Last Updated on 2021-08-18 by BallPen
내가 TV를 보건 안보건 어차피 전기는 발전소에서 계속 만듭니다. 그럼 TV 시청 시간을 줄이는 것이 정말 에너지 절약 방법 중의 하나 일까요?
에너지와 전기 생산
우리 나라는 대부분의 에너지를 수입하는 에너지 자원 빈곤 국가입니다. 따라서 에너지 절약 노력에 국민 모두가 동참하고 있는 상황입니다.
에너지는 1차에너지와 최종에너지로 구분합니다.
1차에너지란 자연으로부터 직접 얻을 수 있는 에너지이며 석유, 석탄, 수력, 원자력 등이 있습니다. 최종에너지란 1차 에너지를 가공한 에너지로서 휘발유, 연탄, 전력 등을 말합니다.
그 중에 전력은 현대 사회에서 가장 편리하게 사용하는 전기에너지입니다. 이 에너지를 통해 우리는 세탁기, 냉장고, TV를 동작시키죠.
발전소에서는 발전기와 연결된 터빈을 회전시킴으로써 전기를 생산합니다. 이때 터빈을 돌리기 위해 1차에너지가 사용되는데요. 1차에너지인 수력, 풍력, 화력 등의 에너지를 소모하여 터빈을 직접 돌리거나 고압의 증기를 먼저 만든 후 그 고압의 증기를 이용해 터빈을 돌립니다.
어차피 만들어진 전기인데 TV 시청 시간 단축이 에너지 절약에 도움이 되는가?
생산된 전기에너지는 우리 가정까지 전달되어 다양한 전자 제품을 동작시킵니다. 세탁기를 회전시키고, 전자레인지로 음식을 조리하며, TV 시청으로 즐거운 시간을 보낼 수 있죠.
그런데 아래 그림과 같이 한국에너지공단에서 발행한 ‘2021 에너지 첫걸음’ 자료에 따르면 에너지 절약의 한 방법으로 TV 시청 시간 단축을 말하고 있습니다.
그렇다면 정말 TV 시청 시간을 단축하면 에너지가 절약될까요? 사실 우리가 TV를 안본다고 해서 발전소를 멈추거나 하지 않습니다. 또 우리가 TV를 본다고 해서 꺼져있던 발전소를 순간적으로 가동하지도 않습니다.
바꾸어 말하면 우리가 TV를 보건 안보건 전기는 계속 발전소에서 만들고 있으며, 이 과정에서 1차에너지를 계속 소모하고 있죠.
결국 TV 시청 시간 단축이나 에어콘 온도 올리기 등의 통상적 에너지 절약 행동들이 1차 에너지를 절약하는데 도움을 줄 수 있는지가 궁금합니다.
최종에너지를 많이 소비할 수록 1차에너지도 많이 소비된다.
앞서 1차에너지를 가공하여 최종에너지를 생산한다고 이야기 했습니다. 이 과정의 세부적인 내용은 다소 복잡하니 하나의 예를 들어 설명 드리겠습니다.
물레방앗간을 아시나요? 물레방앗간이란 말 그대로 물레방아가 설치되어 있는 방앗간입니다. 물레방앗간의 동작원리가 궁금한 사람은 아래의 YTN 사이언스 동영상을 잠시 보고 오시면 도움이 됩니다.
곡식을 찧는 고도의 자동화 건축물, 물레방아의 원리/YTN 사이언스
물레방앗간은 아래 그림과 같이 외부에 설치된 물레방아 위로 물이 떨어지며 물레방아를 회전시킵니다. 그리고 물레방아의 회전 축은 실내로 연결되어 눌림목이 방아의 한 끝(방아다리)을 주기적으로 누르게 됩니다.
그러면 공이가 위로 들어 올려졌다가 확(찧을 곡물이 들어 있는 통) 안으로 떨어지면서 곡식을 찧게 되는 원리인 것이죠.
물레방앗간을 1차에너지와 최종에너지로 구분하겠습니다. 물레방앗간의 1차에너지는 높은 곳에 있는 물입니다. 물이 갖는 1차 위치에너지가 물레방아를 돌리게 되는 것이죠.
그럼 최종에너지는 무엇일까요? 바로 공이가 갖는 위치에너지입니다. 이러한 개념은 화력발전소에서 1차에너지인 석탄을 불에 태워 최종에너지인 전력을 얻는 것과 같은 것으로 보시면 됩니다.
이제 본론으로 돌아와 TV 시청 시간을 단축하여 최종에너지인 전력소비를 적게하면 1차에너지가 줄어드느냐 하는 질문에 집중하겠습니다.
최종에너지인 전력을 소비하는 TV, 냉장고, 전자레인지 같은 전기제품을 물레방앗간의 방아 갯수로 보시면 됩니다. 즉 물레방아 하나가 회전하는데 여러개의 방아가 그 회전축에 연결된 것이죠.
그러면 물레방아가 돌아갈때마다 떡을 만들기 위한 쌀을 여러개의 방아에 연결된 공이들이 동시에 찧게 됩니다.
그렇다면 위 사진처럼 공이가 하나 있을 때와 여러 개가 연결되어 있을 때 물레방아는 어느 경우에 더 잘 돌아갈까요? 바로 물레방아가 하나 있을 때 더 쉽게 돌아갑니다.
방아의 갯수가 늘어날수록 물레방아는 돌아가기 힘들어지죠. 그래도 물레방아를 계속 돌리고 싶다면 어떻게 해야 할까요? 바로 물레방아로 떨어지는 물의 양을 늘리는 수 밖에 없습니다.
정리하면 물레방앗간에서 최종에너지인 방아의 갯수를 늘려 공이의 위치에너지를 더 많이 활용하고자 한다면 1차에너지인 물레방아로 떨어지는 물의 양을 늘리는 수밖에 없습니다.
같은 원리로서 우리가 다양한 전자제품을 사용하여 최종에너지인 전력을 많이 소비할수록, 렌츠의 법칙에 따라 발전기는 회전하는데 점점 더 많은 힘이 필요합니다. 이 힘을 만들어내기 위해 1차에너지인 석탄, 석유를 더 많이 태워 더 고압의 증기를 만들어 터빈을 돌려야 합니다.
물론 수력의 경우에는 수로를 더 개방하여 더 많은 물을 터빈 위로 떨어뜨려야 하는 것이죠.
반대로 전자제품의 사용시간을 단축하여 최종에너지 소비를 줄일수록 발전기가 회전하는데 필요한 힘이 줄어들게 됩니다. 결국 1차에너지를 조금만 소비(석탄의 양을 줄여서 태우거나 낙하하는 물의 양을 줄임)해도 발전기를 회전시키기에 충분한 힘을 만들어 낼 수 있는 것입니다.
정리하면
우리가 TV 시청 시간을 줄여 최종에너지인 전력 소모를 감소시키면 발전소에서 소비하는 1차에너지의 양도 동시에 줄어들게 됩니다
따라서 TV 시청 시간을 줄이는 것, 에어콘의 온도를 조금 높이는 것, 불필요한 전등을 끄거나 대기 전력을 차단하는 행동들은 에너지 절약에 분명히 도움이 됩니다.
물론 우리 가정의 전기요금도 절약되는 것은 당연하죠. 부가적으로 우리 나라의 에너지소비 정도를 국제적으로 비교하면 아래 이미지와 같습니다.
18년 기준으로 1차에너지공급량은 9위이며 석유소비, 전력소비와 CO2 배출량 모두 7위로서 전세계적으로 막대한 에너지 소비 국가입니다.
우리 모두 조금씩만 에너지를 절약하기 위해 노력해요.
