참고로 문재인 뽑으면서도 옛날 탈원전 논의 나올때부터 극렬 반대했던 사람이고

인서울 대학 출신, 학부는 전기공학과 졸업, 석사는 전력전자 전공 졸업인 전기공학도임.

또한 전력전자는 신재생에너지 확대 시 무조건 이득 보는 직업이고

(현존하는 모든 신재생에너지에 전력전자가 들어감)

태생 자체가 상당히 이과적으로 태어난 사람이라 과학은 상당히 잘 알고 있음.

  당장 주변 모든 사람들이 과학에 대해 궁금한거 있으면 나한테 물어보고 학교에서 배우는

수준 상 구지 물어보러 올 필요가 없던 중학교까지를 제외하고, 고등학교, 대학교 내내

모르는거 있으면 동기들 다 나한테 와서 물어봤었고, 학부 때는 "어 전공 다 재밌어 보이네?"

하면서 리스트에 뜬 전공과목 싹 다 신청해 듣던 사람임.

(나 때는 과 통합 전이라서 리스트에 뜬 모든 전공과목을 신청해도 25학점 가량이었음.

 이전학기 평점이 3.5 이상인가 그러면 22학점 제한도 풀려서 모든 전공과목을 수강 가능하던

 시절이었고)

그래서 졸업기준에 "전공 70학점 (공학인증 시 80학점), 총 학점 140학점 이상 수강"이 있었는데

3학년 끝날 때 계산해보니까 4학년 두 학기는 듣지도 않은 시점에 전공 81학점, 총 121 학점을

수강했네?

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 잘난 척 하는 거 별로 안 좋아하는데도 주저리 주저리 귀찮게 잘난 척 한 이유는

내가 지금부터 할 말에 신빙성을 추가하기 위함이고 혹시나

"학점 신청만 많이 하고 성적은 개판이었던 X문가 아냐?" 그런다면 이름만 지워서 학점표 인증할

생각도 있음.

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 일단 전력수급에 대해 몇가지 알고 가야 할 점이 있으니 설명부터 하겠음.



■ 기본적으로 전기는 상황 좋을 때 미리 생산해서 쟁여놨다가 필요할 때 쓰거나 할 수 없음.

  (학문적인 용어 그대로 말하자면, 발전량과 소비량이 항상 일치해야 함)

 제어 프로그램이나 부가적인 부분을 제외하면 발전기나 모터나 핵심 하드웨어는 똑같음.

외부에서 전압을 걸면 전류가 흘러들어가면서 회전력이 발생하고 이를 이용해 뭔가를 돌릴 수 있게 되는데

이렇게 사용할 경우 "모터"라고 부름. 반대로 외부에서 회전력을 걸어서 회전축을 회전시키면 전압이 발생

하게 되는데 이렇게 사용할 경우 "발전기"라고 부름. 하드웨어의 본질 자체는 동일하므로 전기공학에선

발전기, 모터로 구분해서 부르지 않고 "전기기기"라고 부름

 화력발전기를 예시로 들어 기본적인 메카니즘을 설명하면,

 1. 연료를 태워 회전력을 얻는다.

 2. 로터가 회전을 하면 기전력이 생긴다 (발전 전압이 생긴다)

 3. 출력단에 전력을 사용할 부하가 연결된 상태라면 V = I * R 공식에 따라 전류가 흘러나간다.

   (물론 교류니까 저항 R 대신 임피던스 개념이 들어가야겠지만 여러분은 대부분 전기공학을 전공하지

    않았을테니 패스)

4. 흐르는 전류 크기에 비례하여 모터의 원리에 따라 현재 회전방향의 반대 반향으로 회전을 멈추려는 힘이

   발생한다. 1번 과정에서 얻은 회전력과 4번 과정에서 발생한 역회전력이 서로 상쇄된다.

   발전기에 흐르는 전류 크기는 소비 전력량과 비례한다.

[경우 1] 발전량 > 소비량

   소비량이 적으면 발전기에 흐르는 전류도 적다는 뜻이고 4번 과정으로 발생하는 역회전력

   (전문 용어론 역토크)도 엔진에서 발생하는 회전력보다 작다는 뜻이다. 발전기 로터의 회전속도가 점점

   빨라질 것이고 동기기의 경우 발전기 로터의 회전수와 출력전압의 주파수는 정비례하므로

   한국 전력시스템 자체의 전압 주파수가 점점 상승한다.

[경우 2] 발전량 < 소비량

   소비량이 많으면 발전기에 흐르는 전류가 크다는 뜻이고 4번 과정으로 발생하는 역회전력이

   발전기 엔진에서 발생하는 회전력보다 큰 상황이다. 발전기 로터의 회전속도가 점점 느려지고

   한국 전력시스템 자체의 전압 주파수가 점점 하강한다.

참고로 전력전자 제품인 계통연계 인버터의 경우 과발전/과소비 시 주파수가 상승/하강하진 않는 대신

내부 핵심 부품인 커페시터(Capacitor)의 전압이 상승/하강하고 일정 전압 이하 하강하면 전압 출력에

문제 발생, 일정 전압 이상이면 절연이 깨져서 펑! 하는 폭죽소리와 함께 인버터 내부가 작살남.

 유일하게 전력을 쟁여놓을 수 있는 수단이 바로 ESS (Energy Storage System) 임. 배터리에 저장하거나

배터리에서 꺼내쓰는 방식으로 전력을 저장/공급 하는 시스템임.



■ 어떠한 발전 방식도 연구만 한다고 효율이 무제한적으로 상승하진 않음.

 같은 종류의 에너지끼리 전환하는 경우는 98% 이런 효율이 가능한데

(예를들어 변압기는 교류-교류 동종 에너지 변환)

다른 종류의 에너지로 변환하는 경우 효율은 40% 넘기가 힘듬. 사람 몸의 운동 시스템 에너지 효율도

40%고 인위적으로 만든 시스템의 경우 40% 찍기도 힘들고.

 신재생에너지 하면 대체적으로 나오는게 태양광 발전과 풍력발전인데 풍력발전의 경우 이미

이론적 최대 효율인 39%를 달성한 상태임. 연구 더 하면 더 올릴 수 없냐고?


가로축은 풍력 블레이드 전/후의 풍속 차이 (100%면 블레이드 후면 풍속이 0인 상황), 세로축이

블레이드 전/후의 풍속 비율에 따른 이론적인 발전 효율인데 아시다시피 블레이드 후면 풍속이

0 이면 전면에서 바람이 들어올 수가 없잖음? 그래서 블레이드 전/후 풍속비율이 1/3 정도일 때

최대 효율이 나오는데 이렇게 나오는 이론적 최대효율이 39%임. 그래서 풍력발전의 효율은

외계인이 와도 39%를 넘길 수 없는거고.

 참고로 태양광 발전의 경우 50~52% 효율까지 나왔지만 우주선같은 데서나 쓸 정도로 고비용이고

발전사업에 적용 가능한 수준인 "단층식" 태양광 발전셀을 사용할 경우 35%가 한계라는게 정설.

현재 태양광 셀 발전효율은 15~22% 정도 수준이니 아무리 연구해봐야 2배까지 올리는게 최고.



■ 현재 한국의 발전용량, 발전량, 발전 방식에 따른 비율

http://epsis.kpx.or.kr/epsisnew/selectEkifBoardList.do?menuId=090120&boardId=003120

전력통계정보시스템에서 2018년 6월 30일 기준 정보라고 올린 데이터에 따르면



신재생에너지에 수력포함이라고 되 있는데 수력발전 용량은 1,581.8 MW (약 1.4%)임.

그러니까 수력을 제외한 신재생에너지 발전용량은 10,113.6 MW (약 8.4%)

참고로 단위는 MW 임. M (메가) = 10의 6승, k (킬로) = 10의 3승인건 모두들 아시지??



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필요한 사전 정보는 다 제공한 것 같으니 본론으로 들어가겠음.



1. 한국은 인구밀도, 지형, 기후 상 신재생에너지에 상당히 불리하다.

 태양광 발전의 경우 태양빛은 강하면서 맑은 날이 많고 온도는 낮은 곳에서 가장 유리함. 온도는 왜

쌩뚱맞게 낮을 수록 유리한가, 그럴지도 모르겠는데, 태양광 발전셀이 반도체라서...

 그런데 한국의 겨울, 맑은 날은 많은데 기본적으로 겨울은 태양광이 적은 계절임. (이건 한국만의 문제는

아니긴 하지만...) 반대로 한국의 여름? 구름 낀 날은 엄청 많고 비 오는 날도 많으니 맑은 날 자체가

많지 않음. 기온은 또 높다보니 발전효율이 떨어짐. 게다가 신재생에너지 발전 성공의 모델이라는

독일과 다르게 한국은 산지가 대다수라 태양광 발전단지 조성 난이도가 좀더 높은 건 둘째치고

같은 기술력을 기준으로 했을 때 효율이 더 떨어짐.

 풍력발전의 경우, 그나마 제주도 쪽이 풍력자원이 좀 있는 편이지만 전세계적으로 보면 그냥 평타 수준

인거고, 일반적으로 풍속이 7 ~ 7.5 m/s 정도는 되야 경제성이 있다... 라는게 정설이고 한국엔 그런 곳이

많지 않음. 그나마도 왠만큼 풍력자원 있는 곳엔 설치할만큼 설치해서 남은 곳이 많지 않으니 풍력발전

용량을 키우는 건 점점 더 어려워짐.

 게다가 인구밀도를 보면 더 답이 안 나오는데... 가뜩이나 지형과 기후가 신재생에너지 하기에 불리한

조건인데 이 조건 제외하고 단순 국토 면적으로만 봐도 한국이 불리함. 지형따라, 기후 따라 신재생에너지

효율이 달라지는 문제를 제껴두고 단순하게 국토면적과 자연에너지 양이 정비례한다고 가정해도



한국 인구밀도가 독일 인구밀도의 2배가 넘음. 단순 계산해도

독일이 제곱km 당 나오는 자연에너지로 236명분 전기를 생산해야 되는데

한국은 제곱km 당 나오는 자연에너지로 513명분 전기를 생산해야 된다는 뜻.

 통상적으로 옥상에 태양광 발전기를 설치할 경우 2층 주택 정도를 커버함. 그러면 25층짜리 아파트에

태양광 발전기를 설치하면? 2층분은 커버하겠지만 나머지 23층분은?



2. 태양광 발전의 문제 : 면적 차지

 태양광 발전단지가 면적을 얼마나 먹나 검색해보니까 태양광 발전 시설업자로 추정되는 사람이

https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=haezoom&logNo=220247408295&proxyReferer=https%3A%2F%2Fwww.google.co.kr%2F

이런 글을 올려놨음. 이 글에 따르면 조건이 좋은 경우 kW 당 2~3평, 평지가 아니라던가 기타 등등의

이유로 조건이 안 좋을 경우 kW 당 5평 내지 심한 경우 10평까지 생각해야 된다고 함.

 자, 그럼 정말 좋은 조건으로 kW 당 3평으로 잡고 3평이 약 9.92 [m^2]니까 kW 당 10 [m^2]로

가정하고 태양광 발전 확대를 위해 필요한 면적을 계산해보겠음.

 위에 첨부한 발전용량표는 MW 단위로 나와있으니까 일단 kW 단위로 계산한 설치 면적을 MW로

환산해야 함. ×1000 하면 되고 그 결과 1 MW 당 1만 [m^2]라는 결론이 나옴. 제곱킬로미터로

환산하면 1 MW 당 0.01 [km^2], 100 MW 당 1 [km^2] 라는 결론이 나옴. 현재의 원전 용량,

반올림해서 2만 MW만 태양광 발전으로 대체하려고 해도 최소 200 [km^2]가 필요하다는 결론이

나오고 지금은 좋은 조건으로만 잡아서 그런거니까 산지가 많다는 한국의 특성을 감안하면 사실상

더 늘어남.



3. 신재생에너지의 불안정성

 잘 아시겠지만 신재생에너지는 전력수급이 들쭉날쭉함. 잘 될때가 있는가 하면 아예 발전량이 0인

시점도 자주 나옴. 그럼 신재생에너지의 메카, 독일은 왜 문제가 없느냐? 독일은 프랑스와 전력망이

연계되있어서 전력을 충분히 사고 팔수 있고 프랑스는 원전을 돌리거든. 즉, 신재생에너지가 잘 될땐

독일이 신재생에너지를 사용함과 동시에 타 국가에 전력을 판매하고 신재생에너지가 먹통일 땐

타 국가 (주로 프랑스)에서 전력을 사오는 식으로 전력 시스템을 유지함. 사고 파는 총량을 따져보면

분명 파는 전력량이 더 많긴 하지만 중요한건 신재생에너지 발전량이 0인 경우에도 전력시스템 유지에

문제가 없어야 한다는 것.

 근데 프랑스 원전에서 전기를 끌어올 수 있는 독일과 3면이 바다고 그나마 접한 1개국이 북한인

남한과는 사정이 많이 다름. 신재생에너지에 투자를 이빠이 했어, 근데 신재생에너지가 완전 먹통인

상황이야 (주로 태풍이 오면 그럼. 풍력발전은 강풍 시에도 사용 불가라...) 그런 상황이어도

전력망을 유지할 수 있어야 되기 때문에 신재생에너지를 제외한 타 발전 수단의 용량 합계가

한국 소비전력 이상이어야 함. 그리고 지금까진 원전의 도움을 많이 받았고.

 그런데 앞으론 원전을 더 짓지 않겠다고 그러네? 그러니 식겁하는거지.



4. 요즘의 폭염에도 전력 수급에 문제가 없지 않느냐?

 발전소 건설 계획을 세우고 건설하고 안전검사해서 본격 가동하는 기간이 5년 내지 10년임. 그러니까

현재 전력수급이 잘 되면 5~10년 전에 전력수급계획을 잘 세운거고, 지금 전력수급계획을 개판으로

해놓으면 5~10년 뒤 전력공급이 개판이 될거고. 내가 이명박근혜 빨고 싶진 않은데 명백한 사실이라

인정할 수 밖에 없음. 지금 전력수급이 잘 된다면 이명박근혜 때 전력수급 계획을 잘 세운거임.

 반대로 현재 정부가 대책도 없이 원전 더 안 짓는다? 5~10년 뒤엔 전력수급 개판 될 수 밖에 없음.



5. 신재생에너지 수급에도 한계가 있고 원전도 더 이상 건설하지 않을 경우 무엇으로 전력을 공급할 것인가?

 수력 발전... 댐 건설에 한계가 있으니 용량 증설이 어려움. 양수 발전도 비슷하고.

 결론적으론 LNG, 석탄, 유류 등을 이용한 화력발전 밖에 안 남는데 원전을 추가 건설하진 않고 현재 돌리던

원전도 설계수명 끝나면 그냥 폐쇄시키겠다네? 신재생에너지 용량은 원전 발전용량 감소하는 속도를

따라가기에도 벅찰거고 그 만큼 결국 화력발전을 할 수 밖에 없음. 물론 환경오염 문제가 터질꺼고.

https://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=101&oid=001&aid=0009706082




6. 후쿠시마 원전 사태를 봤으면서도 교훈을 얻지 못하는가?

 일단 후쿠시마 원전의 경우 9.0 강진도 견뎠음. 대신 지진해일때문에 지하실이 침수되고, 지하실이 침수되자

노심 제어에 필요한 전력공급이 안되서 문제가 발생한거지. 또한 원전 다시 살린다는 욕심에 바로 옆에 있는

바닷물을 붓지 못하게 해버리는 바람에, 윗대가리들의 욕심과 무능때문에 문제가 커진거고 대처할 시간은

일 단위로 있었음. 특히 한국 원전과 후쿠시마 원전에는 결정적인 차이가 있는데

 후쿠시마 원전의 경우 제어봉을 아래에서 위로 올리는 형태라 전력이 끊이면 제어봉을 끼워넣을 수가 없음

반대로 한국 원전의 경우 전기를 써서 제어봉을 들어올려야 핵분열이 지속되고 만약 제어전원이 끊어지면

제어봉이 자유낙하하여 핵분열에 브레이크를 걸게 되있음. 즉 후쿠시마 원전 자리에 한국 원전이 들어가

있었으면 아무리 일본의 윗대가리들이 삽질을 했어도 후쿠시마 사태가 안 났다는거.

 역으로 후쿠시마 원전 "따위"의 구식 원전조차 강도 9짜리 지진을 견디는데 한국 원전이 지진을 못 견딜까?

 혹자는 군사적인 위험을 따질지도 모르는데... 원전이 터지면 최악의 상황이 되는걸 알고 있는만큼

자연적인 대재난에도 원전이 견디도록 설계가 되있고 그 결과 일반적인 포격 정도론 원전 철거하는데

시간이 꽤 걸림. 물론 벙커부스터 정도 되면 모르겠는데 벙커부스터 쓸 기술력이 있으면 차라리 전술핵

떨구는게 더 쉽지 않을까?