안정적인 전력 공급을 위해 우리나라가 나아가야 할 방향전공 : 00공학과, 학번 : 000000000, 이름 : 000목차1. 서론2. 산업구조를 통해 바라본 전력 소모의 현황과 미래3. 각 발전원의 적합성3.1 태양광 발전과 풍력 발전의 적합성3.2 원자력 발전의 적합성3.3 다른 발전원들의 적합성4. 결론4.1 각 발전원들에 대한 종합적인 평가4.2 앞으로 우리나라가 나아가야 할 방향1. 서론2E=mc. 1905년, 아인슈타인이 상대성이론을 발표하면서 소개한 공식들 중 하나이다. 이 식은 질량과 에너지가 동등하다는 뜻을 내포하고 있다. 이 식이 사용되는 대표적인 예는 원자력 발전이다. 원자력 발전소에서는 우라늄이 중성자에 의해 분열되고 가벼운 원소들을 생성한다. 이 과정에서 질량 손실이 일어난다. 이 질량손실과 빛의 속도의 제곱을 곱한 값만큼 에너지가 생성된다. 빛의 속도가 30만km/s이라는 것을 생각하면 우라늄이 만들어내는 에너지가 무시할 수 없을 정도로 크다는 것을 생각할 수 있다. 아직 감이 안온다면 우라늄과 석유, 석탄을 비교해보자. 우라늄 1Kg이 생성하는 에너지는 무려 석유 200만리터 또는 석탄 3000톤이 생성하는 에너지와 맞먹는다고 한다. 이를 통해 원자력이 얼마나 많은 에너지를 생성하는지 짐작할 수 있다.그런데 이렇게 완전한 원자력도 단점이 있으니, 바로 방사성 물질을 사용한다는 것이다. 우리는 체르노빌 원전사고, 후쿠시마 원전사고를 통해 방사능의 위험성을 간접적으로 느꼈다. 그렇다면 체르노빌 원전과 후쿠시마 원전은 왜 사고가 났는가? 체르노빌 원자력 발전소는 현재 우리나라에 있는 원자력 발전소하고 구조가 많이 다르다. 체르노빌에 있는 원자로는 기술이 많이 필요 없고 가격이 싸지만 안정성이 낮고 제어하기 힘들다. 이 원자로에서 안전장치를 제거한 채 한 가지 실험을 하다가 원자로가 폭발한 것이다.대부분 사람들은 후쿠시마 원전이 지진 때문에 무너졌다고 생각한다. 하지만 후쿠시마 원전은 지진 때문에 무너진 것이 아니다. 지진으로만 치면 진원지2Km로 우리나라보다 257,302Km만큼 더 넓다. 그러므로 풍력이나 태양광을 하기에 유리하다.원자력을 생각할 때에는 그 국가 특성에 맞게끔 생각해야 한다. 우리나라도 마찬가지이다. 우리나라 현실에 왜 원자력 발전이 맞는지 생각해야한다.2. 산업구조를 통해 바라본 전력 소모의 현황과 미래발전소를 건설하는 것은 막대한 비용과 시간이 요구된다. 따라서 우리나라는 향후 5년에서 10년 동안의 전력수요를 예측하고 발전소 건설을 신중하게 결정해야 한다. 현재 우리나라의 산업구조가 어떠하고, 미래에는 어떠하겠는지 알아보는 것은 향후 전력수요를 예측하는데 있어서 도움이 된다.IBK경제연구소는 2018년 우리나라 주요산업의 현황과 미래를 예측한 보고서를 발표했다. 이 보고서에 따르면 현재 우리나라의 주요 10대 산업은 반도체, 석유화학, 디스플레이, 철강, 스마트폰, 건설, 도·소매, 자동차, 조선, 해운이다. 이 중 대부분은 전력을 많이 소모하는 산업이다. 반도체, 디스플레이, 철강, 스마트폰, 자동차 산업 등등이 그러하다. 특히, 자동차 산업은 화석연료를 기반으로 하는 자동차에서 전기를 연료로 사용하는 자동차로 빠르게 바뀌고 있다. 전기자동차가 상용화 되면 곳곳에 전기 충전소들이 세워질 것이고 이는 전력 수요가 높아질 것을 의미한다. 이것이 우리에게 먼 미래가 아닌 이유는 이미 테슬라사가 전기차를 개발하고 판매하고 있기 때문이다. 우리나라에도 이미 전기차 시장이 들어섰고 시장은 현재 가파르게 증가하는 추세이다.또한 미래에는 ICT산업, 즉 정보통신기술융합산업에서 전력을 많이 소모할 것으로 예상하고 있다. 이는 4차 산업혁명의 기반이기 때문이다. ICT산업에서 전력이 많이 쓰이는 이유는 데이터 센터 때문이다. 4차 산업혁명에 들어서면서 페이스북과 트위터와 같은 여러 가지 소셜 미디어 서비스가 만들어졌고 이로 인해 많은 데이터들이 만들어지고 있다. 4차 산업혁명은 데이터 처리가 핵심이기 때문에 데이터 센터가 중요하고 이는 많은 전력을 소모한다. 우리나라는 수준 높은 반도체전대책 본부에 의하면 우리나라의 국토의 70%이상이 산지로 구성되어 있다. 또한 경사도가 5DEG 이하인 평탄한 지역은 약 23%에 불과하다. 따라서 우리나라는 태양광 발전을 하는데 많은 제약을 받는다. 실제로 국내 태양광 발전소 현황을 보면 태양광 발전소를 설치하는 장소가 어떻게 제약받고 있는지 명확하게 알 수 있다. 국내 태양광 발전소는 전북지역에 33.4%, 전남에 20.0%, 그 이외의 지역은 10% 아래를 차지하고 있다. 위에서 알 수 있듯이 태양광 발전소는 대부분 호남에 집중되어있으며 이는 호남에 평야가 많기 때문이다. 실제로 우리나라는 총 7개의 평야가 존재하고 이 중에 4곳이 전라도에 분포해 있다.또한 태양광에너지는 기후에 따라 에너지 공급이 크게 변한다. 우리나라는 북위33 DEG 와43 DEG 사이에 위치해 있다. 열의 흐름이 최대가 되는 지점이 북위35 DEG 이므로 우리나라는 고기압과 저기압이 자주 통과하여 기후의 변화가 심하다. 따라서 여름철에는 일사량이 많아 태양광 발전으로 많은 에너지를 얻을 수 있지만, 겨울철에는 일사량이 적어 태양광을 활용하기 어렵다. 그리고 태양광을 설치하는데 있어서 기상학적 등급과 지형학적 등급의 격차가 존재해 태양광을 활용하기 어렵다. 기상학적 등급은 일사량, 일조시간, 황사일수와 같은 기상학적 요인을 기준으로 하여 등급을 정한 것이고, 지형학적 등급은 경사도와 경사방향과 같은 지형학적 요인을 기준으로 하여 등급을 정한 것이다. 기상학적 등급을 기준으로 보면 경상도의 입지가 태양광을 설치하기에 적절하고 지형학적 등급을 기준으로 보면 전라도의 입지가 태양광을 설치하기에 적절하다. 위의 결과를 보았을 때, 기상학적 등급과 지형학적 등급에서 모순이 발생한다는 것을 확인할 수 있다.▲논문에서 발췌한 기상학적 등급과 지형학적 등급풍력발전은 풍력을 동력으로 하여 에너지를 얻는 친환경 발전방식이다. 풍력 발전을 하기에 좋은 입지는 바람이 많이 불며, 도시와 거리가 먼 곳이다. 우리나라의 풍력자원은 왼쪽그림과 같이 존재한다비용이 존재한다며, 원전 사후처리비용, 안전비용과 같은 비용들을 포함시키지 않았다고 주장한다. 이들은 숨은 비용을 포함시키면 다른 발전원보다 원전의 발전단가가 더 비싸다고 지적한다. 위의 내용은 한국환경정책평가연구원의 보고서에서 인용한 것인데, 그 보고서 자체에는 원자력 에너지만 사회적 비용을 반영했다. 그 보고서에서도 “앞에서 구한 원자력발전의 사회적 비용과는 직접 비교할 수 없다.”라고 나와 있다. 다른 에너지원도 사회적 비용을 감안한다면 원자력에너지의 발전단가가 더 낮을 수도 있다.원자력 발전은 해외 에너지 가격변동에 영향을 받지 않는다. 화력발전소 같은 경우에는 석유, 석탄을 연료로 하며, 대부분의 발전비용은 이 연료비용이 차지한다. 우리나라는 자원이 부족해서 발전연료 97%를 수입해 의존하고 있는 상황인데, 이 때문에 외부요인에 의해 우리나라 전력 공급에 불안요인이 생긴다. 이러한 불안요인을 없애려면 에너지 자원의 해외 의존도를 낮추어야 한다. 해외 의존도를 낮추려면 발전 방식에 변화를 주어야하고 이를 위한 발전 방식으로는 신재생에너지, 원자력 발전이 있다. 원자력 발전의 연료인 우라늄도 해외에서 수입하지만 에너지의 밀도가 매우 높아 해외 에너지 가격변동에 영향을 거의 받지 않는다. 신재생 에너지는 현재 효율이 낮고 국토가 좁아 활용하기 어려우므로 원자력 발전이 가장 합리적일 것이다.또한 원자력 발전을 통해 2차적인 경제적 이득을 볼 수 있다. 40년 간 축적된 우리나라 원전 기술력은 UAE에 원전 수주를 통해 인정받았다. 이 원전수주로 인해 60년 동안 54조원의 매출을 확보했다. 따라서 수준 높은 원전 기술력을 바탕으로 2차적인 경제적 이득을 볼 수 있다.원자력 발전은 국토가 좁은 우리나라에 활용하기 쉽다. 원자력 발전소는 냉각수가 필요하므로 일반적으로 해안가에 짓는다. 우리나라는 삼면이 바다로 둘러싸여 있으므로 원자력 발전소를 지을 곳이 많다. 또한 전기 생산량 대 발전부지의 비율이 다른 신재생 에너지의 전기 생산량 대 발전부지의 비율보다 현저하웨이는 국가 전력의 약 절반이상을 수력발전으로 생산하고 있다. 우리나라가 노르웨이같이 수력발전을 활용하지 못하는 이유는 기후 때문이다. 위에서 언급했듯이 우리나라는 기후의 변화가 심하다. 수력발전이 일정한 전력을 생산하려면 수량이 일정해야하는데, 가뭄이나 한파가 와버리면 물의 낙차를 이용하지 못해 전력 공급에 차질이 생긴다. 게다가 수력발전은 생태계를 교란시키는 단점까지 존재하니 우리나라는 수력발전을 지양하는 편이다. 발전전력량 추이는 보면 우리나라가 수력발전을 지양하는 것을 더 명확히 볼 수 있다. 공공 데이터 포털에 나와있는 2000년도부터 2016년까지 발전전력량 추이를 보면 수력발전이 생산하는 전력은 전체 발전량의 5%에 미치지도 못한다.조력발전은 조수간만의 차를 이용한 발전방식이다. 수력 발전과 다른 것은 설치 장소이다. 수력 발전은 보통 물의 낙차를 이용할 수 있는 강가에 주로 건설한다. 조력 발전은 조수 간만의 차를 이용하기 때문에 바다에 건설하는 것이 일반적이다. 우리나라는 조력 발전을 잘 활용하는 편이다. 서해안 쪽에 조석 간만의 차가 커서 우리나라는 서해안에 조력발전소를 짓는 편이다. 우리나라가 조력 발전을 주 발전원으로 하지 않는 이유는 수력 발전에 비해 입지조건이 매우 제한적이기 때문이다.4. 결론4.1 각 발전원들에 대한 종합적인 평가화석연료의 고갈, 환경문제로 신재생 에너지가 부각되었고 여기서 태양광 에너지와 풍력 에너지 등등이 주목받았다. 국토가 좁은 우리나라는 태양광 에너지와 풍력 에너지를 활용하기 어렵다. 다시말해, 태양광 발전과 풍력 발전을 주 발전원으로 삼기 어렵다는 것이다. 게다가 태양광 발전과 풍력 발전은 아직까지 효율이 좋지 않다. 태양광 에너지와 풍력 에너지의 효율이 떨어진다는 것은 발전소의 전력생산규모를 보면 알 수 있다. 영흥화력발전소는 복합발전소로서 화력·풍력·태양광·소소수력 총 4종의 발전단지가 있다. 이 중에서 98.8%가 화력발전의 설비 용량이다. 그래서 복합발전소이지만 화력발전의 설비용량이 커서 화력발전소라다.