원
폐기물 소각열 이용은 제외할 필요 영국, 이탈리아: 바이오매스 열이용은 RES가 아님 덴마크: 폐기물 소각열은 리사이클로 인정하지 않음 우리나라는 폐기물(거의 대부분 소각열)이 약 74% 자료: 지경부, 『제3차 신재생에너지 이용보급 기본계획』,

66 바이오가스 운영 사례: 10개소 가동 가축분뇨와 음식물쓰레기 처리 전력생산이 일반적, 차량연료로도 이용

67 음식물쓰레기·가축분뇨 처리 제도 음식물쓰레기 2005년부터 직매립 금지 퇴비화를 통한 자원화 추진: 농가 수요 거의 없음
폐기물에너지자원화: RDF로 전환 가축분뇨 농식품부: 축산농가 처리 의무화, 80% 이상 퇴·액비화 환경부: 정화처리 우선, 가축 분뇨법 이후 자원화 추진 해양투기: 총 발생량의 약 10%, 2012년부터 금지