기후 재앙, 미래 에너지, 그리고
21세기 전기 인프라의 거대한 전환!

*** 빌 게이츠 ‘올해의 책’
*** 《월 스트리트 저널》, 《커커스 리뷰》 극찬
*** 과학 전문지 《사이언스》 추천 도서
*** 아마존 에너지 정책 분야 베스트셀러
*** 조천호 기후변화 특임교수 추천 도서
*** 이소영 국회의원, 윤상직 전 장관 강력 추천

기후 위기는 돌이킬 수 없고, 전기 인프라의 붕괴는 불가피하다. 최신 연구들에 따르면, 우리가 지금과 같이 탄소 배출을 지속할 경우 21세기 말에 지구 기온은 4.5도 상승하고, 탄소 배출을 당장 중단하더라도 우리는 2도 수준의 지구 가열에 직면한다. 그리고 지구 기온이 2도만 올라도 많은 도시들에서 사람이 살 수 없게 되고, 4억 명 이상이 폭염과 물 부족으로 죽어가게 된다. 이렇게 기후 위기가 피할 수 없는 현실인 만큼, 기후 재앙은 우리로 하여금 재생에너지 사용을 불가피하게 만들고 있다.
그러나 놀랍게도, 현재 우리는 재생에너지를 사용할 수 있는 전기 공급 시스템, ‘그리드’를 갖추고 있지 않다. 20세기의 그리드는 바람과 태양광 같은 가변성 전원이 아닌 석유, 석탄, 플루토늄, 천연가스에 맞춰 건설되었기 때문이다. 그리고 그리드가 없다면, 당연히 전기도 없다. 전기 없이는 스마트폰도 없고, 에어컨도 없고, 온라인 강의도 없다. 가상 화폐는 당연히 없을 것이고, 공장, 경찰, 군대, 병원이 위험에 처하게 된다. 따라서 현대사회를 지탱하는 전기를 포기할 것이 아니라면 우리는 결국 그리드를 바꾸어야 하며, 실제로도 그리드는 급격히 뒤바뀌고 있다.
이 책은 재생에너지 발전량 및 전력 수요의 증가, 분산형 전원의 확대, 전력 산업의 탈중앙화를 둘러싸고 오늘날의 그리드가 지닌 문제가 무엇인지 보여주며, 21세기 전기 인프라 혁명과 그에 따른 기술 및 산업의 지각변동이 어디서, 어떻게 일어날 것인지를 구체적으로 예측한다.

20세기에 오일쇼크가 있었다면,
21세기에는 전기쇼크가 있을 것이다!

에너지 이슈가 뜨겁다. 여기저기서 ‘에너지’라는 말이 끊이지 않는다. 2021년, 미국 정부는 2030년까지 온실가스를 최소 50% 감축하기로 약속했다. 이에 따라 캘리포니아주는 2030년까지 전력의 50%, 하와이주는 2032년까지 전력의 100%를 재생에너지로 생산하겠다고 선언했다. 덴마크는 지금도 전력 생산량의 53.4% 이상을 재생에너지로 충당하고 있지만, 2050년까지 풍력만으로 100%를 달성하겠다고 밝혔다. 그리고 현재 비슷한 움직임이 전 세계적으로 이례적인 속도와 규모로 일고 있다.
재생에너지는 정치적으로 올바른 판단일 뿐만 아니라, 경제적으로도 더 합리적인 선택이 되어가고 있다. 한 가지 예로, 환경에 그다지 관심을 기울이지 않던 이들까지도 이제는 경제적인 이유로 자기 집에 태양광 패널을 설치하고 있다. 이 작은 ‘발전소’를 설치해 전기를 만들면, 전체 전력 공급량에 기여한 만큼 전기 요금에서 그 대가를 돌려받기 때문이다. 결과적으로 재생에너지 발전소 없이 그리드에 전적으로 의존하는 사람들이 기존의 그리드를 유지하는 데 필요한 비용을 대부분 부담해야 하기 때문에, 가정용 태양광 시스템은 더욱 가파르게 증가하고 있다.
그러나 이렇게 ‘녹색’ 에너지를 더 많이 사용할수록, 그리드는 더 취약해진다. 재생에너지 발전소는 불안정하며 가변적인 전류를 그리드로 흘려보내 그리드를 잠식하고 파괴하기 때문이다. 그 결과는 이미 텍사스 정전 사태와 같은 대규모 블랙아웃으로 나타나고 있다.
재생에너지의 거대한 확장은 그리드를 전면적으로 재구성해야만 가능하다. 그런데 그리드는 스마트폰 배터리부터, 입출력포트, 충전기, 플러그, 콘센트, 전선, 변압기, 전봇대, 저전압 배전선, 변전소, 싱크로페이저, 스위치, 퓨즈, 고압 송전선 그리고 발전소에 이르는, 그야말로 모든 곳에 뻗어 있는 인프라다. 따라서 그리드의 위기는 현대 산업과 사회의 위기이기도 하다. 그러나 뒤집어 생각해 보면, “이러한 구조적 변화는 제대로만 수행된다면 엄청난 기회일 것”이다.

제주도에 상륙한 에너지 위기,
2025년, 다가오는 미래와 기회!

구글과 애플은 이미 미래를 준비하고 있다. 구글은 본사와 데이터 센터를 ‘마이크로그리드’로 운용하고 있으며, 애플은 기존의 그리드와 단절되어도 서비스를 제공할 수 있도록 자체 시스템을 구축하고 있다. 미군도 미국 내에서 사용하는 전력망을 모두 마이크로그리드로 전환하고 있고, 세부 내용만 다를 뿐 코네티컷주 정부와 뉴욕주 정부 역시 동일한 사업을 진행 중이다. 그 밖의 시티뱅크, 비즈니스위크, 에디슨일렉트릭인스티튜트 등 굴지의 기업들도 지금까지 전력을 생산하고 관리하던 방식이 머지않아 막을 내릴 것이라고 예측한다.
재생에너지의 높은 변동성으로 인해, 열 저장(P2H), 그린 수소(P2G), 에너지 저장 시스템(ESS) 등 에너지 저장 기술에 대한 수요와 연구도 급증하고 있다. 전기차는 바퀴 달린 큰 배터리나 다름없기 때문에, 그에 발맞추어 보다 강력하게 권장되거나 빠르게 확대될 예정이다. 현재 햇빛, 물, 바람은 길거리의 전선을 없애고, 이동식 전기 생산 설비를 확장하며, 스마트 기술 간 통합으로 나아가고 있다.
재생에너지 위기가 비단 미국과 유럽의 이야기는 아니다. 제주도에서도 재생에너지 발전에 따른 과잉 전력을 전력망이 수용하지 못하는 사태가 일상적으로 벌어지고 있다. 대규모 풍력 시설과 태양광발전 시설이 과잉 생산한 전기를 어디로도 보낼 수 없기 때문에, 재생에너지 발전소를 전력망과 차단하는 일이 빈번해지고 전력망의 붕괴를 걱정하는 날이 잦아지고 있다. 전문가들은 2025년이면 내륙에서도 똑같은 문제가 나타날 것이라고 말한다. 그러나 지연된 위기는 늘 준비된 기회로 삼을 수 있다. 이 책의 ‘옮긴이 해제’에서는 바로 이러한 상황에 맞춰 전문가들이 미래를 전망한다.

들어가며

1장 바람이 불어오는 길목 앞에서
2장 그리드가 전선을 얻었을 때
3장 인설의 법칙, 그리고 법칙의 종말
4장 카디건을 입은 미국
5장 붕괴 위기에 처한 그리드
6장 돌 하나로 새 두 마리 잡기
7장 두 폭풍 이야기
8장 성배를 찾아서
9장 시대정신

나가며
감사의 글
옮긴이 해제
주