에너지 기후변화 활동소식

독일 풍력에너지 생산비용 1kWh 당 7센트

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WTG(wind test Grevenbroich GMBH)는 1996년에 창립된 단체로 풍력발전기의 설계와 측정을 하는 연구단지이다. 주로 풍력발전기의 수명, 풍속, 소음, 전력 등을 테스트하여 성능을 측정하고 풍력발전을 하기 위한 더 나은 조건들을 연구하고 있다. 일반적으로 내륙의 풍속은 해안의 풍속보다 더 느린데 내륙의 풍력발전 가능성을 시험하기 위하여 세계최대의 내륙 풍력발전 시험장인 WEC(wind energy converters)를 운영하고 있다. 독일뿐만이 아니라 인도, 프랑스, 폴란드, 핀란드 등의 나라에서도 연구를 진행하고 있다.


풍력은 오염물질 배출하지 않고 성장잠재력 높아
풍력은 고갈되지 않고, 구하기 쉬우며, 사용하는 데 비용이 들지 않고, 기술적으로 안정적이고 잘 발달되어 있다. 풍력자원은 가격변동이 적으며 오염물질이나 온실가스를 배출하지 않고, 성장잠재력이 높은 자원이다. 그러나 풍력자원은 지역적인 한계가 있다. 덴마크와 같이 풍력자원이 풍부한 나라는 국내 총전력 필요량의 약 20%를 풍력발전으로부터 얻고 있지만 이와 달리 바람이 지속적으로 많이 불지 않는 나라는 이러한 수준까지 되기 어렵다. 즉, 어디서나 바람을 얻기가 쉽지 않다. 그렇기 때문에 풍력발생으로 인해 얻은 전기를 저장할 필요가 있다.


생산비용 1kWh 당 7센트
풍력에너지는 생산비용은 1kWh 당 7센트로 오히려 다른 재생에너지보다 1/3정도 저렴한 비용으로 얻을 수 있다. 재생에너지 중 가장 비용이 높은 것은 태양광 에너지이다.
풍력에너지의 기원은 4000년 전으로 거슬러 올라간다. 기원전 2000년 경 바빌론에서 처음으로 풍차를 사용한 이래 AD700 경에는 페르시아에서도 풍차를 사용하였고 1200년경에는 서유럽 최초의 풍차가 등장했다. 1950년경 디젤엔진에 의해서 작동되는 풍차가 등장했으나 1973 오일쇼크로 인해 이러한 풍차는 타격을 입게 되었다. 이에 독일, 덴마크, 미국, 네덜란드에서 새로운 풍력발전의 방법에 대한 공동연구를 시작하였다. 70-80년대에는 화석연료의 과다한 사용으로 환경공해의 문제성이 대두되자 이에 대하여 강한 환경운동의 움직임이 시작되었고, 기업들도 신재생에너지인 풍력발전의 잠재력에 주목하게 되었다. 90년대에 온실효과의 문제에 대해 동의한 여러 나라들이 1997년 교토의정서를 결의하게 되었다.


→ 2008년도에는 10만MWh의 전력을 풍력발전을 통해 생산하는데 이르렀다. 2100년까지 화석연료 사용이 없어질 것이다. 그림과 같이 내륙에서나 해안가에서 풍력발전소를 설치하는데 부적절한 조건에 부딪혔을 때에는 바다에 풍력발전기를 설치하기도 한다.





풍력 에너지 성장 잠재력은 아시아, 아프리카가 높아
2007년 세계적으로 풍력발전의 전력생산량은 9만3천849MWh 수준이며 2010년까지 17만MWh가 될 전망이다. 세계적으로 풍력발전 시설 현황을 살펴보면, 2007년 기준으로 독일, 미국, 스페인 순이지만 독일은 풍력발전에 적합한 바람이 부는 지역은 포화상태이고 인구밀도가 높아 풍력발전 시설을 갖출 땅이 부족한 등의 문제점을 안고 있어 앞으로의 성장잠재력은 낮은 편이다. 현재의 풍력발전설비의 세계적 현황을 살펴보면 유럽이 69.4%로 가장 높지만 풍력에너지의 기술적인 잠재력은 미국과 아시아, 아프리카에서 더 높은데 이는 잠재력에 영향을 미치는 요인인 인구밀도와 환경적 조건에서 이들 지역이 더 유리하기 때문이다.



현재 독일의 풍력발전기는 1대당 2-3MWh의 전력생산량을 가지고 있지만 앞으로 5MWh까지 생산력을 증진시키는 것이 현재 목표이다. WEC는 격자모양의 전선망을 통해 관리되며, 바람을 예측하는 예보시스템도 강화될 것이다. 또한 발생한 전력을 저장하는 기술도 향상될 것이다. 또한 지자체별 풍력 전력생산의 상용화를 더 추진할 예정이다.



Solar Fabrik AG 방문




 1996년에 Georg Salvamoser에 의해 민간회사로 설립되었다.  10년 이내 일반적인 집열판을 생산하는 회사에서 세계적인 태양에너지 회사로 발전하였다. 또한 Solar Fabrik AG는 유럽 최초로 CO2를 방출하지 않는 태양광 전지 공장이다. 여기서는 130MWp나 되는 용량의 집열판과 더불어 Wafer recovery units, inverters, 설치시 사용되는 보조 장치 등을 생산한다. 현재 334명의 직원들이 있으며 그 중 8명은 대학원생이거나 실습생들이다.


이회사 건물자체도 에너지 절약형으로 지어졌다. 건물의 정면은 남쪽을 향하고 있고 insulation이 좋은 유리로 되어있다. 이것은 건물을 밝히는데 사용되는 전력과 건물의 온도를 높이는데 사용되는 전력을 절약하기 위한 구조적인 특징이다. 또한 외부 벽의 유리에는 275㎡의 태양전지판이 통합되어 있다. 또한 300㎡의 태양전지판은 건물 지붕 위에 위치해 있다. 건물 외부는 에너지 효율적인 면 뿐만 아니라 예술적인 면도 표현하였다. 외부 유리와 통합된 집열판들은 건물이 좀 더 세련되어 보이게 하고 또한 건물 내부에서 생산된 제품을 외부에 전시하므로서 마케팅적인 면도 고려하였다. 조도가 낮은 겨울에는 태양모듈이 햇빛을 급속히 흡수하여 따뜻하게 하고, 조도가 높은 여름에는 유리 벽 내부 태양모듈이 그늘을 만들어 시원하게 만든다. 이렇게 온도를 조절하고 신선한 공기를 유입함으로써 공정이 원활하게 이루어지도록 건설되어있다.


* 에너지 활용의 특징
식물성 기름으로 발전하는 열병합발전(또는 CHP : Combined Heat and Power) 엔진과 태양광 에너지, 이 두 가지 에너지 생산 방법으로 공장의 전력을 100% 공급할 수 있다. 이중 PV는 20%이고 나머지는 CHP로 전력을 공급한다. 또한 독일의 대부분의 low energy 건물이나 passive 건물들의 특징인 insulation이 잘 되어있다. 즉, 공장 자체적으로 전력을 생산하며 이러한 전력은 0% CO2 가스 배출하도록 유럽 최초로 도입된 공장 설계이다.


* 건물 외부의 구조물
– 지열을 이용한 Earth Pipe 시스템
  → Pipe 윗부분의 디스크 모양에 외부 공기가 흡수되어 지하 30m에 온도를  12℃로 유지한다. 이러한 시원한 공기는 다시 공기 pump를 통해 건물에 전달되어 CFC가스를 생성하는 에어컨 없이 건물의 온도는 적절하게 유지할 수 있다. 겨울의 경우 이러한 시스템은 이용하지 않고 건물의 온도 유지는 태양열판에 의존하게 된다.
  → Earth pipe는 이 주변의 토지가 insulation이 좋기 때문에 사용할 수 있다. 만약 insulation이 떨어지면 지하 30m이상 공간에서 차가운 공기를 저장해도 열전달이 잘 이루어지지 않을 것이다.







* 회사의 방침
– 생산하는 에너지 kW당 8~9유로센트를 받는 풍력, 16센트 정도의 바이오매스 등과 비교할 때 45센트를 받는 태양광에너지 발전은 개인의 에너지 생산 경쟁을 더욱 자극한다고 할 수 있다. 개인이 태양에너지 발전기를 설치할 경우 초기 투자금을 회수하는 데 9년이 걸리는데, 독일도 초반에는 우리처럼 에너지를 생산하는 개인에게 정부 장려금(또는 특별 보조금)을 주었지만 생산하는 만큼 돈을 더 많이 받는 경쟁구도로 바꾸어 큰 효과를 보고 있다.

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