에너지 전환과 발전

통합과학2 · 환경과 에너지 — 에너지는 사라지지 않고 «형태만 바뀐다»(에너지 보존). 발전은 여러 형태의 에너지를 전기 에너지로 바꾸는 과정이며, 이때 항상 일부가 열 등으로 «손실»된다.

1. 직접 해보기

발전 방식을 고르면 에너지 전환 경로와 효율, 발전량당 CO₂ 배출을 보여준다. 아래 슬라이더로 국가 전력 믹스를 구성해 «100 TWh 를 생산할 때 총 배출량»을 계산해 보자.

1차 에너지원

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발전 효율

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CO₂ (g/kWh)

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재생 가능

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발전 방식을 골라 보세요.

2. 국가 전력 믹스 만들기

화력 40 %

원자력 30 %

재생(수력·태양·풍력) 30 %

합계(100이 되도록)

100%

100 TWh 생산 시 CO₂

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승용차 환산

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3. 에너지 전환의 핵심

방식	에너지 전환 경로	특징
화력	화학 → 열 → (증기)운동 → 전기	CO₂ 다량 배출, 연료 고갈
원자력	핵 → 열 → 운동 → 전기	CO₂ 거의 없음, 방사성 폐기물
수력	위치(퍼텐셜) → 운동 → 전기	재생, 댐 건설로 생태계 영향
태양광	빛 → 전기 (광전 효과, 터빈 없음)	재생, 날씨·밤에 취약
풍력	운동(바람) → 운동(회전) → 전기	재생, 입지·소음 제약

왜 손실이 생기나? 열을 일로 바꾸는 과정(화력·원자력)은 열역학 법칙상 100% 전환이 불가능해 효율이 30~45%에 그친다. 나머지는 «폐열»로 버려진다. 태양광·풍력은 열 단계를 건너뛰지만 변환·저장 과정에서 손실이 있다. 그래도 총 에너지는 보존되며, 다만 «다시 쓰기 어려운» 형태로 흩어진다.

한 줄 요약 — 발전은 화학·핵·위치·빛·운동 에너지를 전기로 «전환»하는 것. 에너지 총량은 보존되지만 전환마다 폐열 손실이 있고, 방식에 따라 CO₂ 배출과 재생 가능성이 크게 다르다.

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