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태양광이 좋다는 것은 누구나 알고 있지만, 가장 문제는 초기에 들어가는 설비에 대한 투자비용이다. 이 부분에 대한 지원이 없다면 사실 태양광 설비를 하고 전기요금을 절약하기는 쉽지 않다. 그래서, 우리나라도 그렇고, 전 세계에 다양한 대출지원이나 보조금 등이 있기는 하지만 대부분 초기 비용의 일부는 본인이 부담해야 하기 때문에 그냥 마음먹고 설비를 하는 결정을 내리는 것이 그리 간단치는 않다.


최근 이런 문제를 해결하기 위해 미소금융(microfinance)을 이용하거나, P2P 대출 등을 활용하는 사례가 일부 외국에서 알려지고 있는데, 특히 학교나 비영리 단체의 소규모 태양광 시설에 이런 사례들이 나타나고 있다. 그 중에서도 오클랜드에 기반을 둔 모자이크(Mosaic)라는 회사의 성과가 눈부시다. 이 회사는 개인 투자자들이 태양광 설비 설치 프로젝트에 투자하는 크라우드 펀딩(crowdfunding) 서비스이다. 1인당 $100를 부담해서 하나의 '타일'을 획득해서 학교 등에 투자하는 것인데, 현재까지 10개가 넘는 프로젝트가 제시되어 100% 펀딩에 성공을 했고, 200만 달러가 넘는 자금이 많은 사람들의 크라우드 펀딩으로 투자되었다. 초기에는 오클랜드 주변의 시설들이 투자의 대상이었지만, 이제는 애리조나주나 뉴저지, 콜로라도주 등의 프로젝트도 성공적으로 펀딩이 이루어지고 있다.  


태양광 에너지는 결국 중앙집중적인 에너지 생산과 보급 시스템을 에너지를 필요로 하는 곳에서 에너지를 생산하게 만드는 분산된 에너지 주권이 중요하다. 그런 측면에서, 중앙집중적인 은행의 힘이 아니라 십시일반 사람들의 힘을 모아서 만드는 크라우드 펀딩 역시 이런 분산의 철학과 잘 어울린다. 투자자들은 에너지의 절약분을 모아서 천천히 투자금을 회수하게 되며, 동시에 지구의 탄소배출도 억제하는 1석 2조의 효과를 누리게 된다. 보통 투자금은 12~36개월 사이에 회수가 된다고 하니 금융상품으로도 그리 나쁘지 않은 셈이다. 


이처럼 최근에는 사람들이 십시일반 모은 돈으로 프로젝트를 진행하고, 프로젝트 진행에 있어서도 많은 사람들의 협업을 유도하며, 이것이 다시 투자자들에게 돌아가면서 선순환의 고리를 통해 새로운 사업이 시작되고, 혁신이 활성화되는 사례를 많이 본다. 제조업에서도 킥스타터(KickStarter)라는 크라우드 펀딩 플랫폼이 소규모 혁신제조업의 숨통을 틔웠고, 이런 성공을 바탕으로 메이저 제조업체로 올라서는 사례를 요즘 심심치 않게 볼 수 있다. 어쩌면 인터넷으로 촉발된 커뮤니케이션 혁명과 오픈소스 소프트웨어와 하드웨어를 거쳐서 우리 사회의 변화를 가져오는 다양한 시도를 가능하게 만드는 마지막 열쇠는 이와 같이 신뢰를 바탕으로 하는 크라우드 펀딩인지도 모르겠다. 지구를 새롭게 변신시키는 태양광과 풍력발전과 같은 신재생 에너지의 활성화에 대해 언제나 문제점으로 제기되었던 경제성과 예산문제가 크라우드 펀딩으로 해결되고 있는 이런 사례는 그래서 더욱 의미가 크다고 하겠다.



참고자료:


How Communities Can Invest in Solar Power

MOSAIC 홈페이지


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개인적으로 최근 미래와 관련하여 가장 주목하고 있는 나라는 독일이다. 미국이 19세기 이후 특유의 개척정신과 신대륙의 풍부한 자원들, 그리고 자유방임과 시장주의가 이끌어낸 끊임없는 혁신의 힘으로 현재 세계 최강대국으로서의 자리를 공고히 해왔지만, 최근 미국의 모습과 미국이 가지고 있는 시스템은 산업시대 이후의 새로운 미래의 사회경제적인 변화의 패러다임에 적합한지에 대해서는 다소 의문이다. 

자본주의의 폐해는 극에 달하고 있고, 특히 양극화를 중심으로 하는 빈익빈 부익부와 세계를 위기에 몰아넣은 금융시스템을 주도한 이들의 도덕적 해이 등은 많은 일반 대중들을 분노하게 하였고, 이로 인해 "월스트릿을 점령하라(Occupy Wallstreet)"와 같은 사회운동을 이끌어내기도 하였다. 

반면에 최근 독일의 움직임은 매우 신선하게 느껴진다. 미래를 예측하고, 이를 대비하여 뚝심있게 준비하는 모습이 인상적이었는데, 최근 이런 중장기적인 노력들이 그 과실을 수확하고 있는 듯하다. 비록 유럽이 전반적으로 경제위기에 봉착해 있지만, 통일이라는 어려운 과정을 극복하고 전반적인 에너지 시스템의 개혁을 중심으로 지역사회를 기반으로 한 매우 생명력이 강한 국가시스템을 구축하고 있다는 생각이다.

독일이 신재생에너지를 중심으로 국가의 전략을 재편한 것은 널리 알려져 있는 사실이지만, 최근 더욱 놀라운 수치가 발표되었다. 2012년 7월에 있었던 국제지역전력 컨퍼런스(International Community Power Conference)에서 Paul Gipe는 독일의 신재생에너지 발전의 51%를 개인이나 농장 등을 포함한 지역사회에서 소유하고 있다고 발표하였다. 이를 투자액으로 환산한다면 천억 달러(110조원)에 이르는 돈이 민간에서 신재생에너지에 투자되었다는 것을 의미한다. 독일의 태양광 에너지 발전의 설비의 50%를 개인이나 농장에서 소유하고 있고, 풍력발전은 그 비율이 54%에 이른다. 

현재 독일에서 설치된 태양광 패널이 생산하는 전력은 2010년 기준으로 약 17 GW에 이르는데, 이는 미국이 3.6 GW 정도임을 감안한다면 매우 높은 수치이다. 현재 독일에서 신재생에너지가 전체 에너지 생산에서 차지하는 비율이 20%를 넘고 있는데, 전 세계에서도 가장 높은 편에 속한다. 우리나라가 녹색성장을 위해 정부에서 적극적인 정책을 펼치고 있지만, 2020년까지 15% 정도를 목표로 삼고있는 것과 비교하면 상당한 격차라고 할 수 있다. 하지만, 아직 우리나라가 민간에서 자발적으로 이런 전력생산을 맡아서 하기 보다는 국가주도적인 양상을 가지고 있다는 것을 생각하면 그 본질적인 격차는 더 심하다고 할 수 있겠다.

독일의 태양광이나 풍력에너지는 이미 각 개인들과 농장, 그리고 기업들이 확보하고 있다. 이것이 가지는 의미는 매우 크다. 에너지 독립을 이루고 있다는 것을 의미하며, 여분으로 생산되는 에너지는 서로 공급하는 방식을 통해서 지역사회에서 알아서 에너지를 충당하는 스마트 그리드 사업도 같이 진행된다. 이 경우에 천재지변이나 일부 원자력 플랜트 등에서 생산되는 에너지에 문제가 생겨서 중앙집중적인 전력공급에 차질을 빚는다고 해도 문제가 될 것이 없다. 자체적으로 생산하는 에너지가 거의 대부분을 커버하기 떄문이다. 태양광이나 풍력은 그런 면에서 막대한 돈을 들여서 확보해야 하는 에너지원이라기 보다는 지구 곳곳에 비교적 골고루 보급되는 에너지원이다 이를 바탕으로 에너지 자립을 이루는 것은 미래사회에 있어서 가장 중요한 변화의 초점이 될 수 밖에 없다. 국내에서도 최근 개인들의 집을 신재생에너지를 이용하는 형태로 개조하는 것을 보조하는 정책이 적극적으로 도입되고 있고, 산업체의 경우에는 2012년 1월에 발효된 신재생에너지의무할당제(Renewable Energy Portfolio Standard, RPS)의 규제를 받기 때문에 이런 변화가 나타나기 시작하겠지만, 아직 독일과 같은 수준의 준비가 되려면 많은 시간이 소요될 것으로 보인다.

독일에서 전기자동차를 적극적으로 도입하는 것에는 이런 전략과 관련이 있다. 이 블로그에서 이미 독일의 새로운 독립적인 전기생산을 하는 집과 충전가능한 전기차를 통한 이동성의 독립과 관련한 프로젝트도 소개한 바 있는데, 아래의 2개의 글을 같이 참고해서 본다면 미래의 에너지와 사회에 대한 또 하나의 중요한 그림을 그려볼 수 있을 것이다.


연관글:

에너지 효율이 좋은 집과 전기차의 관계


참고자료:
 
51% of German Renewables Now Owned by Its Own Citizens


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태양광이 신재생에너지의 대표주자로 크게 각광받고 있는 가운데, 산업 디자이너이자 창조적인 프로젝트를 하는 것으로 유명한 Markus Kayser가 최근 사막에서 놀라운 2개의 프로젝트를 진행시켜 화제가 되고 있다. 1년 간의 시간을 들여 진행된 이 프로젝트는 태양의 파워를 이용해서 커다란 구형 렌즈와 캠을 활용하여 빛을 집적하여 물체를 잘라내는 Sun Cutter와 태양광 패널로 발전을 하면서, 사막의 모레를 이용해서 3D 물체를 찍어내는 3D 프린터 Solar Sinter가 그것이다.

Sun Cutter는 2010년 8월 처음으로 이집트의 사막에서 테스트가 진행되었는데, 나무판을 정교하게 잘라내어 다양한 형태의 선글래스를 만들어내는 시연을 하였다. 아래는 이 프로젝트의 영상이다.





다음으로 그가 도전한 프로젝트는 훨씬 정교한 기술이 필요한 3D 프린터였다. 태양광을 집적해서 강렬한 열을 만들어낼 수 있고, 동시에 태양광으로 발전이 가능하며, 끊임없이 거의 무한대로 공급이 가능한 사막의 모래를 재료로 써서 어떤 물체를 만들자는 도전적인 프로젝트인 Solar Sinter 가 그것이다. 특히 모래에는 유리를 만들어낼 수 있는 성분들이 많이 포함되어 있어서, 이를 열로 녹이면 간단히 다른 모래 성분에는 강력한 접착제로 이용될 수 있다. 

2011년 5월 중순 완성된 Solar Sinter 기계는 이집트의 Siwa인근 사하라 사막에서 다양한 물체를 만들어내는 실험을 훌륭하게 수행하였다. 태양을 따라 움직이는 태양광 패널과 이를 제어하는 전자장비들과 강력한 태양을 레이저 대신 정교하게 조종하는 모터와 컨트롤러 등의 환상적인 조합은 꿈처럼 느껴지는 무한한 재료와 무한 에너지의 조합을 통한 제조업의 가능성을 열었다는 측면에서 정말 커다란 평가를 받아야 할 듯하다. 어쩌면 이 기술이 보다 정교하게 자리를 잡는다면, 사막은 더 이상 쓸모없는 땅이 아니라 인류에게 가장 중요한 공장으로 탈바꿈하게 될지도 모르겠다. 





Solar Sinter로 찍어낸 모래 용기. 미래를 위한 커다란 발자국이 되기를 ...


참고자료
 
Markus Kayser 홈페이지

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최근 새로운 촉매제의 발견으로 산소를 물에서 분리를 하고, 이를 이용해서 집에서 에너지로 활용할 수 있는 기술이 개발되었습니다.  이를 통해 개인들이 재생에너지를 활용하는 방법이 나올 수 있는 가능성을 또 하나 열었다는 측면에서 주목을 받고 있습니다.

MIT의 Daniel Nocera 박사가 주도한 이 연구에서 과거의 백금을 주로 활용하던 방법에 비해 훨씬 경제적이고, 독성물질도 배출되지 않는다고 하는데, 이 촉매제를 활용한 집과 사무실에서 이용가능한 태양광 패널을 2012년부터 상용화한다고 하니까 머지않아 구할 수 있게 될지도 모르겠네요.

이 연구가 주목받는 것은 대규모 전력이 공급되는 도시 지역이 아닌 시골지역이나 또는 전세계의 전기를 공급받지 못하는 수많은 사람들에게 희망이 될 수 있기 때문입니다.  또한, 저는 개인적으로 원자력과 같이 지나치게 비용효율적인 측면에서만 접근한 에너지 생산에 의존도가 높아지는 상황을 우려하고 있는데, 이는 국가의 통제권이 클 뿐만 아니라 뭔가 문제가 생겼을 때 전체의 시스템이 위협을 받는 재앙적인 상황이 닥칠 수 있기 때문입니다.  앞으로의 세상은 지속적으로 분산환경으로 가는데, 개개인이 자연이 주는 에너지를 활용해서 전기를 만들어낼 수 있게 된다면 이런 위협에서 어느 정도 벗어날 수가 있습니다.  또한, 화석연료의 의존도를 줄임으로써 지구 전체에게도 건강을 되찾아 줄 수 있겠지요.

이 시스템은 기본적으로 지붕에 태양광 패널을 달고, 전기를 생산하는데 이를 통해 집에서 전기를 쓸 수 있고, 동시에 남는 전기는 "electrolyzer"라는 장치로 가게 되는데 여기에서 물을 수소와 산소로 분리를 합니다.  여기에서 과거에는 백금이 이용되었지만, 비용과 독성 문제가 있었던 것입니다.  새로운 촉매를 활용하여 물을 산소와 수소로 분리한 뒤에 이들은 각각 분리된 탱크에 저장됩니다.  밤이 되면 태양광 패널이 에너지 생산을 못하게 되므로, 이제는 저장된 수소와 산소를 가지고 와서 연료 셀을 통해 합성을 하면서 전기를 만들어 냅니다. 그러면서, 부산물로 깨끗한 물이 생깁니다.  이를 통해 24시간 전기공급이 가능합니다.

이미 물에서 수소를 분리하는 것에는 가격도 저렴하고 오래가는 촉매가 있는데, 산소를 만드는 것에는 오래가고 저렴한 촉매가 없어서 경제성 문제가 심각했다고 합니다.  새로운 촉매는 산소의 생산을 200배 증가시켜서 이런 문제를 해결했습니다.  분산된 개인 에너지 시스템과 여기에 더해 깨끗한 물까지 덤으로 얻는 시스템이 2012년 상용화가 되어 각 가정에 설치가 된다면 정말로 많은 것이 바뀌지 않을까요?

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대만에서 국력을 기울여 건축하던 완전 태양광 에너지 기반 스타디움이 최근 공사를 마쳤다고 합니다.  이 스타디움은 100% 전력을 태양광에서 만들어냅니다.   Toyo Ito가 디자인하고, 용의 형상으로 만들었으며, 총 5만 명을 수용할 수 있다고 합니다. 

태양광 에너지를 위해서 무려 8,844개의 태양광 패널이 설치되었습니다.  이 스타디움은 올해 열리는 2009 월드 게임(2009 World Games)의 주경기장으로 이용됩니다.  태양광을 위한 지붕의 총 넓이는 무려 14,155 평방미터나 되기 때문에, 경기장에서 이용되는 총 3,300개의 조명등과 2개의 커다란 스크린을 가동하는데 아무런 문제가 없다고 합니다.  올해 초에 시뮬레이션 결과에 따르면 충전 시작 후 6분 만에 전체 조명과 전력 시스템의 가동이 가능했다고 하네요 ...

게임을 하는 동안에는 태양광을 직접 이용을 하겠지만, 경기가 없는 동안에는 태양광 발전소의 역할을 하면서, 여분의 전기를 다른 곳에서 이용할 수 있도록 송전 기능도 가진다고 합니다.  주변 지역의 80%에 가까운 전기 사용량을 이 경기장에서 공급이 가능하다고 하니 정말 1석 2조네요.  연간 114만 KWh의 전력생산이 가능하기 때문에, 660톤의 이산화탄소 배출이 줄어들 것이라고 합니다.  진정한 녹색 스타디움입니다.

우리나라에도 월드컵 경기장 같은 곳들이 제대로 활용되지 못하고 있는데, 경기를 하지 않더라도 이렇게 민간 발전소의 역할을 할 수 있다는 점이 무척 부럽습니다.





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