출제기준 단원 「신재생에너지를 이용한 온실가스 감축」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
묻는 꼴
문제 수
무엇을 묻나
소수력 경제성 판별
1
소수력의 초기투자와 회수기간 특성 구분
폐기물 에너지의 환경영향
1
폐기물 에너지화 공정의 2차 오염물질 발생 여부 판단
감축방법 분류
1
직접 감축과 간접 감축(신재생에너지 도입) 구분
뜻
신재생에너지는 신에너지와 재생에너지로 구분된다. 신에너지는 기존 화석연료를 변환하거나 새로운 방식으로 에너지를 생산하는 기술을 말하며, 연료전지·수소에너지·중질잔사유 가스화 등이 여기에 해당한다. 반면 폐기물에너지 등은 햇빛·물·지열·생물유기체 등 자연에서 지속적으로 공급되는 자원을 활용하므로 재생에너지로 분류된다.
태양광 발전은 모듈과 인버터로 구성된 비교적 단순한 시스템이며, 움직이는 부품이 적어 유지보수가 용이하고 모듈 수명이 긴 편이다. 그러나 에너지 밀도가 낮아 단위 면적당 발전량이 적으므로 대규모 발전을 위해 넓은 부지가 필요하다. 태양열 시스템은 집열과 축열 방식으로 분류되며, 상변화형(PCM)은 잠열을 이용해 열전달 효율이 높아 자연대류형보다 효율이 우수하다.
풍력발전은 바람을 에너지원으로 하며 연료비가 들지 않는 장점이 있으나 초기 설치비가 높고 건설·설치 기간이 상대적으로 긴 편이다. 풍속 조건이 발전량에 큰 영향을 미치며 입지 선정 시 평균 풍속 조건을 고려해야 한다. 소수력은 물의 흐름을 이용하는 방식으로 안정성과 효율이 장점이나 댐·수로 건설 등 초기 투자비가 높아 투자 회수 기간이 긴 특성이 있다.
폐기물 에너지화는 SRF 제조, 열분해 등 여러 공정을 통해 에너지를 생산하나, 소각·열분해 과정에서 질소산화물, 다이옥신류, 중금속 등 2차 오염물질이 발생할 수 있으므로 완전 무해하다고 단정할 수 없다. 수소에너지는 연소 시 배출물이 적고 물을 원료로 활용할 수 있으나, 물의 전기분해 등 생산 방식은 많은 전력을 필요로 하여 현재 경제성이 높지 않은 한계가 있다. LOHC 기술은 수소를 액상 유기수소운반체에 저장·운송하여 체적 저장·운송 문제를 해결하려는 기술이다.
연료전지는 수소와 산소의 전기화학 반응으로 직접 전기를 생산하므로 회전부가 없어 소음이 적고 냉각수 요구량이 화력발전에 비해 적은 장점이 있다. 이와 같이 각 기술의 물리적·운영적·경제적 특성을 구별하면 시험에서 제시된 진술의 옳고 그름을 판별하는 데 도움이 된다.
예제
문제 유형은 주어진 기술의 핵심 특성을 묻는 경우가 많다. 예컨대 태양광의 장점(시스템 단순, 긴 수명, 유지보수 용이)과 단점(에너지 밀도 낮음, 기상 의존성)을 구분하면 '에너지 밀도 높음'과 같은 보기의 오류를 쉽게 찾을 수 있다. 폐기물 에너지화 문제는 '오염물질이 전혀 발생하지 않는다'는 절대적 표현을 의심하면 정답을 찾기 쉽다. 풍력이나 소수력 관련 문항은 초기 투자비·건설기간 등의 경제적 특성에 집중하면 오답 선지를 소거할 수 있다.
대표 기출 3문항
소수력발전에 관한 내용으로 틀린 것은?
초기 투자비가 낮고 투자 회수 기간이 짧다.
반영구적인 에너지 자원으로 에너지 안전 측면에서 우수하다.
전력생산 시간이 짧아 전력공급량 조정기능이 탁월하다.
에너지 변환 효율이 높다.
정답과 해설 보기
정답 ① · 문항은 소수력발전의 특성 중 틀린 설명을 찾는 문제이다. 소수력은 반영구적 수자원을 이용해 안정성이 높고 에너지 변환 효율이 비교적 우수하며 출력 조절 능력도 좋아 전력 공급 조정에 유리하다.
소수력발전에 관한 내용 중 초기 투자비가 낮고 투자 회수 기간이 짧다는 설명은 틀린 것이다.
폐기물 에너지 및 기술에 관한 내용으로 틀린 것은?
SRF는 가연성 고체폐기물을 성형하여 제조한 고체 연료이다.
폐기물 열분해는 무산소 환원반응이다.
화석 연료의 사용을 줄임으로써 온실가스 배출 감축에 기여한다.
에너지화 과정에서 2차 오염물질 발생이 없다.
정답과 해설 보기
정답 ④ · 문제는 폐기물 에너지화 과정의 설명 중 틀린 것을 찾는 것이다. 폐기물을 연료화하거나 열분해·소각하여 에너지를 회수하면 화석연료 대체로 온실가스 저감에 기여할 수 있으며 SRF는 성형된 고형연료가 맞다.
폐기물 에너지화 과정에서는 열분해, 소각 등 다양한 공정을 거치므로 2차 오염물질 발생을 완전히 배제할 수 없어 틀린 설명이다.
다음의 온실가스 감축 방법에 관한 내용 중 간접 감축방법에 관한 것은?
온실가스 배출량이 많은 공정에 대한 배출이 적거나 없는 대체 공정
신재생에너지를 도입 적용하여 배출원의 온실가스 배출을 상쇄
온실가스를 재활용 또는 다른 목적으로 활용
GWP가 높은 온실가스를 낮은 온실가스로 전환
정답과 해설 보기
정답 ② · 문항은 온실가스 감축 방법 중 간접 감축에 해당하는 사례를 묻고 있다. 간접 감축은 배출원 자체를 직접 개선하는 대신 에너지원 전환이나 외부 조치로 배출을 상쇄하는 방식으로서 신재생에너지 도입이 대표적이다.
간접 감축은 배출 자체를 줄이는 것이 아니라, 신재생에너지 도입 등으로 외부에서 에너지를 공급하여 배출을 상쇄하는 방식이다.