에너지 빈곤 타파 ; 참신한 에너지 솔루션

에너지 빈곤 타파 ; 참신한 에너지 솔루션

 

 

개발도상국, 특히 아프리카 지역의 주민들이 겪고 있는 문제는 참 다양하다. 위생, 영양, 식수... 모두 그들의 생명을 위협하는 심가한 문제들이지만 오늘은 조금 다른 주제를 언급해 보려고 한다. 바로 개발도상국 사람들이 겪고 있는 에너지 빈곤 문제이다.

[사진 1. Understanding the Impact of Energy Poverty]

출처 : Borgen Megazine

 

개발도상국에 사는 13억 명이 넘는 사람들은 깨끗하고 안전한 전기를 사용하지 못하고 있다. 우리는 모두 밤을 비춰주는 가로등의 존재에 너무 익숙해져 있지만, 만약, 전기를 사용하지 못해 가로등, 형광등 전구로 어둠을 밝힐 수 없다면 해가 진 후에는 아마 아무것도 하지 못할 것이다. 또한, 요즈음 아프리카의 중산층은 어느덧 휴대전화도 대부분 갖게 되었고 컴퓨터도 많이 보급되었다고 한다. 하지만 이런 전자기기를 이용하기 위해서는 전기가 필요한데, 전기를 충전하는 데에 너무 많은 어려움들이 있다고 한다. 그래서 준비했다. 이번 기사에서는 세계 각국의 개도국들이 겪고 있는 에너지 빈곤 문제를 어떻게 해결 할 수 있는지 효과적으로 해결한 솔루션을 바탕으로 살펴보려고 한다.

 

1) 아프리카 - 오프그리드(off-grid)

 

에너지 빈곤과 소득 빈곤은 서로 때놓고 보기는 어려운 부분이다. 특히 도심지역보다 농촌지역이 에너지의 접근이 어렵기 마련이다. 또한 이러한 상황이 발전이 어려운 제 3세계에 국가에 적용된다면 어떻게 될까? 이는 자연스럽게 극심한 에너지 빈곤과 격차로 이어진다. 이러한 농촌지역이라는 것, 제3세계라는 것이 가장 많은 부분이 적용되는 지역이라 하면 아프리카를 떠올릴 수밖에 없을 것이다. 현재 사하라 이남지역의 아프리카는 약 6억 명 가까이 전기 혜택을 받지 못하고 있다. 이 지역은 전 세계 인구의 13%를 차지하고 있다고 보이나 약 40%가량의 사람들이 제대로 된 전력 혜택을 받지 못하고 있다. 이러한 아프리카는 꾸준한 에너지 수요증가에 발맞추겠다는 계획으로 가스 혹은 수력발전에 힘을 쏟는 것으로 보인다. 하지만, 이에 합당한 충분한 인프라가 갖춰지지 않은 것이 현 아프리카의 상황이다.

이러한 부족한 인프라와 전력 에너지를 동시에 해결을 위해 오프그리드(off-grid)를 시도하게 되었다. 오프그리드란 주 에너지를 사용하지 않는, 에너지 독립형의 라는 뜻을 갖고있다. 문자 그대로 주 에너지 전력을 필요로 하지 않고 오로지 독립적인 전력 생산에 의지하는 것이다.

[사진 2. 흙집에 설치된 독립형 태양광]

출처 : GP3 코리아 네이버 블로그

 

특히 현재 아프리카의 오프그리드는 독립형 태양광에 많은 부분을 집중하고 있다. 현재 국제 에너지 기구(IEA)에서는 아프리카 에너지 보고서를 통해 사하라 이남지역을 2040년까지 재생에너지를 바탕으로 발전이 이루어질 것이라는 전망을 내놨기 때문에 충분히 가능한 이야기라고 예측된다.

[사진 3. Off Grid Eletric 의 Kerosene]

출처 : Off Grid Electric 홈페이지

또한, 몇 년 전까지만 해도 이러한 신재생에너지를 이용한 발전에 대한 투자 부문이 미미했지만 최근 유럽투자은행(The European Investment Bank: EIB)의 꾸준한 투자와 Off Grid Electric, Bboxx, Azuri Technologies와 같은 다양한 경쟁사들의 고객 유치를 노력함으로써 아프리카의 독립형 태양광의 시장은 점점 활기를 띌 것이다. 

이 외에도 태양광 패널의 가격, 다양한 조명기구들 (바이오드) 등의 가격 하락으로 인해 독립형 발전의 시장은 점점 커질 것이다. 하지만 여전히 이 시장에 대한 가격 부담조차도 쫒아오지 못하는 빈곤층을 위한 가격하락과 더욱 확실한 정책이 나와야 하는 부분도 보완해야 될 부분이다.

 

2) 요크(Yolk) - Solar Cow Project

 

[사진 4. 아동노동의 현황] 

출처 : 요크 스테이션 홈페이지

 

“5살~17살” 법에 따라 통상적으로 ‘아동(어린이)’이라 정의되는 시기이다. 세상에 많은 것을 알아가고, 사랑을 듬뿍 받는 언제나 생각해도 아름답게 느껴지는 나이이다. 그런데, 이런 시간을 ‘노동’의 현장에서 보내는 아이들이 있다. 집안 형편이 어려워 남의 집에 가서 식모살이를 하는 아이, 하루 종일 가축과 어린 동생들을 돌봐야하는 아이부터 벽돌공장, 사금채취, 화학공장 등 어른에게도 위험한 공간에서 노동착취를 당하는 아이까지, 2019년인 지금까지도 전 세계 1억 5천만 명의 아이들이 ‘아동노동’에 노출되어있다.

또한, 요크는 개도국의 전기 에너지 가치에 주목했다. 특히 아프리카의 경우 크게는 넓은 땅과 지형적인 요건, 정치, 사회적 다양한 요건과 개개인적으로는 가난한 경제적 상황 등으로 인해 전기 공급이 원활하지 않기 때문이다. 아프리카 전역의 모바일폰(피처폰 포함) 보급률이 우리나라 스마트폰의 보급률보다 높은 95.1%나 된다는 점에도 불구하고 말이다.

 

[그림 5. Solar Cow를 이용하는 어린이들] 

출처 : 요크 스테이션 홈페이지

 

그래서 탄생한 것이 Solar Cow Project이다. Solar Cow Project는 부모들에게 그들의 자녀들을 학교에 보내면 그에 대한 보상으로 전기를 보상해주는 프로젝트이다. Solar Cow에는 Power Milk라고 불리는 소 젖 모양의 배터리가 설치되어 있는데, 아이들은 아침에 학교를 오면 이 Power Milk를 Solar Cow에 꽂고 Power Milk가 충전될 때까지 학교에서 공부를 한다. 그리고 학교에서 수업이 끝나면 충전된 Power Milk를 부모님께 가져다드리는 것이다. 그러면 부모들의 입장에서는 Power Milk를 사용해 핸드폰을 충전할 수 있고, 아이들은 학교에서 교육을 받을 수 있게 되는 것이다.

요크 스테이션은 Solar Cow Project를 통해 아동노동과 교육, 그리고 에너지 인프라의 문제를 깊게 엮고, Solar Cow 프로젝트를 통해 동시에 해결했다. 너무나 멋진 일이 아닐 수 없다.

 

3) 브라질 - Habitat Living Lab

[사진 6. Vitoria시 언덕지대의 저소득층]

출처 : Unifeed.club

 

브라질의 이스피리투 산투(Espirito Santo)주에 있는 Vitoria시 언덕지대의 주민 대부분이 저소득층이며 그에 따른 에너지 부족은 물론, 주거불안 문제가 겹쳐 건강・안전・생활의 측면에서 공동체 유지에 큰 위협이 된다는 문제점을 발견하고 이스피리투 산투 주의 주거환경을 개선하고자 리빙랩이 세워졌다. 리빙랩(Living Lab)은 특정 공간 혹은 지역의 생활현장에서 사용자와 생산자가 공동 혁신을 통해 만들어가는 실험실이자 테스트베드를 뜻한다.

 

브라질의 리빙랩에서는 이러한 문제해결을 위해 이스피리투 산투 대학과 기타 민간기관, 시 정부가 협력하여 저탄소 혁신경제의 틀에 에너지기술 연구를 접목시켰으며 지역 공동체가 중심이 된 BEM MAIOR(Greater Good, 2006) 포럼을 만들어 아이디어를 수집하고, 주거환경 개선 프로그램인 Living Well을 설계 및 시행하였다. 이를 통해 환경 친화 벽돌, 가정용 태양전지 패널 등의 구체적 성과 창출과 지역공동체의 유지 노력이 결합되어 Habitat Living Lab으로 발전하게 된다. 또한, 이러한 재생에너지 확대 과정에 지역 주민들이 직접 참여함으로써 지역의 지속가능성과 주민의 생활수준을 향상시켰다. 우리나라 도시재생 사업과 관련하여 달동네와 같은 에너지 빈곤층 집중 지역에도 적용하면 좋은 예라고 생각된다.

 

에너지 빈곤층을 위한, 적절한 에너지 솔루션

 

전 세계적으로 에너지에 대한 관심이 높아지면서 아프리카를 포함한 개도국들은 에너지 빈곤을 심각한 사회문제로 인식하고 세계의 많은 개인과 기업들은 에너지 빈곤층 해소를 위해 다양한 아이디어를 떠올리고 해결하고 있다. 그래서 우리도 한 번 아이디어를 생각해보았다.

 

우리는 주변에 버려지는 에너지를 이용하여 사용할 수 있는 전기에너지로 바꾸어 사용할 수 있도록 하는 에너지 하베스팅(Energy Harvesting) 기술을 떠올렸다.

[사진 7. 브라질 리우데자네이루 빈민가의 불을 밝히는 축구장 ]

출처 : slowwalk 블로그

 

영국에서는 전 세계 에너지 하베스팅 시장규모가 2020년에는 약 43조에 육박할 것으로 예상하고 있는데, 특히 영국의 전력회사 페이브젠(Pavegen)은 전력 생산이 가능한 마루 타일 “페이브젠(pavegen)”을 2014년 영국 내 12개 학교에 보급하여, 학생들이 복도에서 뛰노는 것만으로도 전기를 생산할 수 있는 압전 에너지 하베스팅 시스템을 구축하였다. 또한 동일 시스템을 브라질의 리우데자네이루 빈민가에 설치하여 운동에너지를 이용해 불을 밝히는 축구장을 건설하였다.

 

위의 사례처럼 가정에서 나오는 전자파 에너지, 신체 움직임을 통해 나오는 신체 에너지, 산업 현장에서 나오는 많은 폐열 에너지, 열전, 압전소재를 이용하여 발생된 에너지가 변환장치를 거쳐 에너지 저장장치에 축적되고 일정량이 축적되면 필요 가정에 공급하는 방법을 제안하고 싶다. 물론 에너지 하베스팅 기술 자체의 효율이 좋다고 할 수 없고 에너지 변환, 저장, 전달 장치의 비용 등 해결해야 할 부분이 많지만 지속적인 연구와 함께라면 개선될 수 있지 않을까?

 

다음은 아무래도 이 글을 읽고 있는 당신의 차례인 것 같다. 에너지 빈곤층을 위한 솔루션을 머리 속에 떠올리고 주변의 사람들과 실천에 옮겨보자.

참고문헌

1) 전력문화사, 이재용, 2018, [ZOOM UP_한국에너지재단] HUG와 ‘저소득층 에너지 사랑 나눔’ 사업 추진

2) 연세대학교 대학원 학위논문, 김시현, 2011, 에너지빈곤층을 위한 지원방안 연구

3) 녹색성장위원회 관련정보, 설립목적, 활동내역

http://www.greengrowth.go.kr/menu004/sub001/GRG_004_101.do

4) 서울대학교 대학원 학위논문, 윤지윤, 2016, 기후변화가 가계의 에너지 소비에 미치는 영향

5) 연세대학교 Energy Engineering 수업 강의자료, 이규형, 2018, Energy Harvesting

6) 아프리카 빈곤층 인구(%) https://ko.actualitix.com/country/afri/ko-africa-population-below-poverty-line.php

7) http://www.povertywiki.org

8) http://www.einsteinpicasso.com/8.html

9) Africa Off Grid Solar Lighting Market Size By Product (Solar Lantern System, Solar Home System and Large Solar Home System) By Application (Residential, Commercial, Industrial), Industry Analysis Report, Regional Outlook (Kenya, Tanzania, Ethiopia, Uganda, Ghana, Rwanda, Nigeria, Zambia, South Africa), Application Potential, Price Trends, Competitive Market Share & Forecast, 2016 – 2024.2016.07.Ankit Gupta, Aditya Singh Bais

https://www.gminsights.com/industry-analysis/africa-off-grid-solar-lighting-market

10) 아프리카의 전력 공급을 확대하는 독립형(off-grid) 태양광 발전, 2017.02.14.

https://blog.naver.com/gp3project/220935317573

11) 박홍용 기자, <아프리카 유망산업은>"6억 명 아직 전기혜택 못 누려…….전력 인프라 진출 1순위“

, 서울경제, 2016.05.17

https://www.sedaily.com/NewsView/1KWCKZ4PV1

12) 사하라 이남 아프리카지역의 에너지 빈곤 해결방안, 2018.11.30

https://uhic.tistory.com/560

13) Solar Cow brings children to school by rewarding electriciy to parents

(http://yolkstation.com/solar-cow-project/)

14) [YOLK] 솔라카우 프로젝트, 그 시작 (1)

(http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=yolk88&logNo=221378683728&parentCategoryNo=1&categoryNo=&viewDate=&isShowPopularPosts=false&from=postView)

15) 황혜란 외, 대전형 리빙랩의 활성화 방안, 2015

16) 권세진 기자, [에너지바우처를 말하다-현재와 미래] "에너지바우처로 삶의 질 개선", 에너지경제, 2018.12.11

http://www.ekn.kr/news/article.html?no=402799

17) 김정덕 기자, 에너지빈곤층이 누군지는 아세요?, 더스쿠프, 2018.09.14

http://www.thescoop.co.kr/news/articleView.html?idxno=31907

18) ibank, 디자인 씽킹(Design Thinking), 2018-01-12,

https://www.ibank.co.kr/news/page.dg?seq=6

19) 개발도상국 전기 문제를 해결하는 ‘축구공 전등’

https://blog.naver.com/una_mall/130169853282

20) 아프리카 전기, 태양광에 답을 찾다.

https://blog.naver.com/haechanenc/221299500241