[화학] 대체에너지

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2007.06.19
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심해저에 관하여..

소개글

[화학] 대체에너지에 대한 자료입니다.

들어가며
- 에너지 위기의 시대

1. 식물의 광합성 기술 응용
(1) 식물의 광합성 과정
(2) 광합성 기술의 응용
(3) 앞으로의 과제

2. 수소에너지
(1) 기술 개요
(2) 국내 기술개발 동향
- 국가 정책 추진 상황
- KAIST 이흔 교수, '얼음 속 수소저장' 원리규명
(3) 앞으로의 전망과 과제

3. 가스 하이드레이트(Gas Hydrate)
(1) 가스 하이드레이트의 개념
(2) 가스 하이드레이트의 구조
(3) 가스 하이드레이트의 특성
(4) 가스(메탄) 하이드레이트가 중요한 이유
(5) 가스 하이드레이트의 매장 장소
(6) 우리나라의 연구 및 투자 상황
(7) 독도의 가스 하이드레이트
(8) 해결해야 할 문제와 과제

맺음말
- 과제와 전망

참고문헌

본문내용

- 에너지 위기의 시대
재생가능 에너지(renewable energy)라는 말은 1990년대 기후 변화와 에너지원의 고갈로 인류문명이 위험에 처하였다는 인식이 싹트면서 널리 퍼진 것이다. 한국에서는 아직까지 대체에너지라는 말이 통용되고 있는데, 이 말은 1970년대 초 오일쇼크가 닥쳤을 때 생겨난 것으로 석유를 대체하는 에너지원을 지칭하는 의미를 지니고 있다. 20세기에 전 세계 에너지의 대부분을 공급하던 에너지 자원 중 석유, 석탄, 천연가스의 매장량은 각각 40년, 170년, 65년 정도의 사용량밖에 남아있지 않다. 물로 전 세계에 존재하는 석유나 석탄의 전체 양은 그것보다 훨씬 많지만, 경제적인 면에서 채굴 가능한 양은 그 정도밖에 안되는 것이다. 대부분의 자원 전문가들은 대규모 유전이나 탄광이 새로 발견되어 에너지 고갈이란 위기를 멀찌감치 쫓아버릴 가능성은 거의 없다고 전망한다.
원유가격이 몇 년 동안 엄청나게 오른 이유의 하나도 경제적으로 채굴 가능한 석유 매장량이 얼마 남아 있지 않다는 데에서 찾아야 한다. OPEC이 석유를 증산한다고 하지만 땅 속에 한정되어 있는 양을 가지고 증산한다고 해야 한계가 있는 것이고, 그렇기 때문에 원유가격이 낮은 수준에서 안정되기는 어려운 것이다. 전 세계에서 사용되는 에너지 자원 중 석유가 차지하는 비중은 35.5%로 가장 높은데, 바로 이와 같이 높은 석유 의존도는 석유 물량의 부족이나 갑작스러운 가격 폭등으로 전 세계가 언제든지 혼란으로 내몰릴 가능성이 있음을 말해준다. 한국의 경우 전체 에너지 소비량 중 석유의 비중이 60%가 넘고 이것을 모두 수입하기 때문에, 석유가격 폭등이 미칠 파장은 다른 어떤 나라보다 더 심각할 수밖에 없다. 이인식 외 17인 - 이필열, 현대과학의 쟁점, 김영사, 2001, p.232~237

현재 한국의 일인당 에너지 소비량은 일인당 국민소득이 한국의 3배가 넘는 일본이나 독일과 거의 비슷한 수준이다. 한국은 이미 소득에 비해 에너지를 엄청나게 과잉 소비하고 있다. 또한 이런 화석에너지의 과잉 소비로 인한 이산화탄소의 배출은 지구 온난화를 가속화시키는 등 심각한 환경오염을 유발하고 있다. 따라서 이렇게 에너지 부족이 심각해지고 있는 위기의 시대에 환경을 오염시키지 않으면서도 이를 대체할 대체 에너지의 개발이 시급한 실정이다.

따라서 본고에서는 이런 에너지 위기의 시대에 화학자로서 개발 할 수 있는 새로운 대체에너지는 어떤 것이 있는지 생각해보고, 이를 개발하는데 있어서의 문제점과 이 문제점을 해결하기 위해 화학자가 기여할 수 있는 부분에 대해 논해보고자 한다.

.....

2.식물의 광합성 기술 응용
(2) 광합성 기술의 응용
생태계에서 유일하게 에너지를 생성해 내는 생산자는 녹색식물이다. 동물은 이 식물을 섭취함으로써 에너지를 얻는 소비자일 뿐이다. 녹색식물이 에너지를 생산해 내는 것은 엽록소에서 이루어지는 광합성 작용 때문이다. 현재 광합성 작용을 하는 것은 식물 속의 엽록소에서만 이루어지고 있다. 식물 내에서만 존재하는 이러한 엽록소를 대량 분리해내고, 광합성을 함으로써 생성되는 ATP 에너지를 활용할 수 있는 기술을 개발, 이를 응용해 광합성 하는 에너지 생성기를 만들어낸다면 전 인류의 고갈되지 않는 영구적인 에너지에 대한 꿈은 이루어질지도 모른다. 지금까지는 순도 100%인 자연 상태의 순수엽록소는 대량 추출이 불가능했었다. 열에 약하고 대기나 자외선에 매우 민감해 추출과정에서 엽록소 성분 자체가 파괴되기 때문이다. 따라서 이러한 엽록소를 대량 추출하는 기술개발뿐만 아니라 광합성의 과정을 보다 정밀하게 분석하여 광합성 작용을 하는 인공 분자를 개발하는 것도 필요하다.

식물의 광합성 능력에 대해 과학자들이 놀라는 또 다른 이유는 현대의 기술로 물을 수소와 산소로 분해하기 위해서는 3,000도의 고온으로 직접 분해하든가 전기 분해 방법을 이용해야 하는데, 엽록소는 상온에서도 이 일을 쉽게 해내며 약한 가시광선을 에너지로 사용하고 있다는 점이다. 더구나 식물은 흡수된 빛 에너지를 거의 30%나 이용하는데 이것은 상상할 수 없을 정도로 높은 에너지 변환율이다. 학자들은 이상적인 상태에서는 에너지 변환 효율을 100% 가까이 늘릴 수 있는 방법이 있을 것으로 생각하여, 식물의 광합성 구조 규명에 보다 열중하고 있다.

참고문헌

소년 한국일보, 2004.2.3
전자신문, 2004.04.12
노컷뉴스, 2005.04.07
한국경제, 2005.04.07

이인식 외 17인, 현대과학의 쟁점, 김영사, 2001
이종호, 노벨상이 만든 세상-화학, 나무의 꿈, 2004
임장순 외, 에너지변환, 오토테크, 2000
이인식 외 14인, 과학이 세계관을 바꾼다, 푸른나무, 2000
서울대 자연과학 교수 31인, 21세기와 자연과학, 사계절, 1999

에듀이지, http://www.eduez.co.kr
EBN 뉴스센터, http://www.ebn.co.kr
한양대 석유공학 연구실 http://geofluid.hanyang.ac.kr
사이언스 올, http://www.science.or.kr

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