재생 에너지 시대는 쉽게 열리지 않을 것이랍니다

풍력, 태양열, 태양광 발전은 기본적인 전력 수요에 대처할 수 있지만 바람은 항상 부는게 아니고, 태양은 밤에는 지므로 공급을 확실하게 예측할 수 없기 때문에 수요를 모두 충당할 수는 없어요. 재생 가능 에너지가 이미 크게 성장한 독일과 같은 국가에서도 바람과 태양은 모든 수요의 절반까지만 감당할 수 있어요. 이러한 큰 변동성으로 인해 일반적으로 석탄 또는 가스 연소와 같은 다른 발전소의 백업이 필요하답니다. 독일의 전력 공급 불안정은 인접 국가의 전력 흐름이 심각하게 중단 될 수 있어요.

전력 수요가 적을 때 풍력과 태양에서 쏟아내는 막대한 양의 과잉 전력을 저장하는 ESS 설비가 더 저렴해지고, 저장된 전력이 전력 수요가 폭증할 때 이를 대처할 수 있다면 재생 에너지 시장은 빠르게 확장 될 것이에요. 불행히도, 수십 년간의 연구과 내놓은 결과물은 과잉 에너지를 사용하여 물을 높은 저수지로 펌핑하고 수력발전을 하는 것입니다. 이 방식은 높은 고도와, 넓은 공간을 필요로 하며 변환 과정에서 순 에너지 손실이 많이 발생해요.

대안은 국가 또는 대륙 크기로 광범위하게 풍력 및 태양열 발전소를 건설하여 그리드에 항시 전력을 공급하는 것이이에요. 현재 성능이 뛰어난 송전선로가 기술적으로 가능하지만, 건설 비용이 많이 들고 지역민의 반대 시위에 직면하는 경우가 많아요. 당연히 미국과 독일에서 새로운 송전선의 승인이 느리게 진행되고 있답니다.

궁극적으로 재생 가능 에너지를 대량으로 채택하려면 현대 에너지 인프라를 근본적으로 재구성해야할 것이에요. 전기의 경우 대형 화력 또는 수력 발전소에서 분산된 지역에 설치된 많은 수의 풍력 및 태양 광 시스템으로 전환해야해요. 액체 연료의 경우, 고출력 밀도 오일 추출에서 저전력 밀도 바이오 연료 생산으로 이동해야해요. 여러 가지면에서 인류가 본격적 재생에너지 시대로 넘어가는 데에는 석탄에서 석유, 천연 가스로 에너지 패러다임이 전환될 때 보다 더 많은 노력이 소요될 것이에요.

점진적으로 재생에너지 시대가 열릴 것이라고 예측하는 마지막 이유는 기존 에너지 인프라의 규모와 비용이에요. 우리가 설사 재생 에너지를 무료로 제공 받더라도, 국가, 기업 또는 지방 자치 단체 입장에서는 탄광, 유정, 가스 파이프 라인 및 정유소에 이뤄진 화석 연료 시스템에 대한 막대한 투자를 포기하는 것은 비경제적이에요. 이러한 인프라의 가치는 약 20조 달러나 되요. 나의 계산에 따르면, 중국 만해도 2001년에서 2010년 사이에 약 300기가 와트의 새로운 석탄 화력 발전 용량을 추가하기 위해 50억 달러를 소비했어요. 이 공장들은 적어도 30년 동안 운영 될 것으로 기대되요. 그러한 투자를 쉽게 포기할 국가는 없답니다.