1. 출간 의의

전력과 에너지의 현재와 미래 상황

우리의 일상생활과 산업 현장에 전기가 없다면 어떻게 될까? 아침에 일어나서 학교와 직장으로 나가고, 낮의 일과를 보낸 후에 집으로 돌아와 쉬는 하나하나의 과정을 생각해 보자. 전기가 없다면 이미 우리 사회는 제 기능을 발휘할 수 없는 구조로 이루어져 있다.
그런데 우리는 ‘전기는 당연히 존재하며, 내가 필요할 때는 언제 어디서나 사용할 수 있다.’는 인식을 가지고 있지는 않았는가? 하지만 동일본 대지진 때의 후쿠시마 원자력 발전소 사고, 한국의 원자력 발전소 가동 중단 사태 등의 사례에서 알 수 있듯이, 전기와 전력은 정상 상태에서 조금만 벗어나도 일상생활과 산업 현장에 막대한 타격을 준다. 또 현재는 대부분의 전력을 석탄·석유·천연가스 등의 화석 연료에 의지하고 있는데, 이들 자원은 언젠가 분명히 고갈된다.
그렇다면 안정적으로 전력과 에너지를 공급하기 위해서는 어떻게 해야 할까? 이 책 <전력과 미래의 에너지>는 이런 상황을 바탕으로, 전기와 전력에 대한 배경 지식과 다양한 발전 방법, 미래의 에너지 등, 현대 사회를 지탱하는 전력과 에너지의 현재 상황과 미래의 대비 방법을 총정리한다.
먼저 Part 1에서는 전력에 대한 기본적인 지식과 전력 공급 시스템을 파악한 뒤에 지금까지의 시스템이 안고 있는 문제점을 밝힌다. Part 2에서는 태양광 발전과 풍력 발전 등 재생 가능 에너지를 비롯해, 앞으로 기대되는 여러 가지 발전 방법과 에너지 자원의 장단점을 살펴본다. Part 3에서는, 재생 가능한 에너지의 다수가 비용 및 발전량의 안정성 같은 문제를 가진 상황에서 바람직한 전력 공급 방식을 검토한다. Part 4에서는 미래의 전력과 에너지의 문제를 해결할 가능성을 가진 ‘꿈의 에너지와 발전 방법’을 소개한다.
전력과 에너지의 문제는 우리 한 사람 한 사람의 생활에도 반드시 영향을 미친다. 따라서 남의 일이 아니며, 누구나 알아 두어야 할 과제가 되었다. 이 책을 통해 전력과 에너지에 대한 지식을 얻고 미래의 상황까지 예측할 수 있게 될 것이다.

2. 특장

● 전류, 전압, 교류, 직류, 주파수 등 배경 지식과 전력 공급의 문제
전력 문제에 대처하기 위해서는 먼저 전기에 대한 기본적인 지식을 가지고 있어야 한다. 전기의 기초에 해당하는 전류와 전압의 개념, 교류와 직류의 원리와 차이점, 송전 때 전력 손실이 일어나는 이유와 변압의 필요성, 전기의 주파수 문제에 대해 상세하게 설명한다. 아울러 전기는 여러 가지 장점을 가지고 있지만, 비축해 놓을 수 없는 문제도 가지고 있다. 이러한 전기의 결점에 대해서도 알아본다.

● 새로운 발전 방법과 에너지의 특성과 전망
지금의 현실은 원자력 발전에 무조건 의존하기는 어려운 상황이다. 또 화력 발전의 동력원인 화석 연료(석유, 천연가스, 석탄)는 언젠가 고갈된다. 현재의 주요 발전 방법은 모두 문제를 안고 있는 셈이다. 따라서 장래에는 다른 방법으로 공급되는 전력이나 에너지의 비율을 높여 나가야 한다. 천연가스, 태양광, 풍력, 지열, 파력, 해류 및 조류, 태양열, 연료 전지, 바이오 연료 등을 이용하는 발전 방법의 특성과 장단점 및 앞으로의 전망을 설명한다.

● 전력을 원활하게 공급하기 위한 미래의 여러 가지 시스템
전력의 생산 못지않게 중요한 점은 전력을 효율적으로 공급하는 수단의 개발이다. 즉 같은 전력을 가지고도 효율적으로 활용할 수 있는 새로운 전력 공급 시스템 ‘스마트 그리드’란 무엇인지를 알아본다. 또 전기의 결점인 저장성의 문제를 보완하기 위한 축전지의 사용 방안도 제시한다. 이 밖에 신재생 에너지의 주요 수단 중의 하나인 풍력 발전의 최신 연구 상황과, 지구 단위의 전력 생산 및 이동 시스템인 제네시스 계획의 내용도 소개한다.

● 우주 태양광 발전소, 핵융합 발전, 인공 광합성 등 꿈의 에너지
현재 실용 단계에 있거나 실용화에 가까운 발전 방법 및 전력 시스템 유지 방법 말고도 미래의 전력과 에너지 문제를 단번에 해결할 가능성을 가진 꿈의 에너지와 발전 방법도 있다. 우주 태양광 발전, 핵융합 발전, 인공 광합성이 바로 그것이다. 우주 태양광 발전은 기상의 영향을 받지 않도록, 태양광 발전을 우주에서 하는 방법이다. 핵융합 발전은 완성되기만 하면 엄청난 양의 전력 생산이 가능한 수단이다. 가히 ‘꿈의 에너지’라고 할 만한 이들 방법을 상세히 소개한다.

● 새로운 형식의 과학 단행본 ‘뉴턴 하이라이트’ 시리즈
과학 잡지 <Newton>은 뛰어난 일러스트레이션과 과학 전문가들의 쉽고도 상세한 해설로 독자들의 사랑을 받고 있다. ‘뉴턴 하이라이트’ 시리즈는 그러한 <Newton>의 기사 중에서도 독자로부터 큰 호평을 받았던 내용만을 골라서 주제별로 재구성한 과학 단행본이다. 물리학, 화학, 생명과학, 지구과학, 우주과학, 수학 등 다양한 주제의 자매편들이 절찬리에 판매되고 있다.

협력자 명단
기노시타 다케시 木下 健 / 일본 도쿄 대학 생산기술연구소 교수, 공학 박사
다카기 겐 高木 健 / 일본 도쿄 대학 대학원 신영역창성과학연구과 교수, 공학 박사
모로즈미 사토시 諸住 哲 / 일본 신에너지·산업기술종합연구기구 주임 연구원, 공학 박사
미야타 히데아키 宮田秀明 / 일본 도쿄 대학 대학원 명예 교수, 공학 박사
사야마 가즈히로 佐山和弘 / 일본 산업기술종합연구소 에너지기술연구부문 태양광에너지변환그룹 그룹장, 이학 박사
아베 리키야 阿部力也 / 일본 도쿄 대학 대학원 공학계연구과 특임 교수, 공학 박사
야나기사와 노리오 柳澤敎雄 / 일본 산업기술종합연구소 지권(地圈)자원환경연구부문 주임 연구원, Ph. D.
오야 유지 大屋裕二 / 일본 규슈 대학 응용역학연구소 소장, 교수, 공학 박사
오제키 다카시 大關 崇 / 일본 산업기술종합연구소 태양광발전공학연구센터 연구원, 공학 박사
오타 겐이치로 太田健一郞 / 일본 요코하마 국립대학 공학연구원 특임 교수, 공학 박사
와타나베 마코토 渡邊 信 / 일본 쓰쿠바 대학 생명환경과학연구과 교수, 이학 박사
요시노 아키라 吉野 彰 / 일본 아사히 화성(化成) 주식회사 펠로, 공학 박사
우쓰노미야 도모아키 宇都宮智昭 / 일본 교토 대학 대학원 공학연구과 부교수, 공학 박사
이하라 마사루 伊原 賢 / 일본 석유천연가스·금속광물자원기구(JOGMEC) 수석 연구원, 공학 박사
후쿠즈미 슌이치 福住俊一 / 일본 오사카 대학 대학원 공학연구과 교수, 공학 박사
히메다 유이치로 姬田雄一郞 / 일본 산업기술종합연구소 에너지기술연구부문 태양광에너지변환그룹 주임 연구원, 이학 박사

Part 1 기초부터 아는 전력과 그 과제 Part 2 새로운 발전 방법과 에너지 Part 3 미래의 전력 공급 방법 Part 4 꿈의 에너지