에너지 자원의 현황과 전망

 에너지 자원의 현주소는 어떻게 될까? 그리고 미래는? 침체 기간을 제외하고는 1860년 이후 세계의 에너지 사용량은 매년 5%씩 증가하였다. 1980년의 세계 에너지 소비량은 1970년에 비해 24% 증가하였다. 에너지 사용량의 증가율을 매년 4~5%로 추산할 때 2000년의 세계 에너지 소비량은 1980년의 것보다 2배 이상 될 전망이다. 세계의 에너지 수요에 관한 예측은 인구 증가나 경제 여건, 에너지 자원의 보존, 기타 많은 요인에 따라 변화될 수 있다. 그렇지만 이러한 예측을 통해 미래의 에너지 수요에 대한 아이디어를 낼 수 있으며, 공급부족에 대한 대책을 수립할 수 있는 계기가 된다. 전 세계 에너지 자원의 양을 추정하기란 쉽지 않다. 얼마나 많은 화석연료나 핵에너지가 이용 가능한지에 관해서는 전문가 사이에도 의견이 다르다. 자원은 가용자원(reserve)과 부존자원(resource)으로 구분되는데, 경제적인 가능성의 정도와 지질학적인 확실성의 정도에서 의미가 다르다. 가용자원이란 경제적인 면이나 지질학적인 면에서 현재의 기술로 채굴이 가능한 에너지 자원의 매장량이다. 구체적으로 에너지 자원의 성질과 매장량 그리고 장소가 지질학적으로 확인된 것, 제한된 지질학적인 시료 분석을 통해 존재할 것으로 생각되는 것, 시료 분석이 아닌 단순한 지질탐사에 의해 매장되어 있으리라고 생각되는 것으로 세분된다. 부존자원이란 지구에 매장되어 있는 에너지나 광물자원의 총량을 말한다. 여기에는 현재 매장이 확인된 것과 아직 발견되지 않은 것까지 포함된다. 에너지자원의 채굴이 언제까지 지속될 것인가라는 문제에서 부존자원의 자료를 사용하면 실제와 다른 결론에 도달할 수 있다.  

에너지자원

세계의 에너지 자원을 살펴보면 먼저 전문가들의 견해에 따르면 원유 매장량은 2조 배럴인데, 현재까지 4,600억배럴이 생산되었기 때문에 15,400억 배럴이 남아 있다고 할 수 있다. 현재와 같이 매년 210억 배럴의 원유를 소비하면 앞으로 25년 정도는 채굴이 가능하나 소비가 증가할 경우 그 수명은 단축될 것이다. 연도별 원유채굴량을 그림으로 나타내면 종 모양의 곡선이 되는데, 전문가들에 따르면 1990년대 초에 최대에 이르고 나머지 50년 동안은 생산량이 감소하다가 2075년에는 바닥이 날 것으로 추산된다. 중요한 것은 멀지 않아 원유공급이 바닥이 난다는 사실이다. 에너지 자원을 절약함으로써 새로운 에너지 자원 개발을 위한 시간을 많이 벌게 될 것이다. 그러나 조사가 안 된 지역이 많아 원유의 양이 많을 것이라고 생각하는 사람들도 있다. 천연가스는 천연가스의 매장량에 대해서는 일치된 견해가 없다. 에너지 분석가인 허버트(Hubert)는 천연가스 채굴가능량을 10,000조ft²로 추정하는데 학자에 따라 그 값은 5000~12,000조ft²로 다양하다. 매장량이 10,000 조ft3 라면 현재까지 1,900조 ft²가 사용되었기 때문에 8,100조ft'가 남은 양이 된다. 이 중 26%는 확인된 양이고 나머지 74%는 찾아내야 할 양이다. 현재와 같이 매년 50조ft'가 사용되면 40년간은 채굴이 가능하다. 나머지가 발견되면 120년 동안은 채굴이 보장되나 천연가스 사용량이 급증하는 추세이기 때문에 그 기간이 단축될 전망이다. 석탄은 남아 있는 화석연료 중 가장 풍부한 자원이다. 전 세계에서 확인된 양은 7,860억 톤으로 추산되며, 부존자원은 127,000억 톤으로 추산된다. 이중 절반 이상이 채굴할 수 있는 것으로 평가된다. 1976년 연간 석탄 소비량은 37억 톤이었고 이러한 추세라면 212년은 채굴이 가능하다는 계산이 나온다. 부존자원 중 채굴할 수 있는 자원의 양(63,000 억 톤)으로 계산하면 1700년은 가능하다. 그러나 석탄 소비가 매년 4~5% 증가하면 채굴 수명은 짧아질 것이다. 기술개발을 통해 고형쓰레기가 적게 발생하는 연소방법을 개발하거나, 석탄으로 액체연료나 기체연료로 만드는 기술이 개발되면 수송기관이나 가정에서도 사용할 수 있다. 우리가 모두 생존하는 동안 기름과 천연가스와 같은 에너지 자원이 고갈되어 에너지 자원의 획기적인 변화가 일어나는 것을 볼 수 있을 것이다. 과연 어떤 자원이 경제적·사회적·정치적 또는 생태학적으로 볼 때 타당성이 있는가? 이러한 문제에 답을 구하기 위해서는 먼저 가능한 모든 자원에 대한 객관적인 조사가 필요하다. 먼저 미래의 에너지원으로써 재사용이 불가능한 핵에너지에 대해서 알아보도록 하자. 원자력발전에 사용하고 있는 핵반응기는 천연우라늄을 연료로 사용하고 있다. 우라늄은 적당한 에너지를 가진 중성자와 충돌하면 쉽게 분열되는데 이때 엄청난 양의 열에너지가 방출된다. 우라늄 1kg이 완전히 분열하면 2,000kg 이상의 석탄이 연소할 때 발생하는 열과 같은 에너지를 낸다. 이 열은 물을 가열시켜 증기로 전환하며 증기는 터빈을 돌려 이때 전기가 발생한다. 반응기를 물로 식히는 경우가 있고 액체금속으로 냉각시키는 경우가 있다. 원자로에서 진행되는 핵분열반응은 연료봉 사이를 흐르는 물로 철저히 제어되어 열 생산이 조절된다. 분열을 멈추기 위해서는 연료봉 사이로 조절봉을 집어넣고, 조절봉을 올리면 다시 작동된다. 연료봉과 조절봉을 포함한 전체 반응기는 20cm 두께의 강철로 된 통으로 봉해져 있고, 이 통은 다시 1.2m 두께의 시멘트 구조물로 보호되어 있다.